JP2010151137A - インペラ用の羽根、該羽根を用いたインペラ、該インペラを用いた軸流ファン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータを動作させる回路を搭載するプリント回路基板を備えた軸流ファン100。プリント回路基板には、二極型巻線モータ用の電圧調整器ICと駆動ICとが搭載されている。ファンハウジング70は、電圧調整器のためのヒートシンクとして採用される。軸流ファンは、更に電子部品を冷却する複数の羽根11を備え、その羽根は、複数の特別に設計された翼部を備えており、各部は、実質的にその長さ全体に沿って、約19%翼弦から約20%翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大翼厚と約45%翼弦から約46%翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大反りとによって特徴付けられた断面形状を有している。回路、ハウジングおよび羽根は、性能パラメータおよび設計制約を維持する一方で軸流ファンの幅が低減されるよう、設計されている。
【選択図】図1
Description
また、モータ用のステータアセンブリであって、コアおよび少なくとも1つの巻線を備えたステータと、前記モータを動作させる回路を有し、該ステータに固定され該ステータの該少なくとも1つの巻線に電気的に接続されているプリント回路基板と、を具備するステータアセンブリが知られている(例えば、特許文献11参照。)。モータに関する技術分野において、ステータの巻線を二極型巻線とし、モータを動作させる回路を二極型巻線用のドライバとすることも知られている(例えば、特許文献12参照。)。ハウジングを、ヒートシンクとしても用いることも知られている(例えば、特許文献13参照。)。ハウジングと発熱回路要素との間に、熱伝導接着剤を介在させることも知られている(例えば、特許文献14参照。)。さらに、軸流ファンの羽根において、約20%翼弦に最大翼厚を有し、約45%翼弦に最大反りを有するような羽根も知られている(例えば、特許文献15−21)。
uは、0と1との間で線形に変化するパラメータ(前縁16ではu=0、後縁18ではu=1)である。
fkは、ベジエ制御点の1次元アレイ(one-dimensional array)であり、
Ycは、翼弦長によって正規化された反り曲線のy座標であり、
Tnは、翼弦長によって正規化された翼厚分布であり、
A0〜A18は、以下の値によるバーンスタイン多項式係数であり、
A0=1 A6=18564 A12=18564 A18=1
A1=18 A7=31824 A13=8568
A2=153 A8=43758 A14=3060
A3=816 A9=48620 A15=816
A4=3060 A10=43758 A16=153
A5=8568 A11=31824 A17=18
そして、x0〜x18(以下、「xk」と言う)は、ベジエ制御点の正規化されたx座標であり、
y0〜y18(以下、「yk」と言う)は、ベジエ制御点の正規化されたy座標であり、
t0〜t18(以下、「tk」と言う)は、正規化された翼厚制御点である。
X上面=Xc−YtSinβ
Y上面=Yc+YtCosβ
X下面=Xc+YtSinβ
Y下面=Yc−YtCosβ
ここで、X上面、Y上面、X下面およびY下面は、それぞれ羽根の上(負圧)面22と下(正圧)面24の座標であり、
XcおよびYcは、反り曲線36の座標であり、
Ytは、羽根11の翼厚の半分であり、
Tanβは、Tanβ=dYc/dXcの場合の反り曲線36の傾きである。
Claims (30)
- モータ用のステータアセンブリであって、
コアおよび少なくとも1つの巻線を備えたステータと、
前記モータを動作させる回路を有し、該ステータに固定され該ステータの該少なくとも1つの巻線に電気的に接続されているプリント回路基板と、
を具備するステータアセンブリ。 - 前記回路は、電圧調整器を含む、請求項1記載のステータアセンブリ。
- 前記ステータの前記巻線は、二極型巻線であり、前記モータを動作させる回路は、二極型巻線用のドライバを含む、請求項1記載のステータアセンブリ。
- 磁石、
ヨーク、および
コア、少なくとも1つの巻線、および該コアに固定され該少なくとも1つの巻線に電気的に接続されたプリント回路基板を含むステータアセンブリ、を備えたモータと、
インペラと、そして、
ファンハウジングと、
を具備し、該ハウジングは、またヒートシンクでもある軸流ファン。 - 前記ハウジングを発熱回路要素に固定するために、熱伝導接着剤が使用される、請求項4記載の軸流ファン。
- 付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根であって、
該羽根の半径に沿った任意の場所でとられ、約19%翼弦から約20%翼弦まで実質的に一貫して配された最大翼厚と、約45%翼弦から約46%翼弦まで実質的に一貫して配された最大反りと、によって特徴付けられた断面形状を有する羽根。 - 各前記断面形状の前記最大翼厚は、一定値である、請求項6記載の羽根。
- 各前記断面形状の前記最大翼厚は、0.22606センチ(0.089インチ)の一定値である、請求項6記載の羽根。
- 前記付根部分における最大反りから前記羽根の前記先端部分に向かって最大反り高さが連続的に低減しながら変化する、請求項6記載の羽根。
- 翼弦長のパーセンテージとしての最大翼厚の値において、前記付根部分における最大値から、前記インペラの中心から前記先端部分まで測定される半径の実質的に79%から約90%までに配された最小値まで値が減少し、その後該羽根の該先端部分まで値が増大して変化する、請求項6記載の羽根。
- 翼弦長のパーセンテージとしての最大反り高さの値において、前記付根部分における最大値から前記羽根の前記先端部分まで値が連続的に減少して変化する、請求項6記載の羽根。
- 複数の翼部であって、前記付根部分における前記翼部のうちの第1の翼部は、約11.4%翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部と隣接し約9.2%翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部と隣接し約8.3%翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部と隣接し約8.4%翼弦の最大翼厚を有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配され約9.5%翼弦の最大翼厚を有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうちの第1の翼部は、約10.8%翼弦の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部に隣接し約7.7%翼弦の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部に隣接し約5.7%翼弦の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部に隣接し約4.7%翼弦の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配置され約4.3%翼弦の最大反り高さを有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうちの第1の翼部は、約0.21336センチ(0.084インチ)の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部に隣接し約0.19304センチ(0.076インチ)の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部に隣接し約0.1524センチ(0.060インチ)の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部に隣接し約0.12446センチ(0.049インチ)の最大反り高さを有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配置され約0.1016センチ(0.040インチ)の最大反り高さを有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうちの第1の翼部は、約47.8度の反り角を有し、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部に隣接し約33.9度の反り角を有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部に隣接し約23.5度の反り角を有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部に隣接し約19.8度の反り角を有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配置され約19.3度の反り角を有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 食違い角は、前記付根部分における最小食違い角から増大し、食違い角が前記羽根の前記先端部分における最大食違い角度まで連続的に増大することによって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 複数の翼部であって、前記付根部分における該翼部のうちの第1の翼部は、約41.8度の食違い角を有し、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部に隣接し約51.3度の食違い角を有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部に隣接し約58.7度の食違い角を有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部に隣接し約62.6度の食違い角を有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配置され約65.7度の食違い角を有する複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 前記羽根は、最大翼弦が前記付根部分と前記先端部分との間に配されるように該付根部分から該先端部分まで変化し、前記羽根の前記前縁および前記後縁は、該付根部分から該先端部分まで凸状である平面形状において、更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 前記羽根は、最大翼弦位置が前記インペラの中心から前記先端部分まで測定される半径の実質的に約79%であるように前記付根部分から該先端部分まで変化し、前記羽根の前記前縁および前記後縁は、該付根部分から該先端部分まで凸状である平面形状において、更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。
- 円周方向に延在している前記付根部分の前記前縁から始まる円周線軸線に関して円周方向に積重ねられ、以下に従って、すなわち、
前記付根部分における前記翼部のうちの第1の翼部は、円周方向積重ね距離が0センチ(0インチ)であり軸方向積重ね距離が0センチ(0インチ)であり、該翼部のうちの第2の翼部は、該第1の翼部に隣接し0.33909センチ(0.1335インチ)の円周方向積重ね距離と−0.106426センチ(−0.0419インチ)の軸方向積重ね距離を有し、該翼部のうちの第3の翼部は、該第2の翼部に隣接し0.543814センチ(0.2141インチ)の円周方向積重ね距離と−0.039624センチ(−0.0156インチ)の軸方向積重ね距離を有し、該翼部のうちの第4の翼部は、該第3の翼部に隣接し0.56769センチ(0.2235インチ)の円周方向積重ね距離と0.054864センチ(0.0216インチ)の軸方向積重ね距離を有し、該翼部のうちの第5の翼部は、該第4の翼部に隣接し前記先端に配置され0.458724センチ(0.1806インチ)の円周方向積重ね距離と0.2032センチ(0.0800インチ)の軸方向積重ね距離を有すること
に従って軸方向に延在する該付根部分の該前縁から始まる軸線軸に関して軸方向に重ねられている複数の翼部によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。 - 形状が放物線に類似している前記前縁と、
凸状の上面と、
該前縁に向かって凸状であり前記後縁に向かって凹状である下面と、
によって更に特徴付けられている、請求項6記載の羽根。 - 付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根であって、
該羽根が、最大翼弦が該付根部分と該先端部分との間に配されるように該付根部分から該先端部分まで変化し、該羽根の該前縁と該後縁とが該付根部分から該先端部分に向かって凸状である平面形状において、特徴付けられている羽根。 - 最大翼弦の位置は、前記インペラの中心から前記先端部分まで測定された半径のおよそ79%である、請求項22記載の羽根。
- 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根であって、実質的に以下の方程式、すなわち
反り曲線が、
翼厚分布が、
ここで、Xcは、翼弦長によって正規化された反り曲線のx座標であり、
Ycは、翼弦長によって正規化された反り曲線のy座標であり、
Tnは、翼弦長によって正規化された翼厚分布であり、
uは、前記前縁での0から前記後縁での1までの間で線形に変化するパラメータであり、
A0〜A18は、以下のような、すなわち、
A0=1 A6 =18564 A12=18564 A18=1
A1=18 A7 =31824 A13=8568
A2=153 A8 =43758 A14=3060
A3=816 A9 =48620 A15=816
A4=3060 A10=43758 A16=153
A5=8568 A11=31824 A17=18
であるバーンスタイン多項式係数であり、
x0〜x18は、ベジエ制御点の正規化されたx座標であり、
y0〜y18は、ベジエ制御点の正規化されたy座標であり、
t0〜t18は、総てが、その半径位置を前記先端部分の半径によって割ることによって定義される各前記断面についての以下の値、すなわち、
によって定義されている羽根。 - 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根であって、実質的に
rは、ヨーク部からの半径距離センチ(インチ/in)であり、
Cは、該半径距離rにおける前記翼部の翼弦長センチ(インチ/in)であり、
εは、該半径距離rにおける該翼部の食違い角(度)であり、
θは、該半径距離rにおける該翼部の反り角(度)であり、
Hは、円周方向に延在している前記付根部分に配置された該翼部の該前縁から測定された円周方向積重ね距離であり、
Zは、軸方向に延在している該付根部分に配置された該翼部の該前縁から測定された軸方向積重ね距離である羽根。 - 複数の翼部分、付根部分、先端部分、前縁、後縁を有するインペラ用の羽根であって、実質的に
r(p.u.)は、半径の関数としてのヨーク部からの正規化された半径距離であり、
C(p.u.)は、弦の関数としての該半径距離における該翼部の正規化された翼弦長であり、
εは、半径距離r(p.u)における該翼部の食違い角(度)であり、
θは、半径距離r(p.u.)における該翼部の反り角(度)であり、
H(p.u.)は、円周方向積重ね距離の関数としての円周方向に延在している該付根部分に配置された該翼部の該前縁からの正規化された円周方向積重ね距離の測度であり、
Z(p.u.)は、軸方向積重ね距離の関数としての軸方向に延在する該付根部分に配置された該翼部の該前縁からの正規化された軸方向積重ね距離の測度である羽根。 - 環状バンドに連結された少なくとも13の円周方向に間隔が空けられ放射状に延在する羽根を具備し、
各羽根は、約19%翼弦から約20%翼弦までの間で実質的に一貫して配された最大翼厚と、約45%翼弦から約46%翼弦までの間で実質的に一貫して配された最大反りと、によって特徴付けられた断面形状を有しているインペラ。 - 駆動モータと、
軸を中心に回転可能であり該駆動モータによって駆動されるヨーク部と、
環状バンド、および
該環状バンドの周りに円周方向に分散され、該環状バンドから放射状に延在し、各々が、該ヨーク部の円周に取付けられた該環状バンドと接合する付根部分と先端部分とを有し、各々が、その断面形状が約19%翼弦から約20%翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大翼厚と、約45%翼弦から約46%翼弦までの間に実質的に一貫して配された最大反りとにより特徴付けられるように、実質的に形成されている、複数の翼形状のファン羽根、
を備えたインペラと、
該インペラを同心上で包囲するファンハウジングと、
を具備する軸流ファン。 - 前記軸流ファンの軸深さは、2.54センチ(1インチ)である、請求項28記載の軸流ファン。
- 前記軸流ファンは、実質的に6.371立方メータ/分(225立方フィート/分)と7.221立方メータ/分(255立方フィート/分)との間の流速をもたらす、請求項28記載の軸流ファン。
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