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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter, bei welchem viele Schaufeln um eine drehbare Welle herum angeordnet sind und welcher in geeigneter Art und Weise für ein Gebläse in einem Luftklimatisierungssystem für ein Fahrzeug verwendet wird.
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Ein herkömmlicher dieser Art von zentrifugalem Mehrfachschaufel-Lüfter, bei welchem eine Vorderkante seiner Schaufel verjüngt ist, ist in
JP 2000-009 083 A und
JP 2006-125 229 A beschrieben. Der Ausdruck „die Vorderkante der Schaufel ist verjüngt” bedeutet, dass der zentrifugale Mehrfachschaufel-Lüfter ein Lüfter vom verjüngten Typ ist, wobei ein innerer Durchmesser des Lüfters auf seiner Seite des seitlichen Kragens (Saugseite) größer ist als auf seiner Seite des Hauptkragens (gegenüberliegende Seite von der Saugseite).
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Noch genauer wird bei den oben beschriebenen herkömmlichen Technologien durch ein allmähliches Kürzen einer Führungskante einer Krümmungslinie von der Seite des Hauptkragens in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens eine obere Vorderkantenendform, wenn sie von einer seitlichen Oberfläche betrachtet wird, als ein im Allgemeinen kreisförmiger Bogen oder im Allgemeinen elliptisch hergestellt.
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Als ein Ergebnis des Gebläses vom verjüngten Typ wird in
JP 2000-009 083 A das Folgende beschrieben. Ein Einströmwiderstand kann reduziert werden, da der innere Durchmesser in einen Bereich einer Seite des seitlichen Kragens erweitert ist, welcher als ein Einströmanschluss dient, wohingegen auf der Seite des Hauptkragens, welche als ein Hauptstrom der Strömung dient, eine Luftblasewirkung auf effektive Art und Weise produziert wird unter Nutzung einer langen Schaufelsehne (engl.: blade chord).
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Als Ergebnis des Lüfters vom verjüngten Typ wird in
JP 2006-125 229 A das Folgende beschrieben. In einem Bereich auf einer Seite des seitlichen Kragens, welcher als ein Saugteil dient, wird der Saugteil groß gemacht, und die Luftkapazitätsleistung wird dadurch verbessert; und der Abstand zu einer Schaufelvorderkante wird groß gemacht, um eine Turbulenz abzuschwächen, und dadurch wird eine Geräuschreduzierung erreicht. Auf der anderen Seite wird in anderen Bereichen der statische Druck verbessert, da die Sehnenlänge so lang ist wie üblich.
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Jedoch wird bei dem Lüfter vom verjüngten Typ der obigen herkömmlichen Technologien auf der Seite des seitlichen Kragens ein Abblättern an der Schaufelvorderkante leicht verursacht, und eine Leistungsverschlechterung wird dadurch verursacht. Dieses Problem wird unten beschrieben werden.
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Die 8A bis 8C sind Diagramme, welche Probleme dieser herkömmlichen Technologien darstellen.
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Die Winkel β1' und β2' in den 8B und 8C bezeichnen Einlasswinkel an den jeweiligen Querschnitten. Der Einlasswinkel ist ein Winkel zwischen einer Tangentiallinie der Oberfläche 1215 von positivem Druck an einem Eckteil 1217 auf einer Seite der Oberfläche 1215 von positivem Druck und einer Tangentiallinie einer Schaufelreihenlinie (Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen in den 8B und 8C) an dem Eckteil 1217 auf der Seite der Oberfläche 1215 von positivem Druck an jeweiligen Querschnitten der Schaufeln 121 (Querschnittsoberfläche, wenn die Schaufel 121 in einer Richtung senkrecht zu einer drehbaren Welle geschnitten wird). Die Oberfläche 1215 von positivem Druck ist eine Oberfläche der Schaufel 121 auf einer Seite der Drehrichtung R', und eine Oberfläche 1216 von negativem Druck ist eine Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite von der Drehrichtung R'.
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Wie es aus den 8B und 8C deutlich wird, ist ein Einlasswinkel β2' auf einem Querschnitt entlang einer Linie VIIIC-VIIIC auf einer Seite eines seitlichen Kragens 122 viel größer als ein Einlasswinkel β1' auf einem Querschnitt entlang einer Linie VIIIB-VIIIB auf einer Seite des Hauptkragens 123. Bei diesem Vergleichsbeispiel ist noch genauer ein vorderes Ende einer Krümmungslinie in Richtung zu dem seitlichen Kragen 122 kürzer gemacht. Dementsprechend sind die Richtungen von den vorderen Enden der Krümmungslinien zwischen der Seite des seitlichen Kragens 122 und der Seite des Hauptkragens 123 deutlich verschieden. Als ein Ergebnis sind die Einlasswinkel zwischen der Seite des seitlichen Kragens 122 und der Seite des Hauptkragens 123 ebenfalls deutlich verschieden.
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Bei dem zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter ist daher, wie es durch Pfeile in der 8A bezeichnet ist, eine Änderung einer Luftströmungsrichtung (Wechsel von einer Rotationsachsenrichtung zu einer radialen Richtung) vergleichsweise graduell bzw. allmählich auf der Seite des Hauptkragens 123, wohingegen die Änderung der Luftströmungsrichtung auf der Seite des seitlichen Kragens 122 rapide ist. Demgemäß ist die Einströmgeschwindigkeit auf der Seite des seitlichen Kragens 122 langsamer als auf der Seite des Hauptkragens 123. Eine umfängliche Geschwindigkeit an einer Schaufelvorderkante ist des Weiteren größer auf der Seite des seitlichen Kragens 122, welcher einen größeren inneren Durchmesser aufweist, als auf der Seite des Hauptkragens 123, welcher einen geringeren inneren Durchmesser aufweist.
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Um das Abblättern an der Schaufelvorderkante zu begrenzen, ist es somit wünschenswert, dass der Einlasswinkel von der Seite des Hauptkragens 123 in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens 122 geringer gemacht wird. Bei dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel ist jedoch ganz im Gegensatz dazu der Einlasswinkel β2' auf der Seite des seitlichen Kragens 122 größer als der Einlasswinkel β1' auf der Seite des Hauptkragens 123. Demgemäß ist die Diskrepanz zwischen einer Einströmbedingung (Einströmgeschwindigkeit) und dem Einlasswinkel auf der Seite des seitlichen Kragens 122 beträchtlich gemacht. Das Abblättern an der Schaufelvorderkante wird somit verursacht, und letzten Endes wird eine Verschlechterung der Leistungsfähigkeit verursacht.
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US 6 769 876 B2 zeigt einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter, bei welchem die Flügelflächen der Schaufeln
72 jeweils im Wesentlichen parallel zur Drehachse sind.
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US 6 945 753 B2 zeigt einen Rauchabsauger, der einen an einem Gehäuse angebrachten Motor und eine an dem Motor angebrachte und vom Motor angetriebene Lüftereinrichtung umfasst, wobei die Gebläsevorrichtung eine obere Platte, eine untere Platte mit einer Bohrung und eine Anzahl von Gebläseschaufeln aufweist, die zwischen der oberen und der unteren Platte befestigt sind, um eine Kammer zwischen der oberen und der unteren Platte zu bilden und um zu ermöglichen, dass Luft in die Kammer strömt.
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US 2007/0 274 833 A1 zeigt einen Zentrifugal-Mehrschaufellüfter, bei dem ein Verhältnis der Schaufellänge zu einem Durchmesser des Mehrschaufelgebläses ist größer oder gleich 0,12 und ein äußerer Spiralmantelradius relativ zur Rotationsachse als logarithmische Spirale zu nimmt.
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US 2009/0 047 133 A1 zeigt Schaufeln eines Flügelrads für ein Zentrifugalgebläse mit Hohlräumen.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit zumindest einem von den obigen Nachteilen. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Abblättern an einer Schaufelvorderkante bei einem Lüfter vom verjüngten Typ zu unterbinden bzw. zu begrenzen.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, wird ein zentrifugaler Mehrfachschaufel-Lüfter zum Einsaugen von Luft von einer Endseite des Lüfters in einer axialen Richtung des Lüfters und zum Ausblasen der Luft radial nach außen von dem Lüfter vorgesehen. Der Lüfter umfasst eine drehbare Welle, eine Mehrzahl von Schaufeln, einen seitlichen Kragen und einen Hauptkragen. Die Mehrzahl an Schaufeln ist um die drehbare Welle herum angeordnet. Der seitliche Kragen verbindet jeweilige Endabschnitte der Mehrzahl an Schaufeln auf der einen Endseite. Der Hauptkragen ist mit der drehbaren Welle verbunden und verbindet jeweilige Endabschnitte der Mehrzahl an Schaufeln auf der anderen Endseite von dem Lüfter in der axialen Richtung. Jede der Mehrzahl an Schaufeln umfasst eine zugehörige Oberfläche positiven Drucks, eine zugehörige Oberfläche negativen Drucks und eine zugehörige Vorderkante. Die Oberfläche positiven Drucks ist auf einer Vorderseite davon in einer Drehrichtung der drehbaren Welle angeordnet. Die Oberfläche negativen Drucks ist auf einer Rückseite davon in der Drehrichtung angeordnet. Die Vorderkante ist an einer Vorderseite davon in einer radialen Richtung nach innen angeordnet. Die Vorderkante umfasst einen Eckteil auf einer Seite der Oberfläche positiven Drucks davon und einen Eckteil auf der Seite der Oberfläche negativen Drucks davon. Die Vorderkante weist eine Form auf, welche radial nach außen schräg bzw. geneigt ist in einer Richtung von dem Hauptkragen in Richtung zu dem seitlichen Kragen. Es ist hierbei vorgesehen, dass ein Querschnitt, entlang welchem ein Bereich auf einer Seite des seitlichen Kragens von jeder der Mehrzahl an Schaufeln in einer Richtung senkrecht zu der drehbaren Welle geschnitten ist, ein Referenzquerschnitt ist; eine Krümmung, welche auftritt, wenn die Oberfläche positiven Drucks entlang des Referenzquerschnitts geschnitten wird, eine Referenzkrümmung der Oberfläche positiven Drucks ist; und der Eckteil auf der Seite der Oberfläche positiven Drucks, welcher auf dem Referenzquerschnitt liegt, ein Referenzeckteil der Seite der Oberfläche positiven Drucks ist, der Eckteil auf der Seite der Oberfläche positiven Drucks, wenn betrachtet von der axialen Richtung, auf einer Tangentiallinie der Referenzkrümmung der Oberfläche positiven Drucks an dem Referenzeckteil der Seite der Oberfläche positiven Drucks angeordnet ist, und ein Krümmungsradius von der Oberfläche negativen Drucks, wenn von der axialen Richtung betrachtet, wird größer in einer Richtung von dem seitlichen Klagen in Richtung zu dem Hauptkragen.
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Die Erfindung wird zusammen mit ihren zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten aus der nachfolgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den zugehörigen Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
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1 eine Schnittansicht ist, welche ein Gebläse in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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2 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter aus der 1 darstellt;
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3 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in der 1 ist;
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4 eine Schnittansicht ist, welche den Lüfter aus der 1 darstellt;
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5 ein Diagramm ist, welches durch Vergleich einen Einlasswinkel in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform und einen Einlasswinkel in Übereinstimmung mit einem Vergleichsbeispiel darstellt;
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6 eine Schnittansicht ist, welche einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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7 eine Schnittansicht ist, welche einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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8A eine Schnittansicht ist, welche einen zuvor vorgeschlagenen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter (Lüfter vom verjüngten Typ) in einem Vergleichsbeispiel darstellt;
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8B eine Querschnittsansicht auf einer Seite des Hauptkragens entlang einer Linie VIII-VIII aus der 8A ist; und
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8C eine Querschnittsansicht auf einer Seite des seitlichen Kragens entlang einer Linie VIIIC-VIIIC aus der 8A ist.
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Erste Ausführungsform
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Die vorliegende Ausführungsform ist eine Anwendung eines zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfters der Erfindung an einem Gebläse in einem Luftklimatisierungssystem für ein Fahrzeug. Die 1 ist eine Schnittansicht, welche schematisch ein zentrifugales Gebläse bzw. Radialgebläse darstellt, welches den zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter in der vorliegenden Ausführungsform aufweist.
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Das zentrifugale Gebläse umfasst einen Motor 1, welcher eine drehbare Welle 11 aufweist, einen zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfter (hier im Folgenden bezeichnet als ein Lüfter) 2, welcher durch den Motor 1 gedreht wird, um Luft zu blasen, und welcher aus einem Harz hergestellt ist, und ein Harzspiralgehäuse (hier im Folgenden bezeichnet als ein Gehäuse) 3, welches den Lüfter 2 aufnimmt und einen Evolventen-Durchlass 31 aufweist, welcher die aus dem Lüfter 2 herausgeblasene Luft sammelt.
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Ein Sauganschluss 32 für Luft, welcher sich in Richtung zu einer Endseite (obere Seite in der 1) in einer Richtung der Lüfterdrehachse (hier im Folgenden bezeichnet als eine axiale Richtung) öffnet, ist für das Gehäuse 3 vorgesehen. Eine Aufwerfung 33, die sich in Richtung zu einer inneren umfänglichen Seite von dem Lüfter 2 erstreckt, um Einlassluft in den Sauganschluss 32 zu leiten, ist an einem äußeren Eckteil von dem Sauganschluss 32 ausgebildet.
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Wie es in der 2 dargestellt ist, wird der Lüfter 2 durch ein Anordnen von vielen plattenähnlichen Schaufeln 21 um die drehbare Welle 11 herum erhalten. Endabschnitte 211 der Schaufeln 21 auf ihrer einen Endseite (Seite des Sauganschlusses 32) in der axialen Richtung sind durch den seitlichen Kragen 22 miteinander verbunden. Der seitliche Kragen 22 ist in einer Ringform gebildet, welche die Schaufel 21 von der äußeren Seite in einer radialen Lüfterrichtung (hier im Folgenden bezeichnet als eine radiale Richtung) bedeckt. Der ringförmige seitliche Kragen 22 kann die Endabschnitte 211 der Schaufeln 21 von der äußeren Seite in der axialen Richtung bedecken.
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Endabschnitte 212 der Schaufeln 21 auf ihrer anderen Endseite (Seite gegenüberliegend von dem Sauganschluss 32) in der axialen Richtung sind durch den kreisförmigen scheibenförmig geformten Hauptkragen 23 miteinander verbunden. Die Schaufeln 21, der seitliche Kragen 22 und der Hauptkragen 23 sind einstückig bzw. integral aus einem Harz geformt. Der Hauptkragen 23 ist mit der drehbaren Welle 11 an seinem zentralen Abschnitt verbunden, und eine Antriebskraft des Motors 1 wird auf den Lüfter 2 durch die drehbare Welle 11 und den Hauptkragen 23 übertragen.
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Der Lüftet 2 wird durch den Motor 1 derart gedreht, dass der Lüfter 2 Luft in den Lüfter 2 von seiner einen Endseite (Seite des seitlichen Kragens 22) in der axialen Richtung einsaugt und die eingesaugte Luft radial nach außen bläst.
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Eine genaue Form der Schaufel 21 wird unten beschrieben werden. Wie es aus der 1 offensichtlich ist, weist eine Vorderkante 213 der Schaufel 21 eine Form auf, welche radial nach außen von der Seite des Hauptkragens 23 in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens 22 schräg bzw. geneigt ist. Demgemäß weist der Lüfter 2 eine verjüngte Form derart auf, dass ein innerer Durchmesser von dem Lüfter 2 von seiner einen Endseite in der axialen Richtung in Richtung zu seiner anderen Endseite in der axialen Richtung abnimmt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich eine Hinterkante 214 von der Schaufel 21 parallel zu einer radialen Richtung der drehbaren Welle 11 von der Seite des Hauptkragens 23 zu der Seite des seitlichen Kragens 22. Dementsprechend wird ein äußerer Durchmesser von dem Lüfter 2 konstant gemacht von seiner einen Endseite in der axialen Richtung in Richtung zu seiner anderen Endseite in der axialen Richtung.
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Die 3 ist eine Querschnittsansicht, welche die Schaufel 21 aus der 1 entlang einer Linie III-III darstellt. Der III-III-Querschnitt ist eine Querschnittsoberfläche, welche erhalten wird, wenn ein Bereich der Schaufel 21 auf der Seite des seitlichen Kragens 22 in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung geschnitten wird, und ist ein Referenzquerschnitt, welcher eine Referenz ist, wenn die Form der Schaufel 21 konstruiert wird. Ein Pfeil R in der 3 bezeichnet eine Drehrichtung des Lüfters 2.
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Eine Oberfläche der Schaufel 21 auf der Seite der Drehrichtung R wird hier im Folgenden als eine Oberfläche 215 positiven Drucks bezeichnet, und eine Oberfläche von der Schaufel 21 auf der gegenüberliegenden Seite von der Drehrichtung R wird hier im Folgenden als eine Oberfläche 216 von negativem Druck bezeichnet.
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Die Schaufel 21 weist eine vorherbestimmte Schaufeldicke t an der Vorderkante 213 auf. Demgemäß umfasst die Vorderkante 213 der Schaufel 21 einen Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 positiven Drucks und einen Eckteil 218 auf der Seite der Oberfläche 216 negativen Drucks.
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Beide Eckteile 217, 218 können tatsächlich in einer leicht runden Form aus Gründen der Herstellung zum Beispiel geformt sein. In solch einem Fall bedeuten die Eckteile 217, 218 in der vorliegenden Beschreibung einen gedachten Eckteil auf Grundlage der Annahme, dass sie nicht geformt sind, um abgerundet zu sein.
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Der Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 positiven Drucks wird hier im Folgenden bezeichnet als ein Eckteil der Seite der Oberfläche positiven Drucks, und der Eckteil 218 auf der Seite der Oberfläche 216 negativen Drucks wird hier im Folgenden bezeichnet als ein Eckteil 218 der Seite der Oberfläche negativen Drucks.
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In der 3 bezeichnet eine gekrümmte Linie L1 eine Krümmung, welche auftritt, wenn die Oberfläche 215 positiven Drucks entlang dem Querschnitt III-III (Referenzquerschnitt) geschnitten wird, und wird hier im Folgenden bezeichnet als eine Referenzkrümmung der Oberfläche positiven Drucks. In der 3 bezeichnet eine gekrümmte Linie L2 eine Krümmung, welche auftritt, wenn die Oberfläche 216 negativen Drucks entlang dem Querschnitt III-III (Referenzquerschnitt) geschnitten wird, und wird hier im Folgenden als Referenzkrümmung der Oberfläche negativen Drucks bezeichnet. In der 3 bezeichnet ein Liniensegment E1 die Vorderkante 213 auf dem Querschnitt III-III.
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In der 3 bezeichnet ein Punkt C1 den Eckteil 217 der Seite der Oberfläche positiven Drucks auf dem Querschnitt III-III und wird hier im Folgenden bezeichnet als Referenzeckteil der Seite der Oberfläche positiven Drucks. In der 3 bezeichnet ein Punkt C2 den Eckteil 218 auf der Seite der Oberfläche 216 negativen Drucks entlang dem Querschnitt III-III, und C2 wird hier im Folgenden als Referenzeckteil der Seite der Oberfläche negativen Drucks bezeichnet.
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Wenn von der axialen Richtung so wie in der 3 betrachtet, überlappt die Oberfläche 215 positiven Drucks der Schaufel 21 mit der gleichen Krümmung. Auf der anderen Seite überlappt die Oberfläche 216 negativen Drucks der Schaufel 21 nicht mit der gleichen Krümmung, wenn sie von der axialen Richtung so wie in der 3 betrachtet wird. Von der Seite des seitlichen Kragens 22 in Richtung zu der Seite des Hauptkragens 23 wird ein Krümmungsradius der Oberfläche 216 negativen Drucks größer gemacht.
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Wenn von der axialen Richtung so wie in der 3 betrachtet, ist der Eckteil 217 der Seite der Oberfläche positiven Drucks auf einer Tangentiallinie von der Referenzkrümmung L1 der Oberfläche positiven Drucks an dem Referenzeckteil C1 der Seite der Oberfläche positiven Drucks angeordnet.
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Wenn von der axialen Richtung so wie in der 3 betrachtet, ist das Eckteil 218 der Seite der Oberfläche negativen Drucks auf einer geraden Linie angeordnet, die sich parallel zu der Referenzkrümmung L1 der Oberfläche positiven Drucks von dem Referenzeckteil C2 der Seite der Oberfläche negativen Drucks erstreckt. Demgemäß ist die Schaufeldicke t der Vorderkante 213 von der Seite des seitlichen Kragens 22 zu der Seite des Hauptkragens 23 konstant.
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In der 3 bezeichnet ein Winkel β1 einen Einlasswinkel an einem Bereich der Schaufel 21 auf der Seite des Hauptkragens 23, und ein Winkel β2 bezeichnet einen Einlasswinkel an einem Bereich der Schaufel 21 auf der Seite des seitlichen Kragens 22 (noch genauer dem Querschnitt III-III).
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Der Einlasswinkel ist ein Winkel zwischen einer Tangentiallinie der Oberfläche 215 positiven Drucks an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 und einer Tangentiallinie einer Schaufelreihenlinie (die abwechselnd lang und zweimal kurz gestrichelte Linie in der 3) an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 auf jeweiligen Querschnitten der Schaufeln 21 (Querschnitt, wenn die Schaufel 21 in einer Richtung senkrecht zu der drehbaren Welle 11 geschnitten wird).
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Bei der vorliegenden Ausführungsform weist, wie es in der 1 dargestellt ist, in der Nähe von einem Endabschnitt der Schaufel 21 auf der Seite des seitlichen Kragens 22 (Bereich auf der Seite des seitlichen Kragens 22 auf der Querschnittsoberfläche III-III) die Schaufel 21 eine verjüngte Form auf, welche in einem steileren Winkel schräg bzw. geneigt ist als ein verbleibender Bereich.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie es in der 4 dargestellt ist, die Schaufellängen auf jeweiligen vorherbestimmten Querschnitten der Schaufeln 21 eingestellt, die gleichen zu sein.
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Noch genauer werden die Vorderkante 213 und die Hinterkante 214 der Schaufel 21 jeweils gleichmäßig bei einer vorherbestimmten Anzahl von Teilungspunkten (gedachte Punkte) Si1 bis Si6 und So1 bis So6 derart unterteilt, dass Längen entlang der Vorderkante 213 und der Hinterkante 214 (Längen entlang einer abwechselnd lang und zweimal kurz gepunkteten Linie in der 4) die gleichen sind. Vorausgesetzt, dass die Linien, welche die Teilungspunkte in der gleichen Anzahl aus dieser vorherbestimmten Anzahl von Teilungspunkten Si1 bis Si6 und So1 bis So6 verbinden, Teilungslinien (gedachte Linien) Z1 bis Z6 sind, sind die jeweiligen vorherbestimmten Querschnitte jeweilige Querschnittsoberflächen, welche diese Teilungslinien Z1 bis Z6 umfassen. Die Schaufellänge ist definiert als L = (Do – Di)/2, wobei L eine Schaufellänge ist, Do ein äußerer Lüfterdurchmesser ist und Di ein innerer Lüfterdurchmesser ist.
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Bei dem Beispiel in den 1 und 2 ist der seitliche Kragen 22 in einer einfachen Ringform gebildet. Alternativ kann, wie bei dem Beispiel in der 4, der seitliche Kragen 22 in einer Kragenform geformt sein, welche die Schaufeln 21 von radial auswärts bedeckt. Des Weiteren erstreckt sich bei dem Beispiel der 1 und 2 die Hinterkante 214 der. Schaufel 21 parallel zu der radialen Richtung der drehbaren Welle 11 von der Seite des Hauptkragens 23 zu der Seite des seitlichen Kragens 22. Alternativ kann, wie bei dem Beispiel der 4, die Hinterkante 214 der Schaufel 21 radial nach außen schräg sein von der Seite des Hauptkragens 23 in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens 22.
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Der Betrieb des Gebläses als ein Ergebnis der oben beschriebenen Ausgestaltung wird unten beschrieben werden. Wenn das Luftklimatisierungssystem für das Fahrzeug aktiviert wird und der Motor 1 dadurch dreht, wird der Lüfter 2 durch die drehende Antriebskraft von dem elektrischen Motor 1 gedreht. Wenn der Lüfter 2 sich dreht, saugt der Lüfter 2 Luft von dem Sauganschluss 32 des Gehäuses 3 an und bläst die Luft in den Durchlass 31 heraus. Die in den Durchlass 31 herausgeblasene Luft wird durch einen Luftauslass (nicht gezeigt) des Gehäuses 3 geblasen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215, wenn betrachtet von der axialen Richtung wie in der 3, auf der Tangentiallinie der Referenzkrümmung L1 der Oberfläche positiven Drucks an dem Referenzeckteil C1 der Seite der Oberfläche positiven Drucks angeordnet. Eine Richtung der Tangentiallinie der Oberfläche 215 positiven Drucks an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 ist daher die gleiche zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22. In anderen Worten wird die Richtung der Vorderkante 213 gleich gemacht zwischen der Seite des seitlichen Kragens 22 und der Seite des Hauptkragens 23. Dementsprechend wird eine Differenz zwischen dem Einlasswinkel β1 auf der Seite des Hauptkragens 23 und dem Einlasswinkel β2 auf der Seite des seitlichen Kragens 22 gering gemacht.
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Vorzugsweise überlappt bei der vorliegenden Ausführungsform die Oberfläche 215 positiven Drucks der Schaufel 21, wenn von der axialen Richtung betrachtet, mit der gleichen Krümmung. Als ein Ergebnis ist die Richtung der Tangentiallinie der Oberfläche 215 positiven Drucks an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 exakt als die gleiche gemacht zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22. Dementsprechend wird eine Differenz zwischen dem Einlasswinkel β1 auf der Seite des Hauptkragens 23 und dem Einlasswinkel β2 auf der Seite des seitlichen Kragens 22 sogar noch geringer gemacht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, da der innere Durchmesser des Lüfters 2 verschieden ist zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22, eine Richtung der Tangentiallinie der Schaufelreihenlinie an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 verschieden zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22.
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Somit ist bei der vorliegenden Ausführungsform, bei welcher die Richtung der Tangentiallinie der Oberfläche 215 positiven Drucks an dem Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 exakt die gleiche ist zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22, da die Richtung der Tangentiallinie der Schaufelreihenlinie verschieden ist zwischen der Seite des Hauptkragens 23 und der Seite des seitlichen Kragens 22, eine Differenz hergestellt zwischen dem Einlasswinkel β1 auf der Seite des Hauptkragens 23 und dem Einlasswinkel β2 auf der Seite des seitlichen Kragens 22.
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Die 5 ist ein Diagramm, in welchem die Einlasswinkel zwischen der vorliegenden Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel in den 8A bis 8C verglichen werden. In der 5 wird zum Beispiel der Fall von dem gleichen Einlasswinkel auf der Seite des Hauptkragens zwischen der vorliegenden Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel genommen.
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Wie es aus der 5 deutlich wird, ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Zunahme des Einlasswinkels von der Seite des Hauptkragens in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens begrenzt im Vergleich zu dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel. Demgemäß wird eine Einlasswinkeldifferenz Δβ zwischen der Seite des seitlichen Kragens und der Seite des Hauptkragens gering gemacht.
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infolgedessen wird eine Diskrepanz zwischen einer Einströmbedingung (Einströmgeschwindigkeit) und dem Einlasswinkel auf der Seite des seitlichen Kragens gering gehalten. Demgemäß ist bei einem Lüfter vom verjüngten Typ das Abblättern der Schaufelvorderkante begrenzt, und letzten Endes wird eine Verschlechterung der Leistungseigenschaft abgeschwächt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist des Weiteren die Schaufeldicke t der Vorderkante 213, wenn sie von der axialen Richtung so wie in der 3 betrachtet wird, von der Seite des seitlichen Kragens 22 zu der Seite des Hauptkragens 23 konstant gemacht durch ein Vergrößern des Krümmungsradius der Oberfläche 216 negativen Drucks der Schaufel 21 von der Seite des seitlichen Kragens 22 in Richtung zu der Seite des Hauptkragens 23. Das Abblättern (engl. exfoliation) an der Schaufelvorderkante wird demgemäß weiter abgeschwächt.
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Die Oberfläche 216 negativen Drucks weist einen größeren Krümmungsradius, wenn von der axialen Richtung betrachtet, von der Seite des seitlichen Kragens 22 in Richtung zu der Seite des Hauptkragens 23 auf. Dementsprechend ist, obwohl der Eckteil 217 auf der Seite der Oberfläche 215 positiven Drucks auf der Tangentiallinie der Referenzkrümmung L1 der Oberfläche positiven Drucks an dem Referenzeckteil C1 der Seite der Oberfläche positiven Drucks angeordnet ist, eine Zunahme einer Differenz der Schaufeldicke t an der Vorderkante 213 zwischen der Seite des seitlichen Kragens 22 und der Seite des Hauptkragens 23 begrenzt. Das Abblättern an der Schaufelvorderkante wird daher begrenzt.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird durch ein Gleichmachen der Schaufellängen auf den jeweiligen vorherbestimmten Querschnitten zueinander wie in der 4 die Schaufellänge der Schaufel 21 ausreichend sichergestellt, selbst auf der Seite des seitlichen Kragens 22. Dementsprechend wird ein Abschnitt zur Gleichrichtung, nachdem die Strömung, die an der Vorderkante 213 abgeblättert ist, wieder angebracht ist, ausreichend sichergestellt. Als ein Ergebnis wird eine Leistungszunahme erreicht.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform überlappt sich zusätzlich die Oberfläche 215 positiven Drucks der Schaufel 21, wenn von der axialen Richtung betrachtet, mit der gleichen Krümmung, und die Oberfläche 216 negativen Drucks der Schaufel 21 weist einen größeren Krümmungsradius von der Seite des seitlichen Kragens 22 in Richtung zu der Seite des Hauptkragens 23 auf. Dementsprechend wird im Zeitpunkt des Formens der Schaufel 21 eine Formgebungsform in der axialen Richtung (obere und untere Richtung in der 1) entfernt, so dass die Entfernung der Form leicht bewerkstelligt wird. Als ein Ergebnis ist die Formgebungsform für die Schaufel 21 vereinfacht, und letztendlich können die Herstellungskosten reduziert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Bei der ersten Ausführungsform ist die Vorderkante 213 der Schaufel 21 im Allgemeinen linear bzw. geradlinig schräg. Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in der 6 dargestellt ist, ist eine Vorderkante 213 einer Schaufel 21 wie eine Kurve zweiten Grades (bzw. quadratische Kurve) schräg.
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Noch genauer ist ein Neigungsgrad der Vorderkante 213 der Schaufel 21 geringer gemacht von der Seite des Hauptkragens 23 in Richtung zu einer Seite des seitlichen Kragens 22. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden ebenso ein Betrieb und eine Wirkung ähnlich zu der ersten Ausführungsform erzeugt.
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Im Übrigen ist bei dem Beispiel der 6 ein mittlerer seitlicher Bereich des Hauptkragens 23 in Richtung zu einer Endseite in der axialen Richtung (obere Seite in der 6) vertieft. Durch Anordnen eines Teils eines elektrischen Motors 1 in dem vertieften Teil des Hauptkragens 23 wird ein Verringern der Größe von einer axialen Abmessung des zentrifugalen Gebläses erreicht.
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Dritte Ausführungsform
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Bei der zweiten Ausführungsform ist die Vorderkante 213 der Schaufel 21 wie eine Kurve zweiter Ordnung geneigt bzw. schräg. Bei dieser dritten Ausführungsform der Erfindung ist, wie es in der 7 dargestellt ist, eine Vorderkante 213 einer Schaufel 21 wie ein kreisförmiger Bogen geneigt bzw. schräg. Noch genauer wird ein Neigungsgrad der Vorderkante 213 der Schaufel 21 von der Seite des Hauptkragens 23 in Richtung zu der Seite des seitlichen Kragens 22 größer gemacht. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden ebenso ein Betrieb und eine Wirkung ähnlich zu der obigen ersten und zweiten Ausführungsform erzeugt.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Beispiel von einer Anwendung des zentrifugalen Mehrfachschaufel-Lüfters der Erfindung an das Gebläse in dem Luftklimatisierungssystem für das Fahrzeug dargestellt. Der zentrifugale Mehrfachschaufel-Lüfter der Erfindung ist hierauf jedoch keineswegs beschränkt, und die Erfindung kann auf verschiedene zentrifugale Gebläse anwendbar sein.
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Zusätzliche Vorteile und Modifikationen werden dem Fachmann des Gebiets unmittelbar offenbar. Die Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist daher nicht auf die spezifischen Details, die repräsentative Vorrichtung und die darstellenden Beispiele beschränkt, welche gezeigt und beschrieben sind.
