特表 2024-543614 ハブ輪郭を有する軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン

(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】2024-11-21

(54)【発明の名称】ハブ輪郭を有する軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/32 20060101AFI20241114BHJP

   F04D 29/58 20060101ALI20241114BHJP

   F04D 29/64 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

F04D29/32 C

F04D29/32 J

F04D29/58 P

F04D29/64 D

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024533992

(86)(22)【出願日】2022-11-28

(85)【翻訳文提出日】2024-07-12

(86)【国際出願番号】 DE2022200278

(87)【国際公開番号】W WO2023110028

(87)【国際公開日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】102021214267.2

(32)【優先日】2021-12-13

(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】フブ、 サンドラ

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA13

3H130AB12

3H130AB26

3H130AB52

3H130AC30

3H130BA33C

3H130BA33G

3H130CB06

3H130DD02X

3H130EA01C

3H130EA02C

3H130EA03C

3H130EB02C

3H130EB03C

3H130ED02C

(57)【要約】

軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファンが、アウターローター型電気モーターによって駆動される羽根車を有し、この羽根車が、ローターに回転方向が固定された状態で接続されていて羽根を支持するハブリングを含み、ハブ輪郭が、ハブリングの流入側に設けられ、ハブ輪郭が、流れを案内する流れ案内外面と、この流れ案内外面に半径方向内側に隣接していて内面がローターに向けられている中央内側開口部と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アウターローター型電気モーターによって駆動される羽根車を有する、軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファンであって、
前記羽根車が、電気モーターの、好ましくはアウターローター型モーターの、前記ローターに回転方向が固定された状態で接続されていて羽根を支持するハブリングを含み、
ハブ輪郭が、前記ハブリングの流入側に設けられ、
前記ハブ輪郭が、流れを案内する流れ案内外面と、該流れ案内外面に半径方向内側に隣接していて内面が前記ローターに向けられている中央内側開口部と、を含む、軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項2】

前記ハブ輪郭が、前記羽根車の前記ハブリングと一部品に一体化されていることを特徴とする、請求項１に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項3】

前記羽根車が、一体化された前記ハブ輪郭を介してネジ接続によって、前記ローターに取り付けられていることを特徴とする、請求項２に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項4】

前記ハブ輪郭が、別個の部品として設計され、形状嵌合、力嵌合および／または材料嵌合方式で前記羽根車に差し込まれ、クリップ留めされ、または他の方法で固定されていることを特徴とする、請求項１に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項5】

前記ハブ輪郭が、前記ハブリングまたは前記ハブ輪郭のどちらかと材料的に一体化されている固定手段、好ましくは、スナップフックまたはクリップ留めによって前記ハブリングに固定されていることを特徴とする、請求項４に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項6】

前記ハブ輪郭が、工具を用いることなく前記ハブリングに固定可能であることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項7】

前記ハブ輪郭が、能動的な空気案内要素を有していることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項8】

前記ハブ輪郭の前記流れ案内外面が、段差、縁部、折れ目を有さないことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項9】

前記ハブ輪郭の前記流れ案内外面が、前記羽根車の前記ハブリングの外側輪郭に、ほぼ接線方向に合流してい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軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項10】

前記ハブ輪郭の前記流れ案内外面が、前記中央内側開口部側の前記ハブ輪郭の前記内面に対して、鋭角または丸みを帯びた遷移、好ましくは、一種の屈曲部、を有してい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軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項11】

前記ハブ輪郭が、前記ローターの前方部の、特にローターベルの、外径にほぼ一致する内径を、前記内面で画定してい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軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項12】

前記ローターが、前記ハブ輪郭内において前記ハブ輪郭を超えて前方に、すなわち、前記流入側に向かって延在していることを特徴とする、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項13】

前記ハブリングおよび／または前記ローターに対する前記ハブ輪郭の位置が、調整およびロック手段によって調整可能であ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軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項14】

小さい複数の短羽根を有する、案内装置として機能する複数の流れ要素が、前記ハブ輪郭の前記内面上または前記内面内に設けられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項15】

前記流れ要素が、前記内面から少なくともわずかに突出し、かつ／または湾曲していることを特徴とする、請求項１４に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項16】

前記ハブ輪郭を超えて前記流入側に向かって突出しているローターの場合、複数の弾性羽根が、前記ハブ輪郭内に好ましくは前記ハブ輪郭の前記内面上に設けられ、
直径がわずかに異なるローターが用いられる場合でも、前記弾性羽根が、前記ローターの面に密着してい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軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項17】

前記ハブ輪郭の前記中央内側開口部が、前記流れに影響を与える構造、好ましくは、規則的若しくは不規則的または対称的若しくは非対称的な格子構造を有し、オプションで前記ローターベルの周囲で湾曲していることを特徴とする、請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【請求項18】

前記構造または格子構造が、前記ハブ輪郭の前記流れ案内外面まで延在していることを特徴とする、請求項１７に記載された軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アウターローター型電気モーターによって駆動される羽根車を有する、軸流ファン、斜流ファンまたはラジアルファンに関し、羽根車は、羽根を支持するハブリングを含み、ハブリングは、モーターのローターに回転方向が固定された状態で接続されている。

【背景技術】

【0002】

軸流ファン、斜流ファン、ラジアルファンは、実用上、さまざまな設計のものが知られている。
例として、特許文献１を参照されたい。
軸流設計、斜流設計またはラジアル設計されたファンの羽根車のハブ領域に空気力学的に形成された流入輪郭を設けると、高効率と同時に低音響パワーレベルを実現可能なことが、実用上わかっている。
このような流入輪郭は、エンジンまたはローターの流入領域を覆うため、エンジンの冷却を妨げる。
これにより、エンジンの性能が低下し、ベアリングが損傷することもある。
いずれに場合においても、ファンの高効率と低音響パワーレベルの達成と同時に、モーターの充分な冷却も達成される必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１５２１６５７９（Ａ１）号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本発明の目的は、充分に良好なモーターの冷却を保証しながら高効率と低音響パワーレベルとの達成を促進するために、空気力学的に形成されている流入輪郭を有するファンを設計および開発することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、上記目的は、請求項１の特徴によって達成され、それによれば、汎用ファンにおいて、ハブ輪郭がハブリングの流入側に設けられ、前記ハブ輪郭が、流れを案内する流れ案内外面と、この流れ案内外面に半径方向内側に隣接していて内面がローターに向けられている中央内側開口部と、を含む。

【0006】

本発明によれば、空気力学的な流入輪郭と、アウターローター型モーターのローターにおける充分に良好な冷却機能との組み合わせが提供される。
アウターローター型モーターは、永久磁石ローターを有する有利なＥＣ（電子整流）同期モーター、または、ＡＣ（交流）非同期モーターであってもよい。
アウターローター型モーターを有するファンは、軸方向を小型に設計可能であるにもかかわらず、アウターローター型モーターのローターの技術的に重要な冷却を、充分に確保または改善可能である。
これにより、搬送媒体温度を高くしたり、同じ搬送媒体温度でモーターの出力および／または駆動トルクを高くしたりすることができる。

【0007】

エンジンの冷却は、ハブリングの流入側に設けられているハブ輪郭によって実現される。
少なくとも、中央内側開口部を有する非空気力学的形状のハブ領域と比較して、冷却が大幅に損なわれることはない。
ハブ輪郭の設計によって、充分な冷却が確保される。
特に、流れを案内する流れ案内外面と、この流れ案内外面から半径方向内側に隣接する中央内側開口部と、ローターに向けられた内面とを設けることで、一方では、流れの状態が良好になり、他方では、吸い込まれた空気が周囲を流れることによるローターの充分な冷却が確保される。

【0008】

ハブ輪郭は、さまざまな設計上の規定によって実現可能である。
たとえば、ハブ輪郭は、羽根車のハブリングと一部品に一体化可能である。
一体化構造は、プラスチック部品の場合に特に有利である。

【0009】

羽根車は、一体化されたハブ輪郭を介して、ネジ接続によって、ローターに取り付け可能である。
これにより、取り扱いが簡単になる。

【0010】

ハブの輪郭が、別個の部品として設計され、形状嵌合、力嵌合および／または材料嵌合方式で羽根車に差し込まれ、クリップ留めされ、または他の方法で取り付けることも考えられる。
組み立てが簡単なことが、常に利点である。

【0011】

さらに、ハブ輪郭が、能動的な空気案内要素を有することも考えられる。
この観点では、アウターローター型モーターのローターベルの周囲の冷却液の流れも促進される。
さら、ハブ輪郭の流れ案内外面が、段差、縁部、折れ目などを有さないと有利である。
したがって、流れ案内外面は、羽根車のハブリングの外側輪郭に、ほぼ接線方向に合流しており、このことは、空気力学的および空気音響学的に有利である。

【0012】

対照的に、ハブ輪郭の流れ案内外面が、中央内側開口部側のハブ輪郭の内面に対して、鋭角または丸みを帯びた遷移、好ましくは、一種の屈曲部、を有し、これによっても、ローターベルの周囲の流れが促進される。

【0013】

さらに有利な態様として、特にハブ輪郭を超えて流入側に向かって突出しているローターの場合、複数の弾性羽根がハブ輪郭内に、好ましくは、ハブ輪郭の内面上に設けられている。
これらの羽根は、直径がわずかに異なるローターが用いられる場合でも、ローターの面に密着し、案内要素としても理解可能である。

【0014】

ハブ輪郭の中央内側開口部が、流れに影響を与える構造、好ましくは、規則的若しくは不規則的または対称的若しくは非対称的な格子構造を有し、ローターベルの周囲に形成されることも考えられる。
中央内側開口部に部品がまったく存在しない必要はないことに留意することが重要である。
逆に、流れに影響を与える対策をそこに実装することもできる。

【0015】

前述の構造または格子構造が、ハブ輪郭の流れ案内外面まで延在しているように配置および設計可能であり、これによっても、ローターベルに向かう流れが促進される。

【0016】

本発明の教示を有利に設計し、改良するための様々な可能性がある。
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し、他方では、図面を参照しながら、本発明によるハブ輪郭または本発明によるこのハブ輪郭を有するファンの実施形態の以下の説明を参照する必要がある。
図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する際に、実施形態および改良についても一般的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭の実施形態を有するファンを示し、ハブ輪郭は、羽根車に取り付けるための別個の部品として設計されている。

【図2】図１のファンを、羽根車の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。

【図3】空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンと有しないファンについて、一定の羽根車速度ごとに、体積流量の関数としての効率曲線を示す図である。

【図4】空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンと有しないファンについて、一定の羽根車速度ごとに、体積流量の関数としての音響パワーレベルの曲線を示す図である。

【図5】流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンを示し、ハブ輪郭は、羽根車の円錐ハブに一体化されている。

【図6】図５のファンを、羽根車の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。

【図7】流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンを示し、ハブ輪郭は、円錐ハブに一体化され、流入側格子がハブ輪郭に一体化されている。

【図8】流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンを示し、ハブ輪郭は羽根車の円錐ハブに一体化されており、内部冷却の流れ要素がハブ輪郭に一体化されている。

【図9】流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭を有するファンを示し、ハブ輪郭は、羽根車に取り付けるための別個の部品として設計されている。

【図10】図９のファンを、羽根車の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。

【図10b】図１０のハブ輪郭の領域の拡大詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、流入側から斜めに見た斜視図で、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭２を有するファン１を示し、ハブ輪郭２は、羽根車３のハブリング１０に取り付けるための別個の部品として設計されている。
羽根車３は、ハブリング１０に加えて、自身に取り付けられていて半径方向外側に延在している羽根９で構成されている。
羽根９の外側端には、ウィングレットと呼ばれる特別な形状２２が形成され、これにより、動作中のファン１の騒音の低減に有利になる。

【0019】

ファン１の羽根車３は、モーター４によって駆動され、モーター４のローター１１に取り付けられている。
モーター４は、ステータ１２を含み、ステータ１２は、モーター４を羽根車３と共に支持する案内羽根１４を有するハウジング１３に取り付けられている。
羽根車３は、ファン１の動作中に主流が吸い込まれる一体型の入口ノズル５を有するハウジング１３の内部で動作し、主流は、入口ノズル５を通過した後、羽根車３、案内羽根１４を通過するか、または、ハウジング１３の円筒部２０および径拡張部２１（図２も参照）を通過するかして、ファン１の流出側にさらに運ばれる。
ハウジング１３は、プラスチック射出成形で製造されており、様々な固定手段が一体化されている。
様々な固定手段とは、すなわち、流入側格子用の固定装置１８、流出側格子用の固定装置１９およびハウジング１３をシステムに流入側および流出側で固定するための固定手段１６、１７である。
さらに、径拡張部２１の領域（図２も参照）には、内側と外側の両方に離型領域２６が見られ、これは、プラスチック技術の観点から好ましい構成部品の壁厚分布により、径拡張部２１の案内羽根１４の領域でハウジング１３をより容易に離型することを目的としている。
案内羽根１４の吸引側の領域に形成された離型領域２６は、径拡張部２１の周囲の形状と比較して、径拡張部２１の外面では凹部として、内面では凸部として現れている。

【0020】

流入側のハブリング１０に取り付けられているハブ輪郭２には、ファン１によって軸に向かって内側に運ばれる空気流の主流を制限する流れ案内外面７がある。
流れ案内外面７は、空気力学的および空気音響学的に有利になるように設計されているため、動作中のファン１の空気出力、効率、およびスムーズな動作に良い影響を与える。
流れ案内外面７には、段差、縁部、または、折れ目がなく、羽根車３のハブリング１０の外側輪郭にほぼ接線方向に合流している。
流れ案内外面７は、その流入端から、ハブ側でファンの主流の流路が軸方向に連続的に先細りになるように設計されている。
したがって、その外径は、流入領域で単調に増加し、増加率は、流れ方向で減少している。
一例として、ハブ輪郭２の流れ案内外面７は、軸を通る平面上の断面において、円錐曲線、特に、楕円または放物線の形状を有していてもよい。
ハブ輪郭２の流れ案内外面７は、回転体の形状を有している。
しかし、一般的には、異なる形状に設計されていてもよい。

【0021】

ハブ輪郭２が、入口ノズル５を通ってファン１に流入する搬送媒体によって、モーター４のローター１１の周囲の流れを過度に遮断したり妨げたりしないことが重要である。
これは、ローター１１を介して熱を放出することが、モーター４の効果的な冷却に不可欠であるからである。
ローター１１の周囲の流れが良好であれば、かなりの量の熱を搬送媒体に伝達可能である。
ローター１１の周囲の流れを確保するために、ハブ輪郭２は、内側が開いているように設計されている。
実施形態では、中央内側開口部６が設けられている。
中央内側開口部６は、ハブ輪郭２の流れ案内外面７の半径方向内側に配置されている。
流入する搬送媒体は、モーター４のローター１１の周囲を直接流れ、廃熱を放出可能である。

【0022】

ハブ輪郭２は、半径方向に見ると、２つの領域、すなわち、エンジンの冷却に主に割り当てられる内側領域（実施形態では、中央内側開口部６の領域）と、メイン搬送流に割り当てられる半径方向外側領域（流れ案内外面７の領域）と、を有する。
実施形態では、ハブ輪郭２の中央内側開口部６の境界は、外側に向かって鋭角になるように設計されているが、丸みを帯びている形状であってもよい。

【0023】

図２は、図１のファン１を、羽根車３の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。
上述の説明に加えて、特に、ハブ輪郭２の形状を断面で示し、特徴的な寸法も示されている。
したがって、ハブ輪郭２は、最大外径Ｄａ３２を有し、この最大外径Ｄａ３２が、ハブ輪郭２の半径方向外側の境界である。
実施形態では、羽根車３のハブリング１０に対して使用可能であってハブ輪郭２を形成する、別個の部品の外側境界によって最大外径Ｄａ３２が定義可能である。
特に、ハブ輪郭２がハブリング１０とともに羽根車３に一体化されている場合、最大外径Ｄａ３２は、ハブ輪郭２の流れ案内外面７の軸方向位置で定義可能であり、この位置で羽根９が、ハブリング１０から延在している。
さらに、最大外径Ｄａ３２は、流れ案内外面７の接線が流入側から来て最初に軸にほぼ平行になる軸方向の位置によっても、定義可能である。

【0024】

さらに、ハブ輪郭２は、内径Ｄｉ３１を有し、この内径Ｄｉ３１は、本実施形態では、ハブ輪郭２の最小直径である。
この内径Ｄｉ３１は、モーター４のローター１１の前方部（特にローターベル）の外径と同等であり、これにより、冷却搬送媒体が、モーター４のこの領域またはこの領域の周囲の少なくとも大部分を流れるようになる。
ハブ輪郭２は、モーター４のローター１１を超えて流入側に向かって軸方向前方に延在している。
これは、逆の場合もあり、すなわち、ローター１１がハブ輪郭２を超えて前方に延在している場合もある。
実施形態では、内壁が、ハブ輪郭２の前端部（平均直径Ｄｍ３３で定義）からモーター４のローター１１の前端の近傍まで、ハブ輪郭２の中央内側開口部６内で延在している。

【0025】

平均直径Ｄｍ３３は、主流を案内するハブ輪郭２の流れ案内外面７の内径限界を表している。
平均直径Ｄｍ３３によって規定されるこの境界内に、ハブ輪郭２の中央内側開口部６がある。
平均直径Ｄｍ３３は、流入側に向かって最大軸方向に伸びたハブ輪郭２の位置によって、通常は、定義可能である。
ハブ輪郭２は、平均直径Ｄｍ３３によって規定される境界で鋭角な曲がり部を有しているが、そこで、より丸みを帯びるように設計されていてもよい。

【0026】

軸に対して測定されたハブ輪郭２の流れ案内外面７の接線の角度は、断面で視認可能なように、Ｄｍ３３から主流れ方向に向かって連続的に減少し、流れ案内外面７がハブリング１０の外側輪郭にほぼ接線方向に合流していると有利である。
ハブ輪郭２の有効性は、ファンの主流を案内する流れ案内外面７が充分に大きい直径範囲にわたって延在していると、特に発揮される。
したがって、最大外径Ｄａ３２－平均直径Ｄｍ３３は、羽根車の外径ＤＬ３４の３％以上であると有利である。
いずれにせよ、最大外径Ｄａ３２は、平均直径Ｄｍ３３の１１０％よりも大きいと有利である。

【0027】

ハブ輪郭２は、ハブリング１０内に設けられている前方固定手段２３によって、羽根車３に中心を合わせて固定されている。
例えば、接着またはクリップ留めによって固定可能である。
羽根車３は、ハブリング１０内に配置されている固定手段１５によって、モーター４のローター１１に固定されている。
ハウジング１３の外側輪郭には、入口ノズル５、円筒状領域２０、および径拡張部２１の領域が断面で明確に視認可能である。
ウィングレット２２を有する羽根９を有する羽根車３は、軸方向で見て、円筒状領域２０の大部分（ウィングレット２２の軸方向延長部の少なくとも９０％）または全領域を動作すると、有利である。
案内羽根１４の吸引側では、径拡張領域２１内の離型領域２６が明確に視認可能である。

【0028】

図３には、一定のモーター速度で比較可能な軸流ファンの２つの特性曲線が、横軸に体積流量ＱＶ、縦軸に効率ηをとった図で示されている（この例では、静的または全静的システム効率が示されている）。
一方の実施形態では、流入側に流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭がない（四角の記号）。
しかし、それ以外は同じ構造である他方の実施形態では、流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭がある（三角の記号）。
流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭を用いると、空気性能が向上し（最大体積流量ＱＶが高くなり）、特性曲線の広い領域にわたって効率が向上していることが分かる。
ここでは、特に、最大静的システム効率が、約２％ポイント、または、相対的に約６％向上している。
通常、ハブ輪郭を使用することで、静的効率を約０．１から１０％向上可能である。

【0029】

図４には、図３と同様に、一定のモーター速度で比較可能な軸流ファンの２つの特性曲線が、横軸に体積流量ＱＶ、縦軸にＡ値の吸引側音響パワーレベルＬＷ５（Ａ）を示す図で示されている。
一方の実施形態では、流入側に流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭は、ない（四角形の記号）が、それ以外は同じ構造である他方の実施形態では、流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭が設けられている（三角形の記号）。
流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭を用いると、特性曲線の広い領域にわたって音響パワーが低減され、特に、最小音響レベルが、約０．７ｄＢ低減されていることがわかる。
通常、ハブ輪郭を使用することで、最小音響レベルは、約０～３ｄＢ低減可能である。
流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭を使用することによる騒音の発生の面での利点は、案内羽根を有するガイドホイールを使用する場合に特に顕著になることが判明した。
ファンの羽根車の流入領域が空気力学的に不利な設計となっていることによってハブ領域で発生する可能性のある渦は、羽根車の下流に取り付けられた案内羽根と相互作用し、大きな騒音を発生させる場合がある。
そのため、ガイドホイールを有するファンの場合、流線型の流れ案内形状を有する流れ案内外面を持つハブ輪郭を用いると、特に有利である。

【0030】

図５は、流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭２の実施形態を有するファン１を示す。
実施形態では、ハブ輪郭２は、固定手段１５（有利にはネジ）によってモーター４のローター１１に固定されている羽根車３のハブリング１０に一体化されている。
羽根車３の羽根９には、半径方向外側の端部に形状２２（ウィングレット）も設けられ、この実施形態では、図１および図２による実施形態とは異なる形状となっている。
特に、羽根９の吸引側には、斜面が形成され、羽根９の半径方向外側には、非常に薄いウェブのみが存在している。
さらに、ハブ設計とは、別に、図１および図２の説明も参照されたい。
それらの実施形態は、ここに示す実施形態と多くの点で類似している。

【0031】

図６は、図５のファンを、羽根車３の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。
ここでも、ハブ輪郭２が羽根車３のハブリング１０と一体化されている。
ハブ輪郭２の外側境界または羽根車３のハブリング１０への移行部を定義する平均直径Ｄａ３２は、ハブ輪郭２の流れ案内外面７の軸方向位置、すなわち、ハブリング１０の羽根９が始まる位置で定義可能であると、有利である。
ハブリング１０自体は、羽根車３の羽根９の軸方向の延長部全体にわたって円錐形であり、すなわち、その外側輪郭は、軸と平行ではない。
羽根車３をモーター４のローター１１に固定するための固定手段１５が、ハブリング１０とハブ輪郭２とからなるハブ全体に一体化されている。
実施形態では、内径Ｄｉ３１は、ハブ輪郭２の流れを案内する流れ案内外面７の半径方向内側境界を定義する平均直径Ｄｍ３３と同一である。
平均直径Ｄｍ３３を有するハブ輪郭２の中央内側開口部６内には、ハブ輪郭２の壁などは延在していない。

【0032】

図７は、流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭２の実施形態を有するファン１を示す。
図５の実施形態とは異なり、ハブ輪郭２の内側領域には、一種の格子構造２４が設計されている。
格子構造２４の中央内側開口部６により、ハブ輪郭２は、依然として開口しており、良好なモーター冷却を目的として、流入側の搬送媒体がモーター４のローター１１上を流れることが依然として保証されている。
格子構造２４の外側輪郭は、流れ案内外面７の輪郭へと続いていると有利であり、流れ案内外面７の輪郭は、接線方向に連続して、格子構造２４の中央内側開口部６へと半径方向内側に延在するように画定されている。
この実施形態は、図５の実施形態と比較して、いくつかの利点がある。
一方では、モーター４が吸引側で機械的に保護され、ある程度、粗い汚れから保護される。
他方では、格子構造２４の外側輪郭による追加の遮断効果によって、主流に有益な効果がもたらされ、したがって、ファン１の効率と低騒音レベルに有益な効果をもたらすこともできる。
最終的には、ファンの外観をより魅力的にすることもできる。
格子構造２４の中央内側開口部６およびウェブの形状および配置は、構造化または非構造化、あるいはより丸い形状の中央内側開口部など、さまざまな態様で設計可能である。

【0033】

図８は、流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭２の実施形態を有するファン１を示す。
図５の実施形態とは、対照的に、ハブ輪郭２の内側領域、ハブ輪郭２の中央内側開口部６の半径方向内側、または、モーター４の冷却に割り当てられている内側領域に、複数の能動的な流れ要素２５が形成され、これらの流れ要素２５によって、モーター４のローター１１の周囲の冷却流に能動的かつプラスの効果がもたらされる。
特に、これらの流れ要素２５によって、ハブ輪郭２の内側領域またはモーター４のローター１１の領域に、より強い渦形成、局所的な速い流速、および／またはより大きな空気循環を引き起こし可能である。
この目的のために、羽根車３、その羽根９、ハブリング１０およびハブ輪郭２の回転運動がなされる。
本実施形態では、流れ要素２５は、湾曲した小さな短翼に類似している。
これらは、ハブ輪郭２の内側に、中央内側開口部６内で取り付けられ、羽根車３と一体に製造されている。
これらの流れ要素２５は、回転方向に対して対称的に形成されていないため、これらの効果は、ローター１１の回転方向に依存する。
しかし、羽根車３の回転方向は、いずれにしてもその幾何学的設計によって予め決定されているため、このことは、一般的に制限にはならない。

【0034】

図９は、流入側から斜めに見た斜視図であり、流入側が開口していて空気力学的に設計されているハブ輪郭２の実施形態を有するファン１を示し、ハブ輪郭２は、一体化された固定要素２９を有する別個の部品として設計されている。
モーター４のローター１１は、ハブ輪郭２の中央内側開口部６を通って、この中央内側開口部６を軸方向に超えて流入側に向かって突出している。
ローター１１のやや丸みを帯びた前方部、ローターベルは、軸付近の主ファン流に関して、ハブ輪郭２の流れ案内外面７と有利に相互作用可能である。
羽根車３の羽根９は、半径方向外側のウィングレット２２に加えて、羽根３の吸引側に構造として設計されている中間ウィングレット２７も有している。
ハブ輪郭２の中央内側開口部６内では、複数の羽根２８がハブ輪郭２に一体化されている。
これらの羽根２８は、ある程度の柔軟性を備え、ローター１１の直径が可変である場合であっても、モーター４のローター１１に密着している。
上記以外の構成については、例えば、図１の説明を参照可能である。

【0035】

図１０は、図９のファン１を、羽根車３の回転軸を通る平面で横から見た断面図である。
図１０ｂには、図１０のファン１のハブ輪郭２の領域が拡大詳細図で示されている。
図１０では、羽根車３のハブリング１０が本質的に円筒形であることが分かる。
ハブリング１０内に組み込まれていて羽根車３をモーター４のローター１１に固定するための固定手段１５は、ハブリング１０内の流入側に組み込まれていてハブ輪郭２を羽根車３または羽根車３のハブリング１０に固定するための固定手段２９と、本質的に同一である。
これにより、羽根車３を搬送方向に対して反対方向でモーター４のローター１１に取り付け可能であり、例えば、ガイドホイールまたは案内羽根１４を用いることなく羽根車３を使用可能である。

【0036】

ハブ輪郭２に一体化されている羽根２８は、モーター４のローター１１に密着している（図１０ｂ）。
羽根車３のハブリング１０へのハブ輪郭２の固定手段２９として、スナップフックが機能し、羽根車３のハブリング１０の前方固定手段２３の中央内側開口部６に係合している。
これにより、追加の固定要素や工具を必要とせずに、ハブ輪郭２をハブリング１０で羽根車３に簡単に取り付け可能である。
ハブリング２の流れ案内外面７は、羽根車３のハブリング１０の外面にほぼ接線方向に合流している。
羽根車３または羽根車３のハブリング１０上のハブ輪郭２の固定手段２９として機能するスナップフックの軸方向反対側の領域では、ハブ輪郭２の流れ案内外面７に凹部が形成されている（図９も参照）。
この凹部は、射出成形機器を使用して、スナップフックを軸に平行な方向に型から取り外すために存在している。

【0037】

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、明細書の一般的部分および添付の特許請求の範囲を参照されたい。

【0038】

最後に、本発明によるファンの上述の実施形態は、特許請求されている教示の説明のみに役立つものであり、特許請求されている教示を実施形態に限定するものではない。

【符号の説明】

【0039】

１ ・・・ファン
２ ・・・流入側のハブ輪郭
３ ・・・ファンの羽根車
４ ・・・モーター
５ ・・・入口ノズル
６ ・・・ハブ輪郭の中央内側開口部
７ ・・・ハブ輪郭の流れ案内外面
８ ・・・不使用
９ ・・・羽根車の羽根
１０ ・・・羽根車のハブリング
１１ ・・・モーターのローター
１２ ・・・モーターのステータ
１３ ・・・ファンのハウジング
１４ ・・・ファンの案内羽根
１５ ・・・モーターへの羽根車の固定装置
１６ ・・・システムへのファンの流入側固定装置
１７ ・・・システムへのファンの流出側固定装置
１８ ・・・ハウジングへの格子の流入側固定装置
１９ ・・・ハウジングへの格子の流出側固定装置
２０ ・・・ハウジング内の円筒状流れ領域
２１ ・・・一体化された排気側の径拡張部
２２ ・・・羽根のウィングレット／外側形状
２３ ・・・羽根車に一体化された前方固定装置
２４ ・・・ハブ輪郭に一体化された流入側格子構造
２５ ・・・ハブ輪郭内の能動的な冷却の流れ要素
２６ ・・・ハウジングの径拡張領域の離型領域
２７ ・・・中間ウィングレット
２８ ・・・プレート
２９ ・・・ハブ輪郭とハブリングとの固定手段
３０ ・・・不使用
３１ ・・・ハブ輪郭の内径Ｄｉ
３２ ・・・ハブ輪郭の外径Ｄａ
３３ ・・・ハブ輪郭の平均直径Ｄｍ
３４ ・・・羽根車の直径ＤＬ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図10b】

【国際調査報告】