JP2019124136A - Propeller device for power generator - Google Patents

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Abstract

To provide a propeller device for a power generator that can be downsized.SOLUTION: A propeller device for a power generator comprises a first propeller 1 provided rotatably, and a cover 2 provided so as to extend from the first propeller 1 toward a downstream side, and formed in a tapered shape. The cover 2 is arranged in such a manner that its radial dimension becomes larger as going to the downstream side. The radial dimension of the cover 2 is smaller than the radial dimension of the first propeller 1. When air flows inside the cover 2, the first propeller 1 rotates, and a space having negative pressure is formed in a space on the downstream side of the cover 2. Thereby, the speed of air flowing inside the cover 2 increases. As a result, the rotational speed of the first propeller 1 increases.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、発電機の回転軸を回転させる発電機用プロペラ装置に関する。   The present invention relates to a propeller device for a generator that rotates a rotating shaft of the generator.

従来、プロペラ本体と、プロペラ本体よりも径方向外側に設けられ、テーパー形状に形成されたカバーとを備えた発電機用プロペラ装置が知られている。カバーは、プロペラ本体から下流側に向かって延びている。また、カバーは、下流に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように配置されている。カバーの内側を空気が流れると、プロペラ本体が回転するとともに、カバーよりも下流側の空間に負圧の空間が形成される。これにより、カバーの内側を流れる空気の速度が上昇する。その結果、プロペラ本体の回転速度が上昇する（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a propeller device for a generator is known that includes a propeller body and a cover provided radially outward of the propeller body and formed in a tapered shape. The cover extends downstream from the propeller body. In addition, the cover is disposed such that the radial dimension increases toward the downstream. When air flows inside the cover, the propeller body rotates and a negative pressure space is formed in the space downstream of the cover. This increases the velocity of the air flowing inside the cover. As a result, the rotational speed of the propeller body is increased (see, for example, Patent Document 1).

特許第５０３０１２２号公報Patent No. 5030122

しかしながら、カバーがプロペラ本体よりも径方向外側に配置されている。これにより、カバーが大きくなってしまう。その結果、発電機用プロペラ装置が大型化してしまうという問題点があった。   However, the cover is disposed radially outward of the propeller body. This makes the cover larger. As a result, there is a problem that the generator propeller device is upsized.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化を図ることができる発電機用プロペラ装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a generator propeller device which can be miniaturized.

この発明に係る発電機用プロペラ装置は、回転可能に設けられた第１プロペラと、第１プロペラから下流に向かって延びて設けられ、テーパー形状に形成されたカバーとを備え、カバーは、下流に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように配置されており、カバーの径方向寸法は、第１プロペラの径方向寸法よりも小さい。   A propeller device for a generator according to the present invention comprises: a first propeller rotatably provided; and a cover provided extending downstream from the first propeller and formed in a tapered shape, the cover being downstream The radial dimension of the cover is smaller than the radial dimension of the first propeller.

この発明に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバーの径方向寸法は、第１プロペラの径方向寸法よりも小さい。これにより、カバーを小さくすることができる。その結果、発電機用プロペラ装置の小型化を図ることができる。   According to the propeller device for a generator according to the present invention, the radial dimension of the cover is smaller than the radial dimension of the first propeller. Thereby, the cover can be made smaller. As a result, downsizing of the generator propeller device can be achieved.

この発明の実施の形態１に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図１の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG. 図２のカバーの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the cover of FIG. 図２のカバーの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the cover of FIG. この発明の実施の形態２に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図５の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG. 図６のカバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cover of FIG. 図７のカバーの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the cover of FIG. この発明の実施の形態３に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図９の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG. この発明の実施の形態４に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 4 of this invention. 図１１の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG. 図１２のカバーの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the cover of FIG. 図１２のカバーの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of the cover of FIG. この発明の実施の形態５に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図１５の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG. この発明の実施の形態６に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図である。It is a front view which shows the propeller apparatus for generators which concerns on Embodiment 6 of this invention. 図１７の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。It is a side view which shows the propeller apparatus for generators of FIG.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図２は、図１の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。発電機用プロペラ装置は、流体の流れのエネルギーを回転エネルギーに変換する。流体としては、空気、水などが挙げられる。発電機用プロペラ装置は、回転可能に設けられた第１プロペラ１と、第１プロペラ１から下流に向かって延びて設けられたカバー２とを備えている。第１プロペラ１は、図示しない発電機の回転軸に接続される。第１プロペラ１は、カバー２よりも上流側に配置される。 Embodiment 1
FIG. 1 is a front view showing a propeller device for a generator according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a propeller device for a generator of FIG. The generator propeller device converts fluid flow energy into rotational energy. As the fluid, air, water and the like can be mentioned. The generator propeller device includes a rotatably mounted first propeller 1 and a cover 2 extending downstream from the first propeller 1. The first propeller 1 is connected to a rotating shaft of a generator (not shown). The first propeller 1 is disposed upstream of the cover 2.

第１プロペラ１は、円柱形状の回転中心部１１と、回転中心部１１に設けられた３枚の翼１２とを有している。以下、径方向とは、回転中心部１１についての径方向とする。また、周方向とは、回転中心部１１についての周方向とする。また、軸方向とは、回転中心部１１についての軸方向とする。翼１２は、回転中心部１１から径方向外側に向かって延びるように、回転中心部１１に固定されている。３枚の翼１２は、周方向に等間隔に並べて配置されている。第１プロペラ１は、周方向に回転する。第１プロペラ１が回転することによって、発電機の回転軸が回転する。発電機の回転軸は、水平方向に延びて配置される。言い換えれば、発電機用プロペラ装置が用いられる発電機は、水平軸発電機となっている。   The first propeller 1 has a cylindrical rotation center 11 and three wings 12 provided on the rotation center 11. Hereinafter, the radial direction refers to the radial direction of the rotation center portion 11. Further, the circumferential direction is the circumferential direction of the rotation center portion 11. Further, the axial direction is the axial direction of the rotation center portion 11. The wing 12 is fixed to the rotation center 11 so as to extend radially outward from the rotation center 11. The three wings 12 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The first propeller 1 rotates in the circumferential direction. The rotation of the first propeller 1 causes the rotating shaft of the generator to rotate. The rotating shaft of the generator extends horizontally. In other words, the generator in which the generator propeller device is used is a horizontal axis generator.

カバー２は、テーパー形状の形成されている。言い換えれば、カバー２は、円錐形状に形成されている。カバー２は、第１プロペラ１から下流に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように配置されている。カバー２の側壁２１は、上流側端部から下流側端部に向かうにつれて、径方向寸法が一定の割合で増加するように形成されている。カバー２の径方向寸法Ｌ１は、第１プロペラ１の径方向寸法Ｌ２よりも小さくなっている。この例では、カバー２の径方向寸法Ｌ１とは、カバー２の下流側端部における径方向寸法である。 The cover 2 is formed in a tapered shape. In other words, the cover 2 is formed in a conical shape. The cover 2 is disposed so that the radial dimension increases toward the downstream from the first propeller 1. The side wall 21 of the cover 2 is formed so that the radial dimension increases at a constant rate from the upstream end to the downstream end. The radial dimension L 1 of the cover 2 is smaller than the radial dimension L 2 of the first propeller 1. In this example, the radial dimension L 1 of the cover 2 is the radial dimension at the downstream end of the cover 2.

カバー２は、カバー２の中心軸線および第１プロペラ１の中心軸線が同一直線上に配置されるように、第１プロペラ１に固定されている。言い換えれば、カバー２は、第１プロペラ１と同軸上に配置されている。第１プロペラ１とカバー２とを互いに固定する方法としては、第１プロペラ１およびカバー２を一体に形成する方法、第１プロペラ１およびカバー２を別々に形成した後に、カバー２と第１プロペラ１とを互いに接着する方法などが挙げられる。   The cover 2 is fixed to the first propeller 1 such that the central axis of the cover 2 and the central axis of the first propeller 1 are arranged on the same straight line. In other words, the cover 2 is coaxially disposed with the first propeller 1. As a method of fixing the first propeller 1 and the cover 2 to each other, there is a method of integrally forming the first propeller 1 and the cover 2, and after separately forming the first propeller 1 and the cover 2, the cover 2 and the first propeller And the like.

次に、発電機用プロペラ装置の動作について説明する。カバー２よりも上流側からカバー２よりも下流側に向かって流体が流れると、第１プロペラ１に流体が当たる。これにより、第１プロペラ１が回転する。カバー２が第１プロペラ１に固定されていることによって、カバー２は、第１プロペラ１と同期して回転する。流体がカバー２の側壁２１に沿って流れると、カバー２よりも下流側の空間に負圧の空間が形成される。これにより、カバー２の径方向内側を流れる流体の速度が上昇する。その結果、第１プロペラ１の回転速度が上昇する。   Next, the operation of the generator propeller device will be described. When the fluid flows from the upstream side of the cover 2 to the downstream side of the cover 2, the fluid strikes the first propeller 1. Thereby, the 1st propeller 1 rotates. Since the cover 2 is fixed to the first propeller 1, the cover 2 rotates in synchronization with the first propeller 1. When the fluid flows along the side wall 21 of the cover 2, a negative pressure space is formed in the space downstream of the cover 2. As a result, the velocity of the fluid flowing radially inward of the cover 2 is increased. As a result, the rotational speed of the first propeller 1 is increased.

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバー２の径方向寸法Ｌ１は、第１プロペラ１の径方向寸法Ｌ２よりも小さい。これにより、カバー２を小さくすることができる。その結果、発電機用プロペラ装置の小型化を図ることができる。 As described above, according to the generator propeller device according to the first embodiment of the present invention, the radial dimension L 1 of the cover 2 is smaller than the radial dimension L 2 of the first propeller 1. Thereby, the cover 2 can be made smaller. As a result, downsizing of the generator propeller device can be achieved.

また、カバー２は、第１プロペラ１に固定されている。これにより、カバー２を支持するための支柱を設置する必要がない。したがって、第１プロペラ１が支柱の近くを通過する時に発生する圧力変動が防止される。その結果、発電機用プロペラ装置の効率を向上させることができる。   Further, the cover 2 is fixed to the first propeller 1. Thereby, there is no need to install a support for supporting the cover 2. Therefore, the pressure fluctuation that occurs when the first propeller 1 passes near the support is prevented. As a result, the efficiency of the generator propeller device can be improved.

また、カバー２が第１プロペラ１よりも下流に配置され、カバー２が第１プロペラ１に固定される。これにより、カバー２が風見鶏の機能を果たす。したがって、風見鶏を新たに設置する必要がない。その結果、発電機用プロペラ装置の小型化を図ることができる。   Further, the cover 2 is disposed downstream of the first propeller 1, and the cover 2 is fixed to the first propeller 1. Thereby, the cover 2 performs the function of a weathercock. Therefore, it is not necessary to newly install a weathercock. As a result, downsizing of the generator propeller device can be achieved.

また、カバー２が風見鶏の機能を果たすことによって、流体の流れる方向の変化に対して第１プロペラ１の向く方向を容易に追従させることができる。その結果、流体の流れる方向が変化する時に発生する発電機用プロペラ装置の効率の低下を抑制することができる。   In addition, the cover 2 fulfills the function of a weathercock, so that the direction in which the first propeller 1 faces can be easily made to follow the change in the fluid flow direction. As a result, it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the generator propeller device that occurs when the flow direction of the fluid changes.

また、カバー２が第１プロペラ１に固定されることによって、第１プロペラ１の強度を向上させることができる。その結果、第１プロペラ１を、安価な材料を用いて製造することができる。   Further, by fixing the cover 2 to the first propeller 1, the strength of the first propeller 1 can be improved. As a result, the first propeller 1 can be manufactured using an inexpensive material.

なお、実施の形態１では、カバー２がテーパー形状に形成されている構成について説明した。これに対して、例えば、図３に示すように、カバー２の側壁２１における軸方向中間部が径方向外側に突出するように、カバー２の側壁２１が湾曲する構成であってもよい。また、図４に示すように、カバー２の側壁２１における軸方向中間部が径方向内側に突出するように、カバー２の側壁２１が湾曲する構成であってもよい。   In the first embodiment, the configuration in which the cover 2 is formed in a tapered shape has been described. On the other hand, for example, as shown in FIG. 3, the side wall 21 of the cover 2 may be curved so that the axially middle portion of the side wall 21 of the cover 2 protrudes radially outward. Further, as shown in FIG. 4, the side wall 21 of the cover 2 may be curved so that an axial intermediate portion of the side wall 21 of the cover 2 protrudes radially inward.

また、実施の形態１では、カバー２が第１プロペラ１に固定された構成について説明したが、カバー２が第１プロペラ１に固定されていない構成であってもよい。この場合に、カバー２を支持する支柱を設置する必要がある。   Moreover, although Embodiment 1 demonstrated the structure by which the cover 2 was fixed to the 1st propeller 1, the structure by which the cover 2 is not fixed to the 1st propeller 1 may be sufficient. In this case, a support for supporting the cover 2 needs to be installed.

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図６は、図５の発電機用プロペラ装置を示す側面図、図７は、図６のカバーを示す斜視図である。カバー２には、翼１２が嵌合される３個のスリット２２が形成されている。３個のスリット２２は、周方向に等間隔に並べて配置されている。スリット２２は、カバー２における上流側端部から下流側に向かって真っすぐに延びて形成されている。スリット２２に翼１２が嵌合されることによって、カバー２が第１プロペラ１に固定されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。 Second Embodiment
5 is a front view showing a propeller device for a generator according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 6 is a side view showing a propeller device for a generator of FIG. 5, and FIG. 7 shows a cover of FIG. It is a perspective view. The cover 2 is formed with three slits 22 in which the wing 12 is fitted. The three slits 22 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The slits 22 are formed to extend straight from the upstream end of the cover 2 toward the downstream side. The cover 2 is fixed to the first propeller 1 by fitting the wing 12 to the slit 22. The other configuration is the same as that of the first embodiment.

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバー２は、スリット２２に第１プロペラ１が嵌合されることによって、第１プロペラ１に固定されている。これにより、軸方向についてのカバー２の寸法を小さくすることができる。その結果、発電機用プロペラ装置の小型化を図ることができる。また、スリット２２に第１プロペラ１が嵌合されることによって、カバー２と第１プロペラ１との間の距離が短くなる。これにより、カバー２による集風効果を向上させることができる。   As described above, according to the generator propeller device according to Embodiment 2 of the present invention, the cover 2 is fixed to the first propeller 1 by fitting the first propeller 1 to the slit 22. ing. Thereby, the dimension of the cover 2 in the axial direction can be reduced. As a result, downsizing of the generator propeller device can be achieved. Further, by fitting the first propeller 1 into the slit 22, the distance between the cover 2 and the first propeller 1 becomes short. Thereby, the wind gathering effect by the cover 2 can be improved.

なお、実施の形態２では、スリット２２がカバー２における上流側端部から下流側に向かって真っすぐに延びて形成されている構成について説明した。これに限らず、例えば、図８に示すように、スリット２２がカバー２における上流側端部から下流側に向かうにつれて周方向に延びて形成されてもよい。   In the second embodiment, the configuration has been described in which the slits 22 are formed extending straight from the upstream end of the cover 2 toward the downstream side. For example, as shown in FIG. 8, the slits 22 may be formed to extend in the circumferential direction as going from the upstream end of the cover 2 to the downstream side.

実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図１０は、図９の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。発電機用プロペラ装置は、カバー２の外周面であって下流側部分に設けられたリブ３を備えている。リブ３は、カバー２の外周面から径方向外側に延びて形成されている。リブ３は、円環形状に形成されている。その他の構成は、実施の形態２と同様である。なお、その他の構成は、実施の形態１と同様であってもよい。 Third Embodiment
FIG. 9 is a front view showing a propeller device for a generator according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 10 is a side view showing the propeller device for a generator of FIG. The generator propeller device is provided with a rib 3 provided on the outer peripheral surface of the cover 2 and on the downstream side. The rib 3 is formed to extend radially outward from the outer peripheral surface of the cover 2. The rib 3 is formed in an annular shape. The other configuration is the same as that of the second embodiment. The other configuration may be the same as that of the first embodiment.

流体がカバー２の側壁２１に沿って流れると、流体がリブ３に沿って流れる。これにより、カバー２よりも下流側の空間に形成される負圧の空間がより大きくなる。これにより、カバー２の径方向内側を流れる流体の速度がより上昇する。その結果、第１プロペラ１の回転速度がより上昇する。   When the fluid flows along the side wall 21 of the cover 2, the fluid flows along the rib 3. As a result, the negative pressure space formed in the space downstream of the cover 2 becomes larger. This further increases the velocity of the fluid flowing radially inward of the cover 2. As a result, the rotational speed of the first propeller 1 is further increased.

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバー２の外周面であって下流側部分にリブ３が設けられ、リブ３は、カバー２の外周面から径方向外側に延びて形成されている。これにより、カバー２よりも下流側の空間により大きな負圧の空間を形成することができる。したがって、カバー２の内側を流れる空気の速度をより上昇させることができる。その結果、プロペラ本体の回転速度をより上昇させることができる。   As described above, according to the propeller device for a generator according to Embodiment 3 of the present invention, the rib 3 is provided on the outer peripheral surface of the cover 2 on the downstream side, and the rib 3 is the outer periphery of the cover 2 It is formed to extend radially outward from the surface. As a result, a space of greater negative pressure can be formed in the space downstream of the cover 2. Therefore, the velocity of the air flowing inside the cover 2 can be further increased. As a result, the rotational speed of the propeller body can be further increased.

また、リブ３がカバー２の外周面であって下流側部分に設けられる。これにより、リブ３が風見鶏の機能を果たす。したがって、流体の流れる方向の変化に対して第１プロペラ１の向く方向をより容易に追従させることができる。その結果、流体の流れる方向が変化する時に発生する発電機用プロペラ装置の効率の低下をより確実に抑制することができる。   Further, the rib 3 is provided on the outer peripheral surface of the cover 2 at the downstream side. Thereby, the rib 3 performs the function of a weathercock. Therefore, it is possible to more easily follow the direction in which the first propeller 1 is directed to the change in the fluid flow direction. As a result, it is possible to more reliably suppress the reduction in the efficiency of the generator propeller device that occurs when the flow direction of the fluid changes.

実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図１２は、図１１の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。カバー２は、円筒形状に形成されている。カバー２は、第１プロペラ１から下流に向かって延びて配置されている。カバー２は、第１プロペラ１に固定されている。カバー２の径方向寸法Ｌ１は、第１プロペラ１の径方向寸法Ｌ２よりも小さくなっている。その他の構成は、実施の形態３と同様である。なお、その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様であってもよい。 Fourth Embodiment
11 is a front view showing a propeller device for a generator according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 12 is a side view showing the propeller device for a generator of FIG. The cover 2 is formed in a cylindrical shape. The cover 2 is disposed to extend downstream from the first propeller 1. The cover 2 is fixed to the first propeller 1. The radial dimension L 1 of the cover 2 is smaller than the radial dimension L 2 of the first propeller 1. The other configuration is the same as that of the third embodiment. The other configuration may be the same as that of the first embodiment or the second embodiment.

以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバー２は、円筒形状に形成されている。これにより、カバー２を容易に製造することができる。また、カバー２の径方向寸法Ｌ１は、第１プロペラ１の径方向寸法Ｌ２よりも小さい。これにより、カバー２を小さくすることができる。その結果、発電機用プロペラ装置の小型化を図ることができる。 As explained above, according to the generator propeller device according to Embodiment 4 of the present invention, the cover 2 is formed in a cylindrical shape. Thereby, the cover 2 can be easily manufactured. Further, the radial dimension L 1 of the cover 2 is smaller than the radial dimension L 2 of the first propeller 1. Thereby, the cover 2 can be made smaller. As a result, downsizing of the generator propeller device can be achieved.

なお、上記実施の形態４では、カバー２が円筒形状に形成されている構成について説明した。これに対して、例えば、図１３に示すように、カバー２の側壁２１における軸方向中間部が径方向外側に突出するように、カバー２の側壁２１が湾曲する構成であってもよい。また、図１４に示すように、カバー２の側壁２１における軸方向中間部が径方向内側に突出するように、カバー２の側壁２１が湾曲する構成であってもよい。   In the fourth embodiment, the configuration in which the cover 2 is formed in a cylindrical shape has been described. On the other hand, for example, as shown in FIG. 13, the side wall 21 of the cover 2 may be curved so that the axially middle portion of the side wall 21 of the cover 2 protrudes radially outward. Further, as shown in FIG. 14, the side wall 21 of the cover 2 may be curved so that an axial intermediate portion of the side wall 21 of the cover 2 protrudes radially inward.

実施の形態５．
図１５は、この発明の実施の形態５に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図１６は、図１５の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。発電機用プロペラ装置は、第１プロペラ１よりも下流側であって、カバー２よりも径方向内側に設けられた第２プロペラ４と、第２プロペラ４を第１プロペラ１に対して固定する固定部材５とを備えている。 Embodiment 5
FIG. 15 is a front view showing a propeller device for a generator according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a side view showing the propeller device for a generator of FIG. The generator propeller device fixes the second propeller 4 provided downstream of the first propeller 1 and radially inward of the cover 2 and the second propeller 4 to the first propeller 1 And a fixing member 5.

第２プロペラ４は、回転中心部４１と、回転中心部４１に設けられた３枚の翼４２とを有している。回転中心部４１は、回転中心部１１に対して、軸方向に重なるように配置されている。翼４２は、回転中心部４１から径方向について外側に向かって延びるように、回転中心部４１に固定されている。３枚の翼４２は、周方向に等間隔に並べて配置されている。３枚の翼４２は、３枚の翼１２に対して、軸方向に重ならないように配置されている。言い換えれば、翼４２は、軸方向に視た場合に、周方向に隣り合う翼１２の間に配置されている。なお、翼４２は、軸方向に視た場合に、翼１２と重なるように配置されてもよい。言い換えれば、翼４２の位置は、翼１２の位置に対して関係なくてもよい。また、翼１２の枚数および翼４２の枚数は、３枚に限らず、その他の枚数であってもよい。   The second propeller 4 has a rotation center 41 and three wings 42 provided on the rotation center 41. The rotation center portion 41 is disposed to overlap with the rotation center portion 11 in the axial direction. The wing 42 is fixed to the rotation center 41 so as to extend outward in the radial direction from the rotation center 41. The three wings 42 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The three wings 42 are arranged so as not to overlap the three wings 12 in the axial direction. In other words, when viewed in the axial direction, the wings 42 are disposed between the wings 12 adjacent in the circumferential direction. The wing 42 may be disposed so as to overlap the wing 12 when viewed in the axial direction. In other words, the position of the wing 42 may be independent of the position of the wing 12. Further, the number of wings 12 and the number of wings 42 are not limited to three, and may be other numbers.

固定部材５は、回転中心部１１および回転中心部４１を貫通する３本のボルト５１と、３本のボルト５１のそれぞれに１つずつ嵌合された３個のナット５２とを有している。ナット５２がボルト５１に嵌合されることによって、第２プロペラ４が第１プロペラ１に固定される。これにより、第２プロペラ４は、第１プロペラ１と同期して回転する。また、第２プロペラ４が第１プロペラ１に固定されることによって、第２プロペラ４は、カバー２に対しても固定される。これにより、第２プロペラ４は、カバー２と同期して回転する。   The fixing member 5 has three bolts 51 penetrating the rotation center 11 and the rotation center 41, and three nuts 52 fitted one by one to each of the three bolts 51. . The second propeller 4 is fixed to the first propeller 1 by fitting the nut 52 to the bolt 51. Thereby, the second propeller 4 rotates in synchronization with the first propeller 1. Further, by fixing the second propeller 4 to the first propeller 1, the second propeller 4 is also fixed to the cover 2. Thereby, the second propeller 4 rotates in synchronization with the cover 2.

第１プロペラ１は、揚力型プロペラとなっている。第２プロペラ４は、抗力型プロペラとなっている。揚力型プロペラは、ソリディティが小さく、かつ、周速比が大きい。したがって、揚力型プロペラは、高速回転に適している。また、揚力型プロペラは、大きな回転エネルギーを得ることができる。一方、抗力型プロペラは、ソリディティが大きく、かつ、周速比が小さい。したがって、抗力型プロペラは、低速回転時に高トルクを得ることができる。なお、抗力型プロペラは、高速回転時にもトルクが発生する。第１プロペラ１を揚力型プロペラとし、第２プロペラ４を抗力型プロペラとすることによって、流体の速度が低速度の場合に第２プロペラ４から高トルクを得ることができ、流体の速度が高速度の場合に第１プロペラ１から大きな回転エネルギーを得ることができる。また、第１プロペラ１および第２プロペラ４の両方のトルクおよびパワーが合算される。これにより、発電機用プロペラ装置の効率を向上させることができる。   The first propeller 1 is a lift propeller. The second propeller 4 is a drag propeller. Lifting propellers have low solidity and high circumferential speed ratio. Therefore, a lift type propeller is suitable for high speed rotation. Moreover, a lift type propeller can obtain large rotational energy. On the other hand, a drag propeller has large solidity and a small circumferential speed ratio. Therefore, the drag propeller can obtain high torque at low speed rotation. The drag type propeller generates torque also at high speed rotation. By setting the first propeller 1 as a lift type propeller and the second propeller 4 as a drag type propeller, high torque can be obtained from the second propeller 4 when the fluid speed is low, and the fluid speed is high. In the case of speed, large rotational energy can be obtained from the first propeller 1. Also, the torque and power of both the first propeller 1 and the second propeller 4 are summed. Thereby, the efficiency of the generator propeller device can be improved.

第１プロペラ１と第２プロペラ４との間の直径寸法の比と、第１プロペラ１と第２プロペラ４との間の周速比の比とが互いに等しくなるように設計されている。言い換えれば、第１プロペラ１の直径寸法に対する第１プロペラ１の周速比の比は、第２プロペラ４の直径寸法に対する第２プロペラ４の周速比の比と一致する。周速比λは、下記の式（１）によって表される。ここで、Ｖｐは、プロペラの先端部の回転速度（ｍ／ｓ）であり、Ｖｗは、流体の速度（ｍ／ｓ）である。 The ratio of the diameter size between the first propeller 1 and the second propeller 4 and the ratio of the circumferential speed ratio between the first propeller 1 and the second propeller 4 are designed to be equal to each other. In other words, the ratio of the circumferential velocity ratio of the first propeller 1 to the diameter dimension of the first propeller 1 coincides with the ratio of the circumferential velocity ratio of the second propeller 4 to the diameter dimension of the second propeller 4. The peripheral speed ratio λ is expressed by the following equation (1). Here, V p is the rotational speed of the tip of the propeller (m / s), V w is the velocity of the fluid (m / s).

λ＝Ｖｐ／Ｖｗ （１） λ = V p / V w (1)

プロペラの回転数Ｎは、下記の式（２）によって表される。ここで、Ｄはプロペラの直径寸法である。   The number of revolutions N of the propeller is expressed by the following equation (2). Here, D is a diameter dimension of the propeller.

Ｎ＝Ｖｐ／（πＤ） （２） N = V p / (πD) (2)

上記の式（１）および上記の式（２）から下記の式（３）が得られる。   The following equation (3) is obtained from the above equation (1) and the above equation (2).

Ｎ＝Ｖｗ・λ／（πＤ） （３） N = V w · λ / ( πD) (3)

第１プロペラ１および第２プロペラ４は、互いに固定されているので、第１プロペラ１および第２プロペラ４は、互いに同期して回転する。したがって、第１プロペラ１の回転数と第２プロペラ４の回転数とは、互いに一致する。第１プロペラ１の直径寸法をＤ１とし、第１プロペラ１の周速比をλ１とし、第２プロペラ４の直径寸法をＤ２とし、第２プロペラ４の周速比をλ２とすると、下記の式（４）が得られる。 Since the first propeller 1 and the second propeller 4 are fixed to each other, the first propeller 1 and the second propeller 4 rotate in synchronization with each other. Therefore, the rotational speed of the first propeller 1 and the rotational speed of the second propeller 4 coincide with each other. The first diameter of the propeller 1 and D 1, the peripheral speed ratio of the first propeller 1 and lambda 1, the diameter of the second propeller 4 and D 2, when the peripheral speed ratio of the second propeller 4 and lambda 2 The following equation (4) is obtained.

Ｖｗ・λ１／（πＤ１）＝Ｖｗ・λ２／（πＤ２） （４） V w · λ 1 / (π D 1 ) = V w · λ 2 / (π D 2 ) (4)

上記の式（４）から下記の式（５）が得られる。   The following equation (5) is obtained from the above equation (4).

λ１／Ｄ１＝λ２／Ｄ２ （５） λ 1 / D 1 = λ 2 / D 2 (5)

上記の式（５）を満たすように第１プロペラ１および第２プロペラ４を設計することによって、第１プロペラ１および第２プロペラ４の両方とも、同じ流体速度で最大の効率が得られる。その他の構成は、実施の形態３と同様である。なお、その他の構成は、実施の形態１、２および４の何れかと同様であってもよい。   By designing the first propeller 1 and the second propeller 4 to satisfy the above equation (5), both the first propeller 1 and the second propeller 4 can obtain the maximum efficiency at the same fluid velocity. The other configuration is the same as that of the third embodiment. The other configuration may be the same as that of any of Embodiments 1, 2 and 4.

以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る発電機用プロペラ装置によれば、カバー２の径方向内側に第２プロペラ４が回転可能に設けられている。これにより、第１プロペラ１に発生するトルクに加えて、第２プロペラ４に発生するトルクを用いて、発電機の回転軸を回転させることができる。その結果、発電機用プロペラ装置の効率を向上させることができる。   As described above, according to the generator propeller device in accordance with Embodiment 5 of the present invention, the second propeller 4 is rotatably provided on the inner side in the radial direction of the cover 2. Thereby, in addition to the torque generated in the first propeller 1, the rotation shaft of the generator can be rotated using the torque generated in the second propeller 4. As a result, the efficiency of the generator propeller device can be improved.

また、第２プロペラ４は、第１プロペラ１と同期して回転する。これにより、翼１２と翼４２とが、軸方向について互いに重なることを防止することができる。その結果、発電機用プロペラ装置の効率を向上させることができる。   The second propeller 4 rotates in synchronization with the first propeller 1. This can prevent the wing 12 and the wing 42 from overlapping each other in the axial direction. As a result, the efficiency of the generator propeller device can be improved.

また、第１プロペラ１は、揚力型プロペラであり、第２プロペラ４は、抗力型プロペラである。これにより、流体の速度が低速度の場合に高トルクを得ることができ、流体の速度が高速度の場合に大きな回転エネルギーを得ることができる。   Further, the first propeller 1 is a lift type propeller, and the second propeller 4 is a drag type propeller. Thus, high torque can be obtained when the fluid velocity is low, and large rotational energy can be obtained when the fluid velocity is high.

第１プロペラ１の直径寸法Ｄ１に対する第１プロペラ１の周速比λ１の比は、第２プロペラ４の直径寸法Ｄ２に対する第２プロペラ４の周速比λ２の比と一致する。これにより、第１プロペラ１および第２プロペラ４の両方とも、同じ流体速度で最大の効率を得ることができる。 The first circumferential speed ratio lambda 1 ratio of the propeller 1 to the diameter dimension D 1 of the first propeller 1 is consistent with the circumferential speed ratio lambda 2 of the ratio of the second propeller 4 for the diameter D 2 of the second propeller 4. As a result, both the first propeller 1 and the second propeller 4 can obtain the maximum efficiency at the same fluid velocity.

なお、上記実施の形態５では、第１プロペラ１が第２プロペラ４よりも上流側に配置された構成について説明した。これに対して、第２プロペラ４が第１プロペラ１よりも上流側に配置されてもよい。   In the fifth embodiment, the configuration in which the first propeller 1 is disposed upstream of the second propeller 4 has been described. On the other hand, the second propeller 4 may be disposed upstream of the first propeller 1.

また、上記実施の形態５では、第２プロペラ４が第１プロペラ１に固定される構成について説明した。これに対して、第２プロペラ４がカバー２の側壁２１の内周面に固定される構成であってもよい。この場合、第２プロペラ４の強度を向上させることができる。その結果、第２プロペラ４を、安価な材料を用いて製造することができる。第２プロペラ４とカバー２とを互いに固定する方法としては、第２プロペラ４およびカバー２を一体に形成する方法、第２プロペラ４およびカバー２を別々に形成した後に、第２プロペラ４とカバー２とを互いに接着する方法などが挙げられる。   In the fifth embodiment, the configuration in which the second propeller 4 is fixed to the first propeller 1 has been described. On the other hand, the second propeller 4 may be fixed to the inner peripheral surface of the side wall 21 of the cover 2. In this case, the strength of the second propeller 4 can be improved. As a result, the second propeller 4 can be manufactured using an inexpensive material. As a method of fixing the second propeller 4 and the cover 2 to each other, there is a method of integrally forming the second propeller 4 and the cover 2, and after separately forming the second propeller 4 and the cover 2, the second propeller 4 and the cover And the like.

また、上記実施の形態５では、第２プロペラ４が抗力型プロペラである構成について説明した。これに対して、第２プロペラ４が揚力型プロペラである構成であってもよい。この場合であっても、第１プロペラ１および第２プロペラ４の両方のトルクおよびパワーが合算される。   Moreover, in the said Embodiment 5, the 2nd propeller 4 demonstrated the structure which is a resistance type | mold propeller. On the other hand, the second propeller 4 may be a lift type propeller. Even in this case, the torques and powers of both the first propeller 1 and the second propeller 4 are summed.

実施の形態６．
図１７は、この発明の実施の形態６に係る発電機用プロペラ装置を示す正面図、図１８は、図１７の発電機用プロペラ装置を示す側面図である。発電機用プロペラ装置は、カバー２の側壁２１の外周面に第１プロペラ６が固定されている。第１プロペラ６は、３枚の翼６１から構成されている。３枚の翼６１は、カバー２の外周面から径方向外側に向かって延びて形成されている。３枚の翼６１は、周方向に等間隔に並べて配置されている。第１プロペラ６は、カバー２よりも径方向内側に設けられていない。その他の構成は、実施の形態５と同様である。なお、その他の構成は、実施の形態１から実施の形態４までの何れかと同様であってもよい。 Sixth Embodiment
17 is a front view showing a propeller device for a generator according to Embodiment 6 of the present invention, and FIG. 18 is a side view showing the propeller device for a generator of FIG. In the propeller device for a generator, the first propeller 6 is fixed to the outer peripheral surface of the side wall 21 of the cover 2. The first propeller 6 is composed of three wings 61. The three wings 61 extend radially outward from the outer peripheral surface of the cover 2. The three wings 61 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The first propeller 6 is not provided radially inward of the cover 2. The other configuration is the same as that of the fifth embodiment. The other configuration may be the same as any one of the first to fourth embodiments.

以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る発電機用プロペラ装置によれば、第１プロペラ６は、カバー２の側壁２１の外周面に設けられており、カバー２の外周面から径方向外側に延びて形成されている。これにより、第１プロペラ６と第２プロペラ４との間で、流れる流体の干渉を防止することができる。その結果、発電機用プロペラ装置の高効率化を図ることができる。   As described above, according to the generator propeller device according to Embodiment 6 of the present invention, the first propeller 6 is provided on the outer peripheral surface of the side wall 21 of the cover 2, and from the outer peripheral surface of the cover 2 It is formed to extend radially outward. Thereby, the interference of the fluid flowing between the first propeller 6 and the second propeller 4 can be prevented. As a result, the efficiency of the generator propeller device can be increased.

実施の形態５のように、カバー２よりも径方向内側に、第１プロペラ１および第２プロペラ４が配置される場合には、第１プロペラ１によって発生する流体の流れの乱れによって、第２プロペラ４に向かう流体の流れの流入角度が変化する可能性がある。この場合に、第２プロペラ４の効率を低下させる可能性がある。これに対して、実施の形態６では、第１プロペラ６がカバー２の径方向外側に配置されているので、第２プロペラ４の効率を向上させることができる。   In the case where the first propeller 1 and the second propeller 4 are disposed radially inward of the cover 2 as in the fifth embodiment, the second flow of the fluid generated by the first propeller 1 is disturbed. The inflow angle of the flow of fluid toward the propeller 4 may change. In this case, the efficiency of the second propeller 4 may be reduced. On the other hand, in the sixth embodiment, since the first propeller 6 is disposed radially outside the cover 2, the efficiency of the second propeller 4 can be improved.

１ 第１プロペラ、２ カバー、３ リブ、４ 第２プロペラ、５ 固定部材、６ 第１プロペラ、１１ 回転中心部、１２ 翼、２１ 側壁、２２ スリット、４１ 回転中心部、４２ 翼、５１ ボルト、５２ ナット、６１ 翼。   1 first propeller, 2 cover, 3 ribs, 4 second propeller, 5 fixed members, 6 first propeller, 11 rotation center, 12 wings, 21 side walls, 22 slits, 41 rotation centers, 42 wings, 51 bolts, 52 nuts, 61 wings.

この発明に係る発電機用プロペラ装置は、回転中心部および回転中心部から径方向外側に向かって延びる複数枚の翼を有し、回転可能に設けられた第１プロペラと、第１プロペラから下流に向かって延びて設けられ、テーパー形状に形成されたカバーと、カバーの径方向内側に回転可能に設けられた第２プロペラとを備え、カバーは、第１プロペラから下流に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように配置されており、カバーの下流側端部における径方向寸法は、回転中心部における中心軸線から翼における径方向外側部分までの寸法である第１プロペラの径方向寸法よりも小さく、第１プロペラの直径寸法に対する第１プロペラの周速比の比は、第２プロペラの直径寸法に対する第２プロペラの周速比の比と一致する。 A propeller device for a generator according to the present invention includes a rotation center portion and a plurality of blades extending radially outward from the rotation center portion , the first propeller rotatably provided, and the downstream from the first propeller And a second propeller provided rotatably in the radial direction of the cover, the cover having a radial dimension in the downstream direction from the first propeller The radial dimension at the downstream end of the cover is smaller than the radial dimension of the first propeller, which is the dimension from the central axis at the rotation center to the radial outer portion of the wing. Furthermore, the ratio of the circumferential velocity ratio of the first propeller to the diameter dimension of the first propeller corresponds to the ratio of the circumferential velocity ratio of the second propeller to the diameter dimension of the second propeller .

Claims (11)

回転可能に設けられた第１プロペラと、
前記第１プロペラから下流に向かって延びて設けられ、テーパー形状に形成されたカバーと
を備え、
前記カバーは、下流に向かうにつれて径方向寸法が大きくなるように配置されており、
前記カバーの径方向寸法は、前記第１プロペラの径方向寸法よりも小さい発電機用プロペラ装置。 A first propeller rotatably mounted,
A tapered cover provided extending downstream from the first propeller;
The cover is arranged to increase in radial dimension as it goes downstream,
The generator propeller assembly wherein the radial dimension of the cover is smaller than the radial dimension of the first propeller. 前記カバーの外周面であって下流側の部分に設けられ、前記カバーの外周面から径方向外側に延びるリブをさらに備えた請求項１に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller device for a generator according to claim 1, further comprising: a rib provided on a downstream side portion of the outer peripheral surface of the cover and extending radially outward from the outer peripheral surface of the cover. 回転可能に設けられた第１プロペラと、
前記第１プロペラから下流に向かって延びて設けられ、円筒形状に形成されたカバーと、
前記カバーの外周面であって下流側の部分に設けられ、前記カバーの外周面から径方向外側に延びるリブと
を備え、
前記カバーの径方向寸法は、前記第１プロペラの径方向寸法よりも小さい発電機用プロペラ装置。 A first propeller rotatably mounted,
A cylindrical cover formed to extend downstream from the first propeller;
And a rib provided on a downstream side portion of the cover and extending radially outward from the outer peripheral surface of the cover;
The generator propeller assembly wherein the radial dimension of the cover is smaller than the radial dimension of the first propeller. 前記カバーは、前記第１プロペラに固定されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller device for a generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the cover is fixed to the first propeller. 前記カバーには、前記第１プロペラが嵌合されるスリットが形成されており、
前記カバーは、前記スリットに前記第１プロペラが嵌合されることによって、前記第１プロペラに固定されている請求項４に記載の発電機用プロペラ装置。 The cover is formed with a slit into which the first propeller is fitted;
The propeller device for a generator according to claim 4, wherein the cover is fixed to the first propeller by fitting the first propeller to the slit. 前記カバーの径方向内側に回転可能に設けられた第２プロペラをさらに備えた請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller apparatus for a generator according to any one of claims 1 to 5, further comprising a second propeller rotatably provided radially inward of the cover. 前記第２プロペラは、前記カバーに固定されている請求項６に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller apparatus for a generator according to claim 6, wherein the second propeller is fixed to the cover. 前記第２プロペラは、前記第１プロペラと同期して回転する請求項６または請求項７に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller device for a generator according to claim 6 or 7, wherein the second propeller rotates in synchronization with the first propeller. 前記第１プロペラは、揚力型プロペラであり、前記第２プロペラは、抗力型プロペラである請求項６から請求項８までの何れか一項に記載の発電機用プロペラ装置。   The propeller apparatus for a generator according to any one of claims 6 to 8, wherein the first propeller is a lift propeller and the second propeller is a drag propeller. 前記第１プロペラは、前記カバーの外周面に設けられており、前記カバーの外周面から径方向外側に延びて形成されている請求項６から請求項９までの何れか一項に記載の発電機用プロペラ装置。   The power generation according to any one of claims 6 to 9, wherein the first propeller is provided on the outer peripheral surface of the cover and extends radially outward from the outer peripheral surface of the cover. Propeller unit for aircraft. 前記第１プロペラの直径寸法に対する前記第１プロペラの周速比の比は、前記第２プロペラの直径寸法に対する前記第２プロペラの周速比の比と一致する請求項６から請求項１０までの何れか一項に記載の発電機用プロペラ装置。   The ratio of the circumferential velocity ratio of the first propeller to the diameter dimension of the first propeller coincides with the ratio of the circumferential velocity ratio of the second propeller to the diameter dimension of the second propeller. A propeller device for a generator according to any one of the preceding claims.
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