JP2020108996A - Amplified fluid flow generating mechanism - Google Patents

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Abstract

To provide an amplified fluid flow generating mechanism that can generate large fluid flow without using a high-output motor or a large-size motor that consumes great electric power.SOLUTION: An amplified fluid flow generating mechanism is provided with: a rotary vane mechanism that generates fluid flow; a first cylindrical body connected to the rotary vane mechanism, which has a first Coanda mechanism that guides the fluid flow to be flown along an inner peripheral surface of the body from one end part at an upstream side toward the other end at a downstream side and amplifies the fluid flow by spooling up the fluid through a first opening part provided at the one end part at the upstream side; and a second cylindrical body connected to the other end part of the first cylindrical body, which has a second Coanda mechanism that guides the fluid flow amplified by the first Coanda mechanism of the first cylindrical body to be flown along the inner peripheral surface from the one end part at the upstream side toward the other end part at the downstream side and amplifies further the amplified fluid flow by spooling up the fluid through a second opening part provided at the one end part at the upstream side.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、飛行体等に設けられ、気流等の流れを増幅させる増幅流体流れ発生機構に関する。 The present invention relates to an amplified fluid flow generation mechanism that is provided in an aircraft or the like and that amplifies a flow of an airflow or the like.

従来、消防用ヘリコプタの胴体部またはその外側に消火剤容器を搭載してこの消火剤容器と連結された筒先から消防用ヘリコプタの前方に消火剤を噴射することが可能に構成された消防用のヘリコプタが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a fire extinguisher container is mounted on the body part of a helicopter for fire fighting or on the outside thereof, and a fire extinguisher that is configured to be able to inject a fire extinguishing agent to the front of the helicopter for fire fighting from a cylinder tip connected to this fire extinguisher container A helicopter is known (for example, refer to Patent Document 1).

特開平5−139387号公報JP-A-5-139387

しかし、このような消防用ヘリコプタにおいては、当該消防用ヘリコプタが飛行可能な空域がある場合には効果的なものであるが、建物が密集していて当該消防用ヘリコプタが飛行することが困難な場合や、木々に覆われた森林地帯における住居火災や、建物内における火災などにおいては効果的な消火対応が難しいといった問題があった。また、このような場合の消火活動の多くは消防士等の人力に頼らざるを得ないものとなるが、火災現場が入り組んでいる場合や途中に障害物がある場合等、現場に到着するまでに時間がかかってしまい、迅速性に欠けることがあるといった問題も生じていた。加えて、建物内の消火活動にあっては依然として消防士等の生命への危険性が高く、安全性の向上が望まれていた。 However, in such a fire helicopter, it is effective when there is an air space in which the fire helicopter can fly, but it is difficult for the fire helicopter to fly because the buildings are dense. However, there is a problem that it is difficult to effectively cope with fires in a forest fire covered with trees or a fire in a building. In addition, most of the fire fighting activities in such a case will have to rely on human resources such as firefighters, but until the scene arrives when the fire scene is complicated or there is an obstacle in the middle. There was also a problem that it took a lot of time and lacked speediness. In addition, fire extinguishing activities inside the building still pose a high risk to the lives of firefighters and others, and improvement of safety has been desired.

ところで、本発明は、ヘリコプタに代わるドローン等の飛行体に用いることが可能であり、消費電力の大きい高出力のモータや大型のモータを用いることなく大きな流体流れを得ることが可能な増幅流体流れ発生機構を提供することを目的とする。 By the way, the present invention can be used for an aircraft such as a drone that replaces a helicopter, and an amplified fluid flow that can obtain a large fluid flow without using a high-power motor or a large-sized motor with large power consumption. The purpose is to provide a generating mechanism.

上記目的を達成するために、本発明に係る増幅流体流れ発生機構は、所定方向に向かって流体流れを発生させる回転翼機構と、前記回転翼機構と接続された円筒体であって、該回転翼機構で発生された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第1開口部から流体を巻き込むことによって該流体流れを増幅させる第1コアンダ機構を有する第1円筒体と、
前記第1円筒体の前記他端部と接続された円筒体であって、該第1円筒体の前記第1コアンダ機構によって増幅された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第2開口部から流体を巻き込むことによって該増幅された流体流れを更に増幅させる第2コアンダ機構を有する第2円筒体と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an amplification fluid flow generation mechanism according to the present invention is a rotary vane mechanism for generating a fluid flow in a predetermined direction, and a cylindrical body connected to the rotary vane mechanism. A first opening provided at one end of the upstream side for guiding the fluid flow generated by the blade mechanism so as to flow from one end on the upstream side to the other end on the downstream side along the inner peripheral surface. A first cylindrical body having a first Coanda mechanism for amplifying the fluid flow by entraining the fluid from
A cylindrical body connected to the other end of the first cylindrical body, the fluid flow being amplified by the first Coanda mechanism of the first cylindrical body from one upstream end along an inner peripheral surface. A second Coanda mechanism for guiding the flow toward the other end on the downstream side, and further amplifying the amplified fluid flow by entraining the fluid from the second opening provided at the one end on the upstream side. And a second cylindrical body having the same.

本発明によれば、消費電力の大きい高出力のモータや大型のモータを用いることなく大きな流体流れを得ることができる。 According to the present invention, a large fluid flow can be obtained without using a high-output motor with large power consumption or a large-sized motor.

本実施形態における消防用ドローンの斜視図である。It is a perspective view of the drone for fire fighting in this embodiment. 本実施形態における消防用ドローンの上面図である。It is a top view of the drone for fire fighting in this embodiment. 揚力発生ユニットを示す側面図および斜視図である。It is a side view and a perspective view showing a lift generation unit. 図2のA−A断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2. 揚力発生ユニットの支持体の動作を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows operation|movement of the support body of a lift generation unit. 揚力発生ユニット内の空気の流れを示す概略図である。It is a schematic diagram showing a flow of air in a lift generation unit. 本実施形態における消防用ドローンの底面図である。It is a bottom view of the drone for fire fighting in this embodiment. キャリアユニットを示す側面図である。It is a side view which shows a carrier unit. キャリアユニットの動作を示す側面図である。It is a side view which shows operation|movement of a carrier unit. 本実施形態における消防用ドローンの適用例を示す図である。It is a figure which shows the application example of the drone for fire fighting in this embodiment. 揚力発生ユニットの別例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing another example of a lift generation unit. 本実施形態における消防用ドローンの応用例を示す図である。It is a figure which shows the application example of the drone for fire fighting in this embodiment. 本実施形態における消防用ドローンの別形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the drone for fire fighting in this embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態における寸法、材料、その他具体的な数値等は発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, and the like in such embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified.

図1に本発明を消防用の飛行体、いわゆる消防用ドローンに適用した実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a flight vehicle for fire fighting, that is, a so-called drone for fire fighting.

本実施例における消防用ドローン1は、図1に示すように、本体ユニット10を備え、この本体ユニット10の外周側面に4基の揚力発生ユニット20が設けられる。なお、揚力発生ユニット20の設置数は、4基以上であれば特に限定されるものではなく、消防用ドローンの仕様に応じて種々の設置数を採用することができる。 As shown in FIG. 1, the firefighting drone 1 in this embodiment includes a main body unit 10, and four lift generation units 20 are provided on the outer peripheral side surface of the main body unit 10. Note that the number of lift generation units 20 installed is not particularly limited as long as it is four or more, and various installation numbers can be adopted according to the specifications of the drone for fire fighting.

4基の揚力発生ユニット20は、図2に示すように互いに所定の間隔(たとえば、本実施例では90度)をおいて本体ユニット10の外周側面に接続されている。また、本体ユニット10の下部にはキャリアユニット30が設けられる。キャリアユニット30には各種ノズルやホースが接続可能となっており、図示せぬ取付部31により本体ユニットの底面部に着脱自在に固定される。 As shown in FIG. 2, the four lift generating units 20 are connected to the outer peripheral side surface of the main body unit 10 at predetermined intervals (for example, 90 degrees in this embodiment). A carrier unit 30 is provided below the body unit 10. Various nozzles and hoses can be connected to the carrier unit 30, and the carrier unit 30 is detachably fixed to the bottom surface portion of the main unit by a mounting portion 31 (not shown).

本体ユニット10は、略円盤状の本体部101の内部に中央処理装置であるCPUや、RAM/ROM等の各種記憶装置を少なくとも備えた電子制御部102や、所定の操作信号や電波を送受信可能な送受信部103、電源供給用のバッテリー104等を内蔵している。電子制御部102は、送受信部から受信した所定の操作信号等に応じて揚力発生ユニット20やキャリアユニット30の動作を制御可能に構成される。 The main body unit 10 is capable of transmitting and receiving a predetermined operation signal and radio waves, and an electronic control unit 102 including at least a CPU as a central processing unit and various storage devices such as RAM/ROM inside a substantially disc-shaped main body 101. The transmitter/receiver 103, the battery 104 for supplying power, and the like are incorporated. The electronic control unit 102 is configured to be able to control the operations of the lift generation unit 20 and the carrier unit 30 according to a predetermined operation signal received from the transmission/reception unit.

揚力発生ユニット20は、図3、図4に示すように、送風装置200、支持体220、第1円筒体240、第2円筒体260を有する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the lift generation unit 20 includes a blower device 200, a support 220, a first cylindrical body 240, and a second cylindrical body 260.

送風装置200は、図4に示すように、送風ケース201と、この送風ケース201に収納され、電子制御部102によって回転動作可能に制御される回転機構部202とを備える。 As shown in FIG. 4, the blower device 200 includes a blower case 201 and a rotation mechanism unit 202 housed in the blower case 201 and controlled to be rotatable by the electronic control unit 102.

送風ケース201は、図4に示すように、内部に収納空間を有する中空の円筒体であり、第2円筒体260は、図4に示すように、略円筒形状の筒体である。そして、第2円筒体260には、内周面に沿って長溝環状に形成され送風ケース201の収納空間と連通し、当該収納空間内に空気を吸い込む第1吸気口203が設けられている。また、送風ケース201には、第1吸気口203から吸い込まれた空気を送り出す第1排気口204が設けられている。 The blower case 201 is a hollow cylindrical body having a storage space inside as shown in FIG. 4, and the second cylindrical body 260 is a substantially cylindrical tubular body as shown in FIG. Further, the second cylindrical body 260 is provided with a first intake port 203 which is formed in a long groove annular shape along the inner peripheral surface and communicates with the storage space of the blower case 201 and sucks air into the storage space. Further, the blower case 201 is provided with a first exhaust port 204 for sending out the air sucked from the first intake port 203.

回転機構部202は、図4に示すように、複数の羽根を持つ2つのプロペラ体205、206が互いの回転軸が同軸上になるように配置され、正逆いずれの方向へも回転可能に構成されている。この回転機構部202は、送風ケース201内において、第1吸気口203と第1排気口204との間に位置した状態で収納されている。 As shown in FIG. 4, the rotation mechanism section 202 is arranged so that two propeller bodies 205 and 206 having a plurality of blades have their rotation axes coaxial with each other, and can rotate in either forward or reverse directions. It is configured. The rotating mechanism 202 is housed in the blower case 201 in a state of being located between the first intake port 203 and the first exhaust port 204.

また、プロペラ体205、206は、電子制御部102によって、それぞれのプロペラ体205、206の回転量(回転速度)が独立的かつ可変的に制御可能に構成されている。この際、プロペラ体205、206が互いに異なる方向に回転するように制御すると、それぞれのプロペラ体205、206の回転によって生じるねじれが打ち消されるため、安定した風量を供給可能となり好適である。 Further, the propeller bodies 205 and 206 are configured such that the electronic control unit 102 can independently and variably control the amount of rotation (rotation speed) of each propeller body 205 and 206. At this time, if the propeller bodies 205 and 206 are controlled to rotate in directions different from each other, the twist generated by the rotation of the propeller bodies 205 and 206 is canceled, so that a stable air volume can be supplied, which is preferable.

このように構成された送風装置200によれば2つのプロペラ体205、206が電子制御部102によって回転駆動されると、上記第1吸気口203から空気が吸い込まれ第1排気口204へと向かって送り出される(送風される)こととなる。 According to the blower device 200 configured as described above, when the two propeller bodies 205 and 206 are rotationally driven by the electronic control unit 102, air is sucked from the first intake port 203 and goes toward the first exhaust port 204. Will be sent out (blow).

なお、プロペラ体の数は2つに限らず、1つのプロペラ体を単独で用いても良いし、3つ以上にしても良い。また、上述のような回転機構部202に代えて電動コンプレッサ等を用いて、圧縮した空気を送り出すように構成してもよい。 The number of propeller bodies is not limited to two, and one propeller body may be used alone, or three or more. In addition, an electric compressor or the like may be used instead of the rotation mechanism section 202 as described above, and compressed air may be sent out.

支持体220は、図3、図4に示すように、一端が送風ケース201に接続され、他端が第1円筒体240に接続される支持ケース221と、支持ケース221に設けられ、電子制御部102によって制御される可動アーム部222とを備える。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the support 220 is provided in the support case 221 and the support case 221 having one end connected to the blower case 201 and the other end connected to the first cylindrical body 240. And a movable arm unit 222 controlled by the unit 102.

支持ケース221は、図4に示すように、その内部に空気の流路となる送風通路223が設けられており、送風ケース201の第1排気口204と第1円筒体240の第2吸気口245とを接続するように構成される。そのため、第1排気口204から送り出された空気は支持ケース221の送風通路223を通って第2吸気口245へと送り出される。 As shown in FIG. 4, the support case 221 is provided with a ventilation passage 223 serving as an air flow passage therein, and the first exhaust port 204 of the ventilation case 201 and the second intake port of the first cylindrical body 240. 245 is connected. Therefore, the air sent out from the first exhaust port 204 is sent out to the second intake port 245 through the air blowing passage 223 of the support case 221.

可動アーム部222は、図5に示すように、直線状のアーム体224と可動式ジョイント部225とを備える。アーム体224の一端側は可動式ジョイント部225を介して本体部101に連結され、他端側が揚力発生ユニット20に固定されている。 As shown in FIG. 5, the movable arm portion 222 includes a linear arm body 224 and a movable joint portion 225. One end side of the arm body 224 is connected to the main body section 101 via the movable joint section 225, and the other end side is fixed to the lift generating unit 20.

可動式ジョイント部225は、電子制御部102に制御される図示せぬ駆動機構を備えており、電子制御部102の制御に応じてアーム体224を回転させたり、上下左右に角度を変更させたりする可変制御が可能となっている(図5参照)。ここで、アーム体224の他端側は揚力発生ユニット20に固定されている為、電子制御部102によってアーム体224が可変制御されると、揚力発生ユニット20も可変することとなる。つまり、アーム体224を可変制御することによって揚力方向を変化させることが可能となっている。 The movable joint unit 225 includes a drive mechanism (not shown) controlled by the electronic control unit 102, and rotates the arm body 224 according to the control of the electronic control unit 102, and changes the angle vertically and horizontally. Variable control is possible (see FIG. 5). Here, since the other end side of the arm body 224 is fixed to the lift generation unit 20, when the arm body 224 is variably controlled by the electronic control unit 102, the lift generation unit 20 is also varied. That is, the lift direction can be changed by variably controlling the arm body 224.

第1円筒体240は、一端側(図4中右側)に第1開口部241を備え、他端側(図4中左側)が第2円筒体260に接続された略円筒形状で構成されている。 The first cylindrical body 240 includes a first opening 241 on one end side (the right side in FIG. 4), and has a substantially cylindrical shape in which the other end side (the left side in FIG. 4) is connected to the second cylindrical body 260. There is.

第1円筒体240の内方には、空気の流路となる第1送風流路242が貫通形成されている。第1送風流路242の一端側(図4中右側)は第1開口部241と連通し、他端側(図4中左側)は第3吸気口267と連通するように構成される。また、第1円筒体240の内部は中空構造となっており、第1円筒体240の周方向に沿って環状の第1中空領域243が形成されている。 Inside the first cylindrical body 240, a first air flow passage 242, which serves as an air flow passage, is formed so as to penetrate therethrough. One end side (right side in FIG. 4) of the first air flow passage 242 is configured to communicate with the first opening 241, and the other end side (left side in FIG. 4) is configured to communicate with the third intake port 267. The inside of the first cylindrical body 240 has a hollow structure, and an annular first hollow region 243 is formed along the circumferential direction of the first cylindrical body 240.

第1中空領域243は、図4に示すように、一端側(図4中右側)の領域が広く、他端側(図4中左側)に向かって徐々に狭くなるような、断面略涙滴形状の環状空間となるように画定されている。また、これに対応して第1送風流路242は、図4に示すように、一端側(図4中右側)が狭く、他端側(図4中左側)に向かって末広がりとなるように緩やかに拡径したテーパー形状となっている。 As shown in FIG. 4, the first hollow region 243 has a wide area on one end side (right side in FIG. 4) and gradually narrows toward the other end side (left side in FIG. 4). It is defined so as to form a ring-shaped space. Correspondingly, as shown in FIG. 4, the first air flow passage 242 is narrow at one end side (right side in FIG. 4) and widens toward the other end side (left side in FIG. 4). It has a tapered shape with a gradually expanded diameter.

第1中空領域243の一端側(図4中右側)には、第1中空領域243と第1送風流路242とを連通する第2排気口244が設けられ、他端側には送風通路223と連通する第2吸気口245が設けられる。 A second exhaust port 244 that connects the first hollow region 243 and the first air flow passage 242 is provided at one end side (right side in FIG. 4) of the first hollow region 243, and the air passage 223 is provided at the other end side. A second intake port 245 that communicates with the above is provided.

第2排気口244は第1中空領域243の延在方向に沿って環状にスリット形成された第1ノズル246を有している。第1ノズル246は、第2排気口244から排出される空気を第1送風流路242の内周壁面に沿って他端側に排出させるような形状となっている。そのため、第2吸気口245を通過した空気は第1中空領域243内を還流した後、第2排気口244から排出され、第1ノズル246によって第1送風流路242の内周壁面に沿って他端側の第3吸気口267へと排出されることとなる。 The second exhaust port 244 has a first nozzle 246 which is slit-formed in an annular shape along the extending direction of the first hollow region 243. The first nozzle 246 is shaped so as to discharge the air discharged from the second exhaust port 244 to the other end side along the inner peripheral wall surface of the first blower flow path 242. Therefore, the air that has passed through the second intake port 245 recirculates in the first hollow region 243, is then discharged from the second exhaust port 244, and is guided by the first nozzle 246 along the inner peripheral wall surface of the first blow passage 242. It will be discharged to the third intake port 267 on the other end side.

第2円筒体260は、一端側(図4中上側)に第2開口部261を備え、他端側(図4中下側)に送風口262が設けられるとともに、第1円筒体240よりも大きい径寸法を有する略円筒形状の筒体となっている。 The second cylindrical body 260 includes a second opening 261 on one end side (upper side in FIG. 4) and a blower opening 262 on the other end side (lower side in FIG. 4 ), and is more than the first cylindrical body 240. It is a substantially cylindrical tubular body having a large diameter dimension.

第2円筒体260の内方には、空気の流路となる第2送風流路263が貫通形成されている。第2送風流路263の一端側(図4中上側)は第2開口部261と連通し、他端側(図4中下側)は送風口262と連通するように構成される。また、第2円筒体260の内部は中空構造となっており、第2円筒体260の周方向に沿って環状の第2中空領域264が形成されている。 A second air flow passage 263, which is a flow passage for air, is formed inside the second cylindrical body 260 so as to penetrate therethrough. One end side (upper side in FIG. 4) of the second air flow passage 263 communicates with the second opening 261 and the other end side (lower side in FIG. 4) communicates with the air outlet 262. Further, the inside of the second cylindrical body 260 has a hollow structure, and an annular second hollow region 264 is formed along the circumferential direction of the second cylindrical body 260.

第2中空領域264は、図4に示すように、一端側(図4中上側)の領域が広く、他端側(図4中下側)に向かって徐々に狭くなるような、断面略涙滴形状の環状空間となるように画定されている。また、これに対応して第2送風流路263は、図4に示すように、一端側(図4中上側)が狭く、他端側(図4中下側)に向かって末広がりとなるように緩やかに拡径したテーパー形状となっている。 As shown in FIG. 4, the second hollow region 264 has a wide tear area on one end side (upper side in FIG. 4) and a narrower tear cross section that gradually narrows toward the other end side (lower side in FIG. 4). It is defined as a drop-shaped annular space. Corresponding to this, as shown in FIG. 4, the second air flow passage 263 is narrow at one end side (upper side in FIG. 4) and widens toward the other end side (lower side in FIG. 4). It has a tapered shape that gradually expands in diameter.

また、送風口262の縁部には第2円筒体260の外周方向に向かって鍔状に張り出した環状リブ265が形成されている。 Further, an annular rib 265 is formed at the edge of the air outlet 262 so as to project in a flange shape toward the outer peripheral direction of the second cylindrical body 260.

第2中空領域264の一端側(図4中上側)には、第2中空領域264と第2送風流路263とを連通する第3排気口266が設けられ、他端側(図4中下側)には、第2中空領域264と第1送風流路242とを連通する第3吸気口267が設けられる。 A third exhaust port 266 is provided on one end side (upper side in FIG. 4) of the second hollow region 264 to connect the second hollow region 264 and the second air flow passage 263, and the other end side (lower side in FIG. 4). On the side), a third intake port 267 that connects the second hollow region 264 and the first air flow passage 242 is provided.

第3排気口266は第2中空領域264の延在方向に沿って環状にスリット形成された第2ノズル268を有している。第2ノズル268は、第3排気口266から排出される空気を第2送風流路263の内周壁面に沿って他端側(図4中下側)に噴出させるような形状となっている。そのため、第3吸気口267を通過した空気は第2中空領域264内を還流した後、第3排気口266から排出され、第2ノズル268によって第2送風流路263の内周壁面に沿って送風口262へと送り出されることとなる。 The third exhaust port 266 has a second nozzle 268 that is slit-formed in an annular shape along the extending direction of the second hollow region 264. The second nozzle 268 is shaped so as to eject the air discharged from the third exhaust port 266 to the other end side (the lower side in FIG. 4) along the inner peripheral wall surface of the second air flow passage 263. .. Therefore, the air that has passed through the third intake port 267 recirculates in the second hollow region 264, is then discharged from the third exhaust port 266, and is discharged by the second nozzle 268 along the inner peripheral wall surface of the second blow passage 263. It will be sent out to the blower opening 262.

この送風口262から下方に向かって噴出される空気流によって揚力が発生し、消防用ドローン1は飛行することが可能となっている。 Lifting force is generated by the airflow ejected downward from the blower port 262, and the fire drone 1 can fly.

このように構成された揚力発生ユニット20においては、第1円筒体240の第1送風流路242を流れる空気流量および第2送風流路263を流れる空気流量は、いわゆるコアンダ効果によって第2排気口244から排出される空気流量および第3排気口266から噴出される空気流量よりも多くなっている。以下、図6を用いて説明する。 In the lift generating unit 20 configured in this way, the air flow rate of the first air flow passage 242 of the first cylindrical body 240 and the air flow rate of the second air flow passage 263 of the first cylindrical body 240 are the second exhaust port due to the so-called Coanda effect. It is larger than the flow rate of air discharged from 244 and the flow rate of air ejected from the third exhaust port 266. This will be described below with reference to FIG.

まず、電子制御部102によってプロペラ体205、206が回転制御されると第1吸気口203より空気が吸入され、第1排気口204から送風通路223へと送り出される。送風通路223に流入した空気は第2吸気口245から吸入され第1中空領域243を還流しつつ、第2排気口244から排出される。この第2排気口244から排出された空気は第1ノズル246によって第1送風流路242の内周壁面に向かって排出される。 First, when the rotation of the propeller bodies 205 and 206 is controlled by the electronic control unit 102, air is sucked from the first intake port 203 and is blown out from the first exhaust port 204 to the blow passage 223. The air that has flowed into the ventilation passage 223 is sucked from the second intake port 245, recirculates through the first hollow region 243, and is discharged from the second exhaust port 244. The air discharged from the second exhaust port 244 is discharged toward the inner peripheral wall surface of the first air flow passage 242 by the first nozzle 246.

このとき、コアンダ効果によって第1送風流路242の内周壁面に沿う空気の流れが発生し、空気の巻き込み(吸引)が生じ、第1開口部241から吸引された空気の一端側(図4中右側)から他端側(図4中左側)へと向かう空気流が生じる。これにより第1ノズル246から排出される空気流に、この空気流によって第1開口部241から巻き込まれた空気の空気流が加わるため、第1送風流路242を流れる空気流量が増幅される。 At this time, due to the Coanda effect, an air flow is generated along the inner peripheral wall surface of the first air flow passage 242, air is entrained (sucked), and one end side of the air sucked from the first opening 241 (see FIG. 4). An air flow from the middle right side to the other end side (left side in FIG. 4) is generated. As a result, the air flow of the air drawn from the first opening 241 is added to the air flow discharged from the first nozzle 246, so that the flow rate of the air flowing through the first air flow passage 242 is amplified.

この第1円筒体240によって増幅された空気は第2円筒体260の第3吸気口267から吸入され第2中空領域264を還流して第3排気口266から排出される。ここで、第3排気口から排出された空気は第2ノズル268によって第2送風流路263の内周壁面に向かって排出される。 The air amplified by the first cylindrical body 240 is sucked through the third intake port 267 of the second cylindrical body 260, recirculates through the second hollow region 264, and is discharged through the third exhaust port 266. Here, the air discharged from the third exhaust port is discharged toward the inner peripheral wall surface of the second air flow passage 263 by the second nozzle 268.

このとき、第1送風流路242と同様、コアンダ効果によって第2送風流路263の内周壁面に沿う空気の流れが発生し、空気の巻き込み(吸引)が生じ、第2開口部261から吸引された空気の一端側(図4中上側)から他端側(図4中下側)に向かう空気流が生じる。これにより第2ノズル268から排出される空気流に、この空気流によって第2開口部261から巻き込まれた空気の空気流が加わるため、第2送風流路263を流れる空気流量は増幅されて送風口262から排出される。 At this time, similarly to the first air flow passage 242, a flow of air is generated along the inner peripheral wall surface of the second air flow passage 263 due to the Coanda effect, and air entrapment (suction) occurs and suction is performed from the second opening 261. An air flow from the one end side (upper side in FIG. 4) of the generated air toward the other end side (lower side in FIG. 4) is generated. As a result, the air flow of the air trapped from the second opening 261 is added to the air flow discharged from the second nozzle 268, so that the flow rate of the air flowing through the second air flow passage 263 is amplified and blown. It is discharged from the mouth 262.

ここで、第2ノズル268から排出される空気流は第1送風流路242によって増幅された空気流となっているため、より多くの巻き込みが生じ得る。また、第1吸気口203が送風口262の近傍、すなわち、第2送風流路263の下流側に設けられていることにより、第1吸気口203から空気を吸引すればするほど、第1吸気口203の周辺に負圧を発生させることが可能となる。風は圧力の低い方向に流れるため、第1吸気口203周辺、つまり、送風口262から流れ出る空気流をより加速させることができ、これによっても第2送風流路263を流れる空気流量をより増幅させることが可能となっている。 Here, since the air flow discharged from the second nozzle 268 is the air flow amplified by the first air flow passage 242, more entrainment may occur. Further, since the first intake port 203 is provided in the vicinity of the blower port 262, that is, on the downstream side of the second blower flow path 263, the more air is sucked from the first intake port 203, the first intake air It is possible to generate a negative pressure around the mouth 203. Since the wind flows in the direction of low pressure, it is possible to further accelerate the air flow flowing around the first intake port 203, that is, the air blowing port 262, which also amplifies the flow rate of the air flowing through the second air blowing passage 263. It is possible to let.

また、送風口262の縁部に設けた環状リブ265も、いわゆる風レンズ効果によって送風口262近傍に負圧を発生させることで、第2送風流路263を流れる空気流量をより増幅させることを可能としている。 Further, the annular rib 265 provided at the edge of the blower opening 262 also generates a negative pressure in the vicinity of the blower opening 262 by a so-called wind lens effect, thereby further amplifying the air flow rate flowing through the second blower flow path 263. It is possible.

キャリアユニット30は、フレーム300と、フレーム300に取り付けられる減衰装置340と、放水ノズル360とホース部380とを有する。
フレーム300は、図7および図8に示すように、前フレーム301と後フレーム302とを備える。
The carrier unit 30 includes a frame 300, a damping device 340 attached to the frame 300, a water discharge nozzle 360, and a hose portion 380.
As shown in FIGS. 7 and 8, the frame 300 includes a front frame 301 and a rear frame 302.

前フレーム301は、図8(a)及び(b)に示すように、本体ユニット10の底面から鉛直下方側に向かって延長された一対の前脚部303、303と、これら一対の前脚部303、303同士を繋ぐ前板部304と、それぞれの前脚部303、303及び前板部304から延設されたノズル支持部305とを含む。 As shown in FIGS. 8A and 8B, the front frame 301 includes a pair of front leg portions 303, 303 extending from the bottom surface of the main body unit 10 toward a vertically lower side, and the pair of front leg portions 303, A front plate portion 304 connecting the 303 to each other, and a front leg portion 303, 303 and a nozzle support portion 305 extending from the front plate portion 304 are included.

一対の前脚部303、303の基端側には、左右方向(図7における左右方向)に伸びる軸部306,306を有し、遊端側には前板取付部307が設けられる。一対の前脚部303、303は、軸部306,306を介して、本体ユニット10の底面に並列配置された一対の基端側軸受部308に軸支され、前後方向(図7における上下方向)に傾動自在に構成されている。 Shafts 306 and 306 extending in the left-right direction (left-right direction in FIG. 7) are provided on the base end sides of the pair of front leg parts 303, 303, and a front plate mounting portion 307 is provided on the free end side. The pair of front leg portions 303, 303 is axially supported by the pair of base end side bearing portions 308 arranged in parallel on the bottom surface of the main body unit 10 via the shaft portions 306, 306, and the front-rear direction (vertical direction in FIG. 7). It is configured to tilt freely.

前板部304は、図8(b)に示すように、略横長形状の板状体で、その長手方向の左右端部に対して一対の前脚部303、303の各前板取付部307が取り付けられる。そのため、一対の前脚部303、303の一方もしくは他方の前脚部が前後に傾動するのに同期して他方もしくは一方の前脚部も前後に傾動するように構成されている。 As shown in FIG. 8B, the front plate portion 304 is a substantially oblong plate-shaped body, and the front plate attachment portions 307 of the pair of front leg portions 303, 303 are provided on the left and right ends in the longitudinal direction. It is attached. Therefore, the one or the other front leg portion of the pair of front leg portions 303, 303 is also configured to tilt the other or one of the front leg portions back and forth in synchronization with the front and rear tilt portions.

また、前板部304の長手方向中央付近には前後に貫通した取付開口309が設けられている。また、前板部304の後面(図7における下方向側)には基端側に設けられた軸部306,306と平行な方向に開口したねじ孔310を有するダンパー取付部311が設けられ、前板部304の左右端部の底面に接地用の足部312、312が設けられている。 Further, a mounting opening 309 penetrating in the front-rear direction is provided near the center of the front plate portion 304 in the longitudinal direction. Further, on the rear surface (downward side in FIG. 7) of the front plate portion 304, a damper mounting portion 311 having a screw hole 310 opened in a direction parallel to the shaft portions 306, 306 provided on the base end side is provided, Grounding feet 312 and 312 are provided on the bottom surfaces of the left and right ends of the front plate 304.

ノズル支持部305は円形状に前後に開口した筒状のノズルホルダ313と、ノズルホルダ313を支持する支持脚314とを備える。支持脚314のそれぞれの一端側は、一対の前脚部303、303のそれぞれの基端側近傍及び前板部304の左右端に固定され、他端側は、一対の前脚部303、303よりも前方に位置するノズルホルダ313の外周面に固定される。 The nozzle support portion 305 includes a cylindrical nozzle holder 313 having a circular opening in the front and rear, and a support leg 314 that supports the nozzle holder 313. One end side of each of the support legs 314 is fixed to the vicinity of each proximal end side of the pair of front leg portions 303, 303 and the left and right ends of the front plate portion 304, and the other end side of the support leg 314 is fixed to the pair of front leg portions 303, 303. It is fixed to the outer peripheral surface of the nozzle holder 313 located in the front.

後フレーム302は、図8(a)に示すように、本体ユニット10の底面から鉛直下方側に向かって延長された一対の後脚部315、315と、これら一対の後脚部315、315同士を繋ぐ後板部316とを有する。 As shown in FIG. 8A, the rear frame 302 includes a pair of rear leg portions 315 and 315 extending from the bottom surface of the main body unit 10 toward a vertically lower side, and a pair of the rear leg portions 315 and 315. And a rear plate portion 316 that connects the two.

一対の後脚部315、315には、基端側に左右方向(図7における左右方向)に伸びる軸部317、317を有し、遊端側にもこの基端側の軸部317、317の軸線と平行な軸部317、317が設けられている。一対の後脚部315、315は、基端側に設けられた軸部317、317を介して本体ユニット10の底面に並列配置された一対の基端側軸受部318に軸支され、一対の前脚部303、303と同様、前後方向(図7における上下方向)に傾動自在に構成されている。また、一対の後脚部315、315は伸縮自在な構造となっており、電子制御部102に制御される図示せぬ駆動機構によってその長さを伸縮させることが可能となっている。なお、一対の後脚部315、315を伸縮させる際は、それぞれの後脚部315、315の長さが同じ長さとなるように伸縮制御される。 The pair of rear leg portions 315, 315 has shaft portions 317, 317 extending in the left-right direction (left-right direction in FIG. 7) on the base end side, and the base end side shaft portions 317, 317 also on the free end side. Shafts 317 and 317 parallel to the axis of the are provided. The pair of rear leg portions 315, 315 are axially supported by a pair of base end side bearing portions 318 arranged in parallel on the bottom surface of the main body unit 10 via shaft portions 317, 317 provided on the base end side. Similar to the front legs 303, 303, it is configured to be tiltable in the front-back direction (vertical direction in FIG. 7). The pair of rear legs 315, 315 has a structure that can be expanded and contracted, and the length thereof can be expanded and contracted by a drive mechanism (not shown) controlled by the electronic control unit 102. When the pair of rear leg portions 315, 315 are expanded and contracted, the extension and contraction are controlled so that the rear leg portions 315, 315 have the same length.

後板部316は、図8(b)に示すように、略横長形状の板状体で、その長手方向の左右端部の天面側には遊端側軸受部319が設けられており、一対の後脚部315、315の遊端側に設けられた軸部317、317を回動自在に軸支している。また、一対の後脚部315、315についても、一対の前脚部303、303と同様、一対の後脚部315、315のそれぞれが同期して前後に傾動するように構成されている。 As shown in FIG. 8B, the rear plate portion 316 is a substantially horizontally long plate-shaped body, and the free end side bearing portion 319 is provided on the top surface side of the left and right end portions in the longitudinal direction thereof. Shaft portions 317 and 317 provided on the free end sides of the pair of rear leg portions 315 and 315 are rotatably supported. The pair of rear leg portions 315, 315 are also configured so that, similarly to the pair of front leg portions 303, 303, each of the pair of rear leg portions 315, 315 tilts back and forth in synchronization.

また、後板部316の長手方向中央付近には前後に貫通した取付開口320が設けられている。また、後板部316の前面(前板部304と対向する面。図7における上方向側)には、遊端側に設けられた軸部317、317と平行な方向に開口したねじ孔321を有するダンパー取付部322が設けられ、後板部316の左右端部の底面には接地用の足部323が設けられている。 Further, a mounting opening 320 penetrating in the front-rear direction is provided near the longitudinal center of the rear plate portion 316. Further, on the front surface of the rear plate portion 316 (the surface facing the front plate portion 304; the upper side in FIG. 7), a screw hole 321 opened in a direction parallel to the shaft portions 317, 317 provided on the free end side. And a foot 323 for grounding are provided on the bottom surface of the left and right ends of the rear plate 316.

減衰装置340はダンパー341と、コイルスプリング342とを有する。ダンパー341は内部にオイルとガスが充填された単筒式のシリンダ343と、このシリンダ343内を摺動自在に挿入されたピストンロッド344とを備える。コイルスプリング342はダンパー341の外周を覆うように巻回されている。コイルスプリング342の一端はシリンダ343に設けられたスプリング受け部345に接合され、コイルスプリング342の他端はピストンロッド344に設けられたスプリング受け部345に接合されている。また、それぞれのスプリング受け部345の先端には前板部304および後板部316に設けられたダンパー取付部311、322のねじ孔310、321に対応した図示せぬ開口部346が設けられている。減衰装置340は、これらのねじ孔310、321および図示せぬ開口部346を介してボルト等によって回動自在に取り付けられることにより、前板部304および後板部316との間に傾動自在に取り付けられている。 The damping device 340 includes a damper 341 and a coil spring 342. The damper 341 includes a single-cylinder cylinder 343 filled with oil and gas, and a piston rod 344 slidably inserted in the cylinder 343. The coil spring 342 is wound so as to cover the outer circumference of the damper 341. One end of the coil spring 342 is joined to a spring receiving portion 345 provided on the cylinder 343, and the other end of the coil spring 342 is joined to a spring receiving portion 345 provided on the piston rod 344. In addition, an opening 346 (not shown) corresponding to the screw holes 310 and 321 of the damper mounting portions 311 and 322 provided on the front plate portion 304 and the rear plate portion 316 is provided at the tip of each spring receiving portion 345. There is. The damping device 340 is tiltably mounted between the front plate part 304 and the rear plate part 316 by being rotatably attached with a bolt or the like through the screw holes 310 and 321 and the opening part 346 (not shown). It is installed.

なお、図8(a)に示す減衰装置340の状態は、軸方向に一番伸長した無負荷状態であり、ピストンロッド344のストローク長が一番長い状態である。常態においてはこの無負荷状態の最大ストローク長(図8(a)中のX線分)を維持した状態となっている。
また、減衰措置340として単筒式のダンパー341に代えて複筒式のダンパーを用いてもよいし、ゴム等の弾性体によるものを用いてもよい。
It should be noted that the state of the damping device 340 shown in FIG. 8A is the most unloaded state in which it is extended in the axial direction, and the stroke length of the piston rod 344 is the longest. In the normal state, the maximum stroke length in this unloaded state (X-ray portion in FIG. 8A) is maintained.
Further, as the damping means 340, a double cylinder type damper may be used instead of the single cylinder type damper 341, or an elastic body such as rubber may be used.

放水ノズル360は、内部に流水路364が貫通形成された円筒状のノズル本体361と、ノズル側ジョイント362とを有する。 The water discharge nozzle 360 has a cylindrical nozzle body 361 having a flowing water passage 364 formed therein and a nozzle side joint 362.

ノズル本体361は、図8に示すように、放出口363に向かって先細り形状となるように形成されており、内部に形成された図示せぬ流水路364も放出口363に向かうにつれ狭くなるように構成される。また、ノズル本体361には電子制御部102によって制御される図示せぬ放水状態切替機構365が設けられており、少なくとも、直線状に放水する棒状放水状態、放射状に放水する広角放水状態、噴霧状に放水を行う噴霧放水状態の3つの放水状態および放水を行わない放水停止状態とのそれぞれに切り替え可能に構成されている。
ノズル側ジョイント362は、図8に示すように、外周面にネジ溝が切られたオス側ジョイントとして機能し、ホース部380に設けられたメス側ジョイント384と螺合し連結可能に構成されている。
As shown in FIG. 8, the nozzle body 361 is formed to have a tapered shape toward the discharge port 363, and the running water channel 364 (not shown) formed inside is also narrowed toward the discharge port 363. Is composed of. Further, the nozzle body 361 is provided with a water discharge state switching mechanism 365 (not shown) controlled by the electronic control unit 102, and at least a linear water discharge state, a radial water discharge state wide-angle water discharge state, and a spray state. It is configured so that it can be switched to each of three spraying water discharge states in which water is sprayed and three water spray stop states in which water is not sprayed.
As shown in FIG. 8, the nozzle side joint 362 functions as a male side joint whose outer peripheral surface is threaded, and is screwed with a female side joint 384 provided in the hose portion 380 to be connectable. There is.

ホース部380は、中間ホース381と、送水ホース382とを有する。中間ホース381および送水ホース382は、綿、合成繊維等の糸を円織り機や平織り機等で筒状に織った織物の内面にゴムや合成樹脂等によってライニング加工を施して流路を形成した消防用のジャケットホースと同様の構造となっており、送水ポンプ車や各種消火栓から送られてくる加圧水の圧力に耐えうる強度を有している。なお、ホース部380に用いるホースは消防用のジャケットホース以外のホース、例えば、消防用の保形ホースや濡れホース等を用いてもよい。また、消防用以外のホース、例えば、土木用や工業用、園芸用のホースを用いてもよい。 The hose portion 380 includes an intermediate hose 381 and a water supply hose 382. For the intermediate hose 381 and the water supply hose 382, the inner surface of a woven fabric made of cotton, synthetic fiber or the like in a tubular weaving machine or a plain weaving machine is lined with rubber or synthetic resin to form a flow path. It has the same structure as a jacket hose for fire fighting, and is strong enough to withstand the pressure of pressurized water sent from water pump cars and various fire hydrants. The hose used in the hose portion 380 may be a hose other than a jacket hose for fire fighting, for example, a shape retaining hose or a wet hose for fire fighting. Further, hoses other than those for fire fighting may be used, for example, hoses for civil engineering, industry, and gardening.

中間ホース381は、その両端部が前板部304および後板部316の取付開口309、320のそれぞれに固定されておりアタッチメント383として機能する。また、中間ホース381の両端部のそれぞれには結合用ジョイントとしてメス側ジョイント384が設けられている(図9参照)。メス側ジョイント384はねじ式の結合金具のメス側として機能し、オス側のジョイントとなるノズル側ジョイント362および送水ホース側ジョイント385を挿入後、所定方向に回転させることでオス側・メス側のそれぞれのジョイントが強固に螺合し連結されるように構成される(図8(a)参照)。 Both ends of the intermediate hose 381 are fixed to the mounting openings 309 and 320 of the front plate portion 304 and the rear plate portion 316, respectively, and function as an attachment 383. Further, female joints 384 are provided as joints at both ends of the intermediate hose 381 (see FIG. 9). The female side joint 384 functions as the female side of the screw type coupling fitting, and after inserting the nozzle side joint 362 and the water supply hose side joint 385 which are male side joints, by rotating in a predetermined direction, the male side/female side Each joint is configured to be firmly screwed and connected (see FIG. 8A).

中間ホース381の長さは、常態における前板部304と後板部316との長さXよりも若干長くなるように構成されている。つまり、中間ホース381は、図8、図9に示すように、若干撓んだ状態で取り付けられている。このような撓みをもたすことにより、放水開始時や放水停止時に生じる急激な加圧や減圧による膨張や収縮のショックを緩和することができ、飛行時の安定性の向上が見込めることとなり好適となる。 The length of the intermediate hose 381 is configured to be slightly longer than the length X of the front plate portion 304 and the rear plate portion 316 in the normal state. That is, the intermediate hose 381 is attached in a slightly bent state as shown in FIGS. 8 and 9. By providing such deflection, it is possible to alleviate the shock of expansion and contraction caused by sudden pressurization and decompression at the start of water discharge or stop of water discharge, and it is expected that stability during flight can be expected to improve. Becomes

送水ホース382の一端側にはオス側の結合用ジョイントとなる送水ホース側ジョイント385が設けられている。送水ホース側ジョイント385は、外周面にネジ溝が切られたオス側ジョイントとして機能し、中間ホース381に設けられたメス側ジョイント384と螺合し連結されるように構成される(図8(a)参照)。送水ホース382の他端側には送水ポンプ車や各種消火栓等と連結可能な図示せぬ所定の結合用ジョイントが設けられている。 At one end of the water supply hose 382, a water supply hose side joint 385 serving as a male joint is provided. The water supply hose side joint 385 functions as a male side joint having a thread groove on the outer peripheral surface, and is configured to be screwed and connected to a female side joint 384 provided on the intermediate hose 381 (see FIG. 8 ( See a)). The other end of the water supply hose 382 is provided with a predetermined coupling joint (not shown) that can be connected to a water supply pump car and various fire hydrants.

なお、放水ノズル360および各ホースの結合金具はねじ式の結合金具に限らず、取り外し等の利便性に優れる差込式(町野式)の結合金具を用いてもよい。また、各ホースに取り付けられるオス側ジョイントおよびメス側ジョイントは相互に入れ替えて設けてもよい。また、それぞれの結合用ジョイントはそれぞれ共通の型式、例えば、所定の認定機関や団体等において予め定められた汎用的な型式で揃えられていることが望ましい。同一の型式であれば、ホース間の組み合わせ等が容易になり好適となるからである。 It should be noted that the water discharge nozzle 360 and the connecting fittings of the respective hoses are not limited to screw-type connecting fittings, and plug-in (Machino-type) connecting fittings that are convenient for removal and the like may be used. Further, the male side joint and the female side joint attached to each hose may be replaced with each other. Further, it is desirable that the respective joints for connection are prepared in a common type, for example, a general-purpose type predetermined by a predetermined accreditation body or organization. This is because if the same type is used, it is easy to combine the hoses and the like, which is preferable.

以上のように、本実施形態におけるキャリアユニット30には減衰装置340が設けられ、この減衰装置340は前板部304および後板部316との間を連結するとともに、その取付角度が変異可能となるよう傾動自在に取り付けられている。そのため、常態においては図9(a)に示すように略水平方向を維持した状態となるが、一対の後脚部315、315が短縮駆動された場合においては、図9(b)に示すように、最大ストローク長を維持したまま前方側(図9中左側)に向かって下傾した状態となる。 As described above, the damping device 340 is provided in the carrier unit 30 in the present embodiment. The damping device 340 connects the front plate portion 304 and the rear plate portion 316, and the mounting angle thereof can be changed. It is mounted so that it can be tilted. Therefore, in the normal state, it is in a state of maintaining a substantially horizontal direction as shown in FIG. 9A, but when the pair of rear leg portions 315, 315 is driven to be shortened, as shown in FIG. 9B. In addition, the state in which the maximum stroke length is maintained is inclined downward toward the front side (left side in FIG. 9).

また、この減衰装置340の下傾動作に伴い、連結されている前板部304が後方(図9中右側)に引っ張られ、一対の前脚部303、303の軸部306、306を中心に後方(図9中右側)に向かって傾動する。そして、前板部304の傾動に伴い前板部304に取り付けられた放水ノズル360も下方(図9中下側)に傾動し、放出口363が下向きに変化することになる。これにより、消防用ドローン1のホバリング状態を維持したまま、放水方向を調整することが可能となる。なお、放出口363を上向きにする場合には、上述とは逆に、図9(a)に示す略水平方向を維持した状態から一対の後脚部315、315を伸長駆動させればよい。また、減衰装置340の最大ストローク長を維持したまま放出口363の向きを変更可能としているので、いずれの向きにおいても減衰装置340における減衰力を最大限発揮することが可能となる。 Further, as the damping device 340 tilts downward, the connected front plate portion 304 is pulled rearward (right side in FIG. 9), and the pair of front leg portions 303, 303 is pivoted around the shaft portions 306, 306. Tilt toward (right side in FIG. 9). Then, as the front plate portion 304 tilts, the water discharge nozzle 360 attached to the front plate portion 304 also tilts downward (downward in FIG. 9), and the discharge port 363 changes downward. This makes it possible to adjust the water discharge direction while maintaining the hovering state of the fire drone 1. When the discharge port 363 is directed upward, contrary to the above, the pair of rear leg portions 315 and 315 may be extended and driven from the state where the substantially horizontal direction shown in FIG. 9A is maintained. Further, since the direction of the discharge port 363 can be changed while maintaining the maximum stroke length of the damping device 340, it is possible to maximize the damping force of the damping device 340 in any direction.

本実施形態における揚力発生ユニット20およびキャリアユニット30を搭載した消防用ドローン1の活用例を、図10を用いて説明する。 An example of utilizing the drone for fire fighting 1 equipped with the lift generation unit 20 and the carrier unit 30 in the present embodiment will be described with reference to FIG. 10.

図10においては、家40に火災が発生した状況を想定している。このような状況において、まず消防用ドローン1の中間ホース381に放水ノズル360と送水ホース382を装着する。次に、送水ポンプ車60と送水ホース382とを接続し、送水ホース382および中間ホース381に水を充填させる。なお、飛行前に水を充填させておく方が飛行中に水を充填させるよりも消防用ドローン1の飛行動作に与える影響が少なくなるため好ましい。 In FIG. 10, it is assumed that the house 40 has a fire. In such a situation, first, the water discharge nozzle 360 and the water supply hose 382 are attached to the intermediate hose 381 of the fire drone 1. Next, the water feed pump car 60 and the water feed hose 382 are connected to fill the water feed hose 382 and the intermediate hose 381 with water. Note that it is preferable to fill water before the flight as compared to filling water during the flight because the influence on the flight operation of the fire drone 1 is less.

そして、消防用ドローン1を離陸させ、対象となる家40よりも高い位置まで飛行させる。所望の位置まで飛行したらその場でホバリング状態とさせ、放水停止状態から放水状態へと切り替え、送水ポンプ車60から送られてくる加圧水を対象に向けて放出する。このとき、放水開始による反作用として放水反力が前板部304を介して消防用ドローン1に作用するものと考えられるが、この反作用は減衰装置340によって吸収もしくは減衰される。このように減衰装置340は、消防用ドローン1への影響を低減し、放水の開始や停止、放水タイプの切り替え等による飛行への影響を低減させている。 Then, the fire drone 1 is taken off to fly to a position higher than the target house 40. After flying to the desired position, the hovering state is set on the spot, the water discharge stopped state is switched to the water discharge state, and the pressurized water sent from the water pump vehicle 60 is discharged toward the target. At this time, it is considered that the water discharge reaction force acts on the fire fighting drone 1 via the front plate portion 304 as a reaction caused by the start of water discharge, and this reaction is absorbed or damped by the damping device 340. As described above, the damping device 340 reduces the influence on the drone 1 for fire fighting and reduces the influence on the flight due to the start and stop of water discharge, the switching of the water discharge type, and the like.

また、図示せぬ障害物等により、飛行高度が制限される場合など、消防用ドローン1の高度を変更することで放水位置を調整できないような場合には、一対の後脚部315、315を伸縮制御することによって放水方向を調整すればよい。また、重点的に放水を行いたい場合には棒状放水、広範囲に放水を行いたい場合には広角放水にするなど適宜状況に応じて放水態様を切り替えながら消火活動を行えばよい。 In addition, when the water discharge position cannot be adjusted by changing the altitude of the fire drone 1 such as when the flight altitude is restricted by an obstacle (not shown) or the like, the pair of rear legs 315 and 315 are used. The direction of water discharge may be adjusted by controlling expansion and contraction. In addition, fire extinguishing activities may be performed by appropriately switching the water discharge mode according to the situation, such as a rod-shaped water discharge when intensive water discharge is desired, and a wide-angle water discharge when wide-area water discharge is desired.

また、窓401から家40内に消防用ドローン1を突入させ、内部から消火活動を行うことも可能である。このような場合には消防用ドローン1に図示せぬカメラ等を搭載し、送受信部103を介して外部に設けられた表示装置等に画像をリアルタイムで送信するようにすればよい。また、消防用ドローン1に図示せぬマイクやスピーカ等を搭載し、所定の操作者と被災者との間で音声通信が可能となるようにしてもよい。また、この場合、所定の操作者の操作に応じて消防用ドローン1を制御することが望ましい。このような構成とすることで表示装置等を介して消火活動を行うことが可能となり消防士等が内部に突入することなく、安全かつ的確に消火活動を行うことができる。 It is also possible to rush the fire drone 1 into the house 40 through the window 401 and perform fire fighting activities from inside. In such a case, a camera (not shown) or the like may be mounted on the fire drone 1 and an image may be transmitted in real time to a display device or the like provided outside via the transmission/reception unit 103. In addition, a microphone, a speaker, or the like (not shown) may be mounted on the fire drone 1 so that voice communication can be performed between a predetermined operator and a disaster victim. In this case, it is desirable to control the drone 1 for fire fighting according to the operation of a predetermined operator. With such a configuration, it is possible to carry out fire fighting activities via the display device or the like, and it is possible to carry out fire fighting activities safely and accurately without a firefighter or the like entering the inside.

以上のように、本実施例における消防用ドローン1は、キャリアユニット30を備え、このキャリアユニット30に設けられた中間ホース381に放水ノズル360、送水ホース382を接続可能に構成している。これにより消防用ドローン1に放水ノズル360、中間ホース、送水ホース382を連結させたまま飛行可能となり、地上の障害物等の影響をあまり受けることなく直線距離にて対象の現場まで移動することが可能となっている。 As described above, the firefighting drone 1 in this embodiment includes the carrier unit 30, and the water discharge nozzle 360 and the water supply hose 382 can be connected to the intermediate hose 381 provided in the carrier unit 30. As a result, it becomes possible to fly with the water discharge nozzle 360, the intermediate hose, and the water supply hose 382 connected to the fire drone 1, and it is possible to move to the target site in a straight line distance without being greatly affected by obstacles on the ground. It is possible.

また、キャリアユニット30を構成する後脚部315、315の伸縮動作に応じて、放水ノズルの向きが可変となるため、消防用ドローン1の高度を維持したまま放水位置を調整することができる。また、キャリアユニット30には、減衰装置340が設けられており、放水動作時における放水反力を吸収もしくは緩和させることができ、消防用ドローン1に及ぼす影響を減少させることが可能となる。 Moreover, since the direction of the water discharge nozzle is variable according to the expansion and contraction operation of the rear legs 315 and 315 that form the carrier unit 30, the water discharge position can be adjusted while maintaining the altitude of the fire drone 1. Further, the carrier unit 30 is provided with the damping device 340, which can absorb or mitigate the water discharge reaction force at the time of water discharge operation, and can reduce the influence on the fire drone 1.

また、キャリアユニット30は取付部31により本体ユニット10に着脱自在に取り付けられているため、消防用ドローン1が故障した場合等にはキャリアユニット30を取り外して他のドローンに組付けることが可能となる。また、キャリアユニット30を外して持ち運ぶことができ、消防用ドローン1の運搬時等の利便性が向上する。なお、取付部31をワンタッチ形式で本体ユニット10に取り付け可能とすると更に利便性が向上する。 Further, since the carrier unit 30 is detachably attached to the main body unit 10 by the attachment portion 31, it is possible to remove the carrier unit 30 and assemble it to another drone when the drone 1 for fire fighting fails. Become. Further, the carrier unit 30 can be detached and carried, and the convenience of carrying the fire drone 1 is improved. In addition, if the attachment portion 31 can be attached to the main body unit 10 in a one-touch type, the convenience is further improved.

以上、本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能であることはいうまでもない。 Although the embodiments to which the present invention is applied have been described above, it goes without saying that appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、第1吸気口242を第2送風流路263内に設ける例を挙げているが、第1吸気口242を設ける位置はこれに限らない。例えば、図11に示すように送風ケース201の底面側に第1吸気口242を設けてもよい。このように構成しても送風ケース201の底面側に負圧が発生することにより、送風口262から流れ出る空気を巻き込むため、結果として、送風口262から流れ出る空気流をより加速させることができる。つまり、送風口262の下流側に負圧を発生させることができる位置であればよい。
また、上記のような位置に設けた第1吸気口242に加えて、送風ケース201における第2円筒体260と反対側の側面に他の吸気口を設けてもよい。このように構成した場合には、第1吸気口242からの空気の取り込みにより送風口262の下流側に負圧を発生させつつ、他の吸気口からの空気の取り込みにより第2送風流路263へ取り込まれる空気量を増加させることができる。
For example, in the above-described embodiment, an example in which the first intake port 242 is provided in the second air flow passage 263 is given, but the position at which the first intake port 242 is provided is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the first intake port 242 may be provided on the bottom surface side of the blower case 201. Even with such a configuration, negative pressure is generated on the bottom surface side of the blower case 201, so that the air flowing out from the blower opening 262 is entrained, and as a result, the air flow flowing out from the blower opening 262 can be further accelerated. That is, it may be a position where a negative pressure can be generated on the downstream side of the blow port 262.
Further, in addition to the first intake port 242 provided at the above position, another intake port may be provided on the side surface of the blower case 201 opposite to the second cylindrical body 260. In the case of such a configuration, while the negative pressure is generated on the downstream side of the blower port 262 by taking in the air from the first intake port 242, the second blower flow passage 263 is taken in by taking in the air from the other intake port. The amount of air taken in can be increased.

また、上記実施形態においては、消防用ドローン1のみで消火活動を行う例を挙げた。しかし、実際の現場において、より多くの放水量を確保したい場合や、より長尺のホースを用いたい場合等においては、消防用ドローン1のみでは足りないことも想定される。そのような場合には、図12に示すように、消防用ドローン1の他にもう一機の中継用ドローン2を用いた複数のドローンの連携によって消火活動を行ってもよい。 Moreover, in the said embodiment, the example which fire-fighting is performed only with the drone 1 for fire fighting was given. However, when it is desired to secure a larger amount of water discharge or to use a longer hose at the actual site, it is assumed that the fire drone 1 alone is not sufficient. In such a case, as shown in FIG. 12, a fire fighting activity may be performed by linking a plurality of drones using another drone 2 for relay in addition to the drone 1 for fire fighting.

この中継用ドローン2は、主に放水ノズル360およびノズル支持部305を備えていない以外は本発明の消防用ドローン1と同様の構成を備えている。この中継用ドローン2と消防用ドローン1とは中継用ホース386で連結される。この中継用ホースは本実施形態の消防用ドローン1に用いられる連結金具と同様の型式のものであり、互いに連結可能となっている。また、中継用ドローン2の数は1機に限られず2機以上の複数であってもよい。 The relay drone 2 has the same configuration as the fire drone 1 of the present invention, except that it does not mainly include the water discharge nozzle 360 and the nozzle support portion 305. The relay drone 2 and the firefighting drone 1 are connected by a relay hose 386. This relay hose is of the same type as the connecting fitting used in the fire drone 1 of the present embodiment, and can be connected to each other. Further, the number of the relay drone 2 is not limited to one and may be a plurality of two or more.

また、上記実施形態においては、揚力発生ユニット20のそれぞれに回転機構部202を有する例を挙げたが、これに限らない。例えば、本体ユニット内に回転機構部202を設け、それぞれの揚力発生ユニット20に送風する機構としてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the example in which each of the lift generation units 20 has the rotation mechanism section 202 is described, but the present invention is not limited thereto. For example, a rotation mechanism section 202 may be provided in the main body unit and a mechanism for blowing air to each lift generation unit 20 may be used.

また、図13に示すように、本実施形態における揚力発生ユニット20に代えて複数の回転翼80の回転流によって揚力を発生させるようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 13, instead of the lift generation unit 20 in the present embodiment, the lift may be generated by the rotational flow of the plurality of rotary blades 80.

1 消防用ドローン
10 本体ユニット
20 揚力発生ユニット
30 キャリアユニット
200 送風装置
220 支持体
240 第1円筒体
260 第2円筒体
301 前フレーム
302 後フレーム
303 前脚部
304 前板部
315 後脚部
316 後板部
340 減衰装置
341 ダンパー
342 コイルスプリング
343 シリンダ
344 ピストンロッド
345 スプリング受け部
360 放水ノズル
381 中間ホース
382 送水ホース
1 Fire Drone 10 Main Unit 20 Lifting Unit 30 Carrier Unit 200 Blower 220 Support 240 First Cylinder 260 Second Cylinder 301 Front Frame 302 Rear Frame 303 Front Leg 304 Front Plate 315 Rear Leg 316 Rear Plate 340 Damper 341 Damper 342 Coil spring 343 Cylinder 344 Piston rod 345 Spring receiving part 360 Water discharge nozzle 381 Intermediate hose 382 Water supply hose

上記目的を達成するために、本発明に係る増幅流体流れ発生機構は、所定方向に向かって流体流れを発生させる回転翼機構と、前記回転翼機構と接続された円筒体であって、該回転翼機構で発生された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第1開口部から流体を巻き込むことによって該流体流れをコアンダ効果によって増幅させる第1コアンダ機構を有する第1円筒体と、前記第1円筒体の前記他端部と接続された円筒体であって、該第1円筒体の前記第1コアンダ機構によって増幅された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第2開口部から流体を巻き込むことによって該増幅された流体流れをコアンダ効果によって更に増幅させる第2コアンダ機構を有する第2円筒体と、を備えたことを特徴とする。
また、前記回転翼機構は、前記所定方向の流体流れが、前記第1円筒体の一端部から他端部に向かう第1方向の流体流れと交差する方向に発生するように前記第1円筒体の外周面に接続されるとともに、前記第1円筒体は、前記回転翼機構が発生させた前記所定方向への流体流れを、前記第1方向への流体流れへと変換して前記内周面に沿って案内させるものとしてもよい。
In order to achieve the above object, an amplification fluid flow generation mechanism according to the present invention is a rotary vane mechanism that generates a fluid flow in a predetermined direction, and a cylindrical body connected to the rotary vane mechanism. A first opening provided at one end of the upstream side, which guides the fluid flow generated by the blade mechanism so as to flow from one end on the upstream side toward the other end on the downstream side along the inner peripheral surface. A first cylindrical body having a first Coanda mechanism for amplifying the fluid flow by a Coanda effect by winding the fluid from the first cylindrical body; and a cylindrical body connected to the other end of the first cylindrical body, A fluid flow amplified by the first Coanda mechanism of the cylindrical body is guided so as to flow from one end portion on the upstream side toward the other end portion on the downstream side along the inner peripheral surface, and is provided at the one end portion on the upstream side. And a second cylindrical body having a second Coanda mechanism for further amplifying the amplified fluid flow by the Coanda effect by winding the fluid through the second opening.
Further, the rotary vane mechanism is configured such that the fluid flow in the predetermined direction is generated in a direction intersecting with a fluid flow in a first direction from one end portion to the other end portion of the first cylinder body. Is connected to the outer peripheral surface of the first cylindrical body, the first cylindrical body converts the fluid flow in the predetermined direction generated by the rotary vane mechanism into a fluid flow in the first direction to convert the inner peripheral surface. You may make it guide along.

Claims (1)

所定方向に向かって流体流れを発生させる回転翼機構と、
前記回転翼機構と接続された円筒体であって、該回転翼機構で発生された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第1開口部から流体を巻き込むことによって該流体流れを増幅させる第1コアンダ機構を有する第1円筒体と、
前記第1円筒体の前記他端部と接続された円筒体であって、該第1円筒体の前記第1コアンダ機構によって増幅された流体流れを内周面に沿って上流側の一端部から下流側の他端部に向かって流れるように案内させ、該上流側の一端部に設けられた第2開口部から流体を巻き込むことによって該増幅された流体流れを更に増幅させる第2コアンダ機構を有する第2円筒体と、を備えたことを特徴とする増幅流体流れ発生機構。
A rotary vane mechanism for generating a fluid flow in a predetermined direction,
A cylindrical body connected to the rotary blade mechanism, which guides a fluid flow generated by the rotary blade mechanism so as to flow from one end portion on the upstream side to the other end portion on the downstream side along the inner peripheral surface. And a first cylindrical body having a first Coanda mechanism that amplifies the fluid flow by winding the fluid from the first opening provided at the one end on the upstream side,
A cylindrical body connected to the other end of the first cylindrical body, the fluid flow being amplified by the first Coanda mechanism of the first cylindrical body from one upstream end along an inner peripheral surface. A second Coanda mechanism for guiding the flow toward the other end on the downstream side, and further amplifying the amplified fluid flow by entraining the fluid from the second opening provided at the one end on the upstream side. And a second cylindrical body having the amplified fluid flow generating mechanism.
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