JP2021519885A - ファンとファン用吸気格子 - Google Patents

Abstract

ファン（軸流ファン、ラジアルファン又は斜流ファン）が、羽根車と、この羽根車より上流の流路内に、好ましくは吸引ノズルの吸引領域より上流の前記流路内に、案内装置とを有し、前記案内装置が、複数の平坦なウェブ（５）を有する吸気格子（１）として設計されており、前記複数の平坦なウェブ（５）が、格子状開口部（６）に類似している複数の流路を形成し、前記複数の平坦なウェブ（５）が、２つの分岐部（１５）の間か、または１つの分岐部（１５）と１つの境界領域（１４、３１）との間かで延在し、３つのウェブ（５）が、各分岐部（１５）で合流する。あるいは、吸気格子（１）の流路（６）が、ハニカム断面を有し、かつ／または吸気格子（１）の外側包絡面および／または内側包絡面が、ケージ型の輪郭を形成する。対応する吸気格子が特定される。【選択図】図１

Description

本発明は、羽根車と、前記羽根車より上流の流路内に、好ましくは、吸引ノズルの吸引領域より上流の流路内に、案内装置とを有するファン（軸流ファン、ラジアルファン又は斜流ファン）であって、案内装置が、複数の平坦なウェブを有する吸気格子として設計され、複数の平坦なウェブが、格子状開口部に類似している複数の流路を形成しているファンに関する。
さらに、本発明は、複数の平坦なウェブを有する吸気格子として設計される、特定の案内装置に関する。

例えば、吸気側に案内装置を有する一般的なファンが、特許文献１から知られている。
特許文献１で提供されている案内装置は、流れを滑らかにし、騒音を低減するのに有用である。
この既知の案内装置は、羽根車の回転方向に予旋回を生成する。
ここで重要なことは、音響を改善すると、一般的には空気性能と効率とが関連して低下するということである。
特許文献１で提供されている案内装置は、製造面で非常に高価でもある。

空気性能および／または効率を向上させるために使用される、いわゆる、案内ホイールも実用上知られている。
ただし、これらの案内ホイールは、音響的に不利になり、設計が複雑になるだけでなく、ファン製品への取り付けも複雑になっている。
通常、案内ホイールは、ファンの羽根車の上流にある、ファンの羽根車とほぼ同じ直径の円筒形の設置空間に設置されるため、通過流域が、大幅に大きくなることはない。
したがって、これらの案内ホイールの流域において、空気の流速は、比較的速く、特に、音響上の欠点があった。

国際公開第０３／０５４３９５（Ａ１）号

本発明は、以下の技術的課題に基づいている。

ファンは、流入が不安定な場合、大きな騒音をしばしば発生する。
多くのファン用途では、たとえば、住宅換気制御（ＣＲＶ）では、通常、設計をコンパクトにする要求があり、その結果、流入条件は必然的に不安定になる。
それにより、騒音が生じ、この騒音が多くの場合主要な発生音であり、通常は、低周波の騒音である。
この低周波の騒音に対する騒音低減策は、換気装置において不可欠である。

不安定な流入に関連する騒音は、整流器を使用することによって大幅に低減可能であることも、すでに知られている。
しかし、そのような整流器は、取るに足らないとは言えない圧力降下を実質的に引き起こし、また、大きな設置空間も必要とする。
したがって、本発明の目的は、このようなファンに対して設計および改良を実施し、不安定な流れに関連する騒音を低減することである。
ファンは、コンパクトであるべきであり、発生する圧力降下は、ごくわずかであるべきである。
さらに、吸気案内装置、具体的には、吸気格子および／または案内調節装置は、上述の要件を満たし、経済的な道具を用いるプラスチックの射出成形で製造可能なように提供されるべきである。
寸法安定性があり、吸気側の接触保護格子の機能を有利に継承する必要がある。

上述の目的は、独立請求項１、２および３の特徴に記載された特徴を組み合わせた本発明のファンによって達成される。
本発明の吸気格子に関する上述の目的は、ファンに関する請求項に基づいている請求項１２の特徴によって達成される。

請求項１に記載された第１変形例では、複数のウェブが、２つの分岐部の間か、各１つの分岐部と境界領域との間で延在している。
各分岐部には、３つのウェブ存在することが望ましい。
これらの特徴と共に、格子状開口部に類似している流路が形成されていることが好ましく、これらの格子状開口部は、流れが不安定な場合に騒音を低減するのに適している。

独立請求項２は、流路がハニカム断面を有することによって、上述の目的を達成する。
この設計は、特に優れた安定性ももたらす。

他の独立請求項３は、代替の選択肢に関し、この選択肢では、吸気格子が、ケージ型の輪郭を有し、本実施形態では、ケージ型の輪郭は、吸気格子の外側包絡面および／または内側包絡面に基づいている。

同じことが、このファンに関連する請求項を参照する、他の独立請求項１２において定義されている、吸気格子自体の実施形態にも当てはまる。

独立請求項は、ファンの動作において流れが不安定な場合に発生する騒音を低減するために、ファンの吸引ノズルより上流に、吸気格子または流入格子を提供するという基本概念に基づいている。
吸気格子は、平坦なウェブによって定義され、格子状開口部に類似している流路を形成するように、ウェブが相互に関連して配置されている。
分岐部と節点とを形成するウェブを巧みに組み合わせることにより、有利な幾何学的形状を達成すること（例えば、流路の断面をハニカム断面とすること）が可能である。
「ハニカム」という用語は、最も広い意味で理解されるべきであり、四角形、五角形、または、六角形構造や、さらに多くの角を有する断面である格子状開口部などの、多角形も含まれる。

格子状開口部に類似している前述の流路によると、吸気格子がケージ型の輪郭を有すると有利である。
この輪郭という用語は、吸気格子の外側包絡面または内側包絡面のどちらかを指してもよい。

上述のような吸気格子は、ノズルプレートの近傍の領域で、径方向に流れる吸気流についての要件を満たす。
これらの流路には、圧力損失を最小限に抑えるという効果がある。
ケージ型の外側包絡面となる輪郭は、プラスチック部品で用いられる射出成形技術において、離型を容易にするためにも有利である。
さらに、それぞれの特性を有するコンパクトな格子も、この方法で製造可能である。

ケージ型の外側包絡面となる輪郭は、連続的かつ湾曲している場合、特に有利である。
格子状のウェブは、たとえば、ウェブ厚さが０．２５ｍｍから１ｍｍの範囲で、できるだけ薄くなるように設計する必要がある。
通過流方向では、ウェブは、少なくとも５ｍｍの深さである必要がある（したがって、「平坦なウェブ」という用語が請求項で使用されている）。

格子状のウェブが非構造化格子を形成し、ハニカム格子状の開口部を互いに組み合わせると、さらに有利である。
上述のように、格子状開口部は、多角形であってもよく、互いに組み合わせてもよい。
これにより、必要な騒音低減を達成するために、または、接触保護対策を考慮するために、特定の最大格子幅が必要な際は、格子状のウェブによる流れの妨害を最小限に抑えることができ、圧力と効率の損失がわずかになる。

また、吸気格子は、ファンの軸の仮想的な延長部まで、全領域にわたって延在する、すなわち、内部領域には大きな中央開口部が存在しないか、または、全く中央開口部が存在しない。
このような中央開口部は、本発明の教示により、不必要になる。
吸気格子が接触保護機能も果たしている場合は、中央開口部を設けてはならない。
さらに、中央開口部は、騒音低減と格子の安定性との目標達成に対して、有利に機能しないことがわかっている。

いずれの場合であっても、格子状開口部に類似している流路に関してだけでなく、連続的に湾曲した外側の輪郭に関しても、吸気格子をこの様に特別に設計すると、特に有利である。
非構造化格子は、四角形、五角形、または、六角形ハニカム要素を用いて作成可能であるため、必要に応じて吸気格子全体で異なる格子幅をとすることができる。

本発明の吸気格子は、軸流ファン、ラジアルファンまたは斜流ファンでの使用を意図しており、前述の説明に従って設計されている。

現在、本発明を設計および改善するための様々な可能性が存在する。
最初に、請求項１を参照する請求項を参照されたく、次に、図面を参照して、本発明の吸気格子の実施形態を参照されたい。
また、本発明に関する実施形態および改善も、図面を参照する本発明の実施例と併せて説明される。

本発明の吸気格子の一実施形態を、吸気側から見た斜視図である。 図１のウェブで構成された開口部の斜視図であり、ウェブおよび開口部の特徴的な寸法を示している。 図１の吸気格子を流出側から見た斜視図である。 図１および図２の吸気格子を流入側から軸方向に見た上面図である。 図１から図３の吸気格子を流出側から軸方向に見た上面図である。 図１から図４の吸気格子の、仮想中心軸を通る平面での側面図と断面図であり、吸気格子の特徴的な寸法を示している。 本発明の吸気格子の別の実施形態を、流入側から見た斜視図である。 図６の吸気格子を流出側から軸方向に見た上面図である。 吸気格子の別の実施形態を流入側から見た斜視図である。 図８の吸気格子を流出側から見た斜視図である。 図８および図９の吸気格子を流入側から軸方向に見た上面図である。 図８から図１０の吸気格子の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図であり、吸気格子の特徴的な寸法を示している。 湾曲したウェブを有する本発明の吸気格子の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図である。 閉じた中央射出領域を有する本発明の吸気格子の別の実施形態の、流入側から見た斜視図である。 図１３の吸気格子を流入側から軸方向に見た上面図である。 図１３および図１４の吸気格子の側面図である。 図１３から図１５の吸気格子の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図である。 モーターと、羽根車と、吸気ノズルと、ノズルプレートと、図１３から図１６の吸気格子とを有するファンを、流入側から見た斜視図および仮想中心軸を通る平面での断面図である。

図１は、正面から見た、すなわち、流入側から見た吸気格子１の一実施形態の斜視図を示している。
図１７のように、吸気格子１が、ファンの吸引ノズル２の上流に取り付けられた結果、その中心軸がファンの回転軸にほぼ対応している。
ファンの動作中、空気流は、まず、吸気格子１を通って吸引ノズル２内へと流れ、その後、モーター４によって駆動されるファンの羽根車を通過する際に、全体的な圧力が増加する。
吸気格子１は、流入する空気流を滑らかにし、これにより、羽根車で発生する騒音が低減する。

吸気格子１は、格子状開口部６を規定する複数のウェブ５からなる。
ファンの動作中、空気は、格子状開口部６を通って流れ、格子状開口部６が流路を形成している。
ファンが運ぶ空気流の流れ領域は、吸引ノズル２内よりも吸引ノズル２の上流の領域で大きく、このため、流入する空気の流れ速度は、吸引ノズル２の上流の領域では、吸引ノズル２の内部よりも遅い。
吸気格子１は、このような流速が遅い領域で使用される。
すなわち、吸気格子１での流速は、吸引ノズル２内の流速よりも遅い。
これにより、流れ損失と吸気格子１で発生する騒音とが、最小になる。

しかし、吸引ノズル２の上流の領域への流入は、滑らかではなく、すなわち、中心軸に平行ではない。
したがって、吸気格子１の輪郭を完全に滑らかな設計としないことも、大きな利点がある。
また、この輪郭は、吸気格子１の外側包絡面７および／または内側包絡面８（図２）によって形成されていてもよい。
外側包絡面７は、ウェブ５の流入端の外側端面７ａ全体で規定され、内側包絡面８は、ウェブ５の流出端の内側端面８ａ全体で規定される（外側端面７ａ、内側端面８ａは、図１ａ参照）。
さらに、外側包絡面７、内側包絡面８は、流路となる格子状開口部６の領域において、外側端面７ａ、内側端面８ａを仮想連続平面または仮想連続曲面で補完することで規定される。

図１ａは、図１の吸気格子１の一領域の、詳細な拡大図である。
ウェブ５は、通過流の方向に、有意の深さｔ（９）を有し、約６ｍｍから約２０ｍｍである。
このため、ウェブ５は、「平坦な」ウェブとも呼ばれる。
さらに、格子状開口部６は、開口幅ｗ（１２）によって本質的に特徴付けられ、開口幅ｗ（１２）は、例えば、格子状開口部６の内側に収まる最大の球体の半径と定義される。
開口幅ｗ（１２）が小さいと、良好な音響を達成するのに有利であり、例えば、開口幅ｗ（１２）は、吸気格子１の格子状開口部６の大部分において、ウェブ深さｔ（１２）の２倍から３倍以下の値である。
また、図１の実施形態における吸気格子１も接触保護装置であるので、開口幅ｗ（１２）に関して、格子状開口部６の形状とファンの回転部から格子状開口部６への距離との関数として、基準要件および規制要件があり、開口幅ｗ（１２）は、それらの要件に適合する必要がある。
したがって、開口幅ｗ（１２）の大きさには、上限がある。

圧力および効率の損失を低減するために、格子状のウェブ５の通過流領域における障害を、可能な限り低減すると有利である。
これは、薄いウェブ５（ウェブ厚さｄ（１０）が、≦２ｍｍ［≦１ｍｍ］）を有すること、および／または、ウェブ５の全長を最小化すること、によって達成可能である。
ウェブ５の全長は、吸気格子１のすべてのウェブ長さｌ（１１）の合計であり、このウェブ長さｌは、中央線１３を基に決定される。
中央線１３は、外側包絡面７および／または内側包絡面８上にある。
最大格子幅ｗ（１２）について記載した上述の条件の下で、本実施形態のようなハニカム開口部６を有する「非構造化」格子設計を採用すると、必要な総ウェブ長が、非常に有利になる。

図２は、図１の吸気格子１を流出側から見た斜視図を示している。
吸気格子１は、外側領域に取り付け領域１８を有し、この取り付け領域１８は、吸気格子１を吸引ノズル２またはノズルプレート３２（図１７）に取り付ける際に機能する。
取り付け領域１８の設計には、さまざまなオプションを検討可能である。
ネジ、リベット、スナップフィットフック、バヨネットクロージャー、接着剤による接着、インターロック、面ファスナーなどによる固定手段が可能である。
本実施形態では、４つの取り付け領域１８のそれぞれに、ねじ穴が設けられている。

吸気格子１の内側包絡面８のケージ型の輪郭は、図２を見ると、よく理解できる。
この輪郭は、外周上での軸方向の長さは、短く、有利には、１０ｍｍを超えるか、または、外径Ｄ（２０）（図５）の８％を超える長さであり、仮想中心軸にほぼ平行であり、ほぼ円筒面（円筒面型領域３４）である。
この円筒面型領域３４は、外側列の開口部１９を含み、２つの隣接する開口部１９は、外側列のウェブ３５によって互いから隔てられている。
外側列の開口部１９は、非常に細長い形状をしている。
外側列の開口部１９が接触保護機能を保証し、音響を改善するために、これらの開口部１９の開口幅ｗ（外側列の開口部１９において、外側列の２つの隣接するウェブ３５間の距離によって実質的に規定される内球半径）は、他の開口部６の内球半径と比較すると、小さい傾向がある。
仮想中心軸の近傍の内側領域では、輪郭は、平坦または平面であり（平坦領域３３）、仮想中心軸にほぼ直交する。
本実施形態では、平坦領域３３から円筒面型領域３４へは、曲率を有する短い移行領域２４によって移行する。
本実施形態では、外側包絡面７と内側包絡面８とは、ほぼ平行である。
平坦領域３３、円筒面型領域３４、移行領域２４は、それぞれ、外側包絡面７および／または内側包絡面８に基づいて分類可能である。

図３は、図１および図２の吸気格子１を正面から（流入側から）見た、軸方向上面図である。
このような吸気格子１は、プラスチックの射出成形によって製造されると有利である。
さらに、金型の複雑さを最小限に抑えるために、射出成形金型の離型方向として図３の視線と同じ方向を選択することも、有利である。
その場合、１つの金型部品が吸気格子１に対して図３の観察者に向かって移動する。
この金型部品が、金型のノズル側であると有利であり、別の金型部品が、図３の観察者から離れる方向に移動する。
製造の簡素化のために、射出成形金型に他のスライドバルブがないと、有利である。

取り付け領域１８は、格子状のウェブ５と一体に設計されているので、アンダーカットなしに、（この図の視線に対応する）仮想中心軸に平行なスライド方向で、射出成形金型から離型可能である。
格子状のウェブ５のいくつかは、仮想中心軸（＝視線）に対して平行ではないことがわかるが、その代わり、それらの向きが吸気条件に最適化されている。
また、ウェブ５は、流れを最適に案内するための曲率を有してもよい。
例えば、ウェブ２９は、軸方向に方向付けされたウェブであり、すなわち、ウェブ２９は、仮想中心軸（視線およびスライド方向）に平行であり、こうすることで離型が容易になる。
軸方向に方向付けされたウェブ２９は、離型角度を有している。
しかし、すべてのウェブ５が流れの方向に最適化されているため、軸方向に方向付けされていないウェブである、ウェブ３０、３０ａも存在する。
ほぼ円周方向に並んでいる、格子状のウェブ５の半径方向で最も外側の２つの列は、外側包絡面７または内側包絡面８の移行領域２４に位置し、わずかなアンダーカット領域が生じているか、または、アンダーカット領域が全く生じていないようになっている。
すなわち、軸方向で見ると、わずかに隠れているか、または、まったく隠れていない。
ここに示す実施形態では、例えば、ウェブ５のうちの、半径方向で最も外側の列のウェブ５ａと、ウェブ５のうちの２番目に外側の列のウェブ５ｂとの結合部で、これらの２つのウェブが視線方向においてわずかにオーバーラップしている領域があり、小さなアンダーカット領域１７が存在している。
適切な比較的弾性のある材料を用いると、単純な開閉金型を軸方向で離型する際であっても、アンダーカット部がわずかであれば、離型して製造することが可能である。
これにより、流体的に高度に最適化された輪郭を、簡単かつ経済的に作成できる。
さらに、軸方向に方向付けされていない２つのウェブ３０と３０ａとの間の分岐領域１５には、小さなアンダーカット領域がある。
これは、それらのウェブ面の法線ベクトルのｘ成分のプラスまたはマイナス符号が、異なるためである。
この小さなアンダーカットは、適切な材料を用いると、単純な開閉金型から簡単に離型可能である。

本実施形態では、仮想中心軸の近傍の内側領域の開口部は、仮想中心軸から離れている外側領域の開口部よりも小さい。
開口部の大きさ、すなわち、開口幅ｗ（１２、図２を参照）は、接触保護の規制順守についての要件と音響改善および／または流れを滑らかにする寸法とに関して、最適化されている。
開口部の分布配置は、特別なアルゴリズムを用いて最適化されている。
開口部の形状（外側包絡面７または内側包絡面８のいずれかを参照）には、さまざまなものがあり、具体的には、正方形、非正四角形、正五角形、非正五角形、正六角形、非正六角形があるが、これらに限定されない。
各開口部（外側包絡面７または内側包絡面８のいずれかを参照）の領域は、その開口部の（包絡面上の）仮想中心点の方が、他の開口部の仮想中心点よりも近いという場所の領域を、概ね表している。
その結果、吸気格子１の構造において、ほとんどの分岐領域１５には、正確に３つのウェブ５があり、ウェブ５が４つ集まる分岐領域は、はるかに少ない、という特徴がある。
さらに、境界領域では、外側が切り取られたような開口部が形成されているが、隣接する開口部の通過流領域の５０％未満の比較的小さい通過流領域を有する開口部は、存在しない。

図４は、図１から図３の吸気格子１の後方から（流出側から）軸方向に見た上面図を示している。
軸方向に方向付けされた外側列のウェブ３５は、１つの自由端１４を有する。
したがって、ウェブ３５は、型が開くときに流出側の方向（図４の観察者に向かう方向）に移動する、スライドバルブ型を用いて、離型可能である。
外側ウェブ３５の自由端１４が、つながっていないことにより、強度および寸法安定性に関して不利になるが、このことは、高品質の材料または壁厚ｄ（１０）を厚くすることによって補うことができる。

本実施形態の吸気格子１は、４つの同一セグメントを有するように設計されている。
このことは、製造に必要な部品および金型の構築において、特に大きな利点がある。
なぜなら、形状が異なっている格子状開口部６の数が、こうすることで４分の１に削減されるためである（４は、同一セグメントの数）。
このセグメント設定により、流れのパターンが、アセンブリ内における吸気格子１の配置ｘ（象限）ごとに独立しているということが無くなる。
異なる数のセグメント設定も可能である。
セグメント設定が、わずかな点で異なる場合があり、例えば、取り付け手段に関して、取り付け手段の数がセグメントの数に対応していない場合や、または、状況によっては、セグメント設定が困難な仮想中心軸の近傍の内側領域において、そのように、セグメント設定がわずかに異なる場合がある。
具体的には、外径が大きい場合、セグメントを有利に設定可能であり、その結果、例えば、ノズルプレートなどへのクリッピング、スナップ、ねじ固定、接着、固定によって、射出成形された複数のセグメントから吸気格子１を組み立て可能である。
この複数部品による手法では、実際の同一セグメントの他に、異なる別個の中央部品を製造することも考えられるが、この異なる部品には別個の射出成形金型が必要である。
しかし、この中央部分は、単純な設計、特に、平面、すなわち、平坦な設計とすることができる。

ここに示す実施形態では、中央軸上に４つ（＝実施形態におけるセグメントの数）のウェブ５が合流する、中央分岐点１６が存在する。

図５は、図１から図４の吸気格子１の仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図を示している。
ここでは、流入側の外側包絡面７および／または流出側の内側包絡面８のケージ型の輪郭の形状をよく理解可能である。
外側包絡面７は、外径Ｄ（２０）（これは、吸気格子１の直径Ｄ（２０）とも呼ばれる）を有しているが、取り付け領域１８の直径は、ここでは考慮されていない。
本実施形態では、外側包絡面７および内側包絡面８は、互いにほぼ平行である。
外側包絡面７および内側包絡面８の互いからの距離は、６ｍｍから１８ｍｍ、または、吸気格子１の外径Ｄ（２０）の約３％から約１０％である。
ケージ型の輪郭は、取り付け高さに近い上部領域および下部領域で、ほぼ軸方向に平行な距離だけ延在している（円筒面型領域３４）。
平坦領域３３へは、連続的に移行し、図の右側（流入側）の移行領域２４で湾曲している。
移行領域２４は、半径方向に短く、外径Ｄ（２０）の１２．５％未満である。
平坦領域３３は、直径ＤＥ（２１）を有し、これは、比較的大きいと有利であり、外径Ｄ（２０）の値の少なくとも７５％であると有利である。
吸気格子１は、軸方向の設計高さＨ（２２）を有し、外側包絡面７上の円筒面型領域３４は、軸方向高さＨＺ（２３）を有する。
軸方向高さＨＺ（２３）は、外径Ｄ（２０）の６％より大きいと有利である。

吸気格子１および／またはその内側包絡面７、外側包絡面８のケージ型の輪郭は、流れの状態に関して充分に調整されている。
ノズルプレート３２から半径方向に流入する空気は、円筒面型領域３４に流入すると予想される。
これにより、内側包絡面７、外側包絡面８を短い距離で横切ることができ、この領域の格子１の円筒面型形状に起因する流れ損失をわずかにすることができる。
軸方向では、平坦な、すなわち、平面領域３３に流入すると予想され、次に、内側包絡面７、外側包絡面８を横切って短い距離で吸気格子１を通過する。
移行領域２４を低い設計高さＨ（２２）で小さく設計可能なことにより、吸気格子１に対しての、空間を小さくする要件には有利である。
軸方向設計高さＨ（２２）は、外径Ｄ（２０）の２５％以下であると有利である。

さらに、目標とするウェブの方向付けが、よく理解でき、常に、包絡面に対して正確に垂直であるわけではなく、最適に適合されており、場合によっては、正確な流入方向から有意に逸れている。
本実施形態では、ウェブ５は、通過流方向に湾曲していないが、これは、他の実施形態でも大いに想定される。
半径方向外側のウェブ３５では、外側端部１４は、開いている、すなわち、それらは、（取り付け領域１８を除いて）互いにつながっていない。

図６は、吸気格子１の別の実施形態を正面から（流入側から）見た斜視図を示している。
図１から図５による実施形態とは異なり、外側列のウェブ３５の外側端部１４は、外側接続リング２５によって接続されている。
これは、柔らかいまたは弾性のある材料を使用する場合、外側ウェブ３５の寸法安定性を高め、接触保護の要件の順守に関して有利な場合がある。
また、外側接続リング２５は、射出成形金型の充填性能にとって有利な場合がある。
外側接続リング２５は、アタッチメント２７によってウェブ３５に接続されている。
このアタッチメント２７は、曲率半径が３ｍｍを超える大きな曲率の形状であり、外側ウェブ３５の延長領域として設計されている。
取り付け領域１８は、外側接続リング２５に一体化されている。

本実施形態では、外側接続リング２５は、ノズル２および／またはノズルプレート３２へのねじ固定面を表す平面内にある。
他の実施形態では、外側接続リング２５は、取り付け領域３５から離れるように、ねじ固定面から軸方向にオフセットしていてもよい。
これにより、取り付け状態で、ノズル２およびノズルプレート３２と外側接続リング２５との間に空間が生じる。
このような空間は、任意のねじ頭のために必要な場合があり、ノズル２とノズルプレート３２とのねじ接続のために、または、圧力離型装置を配置するために、使用されてもよい。
外側接続リング２５が一部の領域でねじ固定面から軸方向にオフセットしている場合、外側の列のウェブ３５の一部またはすべてが、ノズル２および／またはノズルプレート３２に向けて、軸方向に突出していてもよいし、または、突出していなくてもよい。
追加のウェブを、接続ウェブとねじ固定面との間の領域に取り付けてもよい。
他の実施形態では、外側接続リング２５がいくつかの領域で中断されることも考えられ、したがって、開いた外側端部１４を有する個々の外側リブ３５も存在していてもよい。
開いた外側端部１４を有するこれらの外側リブ３５は、短く構成されていてもよく、その場合、外側端部１４は、ねじ固定面から離れて配置される。
また、この構成も、取り付け状態で、ねじ固定面と吸気格子１との間にねじ頭、圧力離型装置などのための空間を作り出すのに役立つ場合がある。

図７は、図６の吸気格子１を後方から（流出側から）軸方向に見た上面図を示している。
この図では、外側接続リング２５が、（外側接続リング２５へのアタッチメント２７を有する外側列の軸方向に方向づけされているウェブ３５を除いて）全てのウェブ５に対して、半径方向で完全に外側に位置していることが分かる。
これにより、単純な開閉式の射出成形金型から、吸気格子１を簡単に離型可能であり、特に有利である。
図７は、例として、４つの同一セグメントからなる吸気格子１の４つの同一開口部２６を示している。
このようなセグメント設定によって、異なる開口部の部品数が大幅に削減されるため、吸気格子１およびそれぞれの射出成形金型の構築コストが削減される。

図８は、吸気格子１を正面（流入側）から見た斜視図を示している。
開口部６およびウェブ５は、ハニカム状に配置されておらず、配置は、構造化されていない。
代わりに、半径方向および円周方向を延びるウェブ５が存在する。
放射状に延びる４つのウェブ５は、中央軸領域の中央分岐点１６で合流する。
各分岐領域１５で合流するウェブ５の数は、通常４つである。
吸気格子１は、外側包絡面７のケージ型の輪郭を有する。
本実施形態では、平坦領域３３と円筒面型領域３４との間に移行領域は形成されないが、代わりに、これらの２つの領域を分離または接続する「屈折部」が存在する。
図８と同様の設計で、図１から図５の実施形態の設計に類似する、安定した接線移行領域２４を有する設計も考えられる。
図８による吸気格子１の取り付け領域１８は、円周方向で、吸気格子１の外側列の２つの隣接するウェブ３５の間に取り付けられている。

例として示されているウェブ５ａおよび５ｂは、仮想中心軸に平行な離型の方向に対して大きなアンダーカット領域１７を有する。
この大きなアンダーカット領域１７のため、軸方向に平行な単純な開閉式射出成形金型からの離型を考えることはできない。
吸気格子１の円筒面型部３４に対応する部分を形成する、星型の様に半径方向外向きに離型するスライドバルブを用いて離型することが考えられる。

図９は、図８の吸気格子１を後方から（流出側から）見た斜視図を示している。
内側包絡面８のケージ型の輪郭は、ここでよく理解することができる。

図１０は、図８および図９の吸気格子１を正面から見た（流入側から見た）軸方向上面図を示している。
例として、４つの部品からなるセグメント設定の４つの同一開口部２６を示している。

図１１は、図８から図１０の吸気格子１の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図を示している。
この吸気格子１では、吸気格子１の直径Ｄ（２０）は、移行領域が形成されていないので、平坦な、すなわち、平面領域３３の直径ＤＥ（２１）に対応する。
吸気格子１の軸方向の設計高さＨ（２２）は、取り付け領域１８が吸気格子１を越えて（ねじ固定面に向かって）軸方向に右側に出ているため、円筒型部の軸方向の高さＨＺ（２３）よりわずかに高い。
これは、取り付け状態では、取り付け領域１８を超えて、ノズル２および／またはノズルプレート３２と吸気格子１および／または外側列のウェブ３５との間にわずかな距離があることを意味する。
この距離によって、例えば、ノズル２とノズルプレート３２とを接続するねじのねじ頭のための空間、または吸引ノズル２の半径内の圧力離型装置のための空間が提供される。
少なくともいくつかの外側格子ウェブ３５および／または外側接続リング２５とノズル２および／またはノズルプレート３２との間に空間が形成されている同様の設計が、図１から図７、図１２から図１６における同様の非構造化格子を有する実施形態についても考えられる。
同様に、非構造化格子を有する実施形態では、円筒面形状領域３４と、吸気格子１の平坦な、すなわち、平面領域３３と、の間に移行領域が形成されないことも考えられるが、代わりに、それらは、屈折部で互いに隣接する。

図１２は、本発明の吸気格子１の別の実施形態の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図を示している。
本実施形態のウェブ５は、断面図で見られるように、部分的に湾曲している。
したがって、吸気格子１および／またはウェブ５の流入流に、良好に適合可能である。
さらに、流入側（外側包絡面７）のウェブ５が、流れに有利な面角度を有し、離型の際に有利である。
さらに、ウェブ５が湾曲しているため、必要な際には、流入の損失を所定の目標に低減可能である。
方向および大きさに関して、任意の曲率が考えられる。
また、湾曲したウェブ５は、同時に軸方向に方向付けされたウェブであってもよい。
このようにして、外側列のウェブ３５も、たとえば、湾曲され、軸方向に方向づけされていてもよい。

図１３は、吸気格子１の別の本発明の実施形態の正面から（流入側から）見た斜視図を示している。
吸気格子１は、構造化されていない構成であるため、ほとんどの場合、３つのウェブ５が分岐領域１５で合流する。
外側列のウェブ３５を互いに接続する、外側接続リング２５が形成されている。
外側接続リング２５への外側ウェブ３５のアタッチメント２７は、ウェブの延長部において比較的大きな曲率半径を有する、丸みを帯びた形状で設計されている。
アタッチメント２７は、外側接続リング２５の半径方向範囲の大部分（領域の半分以上）にわたって、半径方向に有利に延在している。
４つの取り付け領域１８が、外側接続リング２５の形状と一体となっている。
取り付け領域１８の円周方向ほぼ中央に位置する外側ウェブ３５ｂは、吸気格子１を取り付け領域１８へねじ接続するためのアクセスを得るために、外径が小さくなっている。
外径が小さくなっているこれらの外側ウェブ３５ｂは、射出成形プロセスに必要な安定性および必要な断面を得るために、内側に延在している（図１６の取り付け領域１８の領域の外側列のウェブ３５ｂも参照）。

図１３による実施形態では、閉じた中央射出領域２８が提供されている。
プラスチックの射出成形では、溶融プラスチックが、この中央射出領域２８の中央に射出され、この円盤状の領域を介してウェブ５に分散する。
本実施形態では、最も内側のウェブ５は、内側端部３１を有し、ウェブ５は、中央射出領域２８に合流している。

図１４は、図１３の吸気格子１を正面から（流入側から）軸方向に見た上面図を示している。
本実施形態は、軸方向の離型に関してアンダーカットが全くないように設計されている。
これにより、金型の製造が大幅に容易になり、短いサイクルタイムでの信頼性の高い射出成形プロセスが保証される。
例として、ここでは、この軸方向上面図に見られるように、オーバーラップしない様に位置が調整されている、２つのウェブ５ａおよび５ｂを示している。
これを実現するために、接触保護対策を必要とする規制の順守を考慮して、外側包絡面７と内側包絡面８との形状、ウェブの深さｔ（９）の選択、ウェブの位置と方向付けを緊密に調整することが重要である。

軸方向に方向付けされたウェブ２９を用いる場合、分岐領域１５に近い領域でのアンダーカットを防ぐために、軸方向に方向付けされていない２つのウェブ３０が分岐領域１５で交差することを防ぐことが重要であり、壁に垂直でかつ同一の開口部６に向かって方向付けされている２つのベクトルのｘ成分（仮想中心軸に平行な成分）の符号が、プラスとマイナスで異なっているようにすることが重要である。
結果として、分岐領域１５を有する本実施形態では、しばしば、軸方向に方向付けされていない２つのウェブ３０が、軸方向に方向付けされた１つのウェブ２９と合流するか、または、軸方向に方向付けされた３つのウェブ２９が合流する。
この組み合わせ以外の組み合わせは、頻繁には発生しない。
軸方向に方向付けされたウェブ２９は、射出成形金型からの離型を容易にするために、離型角度を有して有利に設計されている。
射出成形金型では、軸方向に方向付けされたウェブの両側が、同じ金型部品で形成される。
厳密に言えば、「軸方向に方向付け」されるという特性は、軸方向に方向付けされたウェブ２９の２つの面の間の中央の面に適用される。

全くアンダーカットのない吸気格子を設計するには、状況によっては、音響と効率に関する制限を受け入れる必要がある。
状況によっては、小さなアンダーカットを受け入れることも賢明であり、そのような場合でも単純な金型での離型が可能である（強制離型、金型部品の回転運動、部品の輪郭領域へのイジェクタの配置など）。

本実施形態では、すべてのウェブ５は、半径方向内側の（かつ、特定の領域より外側の）領域において、軸方向に方向付けされているウェブ２９として設計されている。
その結果、軸方向にのみ方向付けされている、または、主に、軸方向に方向付けされているウェブ２９を有する内側開口部６においては、金型のパーティングラインが開口部を斜めに通過しないように、金型を設計してもよい。
その場合、開口部の完全な輪郭を金型部品に導入可能である。
これにより、金型の製造がさらに容易になる。
さらに、この構成により、仮想中心軸の近傍の内側領域への流入は軸方向となるので、効率や音響を大きく損なうことない。

図１４の実施形態は、１２個の同一セグメントから構築され、１２の回転対称性は、４つの取り付け領域１８で局所的に損なわれているのみである。
開口部６の異なる部品数は、多数のセグメントを使用したセグメント設定によって確実に減少する。
本実施形態では、吸気格子１は、合計３１２個の開口部６を有するが、このセグメント設定のために、２６個の異なる開口部６のみが存在する設計となっている。
また、８つのセグメントを有する実施形態も、特に有利である。

４つの取り付け領域１８を有する実施形態では、セグメントの数が４の倍数だと有利である。
特に、セグメント設定を用いてより大きな外径を有する複数の部品で本発明の吸気格子１を製造可能である。

図１５は、図１３および図１４の実施形態の側面図を示している。
外側ウェブ３５の外側接続リング２５へのアタッチメント領域２７を、よく理解することができる。
ここで、湾曲したものとして具体化されているアタッチメント領域２７は、他の形態、例えば、面取りとして具体化されてもよい。

図１６は、図１３から図１５の実施形態の、仮想中心軸を通る平面での側面図および断面図を示している。
例として記載されているウェブ５ａおよび５ｂは、軸方向でオーバーラップしていない。
さらに、外側接続リング２５は、軸方向に見て、ウェブ５ａを隠していない。
ウェブ５ａ、ウェブ５ｂ、外側接続リング２５間のアンダーカットは、軸方向に平行な離型に関して回避されるべきであるので、このようにすると、射出成形金型の単純な設計にとって有利になる。
アクセスをより良くするために、取り付け領域１８の領域にある外側列のウェブ３５ｂは、吸気格子１を吸引ノズル２またはノズルプレート３２に固定するねじに適合させるため、外径が小さい。
ウェブ深さｔを、強度および射出成形プロセスに有利なウェブ深さとするために、これらのウェブ３５ｂの直径も、また、少なくともわずかに内向きにオフセットしている。

中央射出領域２８が、断面図でよく理解できる。
射出成形プロセスでは、この領域の中央に射出された溶融プラスチックが、内側端部３１を介してウェブ５に充分に分散可能である。
ここでの内側端部３１は、中央射出領域２８との間に有利に曲率を有し、かつ／または、面取りされている。

図１７は、一例として、吸気格子１と、ノズルプレート３２に取り付けられている吸引ノズル２と、モーターで駆動されるファン羽根車３と、を有するファンを概略で示している。
運転中、空気流は、まず、吸気格子１を通って吸引ノズル２に流れ、その後、ファンの回転する羽根車３を通って流れる際に、圧力が全体的に増加する。
流入する空気内の乱流により、ファンで多くの騒音が発生する。
本発明の吸気格子１は、流入を滑らかにして、騒音を低減する。
また、吸気格子１は、吸気側の接触保護対策の機能も担う。
空気が吸気格子１を通って流れる際に発生する圧力降下は、本発明によって最小限に抑えられる。
本実施形態では、斜流ファン３を示している。
吸気格子１は、ラジアルファンまたは軸流ファンに対しても、同様に使用することができる。

本発明に追加される実施形態は、繰り返しを避けるために、説明の一般部分と添付の特許請求の範囲とを参照されたい。

最後に、上述した本発明の実施形態は、本発明を説明するものであり、これらの実施形態に限定されない。

１ ・・・・・・吸気格子
２ ・・・・・・吸引ノズル
３ ・・・・・・ファンの羽根車
４ ・・・・・・モーター
５、５ａ、５ｂ・ウェブ
６ ・・・・・・格子状開口部、流路
７ ・・・・・・流入側の外側包絡面
７ａ・・・・・・流入側のウェブの外側端面
８ ・・・・・・内側包絡面
８ａ・・・・・・流出側のウェブの内側端面
９ ・・・・・・ウェブ深さｔ
１０ ・・・・・・ウェブ厚さｄ
１１ ・・・・・・ウェブ長さｌ
１２ ・・・・・・開口幅ｗ、内球半径
１３ ・・・・・・ウェブの中央線
１４ ・・・・・・ウェブの外側端部、境界領域
１５ ・・・・・・ウェブの分岐領域
１６ ・・・・・・ウェブの中央分岐点
１７ ・・・・・・アンダーカット領域
１８ ・・・・・・取り付け領域
１９ ・・・・・・外側列の開口部
２０ ・・・・・・格子の直径Ｄ
２１ ・・・・・・平坦な、すなわち平面格子部の直径ＤＥ
２２ ・・・・・・格子の軸方向高さＨ
２３ ・・・・・・円筒面型部の軸方向高さＨＺ
２４ ・・・・・・包絡面の移行領域
２５ ・・・・・・外側接続リング
２６ ・・・・・・セグメントの同一開口部
２７ ・・・・・・接続領域のアタッチメント
２８ ・・・・・・閉じた中央射出領域
２９ ・・・・・・軸方向に方向付けされたウェブ
３０、３０ａ・・・軸方向に方向付けされていないウェブ
３１ ・・・・・・ウェブの内側端部（境界領域）
３２ ・・・・・・ノズルプレート
３３ ・・・・・・吸気格子の平坦な、すなわち平面領域
３４ ・・・・・・吸気グリッドの円筒面型領域
３５ ・・・・・・外側列のウェブ
３５ｂ・・・・・・取り付け領域１８の領域内の外側列のウェブ

Claims (12)

1. 羽根車と、該羽根車より上流の流路内に、好ましくは吸引ノズルの吸引領域より上流の前記流路内に、案内装置とを有するファン（軸流ファン、ラジアルファン又は斜流ファン）であって、
   前記案内装置が、複数の平坦なウェブ（５）を有する吸気格子（１）として設計され、
   前記複数の平坦なウェブ（５）が、格子状開口部（６）に類似している複数の流路を形成し、
   前記複数の平坦なウェブ（５）が、２つの分岐部（１５）の間か、または１つの分岐部（１５）と１つの境界領域（１４、３１）との間か、のどちらかでそれぞれ延在し、好ましくは、主に３つのウェブ（５）が、各分岐部で合流している、ファン。
2. 羽根車と、該羽根車より上流の流路内に、好ましくは吸引ノズルの吸引領域より上流の前記流路内に、案内装置とを有するファン（軸流ファン、ラジアルファン又は斜流ファン）であって、
   前記案内装置が、複数の平坦なウェブ（５）を有する吸気格子（１）として設計され、
   前記複数の平坦なウェブ（５）が、格子状開口部（６）に類似している複数の流路を形成し、前記流路（６）が、ハニカム断面を少なくとも部分的に有している、ファン。
3. 羽根車と、該羽根車より上流の流路内に、好ましくは吸引ノズルの吸引領域より上流の前記流路内に、案内装置とを有するファン（軸流ファン、ラジアルファン又は斜流ファン）であって、
   前記案内装置が、複数の平坦なウェブ（５）を有する吸気格子（１）として設計され、
   前記複数の平坦なウェブ（５）が、格子状開口部（６）に類似している複数の流路を形成し、
   前記吸気格子（１）が、ケージ型の輪郭（外側包絡面および／または内側包絡面）を有している、ファン。
4. 前記案内装置（１）の前記流路（６）が、正多角形および／または非正多角形の断面で設計され、
   前記多角形が、四角形および／または五角形および／または六角形である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載されたファン。
5. 前記吸気格子（１）の中央の前記流路（６）および／または仮想中心軸の近傍の内側領域の前記流路（６）が、前記境界領域（１４、３１）近傍の前記流路（６）および／または前記仮想中心軸から離れている外側領域の前記流路（６）よりも流れ断面が小さく、オプションで角部の数が少ないことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載されたファン。
6. ウェブ（５）のない領域、すなわち流路（６）のない領域が、前記吸気格子（１）の中央に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載されたファン。
7. 前記複数の平坦なウェブ（５）が、０．２５ｍｍから２ｍｍの範囲のウェブ厚さを有していることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載されたファン。
8. 前記仮想中心軸の近傍の前記輪郭の内側領域が、平面または非常に平坦であり、中心軸にほぼ直交していることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載されたファン。
9. 前記内側包絡面となる輪郭の外側境界領域が、前記中心軸に対してほぼ平行であり、ほぼ仮想円筒面となっていることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載されたファン。
10. 前記吸気格子（１）が、外側境界領域上に固定手段を有し、
    前記固定手段が、前記複数の平坦なウェブ（５）のいくつかと一体であり、前記ファンの前記吸引ノズル（２）または前記ノズルプレート（３２）への嵌め合い固定および／または圧入固定に用いられていることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載されたファン。
11. 安定化リングが、前記吸気格子（１）の前記境界領域上に形成され、好ましくは、前記ファンの吸引ノズル（２）またはノズルプレート（３２）への嵌め合い固定および／または圧入固定に用いられる固定手段を含んでいることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載されたファン。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載された特徴を有する、吸気格子（１）。

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