JPH07167097A - 軸流通風機 - Google Patents
軸流通風機Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/002—Axial flow fans
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
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- F04D29/542—Bladed diffusers
- F04D29/544—Blade shapes
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
いては騒音発生や熱の放出をできるだけ少なくすること
にある。 【構成】 空気案内ハウジング(2)の内部に環状の流
通路(4)の吸い込み側端にプロペラ(6)が設けられ
る。空気案内ハウジング(2)の内側に形成された空気
案内壁(9)がプロペラ(6)のために電気駆動モータ
の固定子を支持している。案内壁(9)の外端曲線及び
/又は基部曲線(9a、9b)はそれぞれ本質的に或る
放物線(P)の1区分である。この放物線は、そのゼロ
点が流通路(4)の圧力側端にあり、そしてその対称面
(Y)が流れ方向(3)に対して横断方向へ延びるよう
に形成されている。 【効果】 案内壁の構成によって流通路の乱流を少なく
し、そして効率を本質的に高めることができる。
Description
れた空気案内ハウジングを有し、流通路の吸い込み側端
において完全に空気案内ハウジングの内部に配置されて
いるプロペラと、及び流通路の中で空気案内ハウジング
の中に固定して取りつけられていて半径方向へ延び、ア
ーチ状の外端曲線および基部曲線を有する多数の空気案
内壁とを備えた軸流通風機に関する。
て既に公知である。例えば米国特許USA−4,60
3,271はこの型の通風機を示しているが、その第7
図によればプロペラの両側に翼列が配置されている。そ
れら翼はそれぞれ円弧状の案内壁を形成し、これらはあ
る環状の流通路の中で半径方向に延び、そして、この流
通路を通して空気ができるだけ層流状で軸方向へ貫流す
るようにする役目をしている。このような通風機は空気
がロータ軸に対して本質的に同軸的に流通路を貫流する
ので軸流通風機と呼ばれている。
例えば歯科処置用機器の中に組み込まれた組込み通風機
として使用できるためにはこれは種々の特別な要求条件
を満足する必要がある。このような通風機は一般に蓄電
池によって給電されるので、それらは電池1個当たりで
きるだけ高い効率で、かつ、できるだけ長い時間運転時
間に達するべきである。運転においては騒音発生や熱の
放出ができるだけ少なくなければならない。
の種々の要求条件にできるだけ合致し、しかも低経費で
製造することのできる、上述のような通風機を作り出す
ことである。
の頭書にあげた軸流通風機において、案内壁の外端曲線
および基部曲線がそれぞれ本質的に或る放物線の1区分
であり、その際、この放物線のゼロ点が流通路の圧力側
端のところにあり、そして、この放物線の対称面が流れ
方向に対して横断方向へ延びていることによって解決さ
れる。
ことによって本発明に従う軸流通風機では公知の円弧状
案内壁を有する軸流通風機よりも流入角が小さく、かつ
出口角が大きい。このような軸流通風機においては流通
路内の乱流が本質的により少ないことが示されている。
更に、種々の研究により、これまで通常的であった15
ないし20%の空気動力学的効率を約30%まで上昇で
きることが示された。対応的に、消費電気エネルギーに
対する発生空気動力学的エネルギーの比率を高めること
ができた。
エネルギーにおいて205mWの発生空気動力学エネル
ギーを示す。この比較的少ない乱流と比較的高い効率と
によって、より少ない騒音発生とともにより長い運転時
間が達成される。従って、本発明により、追加的な他の
部材を用いることなく、軸流通風機をよりコンパクト
に、かつより軽量に作ることができる。それ故、本発明
に従う軸流通風機は特に歯科医用の機器用として、又は
坑内夫ヘルメットへの組み込み用として適している。
にあげる説明および添付の図面から明らかであるが、本
発明はなんらこれらによって限定されるものでない。図
1は軸流通風機を示すが、これは管状の空気案内ハウジ
ング2を有し、これは吸い込み側端4aと圧力側端4b
とを有する環状の流通路4を備えている。空気案内ハウ
ジング2の円筒形内面2bと同軸的に電気駆動モータ5
が配置されており、これは4つの案内壁9により支持さ
れている。
び固定子の円筒状外面8aの上の外端曲線9aおよび基
部曲線9bに接して形成されている。ハウジング1の長
さLは例えば4.5cmである。流通路4の中での空気
流の最適の安定化に関して、ハウジング2の長さLの直
径Dに対する比率が1:0.8の割合であるのが最適で
あることが実証されている。この比率はいずれにしても
1:0.5から1:2までの範囲にあるべきである。
ロータ12はボス6bに形成された多数の翼6aを有す
るプロペラ6を支持している。図にみられるように、ス
クリュー6は完全に空気案内ハウジング2の内部に配置
されている。各翼6aは好ましくは捩じられておらず、
そしてそれぞれその全翼弦長さにわたり等しい迎え角を
有しているのがよい。
4aから矢印3の方向へ吸い込まれて、流通路4を圧力
側端4bから出てゆく。従って、空気は空気案内ハウジ
ング2をロータ軸と同軸的に貫流する。より少ない乱流
と層流流れとに本質的なものはそれら4枚の空気案内壁
9の曲面形状である。
の空気案内壁9は両円筒状面2bと8aとの間で半径方
向へ延びている。各案内壁9の外端曲線9aと基部曲線
9bとはそれぞれ、添付の図式的な図2について詳細に
説明するように、入口側端Cと出口側端Bとの間に放物
線状に延びている。この図において曲線Pは、矢印3で
示した流れ方向に対して垂直に延びる対称面Yを含む放
物線をなしている。
外端曲線9aの経過または面8aの上の基部曲線9bの
経過を示す。基部曲線9bまたは外端曲線9aの出口側
端Bはこの放物線Pのほぼゼロ点に存在する。流れ面9
cの迎え角αがここではこの流れ面9cの切線と対称面
Yとの間の角度として定義される。この迎え角αは10
°と60°との間であり、そして好ましくは20°と4
5°との間にあるのがよい。
との間の角度として定義される。この角βは本質的に9
0°である。したがって、外端曲線9aと基部曲線9b
とは放物線Pの分枝を形成し、その際、その終端点Bは
放物線Pのゼロ点の近傍にある。このゼロ点はほぼこの
出口側端Bのところにあり、そしてこの端はまた流通路
4の圧力側端4bのところにある。
延び幅はロータ8の円周方向への延び幅よりも大きい。
案内壁の数は変えることができるが、最適には3ないし
5枚の案内壁である。これらは図4では互いに回転対称
的に配置されており、そしてこの図で見て約70°の角
度γにわたり広がっている。従って、隣り合った2つの
案内壁9の間に窓10が存在し、これは20°の角度に
わたり広がっている。しかしながらまた、等しくなく、
非対称に配置された案内壁9を有する実施形態も考える
ことができる。
定値の空気線図を示す。X軸11はリットル/分であげ
た体積流量を、そして、Y軸12はパスカルで表した圧
力差を示す。曲線13はDIN 1952に従うオリフ
イス板を用いた基準曲線である。曲線14は直線的空気
案内壁を有する匹敵する小型軸流通風機の性能曲線を示
すが、本発明に従う小型軸流通風機の性能曲線15及び
測定値をあげている。これらに見られるように、交点1
6と17との間に本発明に従う通風機の、より高い効率
に相当する明らかな間隔が存在する。各測定は26℃に
おいて965hPaの空気圧の外気中で行った。
である。
図である。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 環状の流通路(4)に設けられた空気案
内ハウジング(2)を有し、流通路(4)の吸い込み側
端(4a)において完全に空気案内ハウジング(2)の
内部に配置されているプロペラ(6)と、及び流通路
(4)の中で空気案内ハウジング(2)の中に固定して
取付られていて半径方向へ延び、アーチ状の外端曲線お
よび基部曲線(9a、9b)を有する多数の空気案内壁
(9)とを備えた軸流通風機において、案内壁(9)の
外端曲線および基部曲線(9a、9b)がそれぞれ本質
的に或る放物線(P)の1区分であり、その際この放物
線(p)のゼロ点が流通路(4)の圧力側端(4a)の
ところにあり、そしてこの放物線(P)の対称面(Y)
が流れ方向(3)に対して横断方向へ延びていることを
特徴とする、軸流通風機。 - 【請求項2】 案内壁(9)が空気案内ハウジング
(2)の内部に同軸的に配置された駆動モータ(5)を
支持している請求項1記載の軸流通風機。 - 【請求項3】 空気案内ハウジング(2)の長さ(L)
がその外直径(D)よりも大きい、請求項1または2記
載の軸流通風機。 - 【請求項4】 空気案内ハウジング(2)の直径(D)
対長さ(L)の比が1:0.5よりも大きくて1:2よ
りも小さい、請求項1または2記載の軸流通風機。 - 【請求項5】 案内壁(9)の、プロペラに近い方の各
先端(C)において案内面(9c)の切線と放物線
(P)の対称面(Y)とのなす角度(α)が10ないし
60°、好ましくは20ないし45°である、請求項1
ないし4のいずれか1つに記載の軸流通風機。 - 【請求項6】 上記の角度(α)が約30°である、請
求項5記載の軸流通風機。 - 【請求項7】 案内壁の圧力側端(B)において案内面
(9c)の切線と放物線(P)の対称面(Y)とのなす
角度(β)が80ないし90°である、請求項1ないし
6のいずれか1つに記載の軸流通風機。 - 【請求項8】 空気案内ハウジング(2)が管状であ
る、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の軸流通封
機。
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