JP2023059439A - Water flow generator - Google Patents

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孝和 新川
Takakazu Shinkawa
孝 糸井
Takashi Itoi
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Abstract

To provide a water flow generator capable of successfully generating a water flow while avoiding an adverse effect on aquatic organisms.SOLUTION: A water flow generator 1 includes: a rotatable windmill 2; a cylindrical casing 11 inside of which is partitioned into an upper accommodation space and a lower accommodation space, the casing 11 including a lateral discharge port 19 communicated with the lower accommodation space; a rotating shaft extending vertically across the upper accommodation space and the lower accommodation space in the casing 11 and coupled to the windmill 2 to be rotatable coaxially with the windmill 2 along with the rotation of the windmill 2; a bearing accommodated in the upper accommodation space and supporting the rotating shaft 12 to be rotatable coaxially with the windmill 2; and an impeller 3 accommodated in the lower accommodation space and coupled to the rotating shaft 12 to be rotatable with the rotating shaft 12, the impeller 3 sending out water in the lower accommodation space from the discharge port 19 to outside of the casing 11 through the rotation.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、水流を発生させる水流発生装置に関する。 The present invention relates to a water flow generator that generates water flow.

鑑賞用水槽等の水槽に代表される飼育容器(含:陶器製の睡蓮鉢やガラス製の金魚鉢、FRPの水槽、発泡スチロール製の鉢)において魚等の水棲生物を飼育する場合、水棲生物な酸素を供給する必要がある。水中に酸素を供給するためのエアレーション装置として、下記特許文献1に記載の装置が採用される。特許文献1に記載の装置は、電動の気泡発生装置を備えている。 When breeding aquatic organisms such as fish in a breeding container typified by aquariums such as ornamental aquariums (including ceramic water lily bowls, glass goldfish bowls, FRP aquariums, and Styrofoam bowls), oxygen must be supplied. As an aeration device for supplying oxygen to water, the device described in Patent Document 1 below is employed. The device described in US Pat. No. 5,800,000 includes an electrically driven bubble generator.

しかし、飼育容器の設置箇所は、屋内に限られない。すなわち、屋外において飼育容器で魚を飼育することがある。飼育容器を屋外に設置する場合に、上記の気泡発生装置をエアレーション装置として採用すると、電源コンセントが近くにないために電源の確保が難しかったり、電源が確保できても漏電のおそれがあったりする問題がある。そこで、電力ではなく、自然力を用いて駆動するエアレーション装置の開発が検討されている。 However, the place where the breeding container is installed is not limited to indoors. That is, there are cases where fish are reared outdoors in breeding containers. When the breeding container is installed outdoors, if the above air bubble generator is used as an aeration device, it is difficult to secure a power supply because there is no power outlet nearby, and even if a power supply can be secured, there is a risk of electric leakage. There's a problem. Therefore, development of an aeration device driven by natural force instead of electric power is being studied.

下記特許文献2には、風力を用いて水中を攪拌して水中に酸素を供給する風力水浄化装置が記載されている。特許文献2に記載の風力水浄化装置の水流発生ユニットは、風車ユニットからの回転動力が伝達されるスクリュー軸によって回転するブレード支持体と、該ブレード支持体の外周から側方に突出するブレードとを備えている。 Patent Literature 2 below describes a wind water purifier that agitates water using wind power to supply oxygen to the water. The water flow generation unit of the wind water purifier described in Patent Document 2 includes a blade support rotated by a screw shaft to which rotational power from the wind turbine unit is transmitted, and blades protruding sideways from the outer periphery of the blade support. It has

特開2011-234638号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-234638 特開2013-000645号公報JP 2013-000645 A

しかし、特許文献2に記載の風力水浄化装置は、湖沼への設置を目的とする比較的大型の装置である。本体からブレードが側方に突出しているため、特許文献2に記載の風力水浄化装置を小型化するとしても、ブレードの存在のために、水中における風力水浄化装置の大型化は避けられない。とくに水槽等の収容容器内にこのような装置を設置する場合には、水中において装置が平面視で大型化するために、水棲生物の生息領域を狭めてしまい、水棲生物を良好に育成できないおそれがある。 However, the wind water purification device described in Patent Document 2 is a relatively large device intended for installation in lakes and marshes. Since the blade protrudes laterally from the main body, even if the wind water purifier described in Patent Document 2 is downsized, the presence of the blade inevitably increases the size of the wind water purifier underwater. In particular, when such a device is installed in a container such as a water tank, the size of the device in the water becomes large in plan view, which narrows the habitat of the aquatic organisms, and there is a risk that the aquatic organisms cannot be nurtured satisfactorily. There is

また、上記の風力水浄化装置ではブレードが露出しているため、回転軸が回転してブレートが回動すると、回動するブレートが水棲生物に当たるおそれがある。 In addition, since the blades are exposed in the above wind water purifier, when the rotating shaft rotates and the blades rotate, the rotating blades may hit aquatic organisms.

いずれにしても、特許文献2に記載の風力水浄化装置を用いて飼育容器内の水に水流を発生させようとすると、水棲生物への悪影響が生じるおそれがある。そのため、この悪影響を回避しながら、水流を良好に発生させることが求められている。 In any case, if an attempt is made to generate a water flow in the water in the breeding container using the wind water purifier described in Patent Document 2, there is a risk that aquatic organisms will be adversely affected. Therefore, it is required to generate good water flow while avoiding this adverse effect.

そこで、この発明の目的は、水棲生物への悪影響を回避しながら、水流を良好に発生させることができる水流発生装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a water flow generator capable of generating good water flow while avoiding adverse effects on aquatic organisms.

この発明の一実施形態は、水中に水流を発生させるための水流発生装置であって、筒状の上収容空間と、前記上収容空間と仕切られた下収容空間とが、内部に区画された筒状のケーシングであって、前記下収容空間に連通する吐出口が形成された側壁を有するケーシングと、ケーシングの上方に配置された回転自在な風車と、前記上収容空間と前記下収容空間とに跨って上下に延び、前記風車の回転に同伴回転可能な回転軸と、前記上収容空間に収容され、前記回転軸を、前記風車と同軸まわりに回転可能に支持する軸受と、前記下収容空間に収容され、前記回転軸に、当該回転軸に同伴回転可能に連結されたインペラであって、回転によって、前記下収容空間の内部の水を前記吐出口から前記ケーシングの外へ送り出すインペラとを含む、水流発生装置を提供する。 One embodiment of the present invention is a water flow generating device for generating water flow in water, wherein a cylindrical upper housing space and a lower housing space partitioned from the upper housing space are partitioned inside. A cylindrical casing having a side wall formed with a discharge port communicating with the lower housing space, a rotatable windmill disposed above the casing, the upper housing space and the lower housing space. a rotating shaft that extends vertically across the wind turbine and is rotatable along with the rotation of the wind turbine; a bearing that is housed in the upper housing space and supports the rotating shaft so as to be rotatable about the same axis as the wind turbine; an impeller housed in a space and connected to the rotating shaft so as to be rotatable together with the rotating shaft, the impeller sending water inside the lower housing space out of the casing through the discharge port by rotation; A water flow generator is provided, comprising:

この発明の一実施形態では、前記水流発生装置が、前記下収容空間の下面を構成する下壁をさらに含む。 In one embodiment of the present invention, the water flow generator further includes a lower wall forming a lower surface of the lower housing space.

この発明の一実施形態では、前記下壁の中央部に吸込穴が形成されている。そして、前記吸込穴が、前記下壁の周縁部には形成されていなくてもよい。 In one embodiment of the invention, a suction hole is formed in the central portion of the lower wall. Further, the suction hole may not be formed in the peripheral portion of the lower wall.

この発明の一実施形態では、前記水流発生装置が、前記上収容空間と前記下収容空間とを仕切る仕切り壁をさらに含む。そして、前記下壁および前記仕切り壁が、前記インペラに一体に形成されている。 In one embodiment of the present invention, the water flow generator further includes a partition wall separating the upper accommodation space and the lower accommodation space. The lower wall and the partition wall are formed integrally with the impeller.

平面視において、前記吐出口の吐出方向が、前記インペラの接線方向に一致していてもよい。前記インペラが複数枚のインペラ羽根を含む場合、前記複数枚のインペラ羽根が、前記インペラの回転方向の反対側に湾曲していてもよい。より具体的には、前記複数枚のインペラ羽根が、前記風車の風車羽根の湾曲方向に一致していてもよい。 In plan view, the ejection direction of the ejection port may coincide with the tangential direction of the impeller. When the impeller includes a plurality of impeller blades, the plurality of impeller blades may be curved in the direction opposite to the rotational direction of the impeller. More specifically, the plurality of impeller blades may coincide with the curved direction of the wind turbine blades of the wind turbine.

この発明によれば、下収容空間の内部に取り込まれた水が、インペラの回転によって下収容空間を旋回し、吐出口からケーシング外に送り出される。すなわち、吐出口が所定の向き(たとえば横向き)に水を吐出する。これにより、水流発生装置の周囲に前記所定の向きの水流が形成される(前記所定の向きの水流が発生する)。 According to this invention, the water taken into the lower housing space is swirled in the lower housing space by the rotation of the impeller and sent out of the casing through the discharge port. That is, the ejection port ejects water in a predetermined direction (for example, sideways). As a result, the water flow in the predetermined direction is formed around the water flow generator (the water flow in the predetermined direction is generated).

ケーシングの内部でインペラを回転させて旋回した水を吐出口から吐出して水流を発生させるので、ケーシングを設けずにインペラを露出させる場合と比較して、水の送り出す方向を、吐出口からの吐出方向(一または複数の方向)に集約できる。これにより、所望の方向に関し、水流の強さを強めることができる。また、筒状のケーシング内にインペラが収容されるので、インペラの外径がケーシングの内径より大きくなることはない。ケーシングの内径を小さく設定することにより、水中において装置の平面視での小型化を図ることが可能であり、その結果、水棲生物の生息領域を狭めてしまうことがない。 Since the impeller is rotated inside the casing and the swirling water is discharged from the discharge port to generate a water flow, the direction in which the water is sent out can be changed from the discharge port compared to the case where the impeller is exposed without providing a casing. It can be aggregated in the ejection direction (one or more directions). Thereby, the strength of the water flow can be increased in a desired direction. In addition, since the impeller is housed in the cylindrical casing, the outer diameter of the impeller does not become larger than the inner diameter of the casing. By setting the inner diameter of the casing to be small, it is possible to reduce the size of the apparatus in plan view in water, and as a result, the habitat area of aquatic organisms is not narrowed.

また、ケーシング内にインペラが収容されるので、回転するインペラが水棲生物に当たるのを抑制または防止できる。 Moreover, since the impeller is housed in the casing, it is possible to suppress or prevent the rotating impeller from hitting aquatic organisms.

これにより、水棲生物への悪影響を回避しながら、水流を良好に発生させることができる。 As a result, it is possible to favorably generate water flow while avoiding adverse effects on aquatic organisms.

図1は、この発明の一実施形態に係る水流発生装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a water flow generator according to one embodiment of the invention. 図2は、前記水流発生装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the water flow generator. 図3は、前記水流発生装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the water flow generator. 図4は、前記水流発生装置の水流発生ユニットの縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a water flow generation unit of the water flow generation device. 図5は、図4を切断面線V-Vから見た断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4 as seen from the section line V-V.

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、この発明の一実施形態に係る水流発生装置1の斜視図である。図2は、水流発生装置1の側面図である。 FIG. 1 is a perspective view of a water flow generator 1 according to one embodiment of the invention. FIG. 2 is a side view of the water flow generator 1. FIG.

水流発生装置1は、鑑賞用水槽等の水槽に代表される飼育容器100に溜められた水の中で水流を発生させるための水流発生装置である。飼育容器100は、たとえば屋外に設置される。飼育容器100に溜められた水の中で水流を発生させるための水流発生装置である。飼育容器100において、メダカや金魚等の鑑賞魚等の水棲生物が生育される。 The water flow generator 1 is a water flow generator for generating a water flow in water stored in a breeding container 100 typified by an aquarium such as an aquarium for viewing. Breeding container 100 is installed outdoors, for example. It is a water flow generating device for generating a water flow in the water stored in the rearing container 100 . Aquatic organisms such as ornamental fish such as killifish and goldfish are grown in the breeding container 100 .

図1および図2に示すように、水流発生装置1は、水面WF(図2参照)上において、回転自在な風車2と、風車2の回転動力により、インペラ3(図2参照)を回転させて水中において水流を発生させる水流発生ユニット4と、飼育容器100の側壁101に引っ掛けて取り付けるための取り付けユニット5とを備えている。取り付けユニット5によって側壁101を挟持することにより水流発生装置1を側壁101に取り付けてもよいし、他の治具を用いて側壁101に取り付けるようにしてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the water flow generator 1 includes a rotatable windmill 2 on a water surface WF (see FIG. 2), and an impeller 3 (see FIG. 2) rotated by the rotational power of the windmill 2. A water flow generation unit 4 for generating a water flow in the water, and an attachment unit 5 for hooking and attaching to the side wall 101 of the rearing container 100. - 特許庁The water flow generator 1 may be attached to the side wall 101 by sandwiching the side wall 101 with the attachment unit 5, or may be attached to the side wall 101 using another jig.

風車2は、水流発生ユニット4の上方に配置されている。取付けユニット5によって、水流発生装置1が側壁101に取り付けられた(側壁101の上端部に引っ掛けられた)状態で、風車2が水面上に位置し、水流発生ユニット4は、少なくとも下部が水中に浸漬されている。水流発生装置1によって飼育容器100内の水に水流が発生させられることにより、飼育容器100において飼育されている水棲生物に酸素が供給される。 The windmill 2 is arranged above the water flow generation unit 4 . With the water flow generator 1 attached to the side wall 101 (hooked on the upper end of the side wall 101) by the mounting unit 5, the wind turbine 2 is positioned above the water surface, and at least the lower portion of the water flow generation unit 4 is underwater. being immersed. Oxygen is supplied to the aquatic organisms reared in the breeding container 100 by generating a water flow in the water in the breeding container 100 by the water flow generator 1 .

図3は、水流発生装置1の平面図である。 FIG. 3 is a plan view of the water flow generator 1. FIG.

図1~図3に示すように、風車2は、複数枚の風車羽根6と、これら複数枚の風車羽根6を、所定の中心軸線Cまわりに回転対称となるように上下からそれぞれ保持する羽根ホルダとを含む。この羽根ホルダは、複数枚の風車羽根6を上方から保持する上ホルダ7と、複数枚の風車羽根6を下方から保持する下ホルダ8とを含む。上ホルダ7は、下向きの円筒容器状をなしている。上ホルダ7の下端縁には、風車羽根6の枚数と同数の切込(図示しない)が周方向に等間隔で配置されている。下ホルダ8は、上向きの円筒容器状をなしている。下ホルダ8の底壁には、当該底壁を上下に貫通するボルト穴が形成されている。このボルト穴を介してボルトが回転軸12の上端に固定されることにより、水流発生ユニット4への風車2の固定が達成される。下ホルダ8の上端縁には、風車羽根6の枚数と同数の切込(図示しない)が周方向に等間隔で配置されている。各風車羽根6の内周部の上端縁および下端縁がそれぞれ上下のホルダ7,8の切込に嵌められることにより、複数枚の風車羽根6が上下のホルダ7,8によって保持される。そして、上ホルダ7および複数枚の風車羽根6が、下ホルダ8に対して着脱可能に設けられている。なお、上ホルダ7を省略し下ホルダ8だけでも複数枚の風車羽根6を保持できるが、上ホルダ7でも併せて保持することで、耐久度が上がる効果と共に、風車羽根6の上端を保護して使用者の怪我のリスクを低減させる効果もある。 As shown in FIGS. 1 to 3, the wind turbine 2 includes a plurality of wind turbine blades 6, and blades that hold the plurality of wind turbine blades 6 from above and below so as to be rotationally symmetrical about a predetermined central axis C. holder. This blade holder includes an upper holder 7 that holds the plurality of wind turbine blades 6 from above and a lower holder 8 that holds the plurality of wind turbine blades 6 from below. The upper holder 7 has the shape of a downward cylindrical container. In the lower edge of the upper holder 7, notches (not shown) of the same number as the number of the wind turbine blades 6 are arranged at regular intervals in the circumferential direction. The lower holder 8 is in the shape of an upward cylindrical container. A bottom wall of the lower holder 8 is formed with a bolt hole vertically penetrating the bottom wall. A bolt is fixed to the upper end of the rotating shaft 12 through this bolt hole, thereby fixing the wind turbine 2 to the water flow generating unit 4 . In the upper edge of the lower holder 8, the same number of notches (not shown) as the number of the wind turbine blades 6 are arranged at regular intervals in the circumferential direction. A plurality of wind turbine blades 6 are held by the upper and lower holders 7 and 8 by fitting the upper and lower edges of the inner periphery of each wind turbine blade 6 into the notches of the upper and lower holders 7 and 8, respectively. An upper holder 7 and a plurality of wind turbine blades 6 are detachably attached to the lower holder 8 . Although the upper holder 7 can be omitted and a plurality of wind turbine blades 6 can be held only by the lower holder 8, by holding the upper holder 7 as well, the durability is increased and the upper end of the wind turbine blades 6 is protected. It also has the effect of reducing the risk of injury to the user.

図3に示すように、風車羽根6は、PVC等の樹脂材料を用いて形成されている。複数枚の風車羽根6は、同じ諸元を有している。各風車羽根6は、平面視において、風車2の回転方向Dr1と反対向きに凸の円弧状に湾曲する湾曲板である。風車羽根6は、その全域において風車2の中心軸線Cに平行である(各風車羽根6は、平羽根である)。風車羽根6の高さ寸法は、たとえば約100mmである。複数枚の風車羽根6を含む風車2の外径は、たとえば約176mmである。 As shown in FIG. 3, the windmill blade 6 is made of a resin material such as PVC. A plurality of wind turbine blades 6 have the same specifications. Each wind turbine blade 6 is a curved plate curved in a convex circular arc in a direction opposite to the rotation direction Dr1 of the wind turbine 2 in plan view. The wind turbine blades 6 are parallel to the central axis C of the wind turbine 2 in their entirety (each wind turbine blade 6 is a flat blade). The height dimension of the wind turbine blade 6 is, for example, approximately 100 mm. The outer diameter of the wind turbine 2 including the plurality of wind turbine blades 6 is, for example, approximately 176 mm.

図4は、水流発生ユニット4の縦断面図である。図5は、図4を切断面線V-Vから見た断面図である。図4は、図5を切断面線IV-IVから見た断面図である。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the water flow generation unit 4. As shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4 as seen from the section line V-V. FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 5 viewed from the section line IV-IV.

図2および図4に示すように、水流発生ユニット4は、筒状のケーシング11と、ケーシング11の内部を上下に延びて、風車2の回転に同伴回転する回転軸12と、回転軸12を、風車2と同軸まわりに回転可能に支持する転がり軸受13と、筒状のケーシング11の内部において、回転軸12の下端部に、回転軸12と同伴回転可能に連結されたインペラユニット14とを備えている。屋外において水流発生装置1が側壁101に取り付けられた(上端部に取り付けた)状態で、風を受けて風車2が回転すると、これに伴って、インペラユニット14のインペラ3が回転する。筒状のケーシング11の内部の水が、ケーシング11に形成された横向きの吐出口19からケーシング11の外に送り出されることにより、水流発生装置1の周囲に横向きの水流が形成される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the water flow generating unit 4 includes a cylindrical casing 11, a rotating shaft 12 that extends vertically inside the casing 11 and rotates together with the rotation of the wind turbine 2, and the rotating shaft 12. , a rolling bearing 13 supporting the wind turbine 2 so as to be rotatable around the same axis, and an impeller unit 14 connected to the lower end of the rotating shaft 12 inside the cylindrical casing 11 so as to be rotatable together with the rotating shaft 12 . I have. When the wind turbine 2 rotates due to the wind in a state where the water flow generator 1 is attached to the side wall 101 (attached to the upper end portion) outdoors, the impeller 3 of the impeller unit 14 rotates accordingly. Water inside the tubular casing 11 is sent out of the casing 11 through a lateral discharge port 19 formed in the casing 11 , thereby forming a lateral water flow around the water flow generator 1 .

図4および図5に示すように、ケーシング11は、円筒状である。ケーシング11は、円筒状の外筒15と、外筒15の内部を、外筒15に対し軸方向移動および回動不能に挿通された円筒状の内筒16と、外筒15の上開口15aを閉塞する上カバー17と、外筒15の下開口15bを閉塞する下カバー18とを備えている。ケーシング11の高さはたとえば約150mmであり、ケーシング11の外径はたとえば約35mmである。 As shown in FIGS. 4 and 5, casing 11 is cylindrical. The casing 11 includes a cylindrical outer cylinder 15, a cylindrical inner cylinder 16 inserted through the outer cylinder 15 so as not to move and rotate in the axial direction with respect to the outer cylinder 15, and an upper opening 15a of the outer cylinder 15. and a lower cover 18 for closing the lower opening 15 b of the outer cylinder 15 . The height of casing 11 is, for example, approximately 150 mm, and the outer diameter of casing 11 is, for example, approximately 35 mm.

外筒15は、鋼(たとえばSUS)等の金属材料を用いて形成されている。外筒15には、インペラユニット14のインペラ3の側方に対向する、周方向の一つの位置に連通口50が形成されている。連通口50が、外筒15の内外を貫通する。 Outer cylinder 15 is formed using a metal material such as steel (for example, SUS). A communication port 50 is formed in the outer cylinder 15 at one position in the circumferential direction facing the side of the impeller 3 of the impeller unit 14 . A communication port 50 penetrates inside and outside of the outer cylinder 15 .

ケーシング11は、連通口50に結合された吐出パイプ20をさらに含む。吐出パイプ20は横方向に延びる。吐出パイプ20の先端に吐出口が形成されている。吐出パイプ20の内部は、連通口50および外筒15の内部と連通している。吐出パイプ20は、鋼(たとえばSUS)等の金属材料を用いて形成されている。 Casing 11 further includes discharge pipe 20 coupled to communication port 50 . The discharge pipe 20 extends laterally. A discharge port is formed at the tip of the discharge pipe 20 . The inside of the discharge pipe 20 communicates with the communication port 50 and the inside of the outer cylinder 15 . The discharge pipe 20 is formed using a metal material such as steel (for example, SUS).

内筒16は、転がり軸受13を支持するための部材であり、転がり軸受13が内嵌固定される。内筒16は、PVC等の樹脂材料を用いて形成されている。内筒16は、外筒15にねじ(図示しない)等を用いて固定されている。 The inner cylinder 16 is a member for supporting the rolling bearing 13, and the rolling bearing 13 is internally fitted and fixed. The inner cylinder 16 is formed using a resin material such as PVC. The inner cylinder 16 is fixed to the outer cylinder 15 using screws (not shown) or the like.

上カバー17は、下向きの円筒容器状であり、ポリアミド等の樹脂材料や鋼等の金属材料を用いて形成されている。上カバー17は、外筒15の上端に外嵌されている。上カバー17の中央部には、回転軸12が挿通するための挿通穴22が形成されている。 The upper cover 17 has the shape of a downwardly facing cylindrical container, and is made of a resin material such as polyamide or a metal material such as steel. The upper cover 17 is fitted onto the upper end of the outer cylinder 15 . An insertion hole 22 through which the rotating shaft 12 is inserted is formed in the central portion of the upper cover 17 .

下カバー18は、上向きの円筒容器状であり、PVC等の樹脂材料を用いて形成されている。下カバー18は、外筒15の下端に外嵌される。下カバー18の中央部には、ケーシング11の下方の水を、ケーシング11内に取り入れるための複数の取入穴23が形成されている。取入穴23には、取入筒24が取り付けられている。取入筒24は、アクリル樹脂等の樹脂材料を用いて形成されている。取込筒24は省略することも可能である。 The lower cover 18 is in the shape of an upward cylindrical container and is made of a resin material such as PVC. The lower cover 18 is fitted onto the lower end of the outer cylinder 15 . A central portion of the lower cover 18 is formed with a plurality of intake holes 23 for taking water from the lower portion of the casing 11 into the casing 11 . An intake tube 24 is attached to the intake hole 23 . The intake tube 24 is formed using a resin material such as acrylic resin. It is also possible to omit the intake tube 24 .

図4に示すように、回転軸12は、ケーシング11の内部を上下に延びて、風車2の回転に同伴回転する。回転軸12は、鋼(たとえばSUS)等の金属材料を用いて形成されている。インペラユニット14が回転軸12の下端部に固定されている。後述するように、ケーシング11の内部は、上収容空間S1および下収容空間S2を含む。回転軸12は、ケーシング11の内部を、上収容空間S1および下収容空間S2を跨るように上下に延びて、風車2の回転に同伴回転する。 As shown in FIG. 4 , the rotating shaft 12 extends vertically inside the casing 11 and rotates together with the rotation of the wind turbine 2 . Rotating shaft 12 is formed using a metal material such as steel (for example, SUS). An impeller unit 14 is fixed to the lower end of the rotating shaft 12 . As will be described later, the interior of the casing 11 includes an upper accommodation space S1 and a lower accommodation space S2. The rotating shaft 12 extends vertically inside the casing 11 so as to straddle the upper housing space S<b>1 and the lower housing space S<b>2 and rotates together with the rotation of the wind turbine 2 .

転がり軸受13は、転がり軸受13Aと転がり軸受13Bとを含む。転がり軸受13A,13Bは、上収容空間S1に収容され、回転軸12を、風車2と同軸まわりに回転可能に支持する。転がり軸受13A,13Bは、内輪25と、外輪26と、これら内外輪25,26間に配置された複数の玉27とを備えている。 Rolling bearing 13 includes rolling bearing 13A and rolling bearing 13B. The rolling bearings 13A and 13B are housed in the upper housing space S1 and support the rotating shaft 12 so as to be rotatable around the same axis as the wind turbine 2 . The rolling bearings 13A, 13B each have an inner ring 25, an outer ring 26, and a plurality of balls 27 arranged between the inner and outer rings 25, 26. As shown in FIG.

内筒16の内周面16aはテーパ面で構成されている。このテーパ面は、中央部付近が最も小径であり、上端または下端に近づくに従って徐々に大径化している。一対の転がり軸受13A,13Bは、内周面16aの中央部を回転軸12の軸方向に挟むように、その軸方向に互いに所定の間隔を空けて配置されている。一対の転がり軸受13A,13Bが軸方向に間隔を空けて配置されているので、転がり軸受13によって、回転軸12を鉛直姿勢に良好に保持できる。 An inner peripheral surface 16a of the inner cylinder 16 is formed as a tapered surface. This tapered surface has the smallest diameter near the central portion and gradually increases in diameter toward the upper end or the lower end. The pair of rolling bearings 13A and 13B are arranged at a predetermined distance from each other in the axial direction of the rotating shaft 12 so as to sandwich the central portion of the inner peripheral surface 16a in the axial direction. Since the pair of rolling bearings 13A and 13B are arranged with an interval in the axial direction, the rotating shaft 12 can be satisfactorily held in a vertical position by the rolling bearings 13 .

回転軸12の外周には、転がり軸受13A,13Bの取り付け位置および転がり軸受13A,13Bの間を除く領域にはねじ29,30が形成されている。回転軸12の外周のねじ29にねじ係合されたダブルナット31が、転がり軸受13Aを内周面16aの中央部に向けて押さえ付ける。また、回転軸12の外周のねじ30にねじ係合されたダブルナット32が、転がり軸受13Bを内周面16aの中央部に向けて押さえ付ける。これにより、転がり軸受13A,13Bが、回転軸12の外周における取り付け位置に固定される。 Screws 29 and 30 are formed on the outer circumference of the rotary shaft 12 in regions other than the mounting positions of the rolling bearings 13A and 13B and between the rolling bearings 13A and 13B. A double nut 31 threadedly engaged with a screw 29 on the outer periphery of the rotary shaft 12 presses the rolling bearing 13A toward the central portion of the inner peripheral surface 16a. A double nut 32 threadedly engaged with a screw 30 on the outer periphery of the rotary shaft 12 presses the rolling bearing 13B toward the central portion of the inner peripheral surface 16a. As a result, the rolling bearings 13A and 13B are fixed to the mounting positions on the outer circumference of the rotating shaft 12 .

転がり軸受13A,13Bは、いわゆるセラミック軸受である。転がり軸受13A,13Bにおいて、複数の玉27はセラミック製であり内外輪25,26は鋼製である。そのため、潤滑材を用いることなく、転がり軸受13A,13Bの低トルク化が図られている。そのため、微風しか吹いておらず、風車2に小さい回転トルクのみしか作用しない場合であっても、回転軸12を回転させることが可能である。 The rolling bearings 13A and 13B are so-called ceramic bearings. In the rolling bearings 13A, 13B, the plurality of balls 27 are made of ceramic, and the inner and outer rings 25, 26 are made of steel. Therefore, the torque of the rolling bearings 13A and 13B is reduced without using a lubricant. Therefore, even when only a light breeze is blowing and only a small rotational torque acts on the windmill 2, the rotating shaft 12 can be rotated.

図4および図5に示すように、インペラユニット14は、回転軸12に同伴回転可能に連結されたインペラ3と、上壁板(仕切壁)41と、下壁板(下壁)42とを備えている。インペラ3は、複数枚のインペラ羽根43を備えている。上壁板41および下壁板42は、インペラ3に一体に形成されている。そのため、上壁板41および下壁板42のそれぞれをインペラ3とは別の部材で形成する場合と比較して、部品点数の低減を図ることができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the impeller unit 14 includes an impeller 3 connected to the rotary shaft 12 so as to rotate together, an upper wall plate (partition wall) 41, and a lower wall plate (lower wall) 42. I have. The impeller 3 has a plurality of impeller blades 43 . The upper wall plate 41 and the lower wall plate 42 are integrally formed with the impeller 3 . Therefore, compared with the case where each of the upper wall plate 41 and the lower wall plate 42 is formed of a member different from the impeller 3, the number of parts can be reduced.

インペラ3は、鋼(たとえばSUS)等の金属材料やPVC等の樹脂材料を用いて形成されている。インペラ3の高さはたとえば約15mmであり、インペラ3の外径はたとえば約28mmである。 The impeller 3 is formed using a metal material such as steel (for example, SUS) or a resin material such as PVC. The height of impeller 3 is, for example, about 15 mm, and the outer diameter of impeller 3 is, for example, about 28 mm.

インペラユニット14には、回転軸12が挿通している。インペラユニット14の上壁板41に形成されたねじ穴44および下壁板42に形成されたねじ穴45が回転軸12の外周のねじ29と係合しており、これにより、インペラユニット14が回転軸12に一体回転可能に結合されている。 The rotating shaft 12 is inserted through the impeller unit 14 . A threaded hole 44 formed in the upper wall plate 41 of the impeller unit 14 and a threaded hole 45 formed in the lower wall plate 42 are engaged with the screw 29 on the outer periphery of the rotary shaft 12, thereby allowing the impeller unit 14 to It is coupled to the rotary shaft 12 so as to be rotatable together.

インペラユニット14の上壁板41によって上収容空間S1の下面および下収容空間S2の上面が構成されている。また、インペラユニット14の下壁板42によって下収容空間S2の下面が構成されている。すなわち、上壁板41によって、ケーシング11の内部が、転がり軸受13A,13Bおよび内筒16を収容する上収容空間S1と、インペラ3を収容する下収容空間S2とに仕切られている。そして、上壁板41と下壁板42と外筒15の内周面とによって下収容空間S2が区画されている。 The upper wall plate 41 of the impeller unit 14 forms the lower surface of the upper accommodation space S1 and the upper surface of the lower accommodation space S2. A lower wall plate 42 of the impeller unit 14 forms a lower surface of the lower housing space S2. That is, the upper wall plate 41 partitions the inside of the casing 11 into an upper housing space S1 that houses the rolling bearings 13A and 13B and the inner cylinder 16, and a lower housing space S2 that houses the impeller 3. As shown in FIG. A lower accommodation space S2 is defined by the upper wall plate 41, the lower wall plate 42, and the inner peripheral surface of the outer cylinder 15. As shown in FIG.

下壁板42の中央部には、取入穴23からケーシング11の内部に取り込まれた水を下収容空間S2に吸い込むための複数の吸込穴46が形成されている。吸込穴46は小径を有する小穴である。ケーシング11の内部に取り込まれた水は、複数の吸込穴46を通って下収容空間S2に吸い込まれる。この吸込穴は、下壁板42の周縁部には形成されていない。 A plurality of suction holes 46 are formed in the central portion of the lower wall plate 42 for sucking the water taken into the casing 11 through the intake holes 23 into the lower housing space S2. The suction hole 46 is a small hole with a small diameter. The water taken inside the casing 11 is sucked into the lower housing space S2 through the plurality of suction holes 46 . This suction hole is not formed in the peripheral portion of the lower wall plate 42 .

インペラ3は、複数枚(たとえば8枚)のインペラ羽根43を備えている。これら複数枚のインペラ羽根43は、回転軸12まわりに回転対称である。図5に示すように、複数枚のインペラ羽根43は、同じ諸元を有している。各インペラ羽根43は、平面視において、回転方向Dr2と反対向きに凸の円弧状に湾曲する湾曲板である。各インペラ羽根43は、その全域において回転軸12に平行に延びている。次に述べるように、インペラ3の回転方向Dr2は風車2の回転方向Dr1と、平面視において一致しているため、複数枚のインペラ羽根43の湾曲方向が、風車2の風車羽根6の湾曲方向に一致している。 The impeller 3 has a plurality of (for example, eight) impeller blades 43 . These multiple impeller blades 43 are rotationally symmetrical about the rotation axis 12 . As shown in FIG. 5, the multiple impeller blades 43 have the same specifications. Each impeller blade 43 is a curved plate curved in a convex circular arc in a direction opposite to the rotation direction Dr2 in plan view. Each impeller blade 43 extends parallel to the rotating shaft 12 over its entire area. As described below, the rotational direction Dr2 of the impeller 3 coincides with the rotational direction Dr1 of the wind turbine 2 in plan view, so the bending direction of the plurality of impeller blades 43 corresponds to the bending direction of the wind turbine blades 6 of the wind turbine 2. is consistent with

図5に示すように、平面視において、吐出パイプ20の延びる方向が、回転するインペラ3の接線方向に一致している。すなわち、吐出口19の吐出方向が、回転するインペラ3の接線方向に一致している。 As shown in FIG. 5, the direction in which the discharge pipe 20 extends coincides with the tangential direction of the rotating impeller 3 in plan view. That is, the discharge direction of the discharge port 19 matches the tangential direction of the rotating impeller 3 .

水流発生装置1が側壁101に取り付けられている状態で、風を受けて風車2が回転すると、風車2が回転方向Dr1(図3参照)に回転し、この風車2の回転に同伴して、インペラ3が回転方向Dr2(図5参照)に回転する。これにより、下収容空間S2の内部の水が下収容空間S2を旋回する。吐出口19の吐出方向が、回転するインペラ3の接線方向に一致しているので、下収容空間S2を旋回する水を、吐出口19からスムーズに吐出させることができる。 With the water flow generator 1 attached to the side wall 101, when the wind turbine 2 rotates due to the wind, the wind turbine 2 rotates in the rotation direction Dr1 (see FIG. 3), and accompanying the rotation of the wind turbine 2, The impeller 3 rotates in the rotation direction Dr2 (see FIG. 5). As a result, the water inside the lower accommodation space S2 swirls in the lower accommodation space S2. Since the discharge direction of the discharge port 19 coincides with the tangential direction of the rotating impeller 3, the water swirling in the lower accommodation space S2 can be smoothly discharged from the discharge port 19. - 特許庁

また、各インペラ羽根43が、平面視において、回転方向Dr2と反対向きに凸の円弧状に湾曲しているので、大きな負荷トルクを生じることなく、インペラ3を回転させることができる。これにより、回転軸12に作用するのが低トルクである場合でも、インペラ3をスムーズに回転させることができる。 In addition, since each impeller blade 43 is curved in a convex arc shape in a direction opposite to the rotation direction Dr2 in plan view, the impeller 3 can be rotated without generating a large load torque. This allows the impeller 3 to rotate smoothly even when a low torque acts on the rotating shaft 12 .

また、インペラ3の回転によって、複数の吸込穴46から下収容空間S2に水が吸い込まれる。具体的には、ケーシング11の内部に水が取り込まれ、かつその水が、吸込穴46を介して下収容空間S2に吸い込まれる。吸込穴46が小穴であるので、ケーシング11の内部に取り込まれた水に藻や苔などの異物が含まれる場合であっても、これらの異物が、吸込穴46を介して下収容空間S2に吸い込まれることを抑制できる。下収容空間S2に藻や苔などの異物が進入すると、これらがインペラ羽根43や壁板41,42に絡まって、インペラ3のスムーズな回転を阻害するおそれがある。しかし、下収容空間S2への異物の吸い込みを抑制できるので、異物の進入に起因するインペラ3の回転不良を未然に防止できる。 Further, water is sucked into the lower accommodation space S2 through the plurality of suction holes 46 by the rotation of the impeller 3 . Specifically, water is taken into the casing 11, and the water is sucked into the lower housing space S2 through the suction hole 46. As shown in FIG. Since the suction hole 46 is a small hole, even if foreign substances such as algae and moss are contained in the water taken into the casing 11, these foreign substances can pass through the suction hole 46 into the lower housing space S2. You can prevent being sucked in. If foreign substances such as algae and moss enter the lower housing space S2, they may become entangled with the impeller blades 43 and the wall plates 41 and 42, and hinder the smooth rotation of the impeller 3. However, since it is possible to suppress the foreign matter from being sucked into the lower housing space S2, it is possible to prevent rotation failure of the impeller 3 caused by the entry of the foreign matter.

また、インペラ3が回転している場合には、ケーシング11の内部に取り込まれた水に含まれる異物は、インペラ3(インペラユニット14)の回転の遠心力を受けて、下壁板42の周縁部に向けて移動するようになり、下壁板42の中央部に向けて移動し難い。複数の吸込穴46が下壁板42の中央部に形成されているので、これらの異物が、吸込穴46を介して下収容空間S2に吸い込まれることを、より一層効果的に抑制できる。 Also, when the impeller 3 is rotating, the foreign matter contained in the water taken into the casing 11 receives the centrifugal force of the rotation of the impeller 3 (impeller unit 14), and the peripheral edge of the lower wall plate 42 The lower wall plate 42 moves toward the central portion of the lower wall plate 42 with difficulty. Since the plurality of suction holes 46 are formed in the central portion of the lower wall plate 42, it is possible to more effectively prevent these foreign substances from being sucked into the lower housing space S2 through the suction holes 46.

以上によりこの実施形態によれば、下収容空間S2の内部の水が、インペラ3の回転によって下収容空間S2を旋回し、吐出口19からケーシング11外に送り出される。これにより、水流発生装置1の周囲に横向きの水流が形成される。 As described above, according to this embodiment, the water inside the lower housing space S<b>2 is swirled in the lower housing space S<b>2 by the rotation of the impeller 3 and is sent out of the casing 11 through the discharge port 19 . As a result, a lateral water flow is formed around the water flow generator 1 .

ケーシング11の内部でインペラ3を回転させて旋回した水を吐出口19から吐出して水流を発生させるので、ケーシング11を設けずにインペラ3を露出させる場合と比較して、水の送り出す方向を、吐出口19からの吐出方向(一または複数の方向)に集約できる。これにより、所望の方向に関し、水流の強さを強めることができる。また、筒状のケーシング11内にインペラ3が収容されるので、インペラ3の外径がケーシング11の内径より大きくなることはない。ケーシング11の内径を小さく設定することにより、水中において水流発生装置1の平面視での小型化を図ることが可能であり、その結果、水棲生物の生息領域を狭めてしまうことがない。 Since the water swirled by rotating the impeller 3 inside the casing 11 is discharged from the discharge port 19 to generate a water flow, the direction in which the water is sent out can be changed as compared with the case where the impeller 3 is exposed without providing the casing 11. , discharge direction (one or more directions) from the discharge port 19 . Thereby, the strength of the water flow can be increased in a desired direction. Further, since the impeller 3 is housed inside the cylindrical casing 11 , the outer diameter of the impeller 3 does not become larger than the inner diameter of the casing 11 . By setting the inner diameter of the casing 11 to be small, it is possible to reduce the size of the water flow generator 1 in water in plan view, and as a result, the habitat area of aquatic organisms is not narrowed.

また、ケーシング11内にインペラ3が収容されるので、回転するインペラ3が水棲生物に当たるのを抑制または防止できる。 Moreover, since the impeller 3 is accommodated in the casing 11, it is possible to suppress or prevent the rotating impeller 3 from hitting aquatic organisms.

これにより、水棲生物への悪影響を回避しながら、水流を良好に発生させることができる。 As a result, it is possible to favorably generate water flow while avoiding adverse effects on aquatic organisms.

以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することができる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms.

たとえば、転がり軸受13A,13Bとして、玉27がセラミック製のセラミック軸受を採用したが、低トルクで回転する低トルク用の軸受であれば、これに代えて採用できる。 For example, as the rolling bearings 13A and 13B, ceramic bearings in which the balls 27 are made of ceramic are used, but any low-torque bearing that rotates at low torque can be used instead.

また、風車2に含まれる風車羽根6の枚数は4枚以外の枚数であってもよい。 Further, the number of wind turbine blades 6 included in the wind turbine 2 may be other than four.

また、インペラ3に含まれるインペラ羽根43の枚数は8枚以外の枚数であってもよい。 Also, the number of impeller blades 43 included in the impeller 3 may be other than eight.

また、インペラ羽根43が、その全域において回転軸12に平行に延びるとして説明していたが、回転軸12に対し傾斜していてもよい。 Moreover, although the impeller blades 43 were described as extending parallel to the rotation axis 12 over the entire area, they may be inclined with respect to the rotation axis 12 .

また、インペラ羽根43が平面視において回転方向Dr2に対して湾曲しているとして説明したが、インペラ羽根43が平面視において回転方向Dr2に対して湾曲せずに、放射状に平板状に延びていてもよい。 In addition, although the impeller blades 43 are described as being curved in the rotational direction Dr2 in plan view, the impeller blades 43 do not curve in the rotational direction Dr2 in plan view and extend radially in a flat plate shape. good too.

また、上壁板41および下壁板42のそれぞれをインペラ3とは別の部材で形成してもよい。この場合、上壁板41および下壁板42は、インペラ3の回転に同伴回転可能ではなく、これらは、外筒15に固定される。 Moreover, each of the upper wall plate 41 and the lower wall plate 42 may be formed of a member different from the impeller 3 . In this case, the upper wall plate 41 and the lower wall plate 42 are not rotatable with the rotation of the impeller 3 and are fixed to the outer cylinder 15 .

また、吐出口19が1つだけ形成される場合を例に挙げて説明したが、吐出口19が複数形成されてもよい。具体的には、ケーシング11に、周方向に間隔を挙げて配置された複数の吐出口(吐出口19)が形成され、インペラ3の回転によって、下収容空間S2の水が、これら複数の吐出口19から吐出されていてもよい。 Further, although the case where only one ejection port 19 is formed has been described as an example, a plurality of ejection ports 19 may be formed. Specifically, the casing 11 is formed with a plurality of discharge ports (discharge ports 19) arranged at intervals in the circumferential direction. It may be discharged from the outlet 19 .

また、吸込穴として、小穴からなる複数の吸込穴46を複数形成する場合を例に挙げて説明したが、吸込穴が、複数の円弧状穴から構成されていてもよい。 Moreover, although the case where a plurality of suction holes 46 each formed of a small hole is formed as the suction hole has been described as an example, the suction hole may be configured by a plurality of arc-shaped holes.

また、飼育容器100を屋外ではなく、屋内に設置してもよい。屋内でも風通しのよい場所であれば、風車2は回転可能である。 Also, the breeding container 100 may be installed indoors instead of outdoors. The windmill 2 can rotate indoors as long as it is well ventilated.

また、飼育容器100において、鑑賞魚ではなく、ブリ、マダイ、カンパチ等の養殖魚が生育されてもよい。 Also, in the breeding container 100, cultured fish such as yellowtail, red sea bream, and greater amberjack may be raised instead of ornamental fish.

1 :水流発生装置
2 :風車
3 :インペラ
11 :ケーシング
12 :回転軸
13 :転がり軸受
19 :吐出口
41 :上壁板(仕切り壁)
42 :下壁板(下壁)
46 :吸込穴
S1 :上収容空間
S2 :下収容空間
Reference Signs List 1: Water flow generator 2: Windmill 3: Impeller 11: Casing 12: Rotating shaft 13: Rolling bearing 19: Discharge port 41: Upper wall plate (partition wall)
42: Lower wall plate (lower wall)
46: Suction hole S1: Upper accommodation space S2: Lower accommodation space

Claims (4)

水中に水流を発生させるための水流発生装置であって、
回転自在な風車と、
筒状の上収容空間と、前記上収容空間と仕切られた下収容空間とが、内部に区画された筒状のケーシングであって、前記下収容空間に連通する吐出口を有し、前記風車の下方に配置されたケーシングと、
前記ケーシングの内部を前記上収容空間と前記下収容空間とに跨って上下に延び、前記風車に、前記風車の回転に同伴して前記風車と同軸まわりに回転可能に連結された回転軸と、
前記上収容空間に収容され、前記回転軸を、前記風車と同軸まわりに回転可能に支持する軸受と、
前記下収容空間に収容され、前記回転軸に、当該回転軸に同伴回転可能に連結されたインペラであって、回転によって、前記下収容空間の内部の水を前記吐出口から前記ケーシングの外へ送り出すインペラとを含む、水流発生装置。
A water flow generator for generating a water flow in water,
rotatable windmills,
A cylindrical casing having a cylindrical upper housing space and a lower housing space partitioned from the upper housing space, the casing having a discharge port communicating with the lower housing space, and comprising the wind turbine. a casing positioned below the
a rotary shaft extending vertically across the upper housing space and the lower housing space inside the casing, and connected to the windmill so as to be rotatable about the same axis as the windmill as the windmill rotates;
a bearing housed in the upper housing space and supporting the rotating shaft so as to be rotatable around the same axis as the wind turbine;
An impeller housed in the lower housing space and connected to the rotating shaft so as to be rotatable together with the rotating shaft, wherein the rotation causes water inside the lower housing space to flow out of the casing through the discharge port. and a pumping impeller.
前記下収容空間の下面を構成する下壁をさらに含む、請求項1に記載の水流発生装置。 The water flow generator according to claim 1, further comprising a lower wall forming a lower surface of the lower housing space. 前記下壁の中央部に吸込穴が形成されている、請求項2に記載の水流発生装置。 3. The water flow generator according to claim 2, wherein a suction hole is formed in the central portion of said lower wall. 前記上収容空間と前記下収容空間とを仕切る仕切り壁をさらに含み、
前記下壁および前記仕切り壁が、前記インペラに一体に形成されている、請求項2または3に記載の水流発生装置。
further comprising a partition wall separating the upper accommodation space and the lower accommodation space;
The water flow generator according to claim 2 or 3, wherein said lower wall and said partition wall are integrally formed with said impeller.
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