JP6535424B1 - Lift generating device - Google Patents

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Abstract

【課題】コアンダ効果を用いた揚力発生装置において、高出力のモータや大型のモータ等を用いることなく高出力の揚力を発生させることができる揚力発生装置を提供する。【解決手段】送風装置200によって第1吸気口203から吸入された空気は第1円筒体240を介して、コアンダ効果を発生させる第2円筒体260の内周面に沿って第3排気口266から排出される。第2円筒体260の送風口262の近傍に第1吸気口203を設ける。【選択図】図4A lift generation device using a Coanda effect is provided, which can generate a high output lift without using a high output motor, a large motor or the like. SOLUTION: Air taken in from a first intake port 203 by a blower 200 passes a first cylindrical body 240, and a third exhaust port 266 along an inner circumferential surface of a second cylindrical body 260 that generates a Coanda effect. Discharged from The first air inlet 203 is provided in the vicinity of the air outlet 262 of the second cylindrical body 260. [Selected figure] Figure 4

Description

本発明は、飛行体、特にホバリング飛行が可能な飛行体に設けられる揚力発生装置に関する。   The present invention relates to a flying object, and more particularly to a lift generating device provided to a flying object capable of hovering flight.

従来、ホバリング飛行が可能な飛行体、いわゆるドローンの揚力発生装置としてコアンダ効果によって増幅させた気流を利用したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   Hitherto, a flying object capable of hovering flight, that is, a so-called drone lift generating device using an air flow amplified by the Coanda effect is known (for example, see Patent Document 1).

特開2017−213951号公報JP, 2017-213951, A

しかし、このようにコアンダ効果によって気流が増幅させられるとはいえ、ドローンを飛行させるための安定的な揚力を得るためには高出力のモータ等を搭載する必要があるところ、このような高出力のモータ等は消費電力が大きくなるためバッテリーの消費が激しく、またこのようなモータ等は大型なものとなりやすいため、ドローンの飛行可能時間が短くなってしまうといった問題があった。   However, although the air flow is amplified by the Coanda effect in this way, it is necessary to mount a high output motor etc. in order to obtain stable lift for flying the drone. In the case of the motor etc., the consumption of the battery is heavy because the power consumption is large, and since the motor etc. tends to be large, there is a problem that the drone flightable time becomes short.

本発明は、上述した事情に鑑み、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安定的な揚力を得られることが可能な飛行体の揚力発生装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described circumstances, the present invention has an object to provide a lift generating device for a flying object capable of obtaining stable lift without using a high output motor with large power consumption or a large motor. Do.

上記目的を達成するために、本発明は、コアンダ効果によって、上流側開口から下流側開口へと向かう所定方向に向かって流れる空気流以上の空気流を前記所定方向に向かって発生させ前記所定方向とは逆方向への揚力を発生可能な第一円筒体を有した揚力発生装置であって、前記揚力発生装置は、前記所定方向に流れる空気流を発生させる送風機構を有し、前記送風機構は、吸気部から吸い込んだ空気を排気部に向かって送風するものであり、前記排気部は、前記上流側開口の近傍の前記第一円筒体の内周面に設けられ、前記送風機構から送風された空気、前記所定方向に流れる空気流として前記第一円筒体の内周面に沿って送風することによって前記コアンダ効果を発生し得るものであり、前記吸気部は前記下流側開口の近傍の前記第一円筒体の内周面に設けられ、前記空気流の一部を吸気可能に構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an air flow higher than an air flow flowing in a predetermined direction from the upstream opening toward the downstream opening is generated in the predetermined direction by the Coanda effect , and the predetermined direction is generated. Is a lift generating device having a first cylindrical body capable of generating lift in a direction opposite to that of the lift, the lift generating device having a blower mechanism for generating an air flow flowing in the predetermined direction, the blower mechanism The air is blown toward the exhaust air from the air intake, and the exhaust air is provided on the inner peripheral surface of the first cylindrical body in the vicinity of the upstream opening, and the air is blown from the air blowing mechanism. been air, the are those capable of generating the Coanda effect by blowing along the inner peripheral surface of the first cylindrical body as an air stream flowing in a predetermined direction, the intake portion of the downstream opening the neighboring Provided on the inner peripheral surface of one cylinder, characterized in that it is sucked capable constituting a part of the air flow.

このように構成することで、所定方向に向かって流れる空気流の下流側に負圧を発生させることができ、所定方向に向かって流れる空気流量を更に増やすことができる。   With this configuration, negative pressure can be generated on the downstream side of the air flow flowing in the predetermined direction, and the air flow amount flowing in the predetermined direction can be further increased.

また、前記送風機構と前記排気口との間に第二円筒体を有し、前記第二円筒体は、コアンダ効果によって、前記送風機構から送風された空気流以上の空気流を前記排気部に向けて発生させるようにしてもよい。   In addition, a second cylindrical body is provided between the air blowing mechanism and the exhaust port, and the second cylindrical body is configured to send an air flow equal to or greater than the air flow blown from the air blowing mechanism to the exhaust portion by the Coanda effect. You may make it generate toward.

このように構成することで、第一円筒体に送り込まれる空気流量を増加させることができる。つまり、送風機構から送り出される空気を二段階で増幅させることができる。   By configuring in this manner, the air flow rate fed into the first cylindrical body can be increased. That is, the air delivered from the blower mechanism can be amplified in two steps.

本発明によれば、コアンダ効果を用いた揚力発生装置において、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安定的な揚力を発生させることが可能となる。   According to the present invention, in the lift generating device using the Coanda effect, it is possible to generate stable lift without using a high output motor with a large power consumption or a large 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 fire drone 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 fire drone 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。It is AA sectional drawing of FIG. 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 showing operation of a support 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 the schematic which shows the flow of the air in a lift generation | occurrence | production 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 fire drone 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 showing a career 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 the schematic which shows another example of a lift generation | occurrence | production 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 fire drone 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, and other specific numerical values and the like in this embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and the present invention is not limited 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 flying object for firefighting, so-called fire drone.

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 the present embodiment includes a main body unit 10, and four lift generating units 20 are provided on the outer peripheral side surface of the main body unit 10. The number of installed lift generation units 20 is not particularly limited as long as it is four or more, and various numbers may be adopted according to the specifications of the fire drone.

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。   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 the present embodiment) as shown in FIG. Further, a carrier unit 30 is provided below the main body unit 10. Various types of nozzles and hoses can be connected to the carrier unit 30, and the carrier unit 30 is detachably fixed to the bottom 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 unit 10 can transmit / receive a predetermined operation signal or radio wave, an electronic control unit 102 provided with at least a CPU as a central processing unit, various storage devices such as a RAM / ROM, etc. inside a substantially disk-shaped main unit 101. A transmission / reception unit 103, a 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 or the like 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。   The lift generation unit 20 has the air blower 200, the support body 220, the 1st cylindrical body 240, and the 2nd cylindrical body 260, as shown to FIG. 3, FIG.

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 200 includes a blower case 201 and a rotation mechanism unit 202 housed in the blower case 201 and controlled to be capable of rotational operation 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 cylindrical body having a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 4. 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 air blowing case 201 is provided with a first exhaust port 204 for delivering the air sucked from the first air 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 rotating mechanism unit 202 is arranged such that the two propeller bodies 205 and 206 having a plurality of blades are coaxial with each other, and can rotate in either forward or reverse direction. It is configured. The rotation mechanism portion 202 is accommodated in the air blowing case 201 so as to be located between the first air inlet 203 and the first air outlet 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 so that the amounts of rotation (rotational speeds) of the respective propeller bodies 205 and 206 can be controlled independently and variably by the electronic control unit 102. 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 respective propeller bodies 205 and 206 is cancelled, which makes it possible to supply a stable air volume, 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、送風ケース201に設けられた第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 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 provided in the blower case 201 and the first It will be sent out (blown) toward the exhaust port 204.

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 propeller bodies may be used. Further, the compressed air may be sent out using an electric compressor or the like instead of the above-described rotation mechanism portion 202.

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 on a support case 221 whose one end is connected to the blower case 201 and whose other end is connected to the first cylindrical body 240, and the support case 221. 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 therein with an air flow passage 223 serving as a flow path of air, and the first exhaust port 204 of the air flow case 201 and the second air intake of the first cylindrical body 240. It is configured to connect with H.245. Therefore, the air sent from the first exhaust port 204 is sent to the second air inlet 245 through the air 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 portion 101 via the movable joint portion 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 portion 225 includes a drive mechanism (not shown) controlled by the electronic control unit 102, rotates the arm body 224 according to the control of the electronic control unit 102, or 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 electronic control unit 102 variably controls the arm body 224, the lift generation unit 20 also changes. That is, it is possible to change the lift direction 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 has a substantially cylindrical shape having a first opening 241 at one end side (right side in FIG. 4) and the other end side (left side in FIG. 4) 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 is a flow passage of air is formed to penetrate. One end side (right side in FIG. 4) of the first air flow path 242 communicates with the first opening 241, and the other end side (left side in FIG. 4) communicates with the third air inlet 267. In addition, 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 area 243 has a wide area at one end side (right side in FIG. 4) and a narrow cross-section teardrop such that the other end side (left side in FIG. 4) gradually narrows. It is defined to be an annular space of shape. In addition, corresponding to this, as shown in FIG. 4, the first air flow passage 242 is narrowed at one end side (right side in FIG. 4) and spreads toward the other end side (left side in FIG. 4) It has a tapered shape with a gradual diameter increase.

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。   At one end side (right side in FIG. 4) of the first hollow area 243, a second exhaust port 244 communicating the first hollow area 243 and the first air flow path 242 is provided. A second air inlet 245 is provided in communication with the

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 in an annular shape along the extending direction of the first hollow area 243. The first nozzle 246 is shaped 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 air flow passage 242. Therefore, the air having passed through the second intake port 245 circulates in the first hollow region 243 and is then discharged from the second exhaust port 244, and along the inner peripheral wall surface of the first air flow path 242 by the first nozzle 246. It will be discharged to the third inlet 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 has a second opening 261 at one end side (upper side in FIG. 4) and a blower port 262 at the other end side (lower side in FIG. 4). 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。   Inside the second cylindrical body 260, a second air flow passage 263 which is a flow passage of air is formed to penetrate. One end side (upper side in FIG. 4) of the second air flow path 263 communicates with the second opening 261, and the other end side (lower side in FIG. 4) communicates with the air outlet 262. In addition, 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 area 264 has a wide area at one end (upper side in FIG. 4) and a gradually narrower cross-section with a width gradually decreasing toward the other end (lower side in FIG. 4). It is defined to be a drop-shaped annular space. In addition, corresponding to this, as shown in FIG. 4, the second air flow path 263 is narrowed at one end side (upper side in FIG. 4) and broadens toward the other end side (lower side in FIG. 4) It has a tapered shape with a gradual diameter increase.

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 an edge portion of the air outlet 262 so as to protrude in a hook 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 area 264 to connect the second hollow area 264 and the second air flow path 263, and the other end side (lower side in FIG. 4). And a third air inlet 267 communicating the second hollow area 264 with the first air flow passage 242.

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 which is slit in an annular shape along the extending direction of the second hollow area 264. The second nozzle 268 is shaped to eject air discharged from the third exhaust port 266 to the other end side (lower side in FIG. 4) along the inner peripheral wall surface of the second air flow path 263. . Therefore, after the air having passed through the third air inlet 267 circulates in the second hollow region 264, the air is discharged from the third air outlet 266, and along the inner peripheral wall surface of the second air flow passage 263 by the second nozzle 268. It will be sent out to the air outlet 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 air flow ejected downward from the air blowing port 262, and the firefighting 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 generation unit 20 configured as described above, the air flow rate flowing through the first air flow path 242 of the first cylindrical body 240 and the air flow rate flowing through the second air flow path 263 have the second exhaust port by the so-called Coanda effect. It is higher than the flow rate of air discharged from 244 and the flow rate of air injected from the third exhaust port 266. Hereinafter, description will be made 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 propeller bodies 205 and 206 are controlled to rotate by the electronic control unit 102, air is sucked from the first air intake port 203 and is sent out from the first exhaust port 204 to the air passage 223. The air that has flowed into the air passage 223 is sucked from the second air inlet 245 and is discharged from the second air outlet 244 while flowing back through the first hollow region 243. The air discharged from the second exhaust port 244 is discharged toward the inner peripheral wall surface of the first air flow path 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, a flow of air along the inner peripheral wall surface of the first air flow passage 242 is generated by the Coanda effect, causing the air to be entrained (sucked), and one end side of the air sucked from the first opening 241 (FIG. 4). An air flow is generated from the middle right side to the other end side (left side in FIG. 4). Thus, the air flow of the air taken in from the first opening 241 is added to the air flow discharged from the first nozzle 246, so that the air flow rate flowing through the first air flow path 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 from the third inlet 267 of the second cylindrical body 260, flows back through the second hollow region 264, and is discharged from 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 path 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 path 242, a flow of air along the inner peripheral wall surface of the second air flow path 263 is generated by the Coanda effect, causing air entrapment (suction), and suction from the second opening 261 An air flow from one end side (upper side in FIG. 4) of the air to the other end side (lower side in FIG. 4) is generated. Thereby, the air flow of the air flowing from the second opening 261 is added to the air flow discharged from the second nozzle 268 by the air flow, so the air flow rate flowing through the second air flow path 263 is amplified and the air is 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 path 242, more entrapment may occur. In addition, the first intake port 203 is provided in the vicinity of the air outlet 262, that is, on the downstream side of the second air flow path 263, so that air can be drawn from the first intake port 203 as the first intake air is drawn. Negative pressure can be generated around the mouth 203. Since the wind flows in the direction of lower pressure, it is possible to further accelerate the air flow flowing out from the vicinity of the first air intake 203, that is, the air flow from the air flow opening 262. It is possible to

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 air outlet 262 also amplifies the air flow rate flowing through the second air flow passage 263 by generating a negative pressure in the vicinity of the air outlet 262 by a so-called wind lens effect. 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 has a frame 300, a damping device 340 attached to the frame 300, a water discharge nozzle 360 and a hose portion 380.
The frame 300 comprises a front frame 301 and a back frame 302 as shown in FIGS. 7 and 8.

前フレーム301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。   The front frame 301, as shown in FIG. 8A, connects a pair of front legs 303, 303 extending downward from the bottom of the main unit 10, and the pair of front legs 303, 303. It includes a front plate portion 304 and nozzle support portions 305 extended from the front leg portions 303 and 303 and the front plate portion 304, respectively.

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。   The proximal end sides of the pair of front legs 303, 303 have shaft portions 306, 306 extending in the left-right direction (left-right direction in FIG. 7), and a front plate attachment portion 307 is provided on the free end side. The pair of front legs 303, 303 are pivotally supported by a pair of proximal bearing portions 308 arranged in parallel on the bottom surface of the main unit 10 via the shaft portions 306, 306, and in the front-rear direction (vertical direction in FIG. 7) It is configured to be freely tiltable.

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 horizontal plate-like body, and front plate attachment portions 307 of a pair of front leg portions 303, 303 are provided at the left and right end portions in the longitudinal direction. It is attached. Therefore, in synchronization with the tilting of one or the other front leg of the pair of front legs 303, 303, the other one of the front legs is also tilted back and forth.

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, in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the front plate portion 304, a mounting opening 309 penetrating in the front and rear direction is provided. Further, 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 on the rear surface (lower side in FIG. 7) of the front plate portion 304 Grounding foot portions 312 and 312 are provided on the bottom surfaces of left and right end portions of the front plate portion 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 is provided with a cylindrical nozzle holder 313 that opens in a circular shape at the front and back, 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 the base end side of each of the pair of front legs 303, 303 and the left and right ends of the front plate portion 304, and the other end is more than the pair of front legs 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。   The rear frame 302, as shown in FIG. 8A, includes a pair of rear legs 315, 315 extending vertically downward from the bottom surface of the main unit 10, and the pair of rear legs 315, 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 legs 315, 315 has shaft portions 317, 317 extending in the left-right direction (left and right direction in FIG. 7) on the base end side, and also on the free end side. Shaft portions 317 and 317 parallel to the axis of the lens are provided. The pair of rear legs 315, 315 is pivotally supported by a pair of proximal bearing portions 318 arranged in parallel on the bottom surface of the main unit 10 via the shaft portions 317, 317 provided on the proximal end side. Similar to the front legs 303, 303, it is configured to be tiltable in the front-rear direction (vertical direction in FIG. 7). Further, the pair of rear legs 315, 315 has a telescopic structure, and the length can be expanded and contracted by a drive mechanism (not shown) controlled by the electronic control unit 102. When expanding and contracting the pair of rear legs 315 and 315, expansion and contraction are controlled so that the lengths of the respective rear legs 315 and 315 become equal.

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 horizontal plate-like body, and free end side bearing portions 319 are provided on the top surfaces of the left and right end portions in the longitudinal direction, Shafts 317, 317 provided on the free end side of the pair of rear legs 315, 315 are rotatably supported. Further, as for the pair of rear legs 315, 315, as in the case of the pair of front legs 303, 303, each of the pair of rear legs 315, 315 is synchronously tilted forward and backward.

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, in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the rear plate portion 316, a mounting opening 320 penetrating in the front and rear direction is provided. In addition, a screw hole 321 opened in a direction parallel to the shaft portions 317 and 317 provided on the free end side on the front surface of the rear plate portion 316 (the surface facing the front plate portion 304; upward direction in FIG. 7). A damper attachment portion 322 having a bottom portion is provided, and on the bottom surfaces of left and right end portions of the rear plate portion 316, foot portions 323 for grounding are provided.

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 has a damper 341 and a coil spring 342. The damper 341 includes a single cylinder type cylinder 343 filled with oil and gas inside, and a piston rod 344 slidably inserted in the cylinder 343. The coil spring 342 is wound so as to cover the outer periphery of the damper 341. One end of the coil spring 342 is joined to a spring receiver 345 provided to the cylinder 343, and the other end of the coil spring 342 is joined to a spring receiver 345 provided to the piston rod 344. Further, at the tip of each spring receiving portion 345, an unshown opening 346 corresponding to the screw holes 310, 321 of the damper mounting portions 311, 322 provided in the front plate portion 304 and the rear plate portion 316 is provided. There is. The damping device 340 is pivotably attached by a bolt or the like through the screw holes 310 and 321 and the opening 346 (not shown) so that the damping device 340 can tilt between the front plate portion 304 and the rear plate portion 316. It is attached.

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。
Note that the state of the damping device 340 shown in FIG. 8A is the no load state where it extends most in the axial direction, and the stroke length of the piston rod 344 is the longest. Under normal conditions, the maximum stroke length under no load (X line in FIG. 8A) is maintained.
Further, instead of the single cylinder type damper 341, a double cylinder type damper may be used as the damping measure 340, 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 flow passage 364 penetrating therethrough, 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。
The nozzle main body 361 is formed to be tapered toward the discharge port 363 as shown in FIG. 8, and a flow channel 364 (not shown) formed therein is also narrowed toward the discharge port 363. Configured Further, the nozzle main 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 rod-like water discharge state to discharge water linearly, a wide-angle water discharge state to discharge radially, and a spray It is configured to be able to switch to each of the three water discharge states in the spray water discharge state and the water discharge stop state in which the water discharge is not performed.
The nozzle side joint 362, as shown in FIG. 8, functions as a male side joint having a threaded groove on the outer peripheral surface, and is configured to be able to be screwed and connected with a female side joint 384 provided on the hose portion 380 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 has an intermediate hose 381 and a water supply hose 382. The intermediate hose 381 and the water supply hose 382 were formed by lining the inner surface of a woven fabric obtained by cylindrically weaving yarns of cotton, synthetic fibers, etc. with a circular weave machine, plain weave machine, etc. with rubber, synthetic resin, etc. It has the same structure as a fire protection jacket hose, and has a strength that can withstand the pressure of pressurized water sent from a water pump and various fire hydrants. The hose used for the hose portion 380 may be a hose other than the fire protection jacket hose, for example, a fire holding shape hose or a wet hose. In addition, hoses other than those for fire fighting, for example, hoses for civil engineering, industrial, and horticulture may be used.

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 attachment 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 side joints 384 are provided as joint 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 connection fitting, and after inserting the nozzle side joint 362 and the water hose side joint 385 to be the male side joint, the male side and female side are obtained by rotating in a predetermined direction. 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, as shown in FIGS. 8 and 9, the intermediate hose 381 is attached in a slightly bent state. By providing such a deflection, the shock of expansion or contraction due to rapid pressurization or depressurization that occurs at the start or stop of water discharge can be mitigated, and stability improvement at flight can be expected, which is preferable. It 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 side of the water supply hose 382, a water supply hose side joint 385 which is a joint for connection on the male side 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 with a female side joint 384 provided on the intermediate hose 381 (FIG. a) see). The other end of the water supply hose 382 is provided with a predetermined joint (not shown) that can be connected to a water supply pump car, various fire hydrants and the like.

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。   Note that the water discharge nozzle 360 and the connection fitting of each hose are not limited to a screw connection fitting, and a plug-in (Machino type) connection fitting having excellent convenience such as removal may be used. Moreover, the male side joint and the female side joint attached to each hose may be mutually replaced and provided. In addition, it is desirable that the respective joint joints be arranged in a common type, for example, a general-purpose type predetermined in a predetermined accreditation organization or group. It is because combination between hoses becomes easy and becomes suitable if it is the same type.

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 carrier unit 30 in the present embodiment is provided with the damping device 340, and the damping device 340 connects the front plate portion 304 and the rear plate portion 316, and the attachment angle can be varied. It is attached so that it can tilt freely. Therefore, in the normal state, as shown in FIG. 9A, the horizontal direction is maintained, but when the pair of rear legs 315, 315 is driven to be shortened, as shown in FIG. 9B. In this state, it is inclined downward toward the front side (left side in FIG. 9) while maintaining the maximum stroke length.

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, with the downward inclination operation of the damping device 340, the connected front plate portion 304 is pulled rearward (right side in FIG. 9), and the rear portion centering on the shaft portions 306, 306 of the pair of front legs 303, 303. Tilt toward (right side in FIG. 9). Then, with the tilting of the front plate portion 304, 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. Thereby, it becomes possible to adjust the water discharge direction while maintaining the hovering state of the fire service drone 1. When the discharge port 363 is directed upward, the pair of rear legs 315, 315 may be extended and driven from the state of maintaining the substantially horizontal direction shown in FIG. 9A, contrary to the above. In addition, since the direction of the outlet 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 application example of the firefighting drone 1 equipped with the lift generation unit 20 and the carrier unit 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

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, and the water feed hose 382 and the intermediate hose 381 are filled with water. In addition, it is preferable to fill the water before the flight, because it has less influence on the flight operation of the fire drone 1 than to fill the water during the flight.

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. When flying to a desired position, the hovering state is made on the spot, switching from the water stopping state to the water discharging state, and discharging the pressurized water sent from the water pump vehicle 60 toward the object. At this time, it is considered that the water discharge reaction force acts on the fire drone 1 via the front plate portion 304 as a reaction caused by the water discharge start, but this reaction is absorbed or attenuated by the damping device 340. Thus, the damping device 340 reduces the influence on the fire service drone 1 and reduces the influence on flight due to the start and stop of the 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 flight position can not be adjusted by changing the altitude of the fire drone 1, such as when the flight altitude is restricted due to an obstacle or the like not shown, the pair of rear legs 315, 315 The water discharge direction may be adjusted by controlling expansion and contraction. In addition, if it is desired to discharge water intensively, rod-like water discharge, if wide water discharge is desired, such as wide-angle water discharge may be performed while switching the water discharge mode as appropriate depending on the situation.

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。   Moreover, it is also possible to make the fire drone 1 for fire into the house 40 from the window 401, and to perform fire fighting from the inside. In such a case, a camera or the like (not shown) may be mounted on the firefighting 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. Moreover, a microphone, a speaker, etc. which are not shown in figure may be mounted in the fire drone 1, and audio | voice communication may be enabled between a predetermined | prescribed operator and a disaster victim. Further, in this case, it is desirable to control the fire drone 1 in accordance with the operation of a predetermined operator. With such a configuration, it is possible to conduct a fire extinguishing activity via a display device or the like, and a fire extinguishing activity can be safely and properly performed without a firefighter or the like rushing into the inside.

以上のように、本実施例における揚力発生ユニット20は、送風装置200から発生させた風を第1円筒体240によるコアンダ効果によって、増幅された空気流として第2円筒体260に供給する。そして、第2円筒体260においては、増幅された空気流を、第2円筒体260によるコアンダ効果によって更に増幅させた空気流として第2送風流路263を流下させ送風口262から噴出させることで、揚力を発生させる。また、送風装置200に空気を供給する第1吸気口203が第2送風流路263内に設けられていることによって、送風口262周辺に負圧を発生させ、第2送風流路263から送風口262に向かって流れる空気流の勢いをより増幅させている。   As described above, the lift generation unit 20 in the present embodiment supplies the air generated from the air blower 200 to the second cylindrical body 260 as an amplified air flow by the Coanda effect of the first cylindrical body 240. Then, in the second cylindrical body 260, the amplified air flow is caused to flow down the second air flow path 263 as an air flow further amplified by the Coanda effect by the second cylindrical body 260 and to be ejected from the air blowing port 262. , Generate lift. In addition, the first air inlet 203 for supplying air to the air blower 200 is provided in the second air flow passage 263 to generate a negative pressure around the air outlet 262, and air is blown from the second air flow passage 263. The momentum of the air flow flowing toward the port 262 is further amplified.

このように構成した揚力発生ユニット20によれば、コアンダ効果を用いた揚力発生装置において、コアンダ効果の効率をより一層高めた高効率の揚力を発生させることが可能となる。また、コアンダ効果を発生させる複数の円筒体(第1円筒体240、第2円筒体260)を組み合わせることで高出力のモータ等の送風装置によることなく、高出力の揚力を発生させることができる。これにより、軽量かつ電力消費効率に優れた揚力発生装置を実現することができる。また、高出力のモータ等を用いないため、飛行可能時間がより多くなることが期待される。また、回転機構部202が露出していないため、風切り音が生じず静粛性が高い揚力発生装置とすることができ、加えて、障害物に強く、森林等の枝葉が多い飛行環境下においても制限を受けることなく安定した揚力を発生させることも可能となる。   According to the lift generation unit 20 configured as described above, in the lift generation device using the Coanda effect, it is possible to generate high efficiency lift which further increases the efficiency of the Coanda effect. In addition, by combining a plurality of cylindrical bodies (the first cylindrical body 240 and the second cylindrical body 260) generating the Coanda effect, high output lift can be generated without using a blower such as a high output motor or the like. . As a result, it is possible to realize a lightweight lift device that is excellent in power consumption efficiency. Further, since a high output motor or the like is not used, it is expected that the flightable time will be further increased. In addition, since the rotation mechanism portion 202 is not exposed, a wind noise can not be generated and a lift generating device with high quietness can be obtained. In addition, even in a flight environment resistant to obstacles and having many branches and leaves such as forests. It is also possible to generate stable lift without restriction.

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。   As mentioned above, although embodiment which applied this invention was described, it can not be overemphasized that an appropriate change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this 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, although the example which provides the 1st air inlet 242 in the 2nd ventilation flow path 263 is given in the said embodiment, the position which provides the 1st air inlet 242 is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 11, the first air inlet 242 may be provided on the bottom side of the blower case 201. Even with this configuration, negative pressure is generated on the bottom side of the blower case 201, and the air flowing out from the blower port 262 is involved, and as a result, the air flow flowing out from the blower port 262 can be further accelerated. That is, any position can be used as long as negative pressure can be generated downstream of the air outlet 262.
Further, in addition to the first air inlet 242 provided at the position as described above, another air inlet may be provided on the side surface of the blower case 201 opposite to the second cylindrical body 260. In such a configuration, the negative pressure is generated on the downstream side of the air outlet 262 by the intake of air from the first air inlet 242, and the second air flow passage 263 is generated by the intake of air from another air inlet. The amount of air taken into 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 extinguishes with fire drone 1 only was mentioned. However, if it is desired to secure a larger amount of water discharge at the actual site, or if it is desired to use a longer hose, it may be assumed that the firefighting drone 1 alone is insufficient. In such a case, as shown in FIG. 12, the fire extinguishing activity may be carried out by cooperation of a plurality of drones using another relay drone 2 other than the fire drone 1.

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 the water discharge nozzle 360 and the nozzle support portion 305 are not mainly provided. The relay drone 2 and the fire drone 1 are connected by a relay hose 386. The relay hose is of the same type as the connection fitting used for the firefighting drone 1 of the present embodiment, and can be connected to each other. The number of relay drones 2 is not limited to one, and may be 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。   Moreover, although the example which has the rotation mechanism part 202 in each of the lift generation | occurrence | production unit 20 was mentioned in the said embodiment, it does not restrict to this. For example, the rotation mechanism unit 202 may be provided in the main body unit, and a mechanism for blowing air to each of the lift generation units 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 wings 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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fire drone 10 Body unit 20 Lift generation unit 30 Carrier unit 200 Air blower 220 Support body 240 1st cylindrical body 260 2nd cylindrical body 301 Front frame 302 Rear frame 303 Front leg portion 304 Front plate portion 315 Rear leg portion 316 Rear plate Part 340 Damping device 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

Claims (2)

コアンダ効果によって、上流側開口から下流側開口へと向かう所定方向に向かって流れる空気流以上の空気流を前記所定方向に向かって発生させ前記所定方向とは逆方向への揚力を発生可能な第一円筒体を有した揚力発生装置であって、
前記揚力発生装置は、前記所定方向に流れる空気流を発生させる送風機構を有し、
前記送風機構は、吸気部から吸い込んだ空気を排気部に向かって送風するものであり、
前記排気部は、前記上流側開口の近傍の前記第一円筒体の内周面に設けられ、前記送風機構から送風された空気、前記所定方向に流れる空気流として前記第一円筒体の内周面に沿って送風することによって前記コアンダ効果を発生し得るものであり
前記吸気部は前記下流側開口の近傍の前記第一円筒体の内周面に設けられ、前記空気流の一部を吸気可能に構成されていることを特徴とする揚力発生装置。
The Coanda effect, the capable of generating lift in the opposite direction to the predetermined direction of the upstream-side air flow more air flow toward a predetermined direction from the opening to the downstream opening is generated toward the predetermined direction A lift generating device having a single cylindrical body,
The lift generating device has a blower mechanism that generates an air flow flowing in the predetermined direction,
The air blowing mechanism blows the air sucked from the air suction portion toward the air discharging portion,
Said exhaust portion is provided on the inner peripheral surface of the first cylindrical body in the vicinity of the upstream opening, the air blown from the blower mechanism, of the first cylindrical body as an air stream flowing in the predetermined direction The Coanda effect can be generated by blowing air along the circumferential surface,
The lift generating device according to claim 1 , wherein the air suction portion is provided on an inner peripheral surface of the first cylindrical body in the vicinity of the downstream side opening, and configured to be able to suction a part of the air flow .
前記送風機構と前記排気口との間に第二円筒体を有し、
前記第二円筒体は、コアンダ効果によって、前記送風機構から送風された空気流以上の空気流を前記排気部に向けて発生させることを特徴とする請求項1記載の揚力発生装置。
It has a second cylindrical body between the blowing mechanism and the exhaust port,
It said second cylindrical body, by Coanda effect, lift generating apparatus according to claim 1, wherein Rukoto is generated toward the air flow or the air flow which is blown from the blower mechanism to the exhaust unit.
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