特開 2021-95864 圧縮送風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-95864(P2021-95864A)

(43)【公開日】2021年6月24日

(54)【発明の名称】圧縮送風機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/54 20060101AFI20210528BHJP

   F04D 29/38 20060101ALI20210528BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/54 B

   F04D29/38 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-227026(P2019-227026)

(22)【出願日】2019年12月17日

(71)【出願人】

【識別番号】519449633

【氏名又は名称】松橋 克典

(74)【代理人】

【識別番号】100093115

【弁理士】

【氏名又は名称】佐渡 昇

(72)【発明者】

【氏名】松橋克典

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB27

3H130AB53

3H130AC11

3H130AC14

3H130BA66A

3H130BA66C

3H130CA05

3H130CA06

3H130CA13

3H130CB01

3H130CB14

3H130EB01A

(57)【要約】

【課題】空気を効率よく圧縮して送出することができる圧縮送風機を提供する。
【解決手段】吸気部１１と、吸気部１１に連接され、吸気部１１より膨出した膨出部１２と、膨出部１２に連接され、吸気部１１よりも小径部の排気部１３とを有する、全体内形状が玉葱形状のケース１０と、ケース１０内に設けられ、吸気部１１から吸入した空気を排気部１３へと圧縮して送出する回転翼２０とを備えている。ケース１０の内面には、吸気部１１から排気部１３に亘って螺旋形状のガイド１４が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気部１１と、この吸気部１１に連接され、吸気部１１より膨出した膨出部１２と、この膨出部１２に連接され、前記吸気部１１よりも小径部の排気部１３とを有する、全体内形状が玉葱形状のケース１０と、
このケース１０内に設けられ、前記吸気部１１から吸入した空気を前記排気部１３へと圧縮して送出する回転翼２０と、
を備えたことを特徴とする圧縮送風機。

【請求項2】

請求項１において、
前記ケース１０の内面には、前記吸気部１１から排気部１３に亘って螺旋形状のガイド１４が設けられていることを特徴とする圧縮送風機。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記吸気部１１には、前記排気部１３から排気される圧縮空気の一部を導入する導入路１４が連接され、
前記回転翼２０には、前記導入路１４から導入された圧縮空気を受けて前記回転翼２０の回転をアシストするアシスト翼２５が設けられていることを特徴とする圧縮送風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮送風機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に見られるように、エネルギー損失及び騒音の低減に有効な送風機として、送風機用ケーシング１０の内周面の少なくとも一部に、軸線に対して傾斜した溝部又は凸部１２の少なくとも一方を設けた送風機が知られている。

【0003】

しかし、この縮送風機では、空気を圧縮して送風することが困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2017-025767号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、空気を効率よく圧縮して送出することができる圧縮送風機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために本発明の圧縮送風機は、
吸気部と、この吸気部に連接され、吸気部より膨出した膨出部と、この膨出部に連接され、前記吸気部よりも小径部の排気部とを有する、全体内形状が玉葱形状のケースと、
このケース内に設けられ、前記吸気部から吸入した空気を前記排気部へと圧縮して送出する回転翼と、
を備えたことを特徴とする。

【0007】

この圧縮送風機によれば、
回転翼を収納しているケースが、吸気部と、この吸気部に連接され、吸気部より膨出した膨出部と、この膨出部に連接され、前記吸気部よりも小径部の排気部とを有する、全体内形状が玉葱形状となっているので、吸気部から吸入された空気が、膨出部から排気部へと向かってなだらか、かつ、円滑に流れ、吸気部よりも小径部の排気部へと絞られて送出されるため、効率よく圧縮されて排気部から送出されることとなる。
すなわち、この圧縮送風機によれば、空気を効率よく圧縮して送出することができる。

【0008】

この圧縮送風機においては、
前記ケースの内面には、前記吸気部から排気部に亘って螺旋形状のガイドが設けられている構成とすることができる。

【0009】

このように構成すると、吸気部から排気部に向かう空気の流れを、いわばトルネード状に整流して、より一層効率よく圧縮して送出することができる。

【0010】

この圧縮送風機においては、
前記吸気部には、前記排気部から排気される圧縮空気の一部を導入する導入路が連接され、
前記回転翼には、前記導入路から導入された圧縮空気を受けて前記回転翼の回転をアシストするアシスト翼が設けられている構成とすることができる。

【0011】

このように構成すると、排気部から排気される圧縮空気の一部が導入路を経てアシスト翼に当たることで、回転翼にアシスト力が付与される。
このため、回転翼を回転可能に支持する軸受け部に作用する付加を軽減でき、結果として、この圧縮送風機の耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る圧縮送風機の実施の形態を示す図で、ケース１０を半分にして示した図である。

【図2】図１を下方から見た状態を示す図である。

【図3】ケース１０と回転翼２０を分解し正面から見た図である。

【図4】図３の斜め上方より見た図である。

【図5】図３の右側面より見た図である。

【図6】図３の底面より見た図である。

【図7】すべてを合体した場合の線図である。

【図8】図３を線図化した図で、正面図、上面図、右側面図を示した図である。

【図9】プロペラ２０を示す図で、中心の軸と翼を合体させた図である。

【図10】プロペラ２０の軸２１と軸受け部（ケース１０と軸２１をつなげる部分）とを示す図である。

【図11】吸気翼２２の詳細形状を示す図である。

【図12】吸気翼２２を示す図である。

【図13】アシスト翼２５の詳細形状を示す図である。

【図14】アシスト翼２５を示す図である。

【図15】上方翼２３の詳細形状を示す図である。

【図16】上方翼２３を示す図である。

【図17】渦巻き翼２４の詳細形状を示す図である。

【図18】渦巻き翼２４を示す図である。

【図19】軸２１を示す図である。

【図20】上軸受２７を示す図である。

【図21】下軸受け２６を示す図である。

【図22】圧縮送風機１をより効率良く動かすための装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る圧縮送風機の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同一部分ないし相当する部分には、同一の符号を付してある。

【0014】

図１に示すように、この実施の形態の圧縮送風機１は、
吸気部１１と、この吸気部１１に連接され、吸気部１１より膨出した膨出部１２と、この膨出部１２に連接され、前記吸気部１１よりも小径部の排気部１３とを有する、全体内形状が玉葱形状のケース１０と、
このケース１０内に設けられ、前記吸気部１１から吸入した空気を前記排気部１３へと圧縮して送出する回転翼２０と、
を備えている。

【0015】

この圧縮送風機１によれば、
回転翼２０を収納しているケース１０が、吸気部１１と、この吸気部１１に連接され、吸気部１１より膨出した膨出部１２と、この膨出部１２に連接され、吸気部１１よりも小径部の排気部１３とを有する、全体内形状が玉葱形状となっているので、吸気部１１から吸入された空気が、膨出部１２から排気部１３へと向かってなだらか、かつ、円滑に流れ、吸気部１１よりも小径部の排気部１３へと絞られて送出されるため、効率よく圧縮されて排気部１３から送出されることとなる。
すなわち、この圧縮送風機１によれば、空気を効率よく圧縮して送出することができる。

【0016】

また、ケース１０を上記のような玉葱形状とすることで、内部に空気を取り込みやすくし、中央の膨らみ（１２）から吸気部１１に向けて、空気が逆流しないようにできる。

【0017】

ケース１０の内面には、吸気部１１から排気部１３に亘って螺旋形状のガイド１４が設けられている。

【0018】

このように構成すると、吸気部１１から排気部１３に向かう空気の流れを、いわばトルネード状に整流して、より一層効率よく圧縮して送出することができる。

【0019】

図２２に示すように、この圧縮送風機１は、吸気部１１に、排気部１３から排気される圧縮空気Ａ２の一部Ａ３を導入する導入路１５が連接され、
前記回転翼２０には、導入路１５から導入された圧縮空気Ａ３を受けて前記回転翼２０の回転をアシストするアシスト翼２５が設けられている。

【0020】

このように構成すると、排気部１３から排気される圧縮空気Ａ２の一部Ａ３が導入路１５を経てアシスト翼２５に当たることで、回転翼２０にアシスト力が付与される。
このため、回転翼２０を回転可能に支持する軸受け部（図示せず）に作用する付加を軽減でき、結果として、この圧縮送風機の耐久性が向上する。
なお、図１等において、２１が回転翼２０の軸である。

【0021】

ガイド１４は、最下部から一本の溝で螺旋状に形成する。
溝の形状は、単なる山型でなく、片面を平坦にし、空気の流れを一定方向になるようにすることができる。

【0022】

アシスト翼２５は、空気の当たる面に傾斜を付けて、当たった空気がなるべく排気部１３の方に動くようにする。

【0023】

以下、この実施の形態の圧縮送風機１についてさらに詳しく説明する。

【0024】

この実施の形態の圧縮送風機１は、いわばトルネード式送風機ともいうべきもので、管内で渦巻きを起こし、空気を加速し管外に排出し、高速の空気を作り出す装置である。

【0025】

現状の空気圧縮方法として、レシプロ式、オービタル式等の圧縮方法があるが、どの圧縮方法も抵抗が大きくエネルギーを多く消費する割に、大きな効果を得ることができない。家庭や車のエアコンなどはコンプレッサーが使用されているが、電力消費が大きく非効率となっている。

【0026】

ベルヌーイの定理では、定常流・摩擦のない非粘性流体を前提として、「流体内のエネルギーの和が流線上で常に一定である」との定理がされていますが、直線上に空気を動かすと摩擦や、粘性で直線的に空気が進むことを阻みます。これを解消するためには、空気を直線的ではなくトルネード（竜巻）のように動かす事で、空気が管内を通る時に管の側面に沿って長い距離を進むため、管との摩擦が押さえられ、トルネードの中心付近での流速が早くなるのではないかと推測が可能です。実際に竜巻が通過したときの各地の映像が流れますが、トルネードの通過で、家は破壊され、車も吹き飛ばされるものすごい力を発揮しています。

【0027】

図１は渦巻きを起こす回転翼（プロペラともいう）２０と、ケース１０とを合体し、ケース１０を半分にして示した図である。
図２は図１を下方から見た状態を示す図である。

【0028】

図２の下方部の軸受けから空気を取り込む。
図３はケース１０と回転翼（プロペラともいう）２０を分解し正面から見た図である。
ケース１０の内部には、空気の流れをらせん状に動かすための溝（１４）を作る。この溝を作る事で、ケース１０内の空気の流れを整える。この形状により、溝（１４）に沿って空気の層ができる。この空気の層と、内部に発生する高速に動く空気を阻害しないために溝を形成する。このらせん状の溝については、形状・深さ・ピッチ等は最適な形状を設定する。

【0029】

図４は図３の斜め上方より見た図である。
図５は図３の右側面より見た図である。
図６は図３の底面より見た図である。

【0030】

図７〜図２１は、個々の部分をより詳細に示した線図である。
図７はすべてを合体した場合の線図である。
図８は図３を線図化した図で、正面図、上面図、右側面図を示した図である。

【0031】

図９・図１０はプロペラ２０を示す図で、図9は中心の軸と翼を合体させた図である。
２２は吸気翼であり、図において下部から空気を取り込むための翼である。
２５は回転翼であり、空気を回転させる翼である。またこの回転翼２５は、前述したアシスト翼でもある。
２３は上方翼であり（図１参照）、上方の排気部１３に向け空気を押し出す役割を果たす。
２４は渦巻き翼であり（図１参照）、空気を出口中心に集め渦巻きを発生させる翼である。

【0032】

図１０は、回転翼２０の軸２１と軸受け部（ケース１０と軸２１をつなげる部分）とを示す図である。

【0033】

２６が下軸受け、２７が上軸受けである。これら下軸受と上軸受２７とで、回転翼２０の軸２１がケース１に対して回転可能に支持される。

【0034】

軸２１には、側面視菱形の上大径部２１ｃと、側面視逆三角形形の下大径部２１ｄが設けられおり、上大径部２１に、上方翼２３と渦巻き翼２４が設けられ、下大径部２１ｄに吸気翼２２が設けられる。

【0035】

上軸受け２７と下軸受け２６の間に吸気翼２２が入るので、軸２１は上軸受２７の下部で、上下に分割可能な構成とする。

【0036】

図１１〜図１８は、各翼の詳細形状について示した図である。
図１１，図１２は吸気翼２２を、図１３、図１４はアシスト翼２５を、図１５、図１6は上方翼２３を、図１７、図１８は渦巻き翼２４を、それぞれ示している。また、これらの図は、それぞれの翼の全体形状と、翼１枚１枚の形状とを一緒に示している。

【0037】

これらの図に示すように、各翼の翼面と翼端には突起２８，２９が設けられている。
これらの突起２８，２９は、現状の飛行機のプロペラや、ジェットエンジンの羽根には付けられていない形状である。突起２８，２９を付けることにより、次のような利点が得られると考えられる。

【0038】

翼面の突起２８は、翼面の表面積を広げ、空気を押し出す量を増やすことができると考えられる。
翼端の突起２９についても、現状のプロペラは高速で回すと風を切る音が発生するが、この音を軽減する役割を持つと考えられる。
フクロウの羽根に「音消し羽根」が有ることから、この仕組みを取り入れたものである。

【0039】

図１９は軸２１を示す図、図２０は上軸受２７を示す図、図２１は下軸受け２６を示す図である。

【0040】

図２２は、この圧縮送風機１をより効率良く動かすための装置を示す図である。
図において、２１は翼軸、１０はケース、３０は送風管、４０は圧力タンク、４２は制御装置である。

【0041】

翼軸２１（したがって回転翼２０）をモーター（図示せず）で回転させ、空気をケース１０に取り込み、トルネードを起こし、ケース１０の排気口１３より排出する。送風管３０を経由して、圧力タンク４０に空気を送り込む。送風管３０の内面も、ケース１０内でで発生させたトルネードを維持できるように、ナットの内面の様なネジ状の形状とすることが望ましい。

【0042】

ケース１０内で発生させたトルネードによって空気の速度を上げる。１００ｍ／Ｓ以上の速度で送風ができるのではないかと考えられる。この風のこの空気圧を吐出口４１より放出して、推進力やエアコンのコンプレッサーとしての役割を果たさせる。

【0043】

一方、圧力タンク４０より、アシスト翼２５への圧縮空気Ａ３の流量および圧力を制御する制御装置４２を介して前記導入路１５が設けられている。

【0044】

この装置を利用して、ヒートポンプや、ドローンの推進力、エアコンのコンプレッサーとしての活用が期待できる。

【0045】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。例えば、

【0046】

ケース１０の形状については、車のインテイクポート（キャブレーターから吸気バルブまでの管）に適用すると、ターボチャージャーを使わなくとも最適な空気量を確保できる。

【0047】

ケース１０の凹凸形状、翼の凹凸形状とも表面の処理については、通常の鏡面仕上げとしても良いし、逆に、ざらざらの状態にする事で空気の流れがスムーズにすることも考えられる。

【符号の説明】

【0048】

１０： ケース
１１： 吸気部
１２： 膨出部
１３： 排気部
１４： 螺旋形状のガイド
１５： 導入路
２０： 回転翼
２５： アシスト翼

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】