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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-142803 , eingereicht am 26. Juni 2012, und der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-100170 , eingereicht am 10. Mai 2013, deren Offenbarungen hier per Referenz eingebunden sind.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Mehrflügelzentrifugalgebläse, das Luft aus einer Richtung einer Drehachse saugt und die Luft radial auswärts von der Drehachse bläst.
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Hintergrundtechnik
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Ein Flügelrad eines herkömmlichen Vielflügelzentrifugalventilators umfasst Flügel, die um die Drehachse herum angeordnet sind, und bläst die Luft, die aus der Richtung der Drehachse gesaugt wird, radial auswärts aus.
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In diesem Flügelrad ändert sich eine Windrichtung an Zwischenräumen zwischen benachbarten Flügeln (auf die hier nachstehend als ein Flügelzwischenraum Bezug genommen wird) nahe einem Lufteinlass schnell von der Drehachsenrichtung auf die Radialrichtung. Folglich strömt die Luft im Vergleich zu einer zu dem Einlass entgegengesetzten Seite nicht leicht in die Drehachsenrichtung.
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In einem Fall einer großen Differenz (Einfallswinkel) zwischen einem Einlasswinkel (Einlasszustand) eines Innenumfangsrands des Flügels und einem Zuströmungswinkel (Zuströmungszustand) der Luft, die in den Flügel strömt, besteht eine Neigung, dass die Luftströmung in dem Flügelzwischenraum abblättert und das Flügelrad des Vielflügelgebläses an Geschwindigkeit verliert. Wenn der Einfallswinkel kleiner wird, kommt das Flügelrad näher an seinen Idealzustand.
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Jedoch ändert sich bei einem normalen Flügelrad der Einlasswinkel des Innenumfangsrands des Flügels auf der Einlassseite, auf der die Strömung von Luft, die in den Flügel strömt, schnell, wird erheblich verschieden von dem Einlasswinkel auf der entgegengesetzten Seite zu dem Einlass, auf der sich die Strömung der Luft, die in den Flügel strömt, allmählich ändert. Aus diesem Grund wird auf der Einlassseite des Flügelrads eine Differenz zwischen dem Zuströmungszustand der Luft, die in den Innenumfangsrand strömt, und dem Zuströmungszustand der Luft, die in den Flügel strömt, leicht groß. Folglich wird in dem Zwischenflügelraum auf der Einlassseite leicht ein Abblättern einer Luftströmung bewirkt.
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Als Maßnahmen gegen diese Probleme ist zum Beispiel in dem Patentdokument 1, wie in 21 dargestellt, ein Innenumfangsrandteil 111 eines Flügels 110 auf einer Seite einer Seitenplatte 130 in einer konisch zulaufenden Form ausgebildet, so dass ein Innendurchmesser eines Flügelrads 100 auf der Seite der Seitenplatte 130 (Einlassseite) größer als auf einer Seite einer Hauptplatte 120 (zu dem Einlass entgegengesetzte Seite) ist. Folglich wird der Zugwiderstand auf der Einlassseite des Flügelrads 100 verringert, um eine Strömung der Luft, die aus der Drehachsenrichtung durch den Flügelzwischenraum nahe dem Einlass strömt, zu erleichtern.
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Außerdem ist in dem Patentdokument 1, in dem ein wesentlicher Zuströmungswinkel der Luft, die in den Flügel 110 strömt, ungeachtet der Position in der Drehachsenrichtung als konstant betrachtet wird, ein Einlasswinkel auf jedem Schnitt, der den Innenumfangsrandteil 111 des Flügels 110 in einer vorgegebenen Richtung (z. B. senkrechte Richtung) schneidet, innerhalb ±5 Grad festgelegt. Folglich wird eine Differenz zwischen dem Einlasswinkel und dem Zuströmungswinkel an dem Innenumfangsrandteil 111 auf der Seite der Seitenplatte 130 verringert, um das Abblättern einer Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 130 zu begrenzen. Außerdem ist 21 ein Meridianebenendiagramm, das dem Flügelrad 100 entspricht, das in 20 des Patentdokuments 1 dargestellt ist. Die Meridianebene ist eine Oberfläche des Schnitts, der die Drehachse des Flügelrads umfasst, auf welche eine Form des Flügels drehend projiziert ist.
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Literatur des Stands der Technik
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Patentliteratur
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- Patentdokument 1: JP-A-2006-200525
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Obwohl in dem Flügelrad 100 der vorstehend beschrieben herkömmlichen Technologie die Luft leicht durch den Flügelzwischenraum nahe der Seitenplatte 130 strömt, ist es immer noch schwierig, dem Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 130 ausreichend Einhalt zu gebieten. Als eine Folge davon gibt es ein Problem, dass eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung auf einer Luftauslassseite des Flügelrads 100 bewirkt wird.
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Eine Erklärung in dieser Hinsicht wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen gegeben. 22 und 23 sind Diagramme, die das Problem der vorstehenden herkömmlichen Technologie darstellen. 22 ist eine entlang einer Linie XXII-XXII in 21 genommene Querschnittansicht (Schnittansicht des Flügels 110 auf der Seite der Hauptplatte 120). 23 ist eine entlang einer Linie XXIII-XXIII in 21 genommene Querschnittansicht (Querschnittansicht des Flügels 110 auf der Seite der Seitenplatte 130). In 22 und 23 ist ein Einlasswinkel α jedes Flügels 110 ein Winkel, der zwischen einer Tangente eines einbeschriebenen Kreises, der durch den Innenumfangsrandteil 111 jedes Flügels geht (abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 22 und 23), und einer Tangente an einen inneren Endteil des Innenumfangsrandteils 111 auf einer Seite einer Überdruckoberfläche 110a (abwechselnd lang und zweifach kurz gestrichelte Linie in 22 und 23) gebildet wird.
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Da in dem Flügelrad 100 der herkömmlichen Technologie der Innendurchmesser des Flügelrads 100 auf der Seite der Seitenplatte 130 größer als auf der Seite der Hauptplatte 120 ist, ist eine Umfangsgeschwindigkeit Us' auf der Seite der Seitenplatte 130 schneller als eine Umfangsgeschwindigkeit Um' auf der Seite der Hauptplatte 120 (Us' > Um').
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In dem Flügelrad 100 ist, wie durch kurz gestrichelte Pfeile in 21 gezeigt, eine Änderung der Strömungsrichtung von Luft, die in den Flügelzwischenraum strömt, auf der Seite der Seitenplatte 130 größer als auf der Seite der Hauptplatte 120. Folglich ist eine absolute Zuströmungsgeschwindigkeit Cs' der Luft, die in den Innenumfangsrandteil 111 des Flügels 110 strömt, auf der Seite der Seitenplatte 130 langsamer als eine absolute Zuströmungsgeschwindigkeit Cm' der Luft, die in den Innenumfangsrandteil 111 des Flügels 110 auf der Seite der Hauptplatte 120 strömt (Cs' < Cm').
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Wenn ein Winkel, der zwischen einer resultierenden relativen Zuströmungsgeschwindigkeit V von Luft zwischen einer Umfangsgeschwindigkeitskomponente und einer absoluten Zuströmungsgeschwindigkeitskomponente und der Umfangsgeschwindigkeitskomponente gebildet wird, als ein Zuströmungswinkel β definiert wird, ist, wie in 22 und 23 dargestellt, ein Zuströmungswinkel βs' auf der Seite der Seitenplatte 130 kleiner als ein Zuströmungswinkel βm' auf der Seite der Hauptplatte 120.
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Wenn folglich wie in dem Flügelrad 100 der vorstehenden herkömmlichen Technologie ein Einlasswinkel αs' auf der Seite der Seitenplatte 130 gleich wie ein Einlasswinkel αm' auf der Seite der Hauptlatte 120 gemacht wird, ist eine Differenz (Einfallwinkel γs') zwischen dem Einlasswinkel αs' und dem Zuströmungswinkel βs' auf der Seite der Seitenplatte 130 größer als ein Einfallswinkel γm' auf der Seite der Hauptlatte 120.
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Selbst in dem Flügelrad 100 der vorstehenden herkömmlichen Technologie, wie vorstehend beschrieben, ist der Einfallswinkel γs' auf der Seite der Seitenplatte 130 immer noch größer als der Einfallswinkel γm' auf der Seite der Hauptplatte 120, und es ist schwierig, das Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 130 ausreichend zu beschränken. Eine Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Seitenplatte 130 des Flügelrads 100 auf der Luftauslassseite wird aufgrund des Abblätterns der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 130 verringert.
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Als ein Ergebnis wird zum Beispiel wie in einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung, die auf einer rechten Seite des Flügelrads 100 in 21 angezeigt ist, auf der Luftauslassseite des Flügelrads 100 eine derartige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung hergestellt, dass eine Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Seitenplatte 130 langsamer als auf der Seite der Hauptplatte 120 ist.
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Ein derartiges Problem entsteht ähnlich in dem Flügelrad 100, in dem der Innendurchmesser auf der Seite der Seitenplatte 130 gleich wie auf der Seite der Hauptplatte 120 ist, d. h. dem Flügelrad 100, in dem der Innenumfangsrandteil 111 keine konisch zulaufende Form hat. Dies liegt daran, dass in dem Flügelrad 100, in dem der Innenumfangsrandteil 111 keine konisch zulaufende Form hat, die absolute Zuströmungsgeschwindigkeit Cs' auf der Seite der Seitenplatte 130 langsamer als auf der Seite der Hauptplatte 120 ist, so dass der Zuströmungswinkel βs' auf der Seite der Seitenplatte 130 kleiner als der Zuströmungswinkel βm' auf der Seite der Hauptplatte 120 ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung behandelt die vorstehenden Probleme. Folglich ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, einen Vielflügelzentrifugalventilator bereitzustellen, der eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in einer Drehachsenrichtung auf einer Luftauslassseite eines Flügelrads hinreichend gleichmäßig machen kann.
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Um das vorstehend beschriebene Ziel zu erreichen, haben die gegenwärtigen Erfinder ernsthaft eine Menge Überlegungen angestellt. Als ein Ergebnis haben sie einen Vielflügelzentrifugalventilator erarbeitet, der eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung auf der Luftauslassseite des Flügelrads gleichmäßig machen kann, wobei sie ihre Aufmerksamkeit auf die Tatsache gerichtet haben, dass in einem Vielflügelzentrifugalventilator ein Durchsatz eines Flügelrads auf seiner Luftauslassseite proportional zu einem Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads hoch zwei zunimmt.
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Flügelrad eine Hauptplatte, die mit einer Drehwelle gekoppelt ist, Flügel, die um die Achse der Drehwelle herum angeordnet sind und deren andere Endseiten in der Drehachsenrichtung mit der Hauptplatte verbunden sind, und eine Seitenplatte, welche die Flügel auf ihren einen Endseiten in der Drehachsenrichtung miteinander verbindet. Die Flügel sind dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasswinkel auf einer Querschnittoberfläche, die jeden Innenumfangsrandteil der Flügel auf einer Meridianebene des Flügelrads in einer vorgegebenen Richtung schneidet, in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte zu der Seite der Hauptplatte gleichmäßig gemacht wird, und dass die Außenumfangsrandteile der Flügel derart aufgebaut sind, dass sie von der Drehachsenwelle von der Hauptplattenseite in Richtung der Seitenplattenseite weg sind.
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Wie vorstehend beschrieben, ist in einem derartigen Aufbau, in dem der Einlasswinkel in dem gesamten Bereich von der Seitenplattenseite durch die Hauptplattenseite gleichmäßig gemacht ist, der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads auf der Seitenplattenseite größer als auf der Hauptplattenseite. Folglich kann ein Durchsatz auf der Luftauslassseite auf der Seitenplattenseite des Flügelrads vergrößert werden. Als eine Folge kann eine Strömungsgeschwindigkeit auf der Luftauslassseite auf der Seitenplattenseite des Flügelrads im Vergleich zu dem Flügelrad der herkömmlichen Technologie erhöht werden.
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Überdies nimmt gemäß der Zunahme des Durchsatzes auf der Luftauslassseite auf der Seitenplattenseite des Flügelrads ein Durchsatz von Luft, die in den Innenumfangsrandteil auf der Seitenplattenseite strömt, zu. Diese Zunahme des Durchsatzes von Luft, die in den Innenumfangsrandteil auf der Seitenplattenseite strömt, sorgt für eine schnellere Strömungsgeschwindigkeit (absolute Zuströmungsgeschwindigkeit) auf der Seitenplattenseite. Folglich kann ein Zuströmungswinkel auf der Seitenplattenseite nahe an den Einlasswinkel gebracht werden.
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Als ein Ergebnis kann das Abblättern der Luftströmung auf der Seitenplattenseite im Vergleich zu dem Flügelrad der herkömmlichen Technologie beschränkt werden, und eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Luftauslassseite auf der Seitenplattenseite in Verbindung mit dem Abblättern der Luftströmung auf der Seitenplattenseite kann abgemildert werden.
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Aus dem vorstehenden Grund kann das Mehrflügelzentrifugalgebläse der vorliegenden Offenbarung eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in der Drehachsenrichtung auf einer Luftauslassseite des Flügelrads hinreichend gleichmäßig machen, was ein Problem in dem Flügelrad der herkömmlichen Technologie wird.
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In der vorstehenden Beschreibung bedeutet „gleichmäßig” einen Zustand, in dem der Einlasswinkel nicht verschoben wird, oder einen Zustand, in dem es in dem gesamten Bereich von der Seitenplattenseite durch die Hauptplattenseite nur eine winzige Differenz innerhalb von ±5 Grad gibt. Die „Meridianebene” ist eine Schnittoberfläche, welche die Drehachse des Flügelrads umfasst, auf welche eine Form des Flügels drehend projiziert ist. Außerdem ist der „Einlasswinkel” ein Schnittwinkel zwischen einer Tangente eines Kreises (einbeschriebener Kreis), der in einer Radialrichtung der Drehachse durch jeden Innenumfangsrandteil der Flügel geht, und dem Innenumfangsrandteil des Flügels.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen gegeben wird, deutlicher. In den Zeichnungen:
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1 ist eine schematische Ansicht eines Klimatisierungssystems für ein Fahrzeug mit einem Gebläse gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 ist eine Perspektivansicht eines Flügelrads des Gebläses der ersten Ausführungsform;
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3 ist eine Hälftenschnittansicht, die das Flügelrad des Gebläses der ersten Ausführungsform darstellt;
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4 ist ein Diagramm, das einen Flügelteil aus einer gestrichelten Linie IV in 3 gesehen zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das den Flügelteil aus einer gestrichelten Linie V in 3 gesehen zeigt;
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6 ist ein Diagramm, das einen Flügelteil aus einer gestrichelten Linie VI in 3 gesehen zeigt;
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7 ist ein Meridianebenendiagramm, welches das gesamte Flügelrad der ersten Ausführungsform darstellt;
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8 ist ein Meridiandiagramm, das einen wesentlichen Teil des Flügelrads der ersten Ausführungsform darstellt;
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9 ist eine entlang einer Linie IX-IX in 8 genommene Querschnittansicht;
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10 ist eine entlang einer Linie X-X in 8 genommene Querschnittansicht;
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11 ist eine Perspektivansicht, die ein Flügelrad eines Gebläses gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt
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12 ist eine Hälftenschnittansicht, die das Flügelrad des Gebläses der zweiten Ausführungsform darstellt;
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13 ist eine Draufsicht, die das Flügelrad des Gebläses der zweiten Ausführungsform darstellt;
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14 ist ein Meridianebenendiagramm, welches das Flügelrad des Gebläses der zweiten Ausführungsform darstellt.
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15 ist ein Meridianebenendiagramm, das ein Flügelrad eines Gebläses gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
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16 ist ein Meridianebenendiagramm, das einen wesentlichen Teil eines Flügelrads eines Gebläses gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
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17 ist ein Meridianebenendiagramm, das ein Flügelrad eines Gebläses gemäß einer Modifikation darstellt;
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18 ist ein Meridianebenendiagramm, das ein Flügelrad eines Gebläses gemäß einer anderen Modifikation darstellt;
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19 ist eine Perspektivansicht, die ein Flügelrad eines Gebläses gemäß noch einer anderen Modifikation darstellt;
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20 ist eine Hälftenschnittansicht, die das Flügelrad des Gebläses noch einer anderen Modifikation darstellt;
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21 ist ein Meridianebenendiagramm, das einen wesentlichen Teil eines Flügelrads gemäß einer herkömmlichen Technologie darstellt;
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22 ist eine entlang einer Linie XXII-XXII in 21 genommenen Querschnittansicht; und
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23 ist eine entlang einer Linie XXIII-XXIIII in 21 genommene Querschnittansicht.
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Ausführungsform zum Ausführen der Erfindung
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Für die gleiche oder äquivalente Komponente kann in den folgenden Ausführungsformen die Beschreibung weggelassen werden, wobei die gleiche entsprechende Bezugszahl verwendet wird.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Zentrifugalgebläse der vorliegenden Offenbarung auf ein Klimatisierungssystem 1 für ein Fahrzeug einschließlich eines wassergekühlten Verbrennungsmotors angewendet.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst das Klimatisierungssystem 1 ein Klimaanlagengehäuse 2, das einen Luftdurchgang für geblasene Luft, die in ein Fahrzeuginneres geblasen wird, definiert. An einem strömungsaufwärtigsten Teil des Klimaanlagengehäuses 2 in einer Luftströmungsrichtung sind eine Innenlufteinleitungsöffnung 3 zum Einleiten von Innenluft (Fahrzeuginnenluft) und eine Außenlufteinleitungsöffnung 4 zum Einleiten von Außenluft (Fahrzeugaußenluft) ausgebildet, und es wird eine Innen-Außenluftumschaltklappe 5 zum selektiven Öffnen oder Schließen dieser Einleitungsöffnungen 3, 4 bereitgestellt.
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Ein Gebläse 7 ist auf einer strömungsabwärtigen Seite der Innen-Außenluftumschaltklappe 5 in einer Luftströmungsrichtung angeordnet, und die durch die Einleitungsöffnungen 3, 4 eingeleitete Luft wird durch dieses Gebläse 7 in Richtung der Luftauslässe 14, 15, 17, die später beschrieben werden, geblasen.
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Ein Gebläse 7 ist ein Vielflügelzentrifugalgebläse, das die Luft, die aus der Richtung der Drehachse gesaugt wird, radial auswärts bläst. In der vorliegenden Ausführungsform wird für das Gebläse 7 ein Einfachansauggebläse verwendet, das Luft von seiner einen Endseite in der Drehachsenrichtung saugt und die Luft in der Radialrichtung auswärts bläst.
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Das Gebläse 7 umfasst ein Flügelrad 7a, ein Spiralgehäuse (Gehäuse) 7b und einen Elektromotor 7c, der das Flügelrad 7a antreibt. Das Flügelrad 7a dreht sich mit einer Drehwelle 70 als das Zentrum, um die Luft in der Radialrichtung auswärts auszublasen, und ist aus Harz aufgebaut. Das Spiralgehäuse 7b nimmt das Flügelrad 7a auf und umfasst einen Wirbeldurchgang, durch den die aus dem Flügelrad 7a ausgeblasene Luft sich miteinander vereinigt. Das Spiralgehäuse 7b umfasst eine Einlassöffnung 74, die sich auf einer Endseite der Drehwelle 70 öffnet. Details des Flügelrads 7a des Gebläses 7 der vorliegenden Ausführungsform werden später beschrieben.
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Ein Verdampfer 9 ist auf der strömungsabwärtigen Seite des Gebläses 7 in der Luftströmungsrichtung angeordnet und alle Luft, die von dem Gebläse 7 geblasen wird, durchläuft diesen Verdampfer 9. Der Verdampfer 9 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Luftkühleinrichtung zum Austauschen von Wärme zwischen Kältemittel, das in dem Verdampfer 9 strömt, und geblasener Luft, die von dem Gebläse 7 geblasen wird, um die geblasene Luft zu kühlen. Zusammen mit einem Kompressor, einem Kondensator, einer Gas-Flüssigkeitsabscheidevorrichtung, einem Expansionsventil und so weiter, die nicht gezeigt sind, bildet dieser Verdampfer 9 einen Dampfkompressionskältekreislauf.
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Ein Heizungskern 10 ist auf einer strömungsabwärtigen Seite des Verdampfers 9 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Der Heizungskern 10 ist eine Luftheizeinrichtung zum Austauschen von Wärme zwischen Motorkühlmittel zum Kühlen eines Verbrennungsmotors 11 und Luft, nachdem sie den Verdampfer 9 durchlaufen hat, um die Luft zu heizen, nachdem sie den Verdampfer 9 durchlaufen hat.
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Das Klimaanlagengehäuse 2 umfasst einen Umgehungsdurchgang 12, durch den die Luft, nachdem sie den Verdampfer 9 durchlaufen hat, strömt, um den Heizungskern 10 zu umgehen. Auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Heizungskerns 10 in der Luftströmungsrichtung ist eine Luftmischklappe 13 angeordnet, die ein Luftvolumenverhältnis zwischen dem Volumen von Luft, das den Heizungskern 10 durchläuft, und dem Volumen von Luft, das den Umgehungsdurchgang 12 durchläuft, einzustellen, um die Temperatur von Luft, die in das Fahrzeuginnere geblasen wird, einzustellen.
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An einem strömungsabwärtigsten Teil des Klimaanlagengehäuses 2 in der Luftströmungsrichtung sind der Gesichtsluftauslass 14 zum Ausblasen der Luft in Richtung einer oberen Hälfte eines Körpers eines Insassen des Fahrzeugs, der Fußluftauslass 15 zum Ausblasen der Luft in Richtung eines Fußes des Insassen und der Entfrosterluftauslass 17 zum Ausblasen der Luft in Richtung einer Innenoberfläche einer Fensterscheibe 16 bereitgestellt.
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Die Ausblasbetriebsartumschaltklappen 18, 19 und 20 sind jeweils auf einer strömungsaufwärtigen Seite dieser Luftauslässe 14, 15, 17 in der Luftströmungsrichtung angeordnet. Diese Ausblasbetriebsartsumschaltklappen 18 bis 20 werden schaltend geöffnet oder geschlossen, um zwischen einer Gesichtsbetriebsart, in der die Luft in Richtung eines Oberkörpers des Insassen ausgeblasen werden soll, einer Fußbetriebsart, in der die Luft in Richtung eines Unterkörpers des Insassen ausgeblasen werden soll, und einer Entfrosterbetriebsart, in der die Luft in Richtung einer Innenoberfläche der Fensterscheibe des Fahrzeugs geblasen werden soll, umzuschalten.
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Das Flügelrad 7a des Gebläses 7 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Wie in einer Perspektivansicht von 2 und einer Hälftenschnittansicht von 3 dargestellt, umfasst das Flügelrad 7a des Gebläses 7 Flügel 71, eine Seitenplatte 72 und eine Hauptplatte 73.
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Die Hauptplatte 73 ist durch ein plattenartiges Element aufgebaut, das mit der Drehwelle 70 verbunden ist. Die Hauptplatte 73 der vorliegenden Ausführungsform ist mit einem Teil 71b jedes Flügels 71 auf der anderen Endseite (Unterseite auf einer Papierebene) in der Drehachsenrichtung verbunden und ist derart aufgebaut, dass sie aus der Drehachsenrichtung gesehen mit den Flügeln 71 überlappt.
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Die Seitenplatte 72 ist mit einem Teil jedes Flügels 71 radial auswärts von der Drehwelle 70 auf einer Endseite (Oberseite auf einer Papierebene) in der Drehachsenrichtung verbunden. Die Seitenplatte 72 der vorliegenden Ausführungsform ist verbunden, um einen Außenumfangsrandteil (Flügelhinterrand) 712 jedes Flügels 71 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung von einer radial auswärtigen Seite der Drehwelle 70 zu bedecken. Insbesondere hat die Seitenplatte 72 der vorliegenden Ausführungsform eine ringförmige Form (Verkleidungsform), die derart gebogen ist, dass sich ihr Teil auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung einwärts von dem Teil auf der anderen Endseite in der Radialrichtung der Drehwelle 70 befindet. Die Seitenplatte 72 der vorliegenden Ausführungsform ist derart aufgebaut, dass ihr Innenumfangsdurchmesser Ds größer als ein Außenumfangsdurchmesser Dm der Hauptplatte 73 ist und sie eine Form hat, die aus der Drehachsenrichtung gesehen nicht mit der Hauptplatte 73 überlappt.
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Die Flügel 71 sind um die Achse Z der Drehwelle 70 herum angeordnet. Die Flügel 71, die Seitenplatte 72 und die Hauptplatte 73, die das Flügelrad 7a bilden, sind durch Formen von Harz oder ähnliches integral geformt.
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Als ein Ergebnis der Drehung der Drehwelle 70 bläst das Flügelrad 7a, das auf diese Weise aufgebaut ist, die Luft, die von der Einlassöffnung 74 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung geströmt ist, durch die Zentrifugalkraft radial auswärts von dem Flügelrad 7a in die Flügelzwischenräume (Räume zwischen den Flügeln 71) in dem Flügelrad 7a.
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Eine Form des Flügels 71 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. 4 bis 6 sind Diagramme, die jeweils von gestrichelten Linien in 3 betrachtet werden und stellen die Form des Flügels 71 der vorliegenden Ausführungsform dar. Der Einfachheit der Erklärung halber sind in 4 bis 6 Darstellungen der Seitenplatte 72 und der Hauptplatte 73 weggelassen, und typische drei Flügel 71 in Richtungen der gestrichelten Linie A bis C sind dargestellt.
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Wie in 4 dargestellt, ist ein Innenumfangsrandteil (Flügelvorderrand) 711 für jeden Flügel 71 zwischen Teilen 71a, 71b auf beiden Endseiten des Flügels 71 auf einer Innenumfangsseite des Flügelrads 7a angeordnet. Wie in 5 dargestellt, ist ein Außenumfangsrandteil (Flügelhinterrand) 712 für jeden Flügel 71 zwischen den Teilen 71a, 71b auf beiden Endseiten des Flügels 71 auf einer Außenumfangsseite des Flügelrads 7a bereitgestellt.
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In jedem Flügel 71 der vorliegenden Ausführungsform, wie in 6 dargestellt, befindet sich aus der Drehachsenrichtung gesehen ein Teil 711a des Innenumfangsrandteils 711 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung weiter auf einer Vorderseite als ein Teil 711b des Innenumfangsrandteils 711 auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung in einer Drehrichtung R des Flügelrads 7a.
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Wie vorstehend beschrieben, ist das Flügelrad 7a der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut, um die Luft, die aus der Drehachsenrichtung eingesaugt wird, radial auswärts auszublasen. Folglich befindet sich der Teil 711a des Innenumfangsrandteils 711 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung auf einer Vorderseite des Teils 711b des Innenumfangsrandteils 711 auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung in der Drehrichtung R, so dass die Luft auf der Seite der der Seitenplatte 72 leicht aus der Drehachsenrichtung in die Flügelzwischenräume gesaugt wird. Als ein Ergebnis kann der Durchsatz von Luft, die in die Flügelzwischenräume auf der Seite der Seitenplatte 72 strömt, erhöht werden. Auf den Teil 711a des Innenumfangsrandteils 711 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung kann hier nachstehend als ein Vorderteil 711a Bezug genommen werden, und auf den Teil 711b des Innenumfangsrandteils 711 auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung kann hier nachstehend als ein Hinterteil 711b Bezug genommen werden.
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Die spezifischen Formen des Innenumfangsrandteils 711 und des Außenumfangsrandteils 712 jedes Flügels 71 werden unter Bezug auf die Meridianebenendiagramme in 7 und 8 beschrieben. Die „Meridianebene” ist eine Schnittoberfläche, welche die Drehwelle 70 des Flügelrads 7a umfasst, auf das eine Form des Flügels 71 drehend projiziert wird.
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Wie in 7 und 8 dargestellt, ist der Innenumfangsrandteil 711 des Flügels 71 der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass er derart von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 getrennt von der Achse Z der Drehwelle 70 ist, dass der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 größer als der Innenumfangsdurchmesser auf der Seite der Hauptplatte 73 ist. Der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a ist ein Durchmesser eines einbeschriebenen Kreises, der in der Radialrichtung der Drehwelle 70 durch die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 geht.
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In dem Fall einer großen Differenz (Einfallswinkel γ) zwischen einem Einlasswinkel α an dem Innenumfangsrandteil 711 des Flügels 71 und einem Zuströmungswinkel β von Luft, die in den Innenumfangsrandteil 711 strömt, wird in dem Flügelzwischenraum ein Abblätterbereich ausgebildet, so dass das Vielflügelzentrifugalgebläse seine Geschwindigkeit verliert. Folglich wird das Vielflügelzentrifugalgebläse in seinen Idealzustand versetzt, wenn der Einfallswinkel γ klein ist.
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Jedoch besteht in einem normalen Vielflügelzentrifugalgebläse eine Neigung, dass eine Differenz zwischen einem Einlasswinkel α und einem Zuströmungswinkel β an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 leicht groß im Vergleich zu der Seite der Hauptplatte 73 wird und das Abblättern der Luftströmung in dem Flügelzwischenraum auf der Seite der Seitenplatte 72 dadurch leicht erzeugt wird.
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Folglich wird in der vorliegenden Ausführungsform der Einlasswinkel α auf jeder Querschnittoberfläche, die den Innenumfangsrandteil 711 des Flügels 71 schneidet, der auf der Meridianebene des Flügelrads 7a in einer vorgegebenen Richtung erscheint, derart festgelegt, dass er in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht wird. „Gleichmäßig” bedeutet einen Zustand, in dem der Einlasswinkel α nicht verschoben ist, oder einen Zustand, in dem es in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 zu der Seite der Hauptplatte 73 nur eine winzige Differenz innerhalb von ±5 Grad gibt.
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9 ist eine entlang einer Linie IX-IX in 8 genommene Querschnittansicht, und 10 ist eine entlang einer Linie X-X in 8 genommene Querschnittansicht. Die Querschnittoberfläche entlang der Linie IX-IX ist eine Schnittoberfläche, die durch Schneiden eines Teils des Flügels 71 auf der Seite der Hauptplatte 73 in einer Richtung senkrecht zu der Drehachsenrichtung erhalten wird. Die Querschnittoberfläche entlang der Linie X-X ist eine Oberfläche eines Schnitts, der durch Schneiden eines Teils des Flügels 71 auf der Seite der Seitenplatte 72 in einer Richtung senkrecht zu der Drehachsenrichtung erhalten wird.
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Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 und 10 dargestellt, ein Einlasswinkel αm, αs an dem Innenumfangsrandteil 711 jedes Flügels 71 auf jedem Querschnitt senkrecht zu der Drehachsenrichtung in einem Winkel (z. B. Winkel, der von 55 Grad bis 76 Grad reicht) festgelegt, der in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 bis zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Einlasswinkel αm, αs ein Winkel, der zwischen einer Tangentenlinie (abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in 9 und 10) des einbeschriebenen Kreises, der durch die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 geht, und einer Tangentenlinie (abwechselnd lang und zweifach kurz gestrichelte Linien in 9 und 10) an einen inneren Endteil 713a des Flügels 71 auf einer Seite einer Überdruckoberfläche 713 gebildet wird.
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Wie für das vorstehende Problem beschrieben, ist es schwierig, das Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 72 ausreichend zu unterbinden, indem lediglich der Einlasswinkel αm, αs an dem Innenumfangsrandteil 711 jedes Flügels 71 in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 bis zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht wird.
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Folglich sind in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 dargestellt, die Außenumfangsrandteile 712 der Flügel 71 derart geformt, dass sie von der Seite der Hauptlatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 von der Achse Z der Drehwelle 70 weg sind, so dass der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 größer als der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Hauptplatte 73 ist. Der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a ist ein Durchmesser eines umschriebenen Kreises, der in der Radialrichtung der Drehwelle 70 durch die Außenumfangsrandteile 712 der Flügel 71 geht.
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Insbesondere sind die Flügel 71 der vorliegenden Ausführungsform derart aufgebaut, dass sie einen Innenumfangdurchmesser haben, der von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 größer wird, und dass sie einen Außenumfangsdurchmesser haben, der von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 größer wird (d1 > d2, D1 > D2). Aus diesem Grund hat ein Außenaufbau des Flügelrads 7a der vorliegenden Ausführungsform eine Form eines invertierten Trapezes.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Innen-Außendurchmesserverhältnis einer Seitenplattenseite kleiner als ein Innen-Außendurchmesserverhältnis einer Hauptplattenseite. Das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seitenplattenseite ist ein Verhältnis eines Außenumfangsdurchmessers D1 zu einem Innenumfangsdurchmesser d1 (= D1/d1) des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72, und das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Hautplattenseite ist ein Verhältnis eines Außenumfangsdurchmessers D2 zu einem Innenumfangsdurchmesser d2 (D2/d2) des Flügelrads 7a auf der Seite der Hauptplatte 73.
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Der Betrieb des Klimatisierungssystems 1 der vorliegenden Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Wenn der Betrieb des Klimatisierungssystems 1 durch die Bedienung durch den Insassen gestartet wird, wird zum Beispiel die durch die Einleitungsöffnungen 3, 4 in das Klimaanlagengehäuse 2 eingeleitete Luft von dem Gebläse 7 in Richtung der Luftauslässe 14, 15, 17 geblasen. Die geblasene Luft, die von dem Gebläse 7 geblasen wird, wird von dem Verdampfer 9, dem Heizungskern 10 und der Luftmischklappe 13 derart eingestellt, dass sie eine gewünschte Temperatur hat, und wird durch einen beliebigen Luftauslass der Luftauslässe 14, 15, 17 in das Fahrzeuginnere ausgeblasen.
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In dem Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform sind die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 derart geformt, dass sie von der Achse Z der Drehwelle 70 getrennt sind und von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 derart geformt sind, dass der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 groß wird. Folglich kann ein Zugluftwiderstand auf der Seite der Seitenplatte 72 des Flügelrads 72 verringert werden, um die Luft, die von der Drehachsenrichtung strömt, dazu zu bringen, leicht in die Flügelzwischenräume auf der Seite der Seitenplatte 72 zu strömen.
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In dem Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform wird der Einfallswinkel αm, αs an dem Innenumfangsrandteil 711 jedes Flügels 71 auf jedem Querschnitt senkrecht zu der Achse der Drehwelle 70 in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 bis zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht. Folglich kann im Vergleich zu einem normalen Mehrflügelzentrifugalgebläse das Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 72 begrenzt werden, um die Luft, die aus der Drehachsenrichtung strömt, leicht in die Flügelzwischenräume nahe der Einlassöffnung 74 strömen zu lassen.
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In dem Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform sind die Außenumfangsrandteile 712 der Flügel 71 von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 geformt, um von der Achse Z der Drehwelle 70 weg zu sein. Folglich wird eine Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in der Drehachsenrichtung auf einer Luftauslassseite des Flügelrads 7a, die ein Problem wird, wenn der Einlasswinkel αm, αs an dem Innenumfangsrandteil 711 jedes Flügels 71 in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht ist, gleichmäßig gemacht.
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Um in dieser Hinsicht zu erklären, nimmt in dem Vielflügelzentrifugalgebläse der Durchsatz des Flügelrads 7a auf seiner Luftauslassseite unter Bedingungen, in denen die Drehzahl und der Zugluftwiderstand konstant sind, proportional zu dem Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a hoch zwei zu. Folglich nimmt durch Vergrößern des Außenumfangsdurchmessers des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 im Vergleich zu der Seite der Hauptplatte 73 der Durchsatz auf der Luftauslassseite des Flügelrads 7a zu, woraufhin die Strömungsgeschwindigkeit auf der Luftauslassseite des Flügelrads 7a auf seiner Seite der Seitenplatte 72 schneller wird. Folglich kann die Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Seitenplatte 72 des Flügelrads 7a auf seiner Luftauslassseite nahe an die Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Hauptplatte 73 gebracht werden.
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Überdies nimmt der Durchsatz von Luft, die in die Innenumfangsrandteile 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 strömt, gemäß der Zunahme des Durchsatzes auf der Luftauslassseite des Flügelrads 7a auf seiner Seite der Seitenplatte 72 zu. Diese Zunahme des Durchsatzes von Luft, die in die Innenumfangsrandteile 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 strömt, macht die Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Seitenplatte 72 schneller. Folglich kann eine Differenz zwischen dem Einlasswinkel und dem Zuströmungswinkel auf der Seite der Seitplatte 72 verringert werden.
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Da in der vorliegenden Ausführungsform der Innendurchmesser des Flügelrads 7a auf seiner Seite der Seitenplatte 72 größer als auf der Seite der Hauptplatte 73 ist, ist, wie in 9 und 10 dargestellt, eine Umfangsgeschwindigkeit Us auf der Seite der Seitenplatte 72 schneller als eine Umfangsgeschwindigkeit Um auf der Seite der Hauptplatte 73 (Us > Um).
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Andererseits ist eine absolute Zuströmungsgeschwindigkeit der Luft, die in die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 strömt, auf der Seite der Seitenplatte 72 aufgrund der Zunahme des Durchsatzes von Luft in die Innenumfangsrandteile 711 durch eine Zunahme Cp der Strömungsgeschwindigkeit (= Cs + Cp) schneller.
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Wenn ein Winkel, der zwischen einer sich ergebenden relativen Zuströmungsgeschwindigkeit V von Luft zwischen einer Umfangsgeschwindigkeitskomponente und einer Zuströmungsgeschwindigkeitskomponente gebildet wird, als ein Zuströmungswinkel β definiert ist, ist ein Zuströmungswinkel βs auf der Seite der Seitenplatte 72 ein Winkel, der nahe an einem Zuströmungswinkel βm auf der Seite der Hauptplatte 73 ist.
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In dem Flügelrad 7a der vorliegenden Ausführungsform wird der Einlasswinkel αs auf der Seite der Seitenplatte (fast) gleich wie der Einlasswinkel αm auf der Seite der Hauptplatte 73 gemacht. Folglich wird eine Differenz (Einfallswinkel γs) zwischen dem Einlasswinkel αs und dem Zuströmungswinkel βs auf der Seite der Seitenplatte 72 verringert.
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Als ein Ergebnis wird dem Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 72 hinreichend Einhalt geboten, so dass eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit auf der Luftauslassseite auf der Seite der Seitenplatte 72, die mit dem Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 72 verbunden ist, abgemildert werden kann. Folglich kann die Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Seitenplatte 72 des Flügelrads 7a auf seiner Luftauslassseite sogar näher an die Strömungsgeschwindigkeit auf der Seite der Hauptplatte 73 gebracht werden.
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Als eine Folge kann die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung in der Drehachsenrichtung auf der Luftauslassseite des Flügelrads 7a, wie in einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung, die auf einer rechten Seite des Flügelrads 7a zum Beispiel in 8 angezeigt ist, hinreichend gleichmäßig gemacht werden. Die Verbesserung des Wirkungsgrads des Gebläses 7 und die Beschränkung von Geräuschen des Gebläses 7 können gefördert werden.
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Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform der Teil 711a des Innenumfangsrandteils 711 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung weiter auf einer Vorderseite in der Drehrichtung R als der Teil 711b des Innenumfangsrandteils 711 auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung positioniert.
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Folglich kann die Strömungsgeschwindigkeit (absolute Zuströmungsgeschwindigkeit) von Luft, die auf der Seite der Seitenplatte 72 in die Innenumfangsrandteile 711 strömt, aufgrund der Zunahme des Durchsatzes von Luft, die in die Flügelzwischenräume auf der Seite der Seitenplatte 72 strömt, erhöht werden. Als eine Folge kann der Einfallswinkel γs auf der Seite der Seitenplatte 72 weiter verringert werden. Folglich kann das Abblättern der Luftströmung auf der Seite der Seitenplatte 72 wirksamer beschränkt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel einer Modifikation der Form der Hauptplatte 73 an der ersten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Erklärung gegeben, wobei die Beschreibung eines Teils ähnlich oder äquivalent zu der ersten Ausführungsform weggelassen oder vereinfacht wird.
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In einem Flügelrad 7a der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in einer Perspektivansicht in 11, einer Hälftenschnittansicht in 12 und einer Draufsicht in 13 dargestellt, ein Außenumfangsdurchmesser einer Hauptplatte 73 kleiner als in der ersten Ausführungsform gemacht. Insbesondere wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13 dargestellt, der Außenumfangsdurchmesser der Hauptplatte 73 klein gemacht, so dass die Hauptplatte 73 und ein Vorderteil 711a eines Innenumfangsrandteils 711 einander nicht überlappen, wenn das Flügelrad 7a aus der Richtung der Drehachse betrachtet wird.
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Insbesondere ist, wie in einem Meridianebenendiagramm in 14 dargestellt, ein Abstand L1 von einer Achse Z einer Drehwelle 70 zu einem Außenumfangsende der Hauptplatte 73 kleiner als ein Abstand L2 von der Achse Z der Drehwelle 70 zu dem Vorderteil 711a des Innenumfangsrandteils 711.
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Die anderen Aufbauten sind ähnlich der ersten Ausführungsform. Folglich erzeugt ein Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform Ergebnisse, die ähnlich der ersten Ausführungsform sind.
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Wenn in dem Fall eines derartigen Aufbaus (dreidimensionaler Flügel), in dem der Vorderteil 711a des Innenumfangsrandteils 711 sich in der Drehrichtung R auf einer Vorderseite eines Hinterteils 711b des Innenumfangsrandteils 711 befindet, Flügel 71, eine Seitenplatte 72 und die Hauptplatte 73 integral geformt werden, kann der Vorderteil 711a unterschnitten werden.
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Als Maßnahmen dagegen ist das Flügelrad 7a in der vorliegenden Ausführungsform derart geformt, dass die Hauptplatte 73 und ein Vorderteil 711a eines Innenumfangsrandteils 711 einander in der Drehachsenrichtung nicht überlappen, indem der Außenumfangsdurchmesser der Hauptplatte 73 klein gemacht wird. Wenn folglich wenigstens die Hauptplatte 73 und die Flügel 71 durch Formen integral geformt werden, kann ein Formartikel aus der Form genommen werden, indem die Form in der Drehachsenrichtung verschoben wird. Als eine Folge kann das Flügelrad 7a leicht hergestellt werden, um die Kosten zu verringern.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine dritte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel einer Modifikation der Form des Flügelrads 7a an den ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Erklärung gegeben, wobei die Beschreibung eines Teils ähnlich oder äquivalent den ersten und zweiten Ausführungsformen weggelassen oder vereinfacht wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 15 dargestellt, ein Verhältnis eines Außenumfangsdurchmessers D1 zu einem Innenumfangsdurchmesser d1 eines Flügelrads 7a auf einer Seite einer Seitenplatte 72 (Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seite der Seitenplatte) größer als ein Verhältnis eines Außenumfangsdurchmessers D2 zu einem Innenumfangsdurchmesser d2 des Flügelrads 7a auf einer Seite der Hauptplatte 73 (Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seite der Hauptplatte) (D1/d1 > D2/d2).
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Insbesondere sind in der vorliegenden Ausführungsform Außenumfangsrandteile 712 von Flügeln 71 derart aufgebaut, dass sie von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 weg von einer Achse Z einer Drehwelle 70 sind, und Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 sind derart aufgebaut, dass sie sich entlang der Drehachsenrichtung erstrecken. Insbesondere ist in dem Flügelrad 7a der vorliegenden Ausführungsform der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 größer als der Außenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Hauptplatte 73, und der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 und der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Hauptplatte 73 sind gleich.
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Die anderen Aufbauten sind ähnlich der ersten Ausführungsform, und das Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt Ergebnisse, die ähnlich den Ergebnissen der ersten Ausführungsform sind.
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Wenn in dem Fall, in dem das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seitenplattenseite (= D1/d1) wie in der ersten Ausführungsform kleiner als das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Hauptplattenseite (D2/d2) ist, der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 zu groß ist, nimmt die Innenumfangsgeschwindigkeit Us an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 zu. Als ein Ergebnis wird der Zuströmungswinkel βs an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 zu und die Differenz zwischen dem Einlasswinkel αs und dem Zuströmungswinkel βs an dem Innenumfangsrandteil 711 der Seite der Seitenplatte 72 kann dadurch vergrößert werden.
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Da andererseits in der vorliegenden Ausführungsform das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seitenplattenseite des Flügelrads 7a größer als das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Hauptplattenseite ist, ist der Innenumfangsdurchmesser des Flügelrads 7a auf der Seite der Seitenplatte 72 nicht zu groß, so dass die Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit Us an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 begrenzt werden kann. Daher kann als ein Ergebnis des Aufbaus der vorliegenden Ausführungsform die Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 beschränkt werden, was neben der Durchsatzzunahme auf der Seite der Seitenplatte 72 den Zuströmungswinkel an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 beeinflusst.
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Folglich wird der Zuströmungswinkel βs an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 groß, so dass die Differenz zwischen dem Einlasswinkel αs und dem Zuströmungswinkel βs an dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Seite der Seitenplatte 72 verringert wird. Als ein Ergebnis kann das Abblättern auf der Seite der Seitenplatte 72 wirksam unterbunden werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Eine vierte Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Erklärung gegeben, wobei die Beschreibung eines Teils ähnlich oder äquivalent zu den ersten bis dritten Ausführungsformen weggelassen oder vereinfacht wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden imaginäre Strömungslinien, nach denen Strömungsrichtungen von Luft, die in die Innenumfangsrandteile 711 von Flügeln 71 strömt, angenommen werden, festgelegt, und die Einlasswinkel α auf Querschnitten auf den imaginären Strömungslinien in dem gesamten Bereich von einer Seite einer Seitenplatte 72 zu einer Seite der Hauptplatte 73 (d. h. Winkel, der von 55 Grad bis 76 Grad reicht) gleichmäßig gemacht.
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Insbesondere werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 16 dargestellt, erste bis sechste Teilungslinien Yd1 bis Yd6 als die imaginären Strömungslinien festgelegt, und die Einlasswinkel α auf Querschnitten auf den imaginären Strömungslinien Yd1 bis Yd6 werden uber den gesamten Bereich des Innenumfangsrandteils 711 des Flügels 71 gleichmäßig gemacht.
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Um die Festlegung der imaginären Strömungslinien zu erklären, wird der Innenumfangsrandteil 711 des Flügels 71 in eine vorgegebene Anzahl von Abschnitten unterteilt, deren Längen entlang des Innenumfangsrandteils 711 gleich groß sind, um einen Teilungspunkt Yin an dem Innenumfangsrandteil 711 festzulegen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Teilungspunkt Yin an dem Innenumfangsrandteil 711 in der Reihenfolge von einer Endseite des Flügels 71 in der Drehachsenrichtung als ein erster Innenumfangsteilungspunkt Yi1, ein zweiter Innenumfangsteilungspunkt Yi2, ... und ein sechster Innenumfangsteilungspunkt Yi6 festgelegt.
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Ebenso wird ein Außenumfangsrandteil 712 des Flügels 71 in eine vorgegebene Anzahl von Abschnitten unterteilt, deren Längen entlang des Außenumfangsrandteils 712 gleich groß sind, um einen Teilungspunkt Yon an dem Außenumfangsrandteil 712 festzulegen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Teilungspunkt Yon an dem Außenumfangsrandteil 712 in der Reihenfolge von einer Endseite des Flügels 71 in der Drehachsenrichtung als ein erster Außenumfangsteilungspunkt Yo1, ein zweiter Außenumfangsteilungspunkt Yo2, ... und ein sechster Außenumfangsteilungspunkt Yo6 festgelegt.
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Dann wird eine Linie (erste bis sechste Teilungspunkte Yd1 bis Yd6), welche die Teilungspunkte mit der gleichen Nummer, wenn sie in der Reihenfolge von einer Endseite des Flügels 71 in der Drehachsenrichtung gezählt wird, aus dem Innenumfangsteilungspunkt Yin und dem Außenumfangsteilungspunkt Yon miteinander verbindet, als die imaginäre Strömungslinie festgelegt.
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Die anderen Aufbauten sind ähnlich der ersten Ausführungsform, und ein Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt ähnliche Ergebnisse wie die Ergebnisse der ersten Ausführungsform. Außerdem hat das Gebläse 7 der vorliegenden Ausführungsform den Vorteil, dass Konstruktionsoberflächen der Flügel 71 einander nicht schneiden und die Flügel 71 eines Flügelrads 7a dadurch leicht konstruiert werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, in dem die sechs imaginären Strömungslinien festgelegt werden, indem der Innenumfangsrandteil 711 und der Außenumfangsrandteil 712 des Flügels 71 in sechs Abschnitte unterteilt werden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die festgelegte Anzahl imaginärer Strömungslinien kann auf eine beliebige Anzahl (z. B. zehn) spezifiziert werden.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wurden vorstehend beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und kann, wie zum Beispiel nachstehend, vielfältig modifiziert werden, ohne von dem Schutzbereich der Patentansprüche abzuweichen.
- (1) In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird für die Form des Flügels 71 dargestellt, dass der Teil 711a des Innenumfangsrandteils 711 auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung in der Drehrichtung R des Flügelrads 7a weiter auf einer Vorderseite als der Teil 711b des Innenumfangsrandteils 711 auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung positioniert ist. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann ein derartiger Flügel 71 verwendet werden, dass die Position des Innenumfangsrandteils 711 in der Drehrichtung R des Flügelrads 7a von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 weiter auf einer Hinterseite angeordnet ist.
- (2) In den vorstehenden Ausführungsformen wird dargestellt, dass die Seitenplatte 72 eine ringförmige Form hat, die derart gebogen ist, dass ihr Teil auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung sich einwärts von dem Teil auf der anderen Endseite in der Radialrichtung der Drehwelle 70 befindet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel ist die Seitenplatte 72, wie in 17 dargestellt, in einer kreisförmigen Ringform ausgebildet, die sich entlang der Drehachsenrichtung erstreckt, und kann mit den Außenumfangsrandteilen 712 der Flügel 71 verbunden sein, die sich auf der einen Endseite in der Drehachsenrichtung radial auswärts befinden.
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In den vorstehenden Ausführungsformen ist dargestellt, dass die Seitenplatte 72 verbunden ist, um die Außenumfangsrandteile 712 der Flügel 71 von einer radial auswärtigen Seite der Drehwelle 70 zu bedecken. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann die Seitenplatte 72, wie in 18 dargestellt, auf der anderen Endseite in der Drehachsenrichtung mit den Teilen 71a der Flügel 71 verbunden sein.
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In einem Fall einer Verwendung einer beliebigen Form überlappen die Hauptplatte 73 und die Seitenplatte 72 einander aus der Richtung der Drehachse gesehen, so weit wie möglich nicht, so dass keine Unterschneidung bewirkt wird, wenn das Flügelrad 7a integral geformt wird. Selbstverständlich können die Hauptplatte 73 und die Seitenplatte 72 einander aus der Drehachsenrichtung gesehen überlappen, solange das Flügelrad 7a integral geformt werden kann.
- (3) In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird dargestellt, dass die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 sich entlang der Drehachsenrichtung erstrecken. Solange das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Seitenplattenseite des Flügelrads 7a jedoch größer als das Innen-Außendurchmesserverhältnis der Hauptplattenseite ist, können die Innenumfangsrandteile 711 der Flügel 71 von der Seite der Hauptplatte 73 in Richtung der Seite der Seitenplatte 72 von der Achse Z der Drehwelle 70 getrennt sein.
- (4) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Beispiel der Verwendung eines Einfachansauggebläses für das Gebläse 7 beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Es kann ein Zweifachansauggebläse verwendet werden, das Luft von beiden Seiten in der Drehachsenrichtung ansaugt.
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In diesem Fall können zum Beispiel, wie in 19 und 20 dargestellt, erste und zweite Flügelteile 7aa und 7ab, die ähnlich dem in den vorstehenden Ausführungsformen beschriebenen Flügelrad 7a aufgebaut sind, bereitgestellt werden. Hauptplatten 73a, 73b der Flügelradteile 7aa, 7ab können durch ein Verbindungselement 75 miteinander verbunden werden.
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Jeder Flügel 71 der Flügelradteile 7aa, 7ab ist derart aufgebaut, dass der Einlasswinkel α auf jeder Querschnittoberfläche, die den Innenumfangsrandteil 711 auf der Meridianebene des Flügelrads 7a in einer vorgegebenen Richtung schneidet, in dem gesamten Bereich von einer Seite einer Seitenplatte 72a, 72b zu einer Seite der Hauptplatte 73a, 73b gleichmäßig gemacht wird. Überdies sind die Außenumfangsrandteile 712 der Flügel 71 in den Flügelradteilen 7aa, 7ab derart aufgebaut, dass sie von der Seite der Hauptplatten 73a, 73b in Richtung der Seite der Seitenplatten 72a, 72b von der Achse Z der Drehwelle 70 entfernt sind.
- (5) In der vorstehenden ersten Ausführungsform wird dargestellt, dass der Einlasswinkel α auf jedem Querschnitt senkrecht zu der Drehachsenrichtung auf der Meridianebene des Flügelrads 7a in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 bis zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht wird. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann der Einlasswinkel α auf jedem Querschnitt senkrecht zu dem Innenumfangsrandteil 711 auf der Meridianebene des Flügelrads 7a in dem gesamten Bereich von der Seite der Seitenplatte 72 zu der Seite der Hauptplatte 73 gleichmäßig gemacht werden.
- (6) In den vorstehenden Ausführungsformen wurde ein Beispiel für die Anwendung des Gebläses 7 auf das Klimatisierungssystem 1 für ein Fahrzeug beschrieben. Jedoch kann das Gebläse 7 ebenso wie auf das Klimatisierungssystem 1 für ein Fahrzeug auf ein anderes Klimatisierungssystem angewendet werden.
- (7) Die vorstehenden Ausführungsformen können geeignet miteinander kombiniert werden, wenn sie nicht ohne Beziehung sind und wenn die Kombination nicht offensichtlich unmöglich ist. In den vorstehenden Ausführungsformen versteht sich von selbst, dass die Elemente, welche die Ausführungsform bilden, nicht notwendigerweise wesentlich sind, außer sie sind deutlich als besonders notwendig gezeigt sind, und wenn sie offensichtlich für im Prinzip wesentlich gehalten werden.
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In den vorstehenden Ausführungsformen ist die vorliegende Offenbarung nicht auf eine bestimmte Zahl für die Komponente der Ausführungsform beschränkt, abgesehen davon, wenn zum Beispiel auf den numerischen Wert der Komponente, wie etwa die Anzahl, den Wert, die Menge oder den Bereich Bezug genommen wird, wenn deutlich gezeigt ist, dass dies besonders notwendig ist, oder wenn die Komponenten offensichtlich prinzipiell auf ihre bestimmte Zahl beschränkt ist.
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Wenn in den vorstehstehenden Ausführungsformen außerdem auf die Form oder Positionsbeziehung der Komponente oder ähnliches Bezug genommen wird, ist die Komponente nicht auf diese Form oder Positionsbeziehung beschränkt, außer zum Beispiel in dem Fall der expliziten Angabe oder in dem Fall, dass die Komponente prinzipiell auf ihre besondere Form, Positionsbeziehung oder ähnliches beschränkt ist.
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Während die vorliegende Offenbarung unter Bezug auf ihre Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen und Aufbauten beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Während die verschiedenen Kombinationen und Aufbauten beschrieben wurden, sind außerdem andere Kombinationen und Aufbauten einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzigen Element ebenfalls innerhalb des Geists und Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung.
