特表 2024-517441 ファン、より詳細にはラジアルファンまたは斜流ファン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-22

(54)【発明の名称】ファン、より詳細にはラジアルファンまたは斜流ファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/28 20060101AFI20240415BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20240415BHJP

   F04D 29/44 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

F04D29/28 P

F04D29/66 P

F04D29/44 Y

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023566783

(86)(22)【出願日】2022-04-25

(85)【翻訳文提出日】2023-12-20

(86)【国際出願番号】 DE2022200074

(87)【国際公開番号】W WO2022233372

(87)【国際公開日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】102021204491.3

(32)【優先日】2021-05-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510334790

【氏名又は名称】ジール・アベッグ エスエー

(74)【代理人】

【識別番号】110002343

【氏名又は名称】弁理士法人 東和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】レルヒャー、 フリーダー

(72)【発明者】

【氏名】ヘロルド、 アレクサンダー

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB26

3H130AB44

3H130AC01

3H130AC11

3H130AC26

3H130BA08A

3H130BA08C

3H130BA17A

3H130BA17C

3H130BA66A

3H130BA66C

3H130CA06

3H130CB06

3H130EB05A

3H130EB05C

(57)【要約】

モーター（４）と、このモーター（４）によって回転駆動される羽根車（３）と、吸引ノズル（５）と、この吸引ノズル（５）の周囲に延在するノズルプレート（２）と、を有するファン（１）であって、より詳細には、ラジアルファンまたは斜流ファンであって、前記羽根車（３）が、ベースディスク（１０）と、カバーディスク（８）と、これらのベースディスク（１０）とカバーディスク（８）との間に延在するいくつかの翼（９）と、で実質的に構成され、前記ノズルプレート（２）が、正圧側に向かう折り目形状の縁部を有し、前記カバーディスク（８）が、吸引側に向かって丸みを帯びている外側縁部を有し、前記ノズルプレート（２）の折り目（６）と前記カバーディスク（８）の丸みとが、前記羽根車（３）からの前記カバーディスクに近い部分の流出が前記ノズルプレート（２）の縁部と相互作用するように、形状形成および寸法形成されている、ファン（１）。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モーター（４）と、該モーター（４）によって回転駆動される羽根車（３）と、吸引ノズル（５）と、該吸引ノズル（５）の周囲に延在するノズルプレート（２）と、を有するファン（１）であって、より詳細には、ラジアルファンまたは斜流ファンであって、
前記羽根車（３）が、ベースディスク（１０）と、カバーディスク（８）と、該ベースディスク（１０）と該カバーディスク（８）との間に延在するいくつかの翼（９）と、で実質的に構成され、
前記ノズルプレート（２）が、正圧側に向かう折り目（６）の縁部を有し、
前記カバーディスク（８）が、吸引側に向かって丸みを帯びている外側縁部を有し、
前記ノズルプレート（２）の折り目（６）と前記カバーディスク（８）の丸みとが、前記羽根車（３）からの前記カバーディスク（８）に近い部分の流出が前記ノズルプレート（２）の縁部と相互作用するように、形状形成および寸法形成されている、ファン（１）。

【請求項2】

前記羽根車（３）、前記カバーディスク（８）または前記ノズルプレート（２）の、周方向位置に割り当て可能なファン軸を通る平面での断面において、前記翼（９）に面している前記カバーディスク（８）の内側形状の接線方向の延長線が、該延長線の半径方向外側で、前記折り目（６）を含む前記ノズルプレート（２）と、前記周方向位置の少なくとも９０％を超えて、好ましくは、１００％を超えて、交差していることを特徴とする、請求項１に記載されたファン。

【請求項3】

前記カバーディスク（８）の丸みが、強い湾曲領域（７）を有して設計されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載されたファン。

【請求項4】

前記丸みの内側形状と、したがって、前記カバーディスク（８）の外側縁部の内側形状とが、前記カバーディスク（８）の外側端部で、前記羽根車（３）の出口領域における空気流の出口方向を、前記カバーディスク（８）の接線方向に真っ直ぐな延長線の方向にすることを特徴とする、請求項１乃至請求項３に記載されたファン。

【請求項5】

前記空気流の出口方向が、前記カバーディスク（８）の円周上で一定または可変であることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項6】

前記空気流の出口方向が、主流方向に対して後方に向けられ、前記ノズルプレート（２）に向かう方向に向けられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項7】

前記カバーディスク（８）の外側端部で、すなわち、前記カバーディスク（８）の湾曲領域（７）で、前記空気流の出口方向が、半径方向に対して３５°を超える角度α（２６）を有し、好ましくは、該角度α（２６）が、４５°を超える角度であることを特徴とする、請求項６に記載されたファン。

【請求項8】

前記カバーディスク（８）の仮想的な延長線が、前記カバーディスク（８）の湾曲領域（７）から始まり、好ましくは、全周にわたって、または全周の９５％を超える広い領域にわたって、前記ノズルプレート（２）や前記ノズルプレート（２）の折り目（６）と交差していることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項9】

前記吸引ノズル（５）の空気出口直径ＤＤ（２２）の、前記羽根車（３）の空気出口直径ＤＬ（１８）に対する比が、前記カバーディスク（８）の前記外側縁部で７０％以上、好ましくは、７５％以上であることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項10】

前記吸引ノズル（５）の軸方向高さｃ（２３）の、前記羽根車（３）の空気出口直径ＤＬ（１８）に対する比が、前記カバーディスク（８）の外側縁部で１２％以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項11】

前記カバーディスク（８）上の空気流出口と前記ノズルプレート（２）の折り目（６）の開放端部との間の軸方向距離ａ（２５）の、前記羽根車（３）の空気出口直径ＤＬ（１８）に対する比が、前記カバーディスク（８）の外側縁部で２０％以下であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項12】

ｗが前記ノズルプレート（２）の半径方向の幅であって前記ノズルプレート（２）のやや長方形の外形の最小辺の長さを表しており、ｂが前記ノズルプレート（２）の外側の折り目（６）の軸方向高さである際に、
ａ＋ｂ＜ｗ－ＤＬ、または、ａ＋ｂ＜（ｗ－ＤＬ）^＊ｔａｎ（α）であることを特徴とする、請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項13】

前記ノズルプレート（２）が、長方形の、好ましくは、正方形の外形を有することを特徴とする、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項14】

前記カバーディスク（８）の外径が、前記ベースディスク（１０）の外径よりも大きいことを特徴とする、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載されたファン。

【請求項15】

前記カバーディスク（８）の外径に対する前記ベースディスク（１０）の外径の比が、８５％から９５％の範囲内であることを特徴とする、請求項１４に記載されたファン。

【請求項16】

前記ノズルプレート（２）の外側の折り目（６）の軸方向高さｂ（２４）が、前記羽根車（３）のカバーディスク（８）の湾曲領域（７）での空気出口直径ＤＬ（１８）の少なくとも２％、有利には、少なくとも３％であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載されたファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファン、より詳細には、ラジアルファンまたは斜流ファンに関する。
ファンは、モーターと、モーターによって回転駆動される羽根車と、吸引ノズルと、該吸引ノズルの周囲に延在するノズルプレートと、を有する。
羽根車は、ベースディスクと、カバーディスクと、これらのベースディスクとカバーディスクとの間に延在するいくつかの翼とで構成されている。

【背景技術】

【0002】

主題のタイプのラジアルファンまたは斜流ファンは、実用上よく知られている。
ほんの一例として、特許文献１を参照されたく、この特許自体は、ラジアルファンの構成を示している。

【0003】

特定の設計や用途に関係なく、主題のタイプのファンは、設置時とテストベンチ上との両方で、同一の高い効率を有する必要があり、この要件は、些細なことのように思える。
しかし、特定の設置状況に合わせて最適化された羽根車とそれに対応するファンである場合、テストベンチで不利な動作をする可能性があるかどうかを判断する必要があった。

【0004】

また、テストベンチ条件下では非常に高い効率を示すラジアル羽根車および斜流羽根車が開発されたが、特定の設置状況では、そのような効率は得られなかった。
また、正圧側に設置制限がある条件下では、非常に高い効率を示すラジアル羽根車および斜流羽根車もあるが、テストベンチ条件下では、効率が低くなる。
このような課題が存在する理由は、テストベンチおよびテストベンチ条件では、特定の用途でのファン性能に関する情報を提供することを目的としているためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１７１１０６４２（Ａ１）号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって、本発明は、正圧側の設置状況とテストベンチ条件との両方において可能な限り最高の効率を発揮するような態様で、汎用ファンを設計および開発するという目的に基づいている。
この２つの状況間の差異は、少なくとも可能な限り小さくする必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述の目的は、請求項１の特徴を有するファンによって解決される。
ノズルプレートが、正圧側に向かう折り目の縁部を有している一方で、カバーディスクが、吸引側に向かって丸みを帯びている外側縁部を有している。
ノズルプレートの折り目とカバーディスクの丸みとが、羽根車からのカバーディスクに近い部分の流出がノズルプレートの折り目と相互作用するように、形状形成および寸法形成されている。

【0008】

本発明は、特別なノズルプレートと特別なカバーディスクとの組み合わせに関するものであり、ノズルプレートは、正圧側に向かう折り目形状の縁部を有し、カバーディスクは、吸引側に向かって丸みを帯びている（すなわち、湾曲している）。
これら２つの特徴は、組み合わせることが可能であり、羽根車からのカバーディスクに近い部分の流出がノズルプレートの折り目と相互作用する、という共同効果をもたらす。
これにより、設置状況と同様の局所的な安定化を実現可能であり、その結果、本発明によるファンは、特定の設置状況と同じまたはほぼ同じ効率を、テストベンチ上で示す。

【0009】

羽根車、カバーディスクまたはノズルプレートの、周方向位置に割り当て可能なファン軸を通る平面での断面において、翼に面しているカバーディスクの内側形状の接線方向の延長線が、この延長線の半径方向外側で、折り目を含むノズルプレートと、周方向位置の少なくとも９０％を超えて、好ましくは、１００％を超えて、交差していると有利である。
これにより、空気流の安定化に関して、本発明による利点がさらに強化される。

【0010】

カバーディスクの丸みが、このカバーディスクの外側縁部上で強い湾曲を有していると有利であり、このことは、ノズルプレートの折り目形状の縁部と組み合わせて理解可能である。

【0011】

具体的には、丸みの内側（翼側）形状と、したがって、カバーディスクの外側縁部の内側形状とが、カバーディスクの外側端部で、羽根車の出口領域における空気流の出口方向を、カバーディスクの接線方向に真っ直ぐな延長線の方向にする。
湾曲していることで空気に特定の出口方向が与えられ、空気の出口方向が、カバーディスクの円周上で一定または可変となるように湾曲構造を設計可能である。
カバーディスクの円周全体にわたって、任意のまたは異なる影響を及ぼすことができる。

【0012】

さらに、空気流の出口方向を、主流方向に対して後方に向け、ノズルプレートに向かう方向に向けることもできる。
ただし、このような設計は、必須ではない。

【0013】

カバーディスクの外側端部で、すなわち、カバーディスクの湾曲領域で、空気流の出口方向が、半径方向に対して３５°を超える角度を有し、好ましくは、この角度が４５°を超える角度であると、さらに有利である。
その結果、羽根車からのカバーディスクに近い部分の流出が、ノズルプレートまたは折り目に向かって偏向される。
これにより、相互作用が生じる。

【0014】

具体的には、カバーディスクの仮想的な延長線が、カバーディスクの湾曲領域から始まり、好ましくは、全周にわたって、または、全周の少なくとも９５％を超える広い領域にわたって、ノズルプレートやノズルプレートの折り目と交差している。
これにより、羽根車から流出する空気が、ノズルプレートまたは外側の折り目と確実に相互作用する。

【0015】

前述の特徴に対応するファンの場合、正圧側で半径方向に制限のある設置条件では、正圧側で乱れのない設置条件と比較して、そのような設置環境に最適化されたファンのコアラインを安定させることができる。
このようにすると、軸方向のみの設置制限がある場合と同様に、正圧側が乱れていない設置状況であっても、正圧側の安定化を達成可能であり、正圧側で半径方向に制限がある設置状況に最適化したファン羽根車は、他の設置状況やテストベンチ上であっても、優れた効率と音響値とを発揮する。

【0016】

具体的には、ファンの非常に特別で特徴的な寸法によって、望ましい特性が促進される。
したがって、吸引ノズルの空気出口直径ＤＤの、前記羽根車の空気出口直径ＤＬに対する比が、カバーディスクの外側縁部で、７０％以上、好ましくは、７５％以上であると、さらに有利である。

【0017】

吸引ノズルの軸方向高さｃの、羽根車の空気出口直径ＤＬに対する比が、カバーディスクの外側縁部で１２％以下である。

【0018】

カバーディスク上の空気流出口とノズルプレートの折り目の開放端部との間の軸方向距離ａの、羽根車の空気流出口直径ＤＬに対する比が、カバーディスクの外側縁部で２０％以下である。
ｗがノズルプレートの幅であってノズルプレートのやや長方形の外形の最小辺の長さを表しており、ｂがノズルプレートの外側の折り目の軸方向高さである際に、ａ＋ｂ＜ｗ－ＤＬ、または、ａ＋ｂ＜（ｗ－ＤＬ）^＊ｔａｎ（α）であると、有利である。

【0019】

本発明によるファンのノズルプレートは、任意の形状を有していてもよく、たとえば、長方形の、好ましくは、正方形の外形を有していてもよい。
流れの条件を有利にするために、カバーディスクの外径が、ベースディスクの外径よりも大きいと有利である。
このような実施形態は、流れがファンの軸方向下流に流れ続ける傾向がある設置条件、すなわち、正圧側で半径方向に制限のある設置状況にも、特に適している。
カバーディスクの外径に対するベースディスクの外径の比が、８５％から９５％の間であると、有利である。

【0020】

本発明を有利に設計および改良するためのさまざまな可能性が存在する。
この目的のために、一方では、請求項１に従属する請求項を参照されたく、他方では、図面を参照する本発明の実施形態についての以下の説明を参照されたい。
図面を参照する本発明の実施形態の説明に関連して、本発明の実施形態および改良点も、一般的に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】強く湾曲したカバーディスクを有する羽根車と、モーターと、サスペンションと、ノズルを有するノズルプレートと、を有するファンを流出側から見た斜視図である。

【図2】図１によるファンを、ファン軸を通る平面で横方向から見た断面図であり、モーターは不図示である。

【図3】図２の部分的な領域の拡大図であり、追加の寸法が概略で示されている。

【図4】図１、図２および図３によるファンを、流入側から見た図である。

【図5】図１、図２、図３および図４によるファンを、流出側から見た図である。

【図6】第１の動作状況でシミュレーションによって計算された、本発明によるファンの流れパターンの流出側部分の概略を表す斜視図である。

【図7】図６と同様に、第２の動作状況での本発明によるファンの流れパターンの、流出側部分の概略を表す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図１は、カバーディスク８の半径方向外側の湾曲領域７を有するファン１の一実施形態の、流出側からの斜視図を示す。
ファン１は、カバーディスク８、ベースディスク１０、および、これらのカバーディスク８とベースディスク１０との間に延在している翼９からなる羽根車３を有する、後方に湾曲しているラジアルファンである。
羽根車３は、モーター４（ここでは、ステータ１２に電子ポット２１が組み込まれている外部ローターモーター）によって駆動され、その（不図示の）ローター１１に羽根車３が、回転方向が固定された態様で接続されている。

【0023】

実施形態では、吸引ノズル５は、締結具１４によってノズルプレート２に取り付けられており、ノズルプレート２は、実質的に支持支柱１９とモーター支持プレート２０とからなるサスペンション１３を介して、ステータ１２側でモーター４に接続されている。
羽根車３のカバーディスク８は、内部開口部を有し、吸引ノズル５がその内部開口部内に突出している。
ファン１が作動すると、吸引される空気は、ノズルプレート２から吸引ノズル５に吸引され、羽根車３に流れ込み、翼９の回転運動によって半径方向外側に運ばれる。
実施形態では、ノズルプレート２は、ほぼ長方形の（ここでは、正方形の）外形を有し、このノズルプレート２の半径方向の外側縁部には、流出側（すなわち、羽根車３の方向）に向かう折り目６が形成されている。
さらに、ノズルプレート２には、ノズルプレート２やファン１全体を上位システム（例えば、空調ボックスユニット、換気システムまたは冷却装置）に固定するための締結具３０が形成されている。

【0024】

図２は、図１によるファン１を、ファン軸を通る平面で横方向から見た断面図であり、ここで、ステータ１２とローター１１とを有するモーター４は、示されていない。
羽根車３のカバーディスク８の外側の湾曲領域７が、ノズルプレート２の外側領域の折り目６と同様に、はっきりと見てとれる。

【0025】

サスペンション１３の支持支柱１９は、締結具２７によって（有利には、ねじ止めされて）ノズルプレート２に取り付けられている。
サスペンション１３の支持プレート２０は、締結具１５によって（有利には、ねじ止めされて）モーター４のステータ１２に取り付けられている。
モーター４のローター１１上で、羽根車３は、回転方向が固定された態様で、（有利には、ねじ止めされて）締結具１６に接続されている。
吸引ノズル５は、締結具１４でノズルプレート２に取り付けられている。
他の実施形態では、吸引ノズル５は、ノズルプレート２と一体の部品として製造可能である。
吸引ノズル５は、羽根車３のカバーディスク８を有する内部開口部に突出している。

【0026】

ファン１が動作しているとき、吸引される空気は、図２で左側の吸引側から吸引ノズル５に流れ込み、そこから羽根車３に流入し、羽根車３の回転運動によって半径方向外側に運ばれ、カバーディスク８とベースディスク１０との半径方向外側の端部同士の間に延在している羽根車３の出口２９で、ファン１から流出する。

【0027】

羽根車３の吸引ノズル５とカバーディスク８との間のオーバーラップ領域には、半径方向隙間２８が形成され、この半径方向隙間２８を通って、羽根車３の流出側から来る二次流れが、羽根車３内に流入し、これにより、流出側の圧力レベルが高くなる。
この二次流れは、羽根車３内の流れの状態を安定させる効果があるため、ファン１の高効率と低騒音レベルとの実現には、不可欠である。

【0028】

流出側では、湾曲領域７で強く湾曲したカバーディスク８により、カバーディスク８に近い部分から流出する流れがノズルプレート２と、特に、折り目６で相互作用する。
このようにすることで、目標とする態様で、有利な効果が得られる。
一方では、二次流れ自体が、影響を受け、特に、渦が減少する。
他方では、出口２９で羽根車３から流出する流れ全体の挙動が大きく影響を受ける可能性がある。
このように、少なくともファン１の動作状況の一定範囲で、効率および／または騒音の改善を達成可能である。

【0029】

図３は、図２の部分的な領域の拡大図であり、追加の寸法が概略で示されている。
この領域は、ノズルプレート２の折り目６の近く、および、湾曲領域７を有する羽根車３のカバーディスク８の外側縁部の近くの、本発明で重要な領域である。
翼９に面しているカバーディスク８の内側の流れ案内形状は、図３の断面図で理解できるように、羽根車３の出口におけるカバーディスク８の半径方向外側端部に出口方向３３を有しており、この出口方向３３は、断面で見ると、カバーディスク８の接線方向に真っ直ぐな仮想的な延長線の方向である。
実施形態によっては、この出口方向３３は、カバーディスク８の円周にわたって可変であってもよく、その場合は、平均的な出口方向が決められる。
この実施形態では、カバーディスク８の出口方向３３は、半径方向３２から大きく後方に傾斜していると有利であり、流出方向から見ると、ノズルプレート２の方向を向いており、図の羽根車３の左側から右側への、いわば、主流方向に対しては後方を向いている。

【0030】

この出口方向３３は、カバーディスク８またはその湾曲領域７の外側端部において、半径方向３２に対する角度α２６が、３５°（有利には、４５°）を超えていると有利である。
その結果、カバーディスク８に近い部分の羽根車３からの流出が、ノズルプレート２またはその折り目６に向かって偏向される。

【0031】

有利な態様では、ファン軸を通る断面で見ると、カバーディスク８またはその湾曲領域７の（平均的な）出口方向３３の仮想的な延長線が、ノズルプレート２またはその外側の折り目６と交差している。
平均的な出口方向３３が、ノズルプレート２の円周全体か、ノズルプレート２の円周全体のうちのかなり角度にわたって、少なくとも円周の９５％を超える広い領域にわたって、ノズルプレート２またはその外側の折り目６と交差している。
このようにすると、羽根車３から流出する流れは、ノズルプレート２またはその外側の折り目６と確実に有利に相互作用する。

【0032】

回転軸に対する条件ではなく、正圧側で半径方向に設置制限（壁）があるという条件では、制限がない設置条件と比較して、そのような設置環境に最適化されたラジアルファン１の特性を安定化可能であることがわかった。
上述の方法での正圧側のこのような安定化は、正圧側が実際に乱れていない場合や軸方向のみが制限されている場合であっても達成可能であり、半径方向に制限された正圧側の設置条件に最適化されたファン羽根車３は、他の設置条件においても優れた性能と音響値とを発揮する。

【0033】

図３では、例えば、カバーディスク８の流れ出口からノズルプレート２の折り目６の開放端までの軸方向距離ａ２５、ノズルプレート２の折り目６の軸方向長さｂ２４、または吸引ノズル５の軸方向長さｃ２３など、ファン１のいくつかの特徴的な軸方向の寸法が示されている。
さらに、いくつかの径方向の特徴的な寸法、例えば、吸引ノズル５の空気出口直径ＤＤ２２、カバーディスク８の外側縁部上の羽根車３の空気出口直径ＤＬ１８、および（ノズルプレート２の長方形の外形の最小辺の長さを表す）ノズルプレート２の幅ｗ１７が示されている。
これらの直径は、ファン軸を基準にして測定されている。

【0034】

高い体積流量を実現し、軸方向長さｃ２３が非常に短い軸方向にコンパクトな吸引ノズル５を設計可能にするためには、ノズル比ＤＤ／ＤＬが、ＤＤ／ＤＬ＞７０％（有利には、＞７５％）であると有利である。
この場合、吸引ノズル５の軸方向長さｃ２３は、空気出口直径ＤＬ１８に対する比ｃ／ＤＬが、ｃ／ＤＬ＜１２％である。
このようにすると、ノズルプレート２の折り目６の特定の軸方向長さｂ２４と組み合わせて、羽根車３のカバーディスク８から折り目６の外側縁部までの流出面の軸方向距離ａ２５が短くなり、所望の流れ相互作用を促進できるため、有利である。
比ａ／ＤＬが２０％以下であると、有利である。
同様に、ａ＜ｗ－ＤＬ、または、ａ＜（ｗ－ＤＬ）^＊ｔａｎ（α）であると、さらに有利である。
羽根車３から流出する流れとノズルプレート２の外側の折り目６とを効果的に相互作用させるためには、折り目６の一定の最小長さｂ２４は、特に、カバーディスク８上の羽根車３の直径ＤＬ１３に対する比ｂ／ＤＬが２％以上であると有利であり、３％以上であるとさらに有利である。

【0035】

図４は、図１、図２および図３によるファン１を、流入側から見た図である。
羽根車３の吸引ノズル５内に、ベースディスク１０と、翼９の一部と、羽根車３が締結具１６で取り付けられているモーター４のローター１１と、が見てとれる。
この図では、翼９の３次元形状と凹状に湾曲した吸引側の大部分が見てとれる。
この図では、ノズルプレート２の長方形の（ここでは、正方形の）外形またはその外側縁部も見てとれ、それらの上に折り目６も見てとれる。
さらに、支持支柱１９をノズルプレート２に固定する締結具２７と、ファン１を上位システムに固定可能な締結具３０との両方が見てとれる。

【0036】

図５は、図１から図４に示すファン１を、流出側から見た図である。
電子ポット２１が組み込まれたモーター４のステータ１２が見てとれる。
ステータ１２は、締結具１５によってサスペンション１３やモーター支持プレート２０に取り付けられている。
羽根車３のベースディスク１０およびカバーディスク８が見てとれるが、これは、カバーディスク８の外径がベースディスク１０の外径よりも大きいためである。
このような実施形態は、流れがファン１を通過した後に軸方向に流れ続ける設置状況、すなわち、ファン羽根車３より下流で半径方向に制限のある設置状況に特に適している。
カバーディスク８の外径に対するベースディスク１０の外径の比が、概ね８５％と９５％との間であると、有利である。
実施形態では、６つの翼９の後方縁部付近の領域が見てとれる。
これらの翼９は、カバーディスク８の外径のほぼ全てまたは全てにわたって、最大でも数ミリメートル延在しており、これにより、カバーディスク８の外側の湾曲領域７の湾曲形状に沿って流れを誘導することが促進される。

【0037】

サスペンション１３は、実施形態では、ほぼ円形の断面を有する支持支柱１９と、モーター支持プレート２０と、からなる。
例えば、本質的に平らな材料からなる他のタイプのエンジンサスペンションも考えられる。

【0038】

図６は、図１から図５のようなファン１の第１の動作状況での出口領域における、シミュレーションによって計算された流れパターンの概略斜視図であり、この動作状況は、速度、羽根車直径および出口面積に基づく体積流量がかなり低いという特徴がある。
羽根車３には、外側の湾曲領域７を有するカバーディスク８と流れ出口面２９とが見てとれる。
また、吸引ノズル５と折り目６と有するノズルプレート２も見てとれる。
完全な理解のために、ファン１は、部分的にしか示されていないと述べておく必要がある。
羽根車３から流出する流れの大部分は、ファン軸を通る断面平面上に示す投影流線３１からわかるように、その全体が、ノズルプレート２またはその仮想的な半径方向の延長線に向かって傾斜している。

【0039】

重要なことは、カバーディスク８の湾曲領域７の近くの空気流が、ノズルプレート２の折り目６と相互作用することである。
こうすることで、羽根車出口２９の下流の大部分の流れの経路に良い影響を及ぼすことができ、かつ／または、ノズルプレート２とカバーディスク８との間の再循環領域内の流れの状態に（特に渦を減らすことによって）良い影響を及ぼすことができる。
吸引ノズル５とカバーディスク８との間の重要な二次流れ（図３の説明も参照）は、この再循環領域の流れの状態に大きく影響を受ける。

【0040】

図６は、湾曲領域７と折り目６を有するノズルプレート２とによって、羽根車３から流出する空気流同士がどのように相互作用する可能性があるかを、一例として示すことを目的としている。
これは、シミュレーションに基づいている。
図示の流線３１は、図示の流線面上に投影されている局所的な速度ベクトルに基づいて示されている。

【0041】

図７は、図６と比較可能なものであり、図１から図５のようなファン１の第２の動作状況での出口領域における、シミュレーションによって計算された流れパターンの概略斜視図であり、この動作状況は、速度、羽根車直径、および出口面積に基づく体積流量がかなり高いという特徴がある。
羽根車３には、外側の湾曲領域７を有するカバーディスク８と流れ出口面２９とが見てとれる。
また、吸引ノズル５と折り目６とを有するノズルプレート２も見てとれる。
羽根車３から流出する流れの大部分は、流線３１から分かるように、ノズルプレート２から遠ざかる方向を向き、断面で見ると、ノズルプレート２またはその仮想的な半径方向の延長線から離れる方向に斜めに流れている。

【0042】

ここで重要なことは、カバーディスク８の湾曲領域７の近くの空気流が、ノズルプレート２またはその折り目６と相互作用することである。
こうすることで、ノズルプレート２とカバーディスク８との間の再循環領域内の大部分の空気流の経路および／または流れの状態に、良い影響を与えることができる。
吸引ノズル５とカバーディスク８との間の重要な二次流れ（図３の説明も参照）は、この再循環領域の流れの状態に大きく影響を受ける。

【0043】

図７は、湾曲領域７と折り目６を有するノズルプレート２とによって、羽根車３から流出する空気流同士がどのように相互作用する可能性があるかを、一例として示すことを目的としている。
これは、シミュレーションに基づいている。
図示の流線３１は、図示の流線面上に投影されている局所的な速度ベクトルに基づいて示されている。

【0044】

本発明によるファンのさらに有利な実施形態に関する繰り返しを避けるために、説明の一般的な部分および添付の特許請求の範囲を参照されたい。

【0045】

最後に、本発明によるファンの上述の実施形態は、単に特許請求された教示を説明するためのものであり、その教示を実施形態に限定するものではないことに、明確に留意されたい。

【符号の説明】

【0046】

１ ・・・ファン
２ ・・・ノズルプレート
３ ・・・ファン羽根車
４ ・・・モーター
５ ・・・吸引ノズル
６ ・・・ノズルプレートの折り目
７ ・・・カバーディスクの外側の湾曲領域
８ ・・・羽根車のカバーディスク
９ ・・・羽根車の翼
１０ ・・・羽根車のベースディスク
１１ ・・・モーターローター
１２ ・・・モーターステータ
１３ ・・・サスペンション
１４ ・・・吸引ノズルとノズルプレートとの締結具
１５ ・・・モーターステータとサスペンションとの締結具
１６ ・・・羽根車とモーターローターとの締結具
１７ ・・・ファン軸を横断するノズルプレートの幅ｗ
１８ ・・・カバーディスクの外側の空気出口直径ＤＬ
１９ ・・・サスペンションの支持支柱
２０ ・・・サスペンションのモーター支持プレート
２１ ・・・モーターステータ内の電子ポット
２２ ・・・吸引ノズルの流出端部の直径ＤＤ
２３ ・・・吸引ノズルの軸方向長さｃ
２４ ・・・ノズルプレート２の折り目６の軸方向長さｂ
２５ ・・・カバーディスク８の外側縁部からノズルプレート２の折り目６までの軸方向距離ａ
２６ ・・・ファン軸を通る平面の断面で見た、カバーディスクの外側縁部での流出出口の内側形状と半径方向との間の角度α
２７ ・・・支持支柱とノズルプレートとの締結具
２８ ・・・吸引ノズル５とカバーディスク８との間の半径方向隙間
２９ ・・・羽根車３の出口面
３０ ・・・上位システムとノズルプレートとの締結具
３１ ・・・切断面に投影された流線
３２ ・・・半径方向
３３ ・・・出口方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】