JPH07500647A - 軸流ファン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 軸流ファン 発明の背景 本発明は一般に軸流ファンに関し、特に、低減されたファン気流の乱れと、より 低い騒音とを以て作動する高効率軸流ファンに関する。

関連技術の説明 軸流ファンは、パーソナルコンピュータ・ケースから建物全体に至る極めて多様 な領域を換気し且つ冷却するために用いられる。軸流ファンには多翼インペラが 包含されているが、ブレードを通過する空気を導くのに役立つシュラウドは包含 されるかも知れず、されないかも知れない。インペラがファン電動機により回転 されると、ブレードを通過する空気の圧力が低減され、それにより、ファンへ向 かう連続的な空気の運動が生起される。次いでファン・ブレードが圧力を上昇さ せ、空気をファンの後方から移動させる。この移動する空気により、特定の領域 を換気し且つ冷却するために用い得る定常流が生成される。

軸流ファンは換気および冷却に存用ではあるが、それらは通常、最大で６０から ６５％の作動効率に限定されている。冷却されるべき数多くの装置について、作 動に最大量の動力を必要とする構成要素はファンである。従ってファンの効率を 向上させることにより、この種装置の総合効率を大きく向上させることができる 。

在来のファンの非能率の多くは、気流がファン・ブレードを通過して移動し且つ それがファン・シュラウドを出る際の、その中における乱流に起因するものであ る。乱流は方向付けられた流れではなく、空気のランダムな流れであり、従って ファン電動機は、乱流を克服し且つファンを経て空気を移動させるために、エネ ルギを消費しなければならない。乱流はまた、望ましくない大量の騒音を生成す る。例えば小形の器具やパーソナルコンピュータに使用されるファンは、さもな ければ比較的に静粛な環境に入り込む騒音を生成する可能性がある。更に大きな 規模にあっては、大建築物の場合、加熱、換気および空気調和システムのファン により生成される騒音から居住者を隔離すへく、注意を払わなければならない。

在来のファンの別の制約は、比較的に狭い範囲の作動の速度および条件を大部分 が備えている、ということである。ファンを通過する気流が、ファンの作動範囲 に必要どされる最小値を下回ると、失速状態が生起される可能性があり、その場 合空気はファン・ブレードの表面上を滑らかに流れることを止め、プレートから 激しくはく離する。気流の激しいはく離が乱流を大きく増大させ、それにより、 ファンを通して気流および圧力上ｙ７が低減され且つファンにより生成される騒 音か増大される。失速の著しい場合には高い振動か生成される可能性があり、そ れがファンを破壊するおそれがある。

最後に、ファン・プレート」−への汚れ、ダスト、虫なとのたい積により、ファ ンを通して気流および圧力上昇の双方が低減されるため、ファンの性能が低下さ れる。これらの低減は次いてファン効率を減少させ且つファン騒音レベルを増大 させる。汚れ、ダストおよび虫のたい積の甚だしい場合には、ファンを著しい失 速に入らせるに足りる程に気流か低減される可能性があり、それにより、ファン が上記諸条件下で作動するままにされた場合にはそれが破壊されるおそれがある 。

前述の論議から、比較的広範囲の作動条件にわたり増大された効率と低減された 騒音どが得られる軸流ファンの必要性があることか明らかなはずである。本発明 は、この必要性を満たすものである。

発明の要約 本発明によれば、空気がファン内へ、そしてファン・ブレードを過ぎて移動する 際にそれか経験する乱流を著しく低減させるように構成された軸流ファンが得ら れる。乱流は、ファン内へ入る空気の経路にほぼ合致し従って空気がベルマウス 表面を過ぎて移動する際に気流を滑らかにする丸みのあるベルマウス表面を備え たファン・ンユラウトおよびハブを設けることにより低減される。乱流はまた、 滑らかな気流を助長する圧力分布および失速特性をブレードが備えることを保証 し且つプレー１−・ハブにおける空気速度がブレード先端における空気速度にほ ぼ等しいことを保証すへくファン・プレートを形成することにより、更に低減さ れる。これらの特徴を含めて構成された軸流ファンは、８０％を超える作動効率 を達成し、ファンの失速に遭遇することなく、匹敵し得る出力の在来のファンに 比し低減された騒音を以て、更に広範囲の条件にわたって作動する。

本発明によれば、ファン・ブレードの前縁の前方からファン・プレートの後縁を 超える点までファン・シュラウドか延び、シュラウド・ベルマウスには、概ね放 物線形またはだ円形で画定される曲率が付与される。特にシュラウド・ベルマウ スの形状は、式ｙ＝　（２ｐｘ）”で与えられるが、ここに又はシュラウドの内 面に沿った軸方向距離、ｙは両軸が交差するシュラウドの前縁に原点を有するｙ 軸に垂直な距離、そしてｐはシュラウド・ベルマウスの放物線の曲率を決定する 予め定められた定数である。

ハブには、比較的に平たんな中心面と、ｙがハブの外面に沿った軸方向距離、Ｘ が両輪の交差するハブの平たん面に原点を有するｙ軸に垂直な距離、そしてｐが ハブ・ベルマウスの放物線の曲率を決定する予め定められた定数であるようにし こ、シュラウド・ベルマウスのそれと類似の放物線に追従する、周辺の湾曲した ベルマウス面とが設けられる。製造の便宜上、シュラウド・ベルマウスおよびハ ブ・ベルマウスの双方を、約９０°の角度にわたりそれぞれの放物線形状と合致 すへく選定された直径を有する円で近似することができる。この円形状は放物線 形状よりも製造がはるかに容易でありながら、それにより、放物線形状の場合に 達成されるそれよりも非常に多くの利益が得られる。

ファン・ブレードに在来の一定した厚さの円弧形状を付与せず、変化する厚さと 下方へ曲げられた丸みのある前縁とを備える翼形形状を付与することにより、乱 流の付加的な低減が得られる。ブレードは、ブレードの前縁におけるよどみ圧力 が零に等しく、圧力が、零からブレード弦の最初の２０％から３０％の範囲内の ある点での最大の負の値まで上面で連続的に減少し、次いでブレードにおける正 の値まで上面の後方の三分の二にわたり滑らかに増大し、下面では連続的に正で あるような圧力分布が得られるように付形される。その結果、在来の如くブレー ドの前縁ではなく、その後縁の付近で気流の何等かの失速が始まる傾向を示す。

更に、失速状態か生じなければ、失速は、前縁に向かい漸進的に移動する傾向を 有し且つ、さもなければ経験されるよりも穏やかになる傾向を存する。

作動騒音レベルを低減させ、後縁に向かうブレード上の気流がはく離して激しい 失速を生起することを防止し、気流にブレードの後縁を薄板の如く滑らかに離れ させる、太く短い、直角に区切られた形状を各ファン・ブレードの後縁（こ付与 することにより、所望の圧力分布や失速特性も達成される。

最後に、先端におけるプレートの線速度が）１ブにおけるプレートの線速度より もはるかに大であるという事実にも拘わらずブレード上を移動する空気の速度力 くハブからプレート先端までほぼ等しくなるよう、ブレードに、それらの半径方 向弦軸線と相対的なねじりが付与される。本発明に従って構成されたファン・ブ レードは、在来のファン・ブレードと比較した場合、失速なしに、はるかに広範 囲の気流およびブレードの迎え角にわたり充分に作動することができる。

本発明のその他の諸特徴および諸利点は、本発明の諸原理を例示として示してい る好適な実施例の、以下の説明により明らかとなるはずである。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明に従って構成された軸流ファンの分解斜視図である。

第２図は、第１図に示すファン内への気流の平面表示である。

第３図は、第２図に示すファン・シュラウドおよびベルマウスならびにファン・ ハブの断面図である。

第４図は、第４図の下部に示すブレードの断面についての、プレートの表面の周 囲をめぐる圧力分布を示す線図である。

第５図は、図面の上方部分の、本発明に従って構成されたプレートの斜視図なら びに図面の下方部分のプレートの平面図である。

第６図は、第５図に示すプレートの代替構成体の、図面の上方部分の斜視図なら びに図面の下方部分の平面図である。

第７図は、ブレード間の流路の解析結果を示す、第１図に示したファンの２枚の プレートの斜視図である。

好適な実施例の説明 本発明による軸流ファンＩＯか第１図に示され、電動機１６へ連結され且つそれ によって回転されるハブ１４へ付着された複数のファン・ブレード１２がそれに 包含されている。ハブおよびファン・プレートは、前方および後方開口部を存す るファン・ツユラウド１８内で回転する。電動機は、シュラウドの内面に付着さ れた電動機取付具２０の上またはその方向に取り付けられる。電動機が回転して ファン・プレートおよびフープが回ると、ファン１０の前面のよどんだ、静かな 空気領域からツユラウド１８内へ、矢印２２の方向に空気が移動される。環状の シュラウド・ベルマウス２４かツユラウドの前端部を覆い、シュラウド内への気 流を滑らかにさせ且つ乱流を低減させるのに役立つ丸みを付した円周面を設けら れている。低減された乱流のため、ファン１０の効率か増大される。同様に／Ｓ Ｓｉ２０、ハブを過ぎる気流を滑らかにさせ且つシュラウドを通る乱流を低減さ せるのに役立つ丸みを付した円周前面２６を備えている。ファン・ブレード１２ には、乱流を低減させ且つツユラウドを通る空気の流れを滑らかにするのに更に 役立つ形状が備わっている。低減された空気の乱流の結果として、在来のファン と比較した場合、ファンの作動効率が増大され、８０％を超える効率を達成する ことかできる。

第２図には、空気か静止し且つ大気圧の下にあるファンの前面の遠方の各種よと み点からファン・ンユラウｌ−内への空気の流れを表現すべく描かれた曲線３０ を包含するファン１０の平面図が示されている。曲線３０は、式７式％） て与えられるが、ここに、各放物線につき、又はファン・シュラウド１８の前面 に垂直な軸方向距離、ｙはＸ軸から放物線までの垂直距離、そしてｐは定数項で ある。Ｘおよびｙ軸の交点は各放物線の原点である。各放物線が異なるｐ値と結 合されること、および、そのＸ軸がシュラウド１８の内面と整合する気流曲線に 対するｐ値がファンの流れや速度の要件に応して変化することは当業者に認識今 れよう。特に、約３０００ｒｐｍで作動し且つ約１１．　４３ｃｍ　（４，５０ ｉｎ）の内径を備えるシュラウドを有するファンの場合、そのＸ軸がシュラウド の内面と整合する流れ曲線に対するｐ値は約０．６０である。

従ってファン・プレー１−１２か回ると、第２図に示す曲線状流動様式３０に沿 い、ツユラウド１８内へ空気が移動される。同し様態で在来のファンへ空気が流 入すべく試みても、シュラウドへ入った後、本発明のファンＩＯの低減された乱 流は達成されない。第１図に示すシュラウド・ベルマウス２４およびノ＼ブ１４ の湾曲面により、ベルマウスを過ぎるシュラウド内への気流が滑らかとなり且つ 、第２図の曲線３０て示されるシュラウド内への空気の自然流動様式に追従する ことか助長される。

＠３図は、ツユラウド・ベルマウス２４およびハブ１４の拡大平断面図である。

流入空気の流れ方向が、矢張り矢印２２て表示されている。ベルマウスの湾曲面 は第３図にわかり易く示され、特に、参照数字３２て識別され且つ式７式％） て与えられる放物線の形状に概ね追従するが、ここに、Ｘはシュラウドの内部円 筒面に沿ったファン・シュラウド１８の前縁からの軸方向距離、ｙはＸ軸から放 物線までの垂直距離、そしてｐは０．６０に等しい定数項である。Ｘ軸は、参照 数字３４により識別される線で第３図に表示され、ｙ軸は、シュラウドの前面１ ８ａに整合している。これら両軸の交点３５はこの放物線の原点である。従って ｐの値は、第３図に示し且つ上記に述へた如く、シュラウドへ入る空気の気流様 式に適合する放物線の形状に最も厳密に対応すへく選定される。その結果として 、ベルマウス形状は、ツユラウドへ入る空気に追従される湾曲経路に合致し、シ ュラウド・ベルマウスに衝突する空気によって生ずる気流のいかなる乱れも低減 させ、従ってベルマウスから下流の気流における乱流を最小化させる。

製造の便宜上、シュラウド・ベルマウス２４に望ましい放物線形状か円形状で近 似される。第３図に破線３６で表示された円は、最初の９０°の角度にわたり、 放物線３２とほぼ合致している。円の半径は成形または機械加工の何れでも容易 に製造できるが、放物線形状は製造が比較的に困難である。最初の９０°の角度 にわたり放物線関数とほぼ合致する半径をシュラウド・ベルマウス２４の湾曲面 に備えることにより、下流の空気の乱流の可成りの低減と、従って放物線形状に より達成され得る相当な利益とを達成できることが見いだされている。

ファン・ハブ１４には、シュラウド・ベルマウスと同様の様態で湾曲面か設けら れている。第３図にはハブの半分しか示されていないが、ハブは、ハブとシュラ ウドとの中・し・線３７の回りに断面か対称であることが理解されるはずである 。

ハブの前方中心面３８は平たんで、ファン・シュラウド１８の前縁を超えて突出 することはない。ファン・ツユラウドを超えて延びないことにより、ハブの前面 は、ツユラウドを通して最小の部分と同一平面に保たれる。これにより、ハブと シュラウドどの間の圧力の場かほぼ均等に保たれ、それが最小限の気流の乱れに 寄与する。

ハブ１４の前面３８とハブの円筒状側面３９との間の湾曲面は式７式％） で与えられる放物線４０の形状に概ね追従するが、ここにｙは／％ブの外面に沿 った軸方向距離、Ｘはｙ軸に垂直な距離であり、／％ブの平たん而３８に原点が 含まれ、そしてｐは１００に等しい定数項である。ノ１ブ放物線のＸ軸は、参照 数字４２により識別される線で第３図に表示され、ｙ軸は、参照数字４４により 識別される線に対応している。これら両軸の交点４５は放物線４０の原点である 。ｐの値は、ハブの平たんな前面３８を流れ出る空気の経路に最も厳密に適合す る放物線を付与すべく選定される。矢張りまた、最初の９０°の角度にわたり放 物線関数とほぼ合致する半径を円が備えるように、放物面を円４６で近似するこ とができる。

ファンｌＯを通る低減された乱流は、シュラウドおよびノ１ブ・ベルマウスによ るのみならず、失速に対する向上した抵抗性、低減された乱流、およびプレー１ −の後面を離れる有利な気流を伴う圧力分布を付与する進歩したファン・ブレー ドによっても達成される。これらのブレード設計主眼点の全てが、ファン１０を 通る気流における乱流を低減すべく、シュラウド・ベルマウスおよびノ＼ブ・ベ ルマウスと結合している。

第４図は、本発明によるファン・ブレー目２の断面図を図面の下方部分に、プレ ー１−の回りの対応的な圧力分布のチャートを図面の上方部分に示している。

新規のプレートは、在来の湾曲した弧状ブレードとして何形されずに、その表面 上の空気の滑らかな流れを最大化する、丸みのある、下方へ曲げられたノーズを 有する翼形形状を付与されている。特に第４図の下方部分のプレート断面には、 前縁５４に沿ったファン・ブレードの下面５２にファン・ブレード１２の頂面５ ０が適合していること、およびブレードが前縁に近い断面でより厚く且つ頂面と 下面との後縁のより薄い断面に向けて徐々に薄くなることが示されている。上面 の形状は、プレートの表面沿いからの気流の激しいはく離であり且つ急速な空気 速度の低減と厳しい乱流とを伴う失速に対する抵抗性を付与すべく特別に形成さ れる。

軸流ファンには一般に、失速の発生前に約１０％の気流速度の低減を許容する可 能性のある、比較的に一定した厚さの円弧プレートが使用される。本発明のファ ン・プレート１２を用いて構成さ０たファンは、失速の発生前に気流の約６５％ の低減に耐え得ることか見いだされている。それ故、本発明に従って構成された 軸流ファンは、失速に入ることなく、ブレード表面の状聾および作動速度の変動 に更によく耐えることかできる。なお、本発明によるプレートは、在来のブレー ドよりも失速の発生に近接した形状ど迎角とを（−Ｊ与すべく設計することがで き、それにより、増進された性能をもたらすことができる。

第４図の上方部分のグラフには、ブレード１２の形状を用いて得られた圧力分布 （静圧／動圧）か示されている。当業者に周知されている如く、ブレードの前縁 は、近づく気流にそれが向けられている場合、ブレード上のよとみ点として定め られる。よどみ点はプレートの前面で測定された最大圧力の点てあり、圧力分布 の表示に際しては零に設定される。ブレード１２の前方部分は、圧力分布が約− ６，０９６ｃｍ（−２，４０）Ａｑの負の最大値まで零から急速に減少し、前縁 ５４から１０％および２０％の間のブレード弦に比較的に幅広い、平たんなピー クを備えるような曲率を上面５０に付与すへく、下方へ曲げられ若しくは下方へ 傾けられる。前方部分の下方への曲げは、ブレードの」１記部分を気流２２と整 合させ、且つ汚れ、ダス１〜および虫のたい積を低減させるのに役立つ。次いで 、ブレード表面の空気圧力がプレート弦の２５％および３５％の間でより小さい 負の値になり始めて滑らかに減少し、従って圧力が徐々に更に小さい負の値にな り続け、零になり、最後に上面５０の端部付近でわずかに正の約０．２０となる ように、上面の曲率が調整される。

ファン・ブレード■２の下面５２は、空気圧力か１ｒｉｒ縁５４ての零から０． ４０および０．８０の間の正の値まで急速に増大し、下面の端部付近までほぼ同 じ値に維持され、そこで分布か約０．２０の値に到達するように付形される。こ の下面は、極力均等且つ平たんな圧力分布をもたらし、それにより気流における いかなる不安定性をも最小化するように付形される。

第４図に示す圧力分布の場合、ファン・プレー１−１２の上面５０の回りからの 気流の何れのはく離も、圧力が正となるプレートの後面５６付近で恐らく生起さ れる。これは、失速が一般にプレーｌ−の前縁付近て始まり後方へ広がる在来の プレート形状と全くの対照をなすものである。前縁付近で生起する失速が恐らく 、プレート表面の残部上の気流を乱してプレートからの気流の破局的なはく離を 生ずることは理解されるへきである。本発明によるファン・ブレード１２が一般 に遭遇する失速は特に温和であり、概して、激しい振動や、ファンの破壊すらも 生起する恐れのある気流の破局的なはく離をもたらすことはない。上下面５０． ５２の後端部におけるプレート１２の形状もまた、より滑らかな気流および低減 された乱流に寄与する。第４図には、上下プレート面が、両者間に延びる平たん な端面５６により連結された鈍角部に終わることが示されている。圧力分布チャ ートに示された空気圧力は上面の後端部および下面の後端部で正の値を有するた め、両者間の平たんな領域で、またプレートを過ぎて、空気圧は負の値を存する 。この領域に生成される吸込みは、乱れを最小化する滑かな、ブレードを離れる 薄板状の流れに、上下両面からの気流を密接して一緒に保つのに役立つ。

ファン・ブレード１２か中心軸の回りに回転しているので、ハブ１４から最も遠 くに位置するブレード先端は必然的に、ハブに隣接して位置するブレード付根よ りも大きな線速度を有する。ファンを通じて更に滑らかな気流を助長し且つ乱流 を低減するため、ハブからの半径方向距離に関わりなく、ブレードにより移動さ れる空気が等しい速度および圧力を付与されるよう、ファン・ブレード１２には 、それらの半径方向長さに沿いねじりが付与されている。即ち、先端におけるプ レート弦は、ハブにおけるプレート弦と相対的に回転されている。等しい空気の 速度および圧力の故に、ハブまたは先端の何れにあっても、ブレードによって空 気になされる仕事量はほとんど同しである。ハブから先端までに等しい仕事を達 成するに必要なねじりは、都合良く実験的に定められる。

ブレード先端６２からプレート付＠６４に向かってブレードを見下ろす本発明に よるブレード６０の斜視図か第５図の上方部分に、またブレードの上面６Ｇの図 が第５図の下方部分に示されている。ブレード先端におけるブレード弦は、ハブ １４に近い付根におけるブレード弦に等しい。先端における張線６８および付根 における張線６９は、ブレードのねじりをより良く示すため、第５図の上方部分 に表示されている。あるいはまた、第６図に示すブレード７０は、ブレード表面 積を最大化すへく、プレートの弦か、ハブに近いブレード付Ｍ１７４におけるよ りもプレート先端７２において大となるように付形されている。ファン・プレー トのこの種の配列は、ファン・プレートおよびハブが単一部片として成形される 場合、それによってブレードのオーバラップか排除されるので、有利である。プ レートのオーバラップは、軸方向に視て、一つのブレードの後縁が別のブレード の前縁にオーバラップする際に生起される。ブレード・オーバラップが生ずると 、プレートおよびハブ用の在来の型は容易に引き離すことができず、代りに、一 層高価に成形する技法を用いなければならない。第６図に示すような、先端より もハブに一層小さい弦を備えたブレードを用いることによってノープの回りの円 周方向距離が先端の回りにおけるよりもはるかに小さくなり、ブレード・オーＡ う・ノブが排除される。従って生産費用は低減される。

ファンを通しての乱流はまた、プレー）・間の流路における気流の解析後にノ１ ブ１４のプレート１２の形状および相対位置を調整することによっても低減され る。

第７図に示す々］１＜、この解析は、プレー１−間の流路を、／％ブからプレー ト先端へ且つまた前縁から後縁へ延びる平面に分割することにより遂行される。

解析のため、流路を１０平面に分割することにより充分な結果が得られることが 見いだされている。各平面における圧力分布は、それが連続であり且つ平面間に 急激な変化やスパイクのないことを確認するために点検される。

升７図について説明すると、流路に気流が入った場合、それがプレート１２ａの 上面の圧力労作および隣接ブレー１’　Ｉ　２　ｂの下面の圧力分布に遭遇する 。例えは第４図を参照することにより、ブレード弦の２０％における二つのブレ ード間の流路内の空気圧力分布が、一方のプレーＦ’　ｌ　２　ａの上面により 流路の一方側で約−２，４０どなり、他方のプレー１’　Ｉ　２　ｂの下面によ り流路の他方側で約０゜６０となることを知ることかできる。一方のブレード１ ２ａの上面のＯの圧力は、別のブレード＋２ｂの下面の約０４０の圧力に直面す る。　−プレート間の流路の設計目標は、連続な圧力分布を達成することである 。例えば、一つのプレート１２ａからの０の圧力か別のプレート１２ｂからの０ ，４０の圧力に直面する場合、ブレード間の半分の距離における圧力は、差の半 分、即ち約０．２０となる・＼きである。同様に、一方のブレード１２ａから他 方のブレード１２ｂまでの四分の−の距離において圧力差は四分の−、即ち０゜ １０となるへきである。流路における圧力分布の解析により何等かの不連続性が 示されれば、設計規準に応し、プレートのねしり、プレー１−の相対間隔および プレートの数につき修正を行うことかできる。修正の結果は点検することができ 、必要があれば、それ以上の若しくは異なる修正を行うことかできる。

上述の考慮事項の全てに従って構成されたファンには、ファン内への空気の自然 の流れと合致するシュラウドおよびハブ・ペルマウスと、くずのたい積を低減し 且つ失速に耐える、翼形形状および傾斜した前方部分を有するブレードとが包含 され、ブレード間の流路内に連続する圧力分布を備えるへく、互いに相対的に置 かれている。その結果、ファンを通る乱流が低減され、ファンは８０％を超える 効率を達成し、低減された騒音を以て作動する。

本発明の見解を伝え得るよう、目下好適な実施例により、本発明を上記に説明し た。しかし、ここで特に説明されない軸流ファンの数多くの形態があるが、本発 明はそれに対して適用可能である。従って本発明は、ここに説明された特定の実 施例に限定されるものとみなされるへきてはなく、むしろ様々な形態の軸流ファ ンについて本発明か適用可能性を有することを理解すべきである。添付フレイム の範囲内の全ての修正、変更もしくは同等の配列は、従って、本発明の範囲に属 するものとみなされるへきである。

ＦＩＧ、５　ＦＩＧ、６ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ （ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、　ＭＲ， ＳＮ、　ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　 ＣＨ，Ｃ３゜ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、 　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、Ｒ○、　ＲＵ、Ｓ Ｄ、　ＳＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電動機で回転される回転自在のハブに複数のファン・ブレードを取り付け、 空気をファンの前面からブレードヘ、そしてファンを通過して移動させる軸流フ ァンにして、 ハブおよびファン・ブレードを円周方向に囲み且つハバの前面からブレードの後 像の先まで延びるシュラウド、 ファンの前面からファン・シュラウド内へ移動する空気を滑らかな流れに向ける シュラウドの前面の回りのシュラウド・ベルマウスにて、関係式▲数式、化学式 、表等があります▼ でほぼ定義される外面をシュラウド・ベルマウスが有し、ここに、Ｘ＝シュラウ ドの内部円筒面に沿った、シュラウドの前縁からの軸方向距離 ｙ＝シュラウドの内部円筒面の面からシュラウド・ベルマウスの湾曲面までの垂 直な半径方向距離 ｐ＝シュラウドに入る空気の気流様式に合致する同等の放物線の値に対応する予 め定められた定数 であるようにしたシュラウド・ベルマウス、および比較的に平たんな中心前面と 、関係式 ▲数式、化学式、表等があります▼ でほぼ定義されるハブ中心からハブ側面までの湾曲面とを有する概ね円筒状のハ ブにて、 ここに、ｙ＝ハブの外面に沿った、湾曲面までの軸方向距離Ｘ＝ハブの前面から の、ｙ軸に垂直な半径方向距離ｐ＝約１．００に等しい予め定められた定数であ るようにしたハブを含む軸流ファン。 ２．請求の範囲第１項に記載のファンにおいて、各ブレードの上面の回りの圧力 分布が、ブレードの前縁での零からブレード弦の前方三分の一での負の最高値へ 、そしてブレードの後端部での正の値で終わる漸増値へ連続的に変動するように ファン・ブレードが形成されているフアン。 ３．請求の範囲第２項に記載のファンにおいて、ブレード弦の後方三分の二の上 面にわたる圧力分布が、負の最高値から零へ、そして後縁での正の値への連続的 に減少するこう配を備えているファン。 ４．請求の範囲第２項に記載のファンにおいて、ファン・ブレードの頂面とファ ン・ブレードの底面とが、平たんな、直角にされた後面で合しているファン。 ５．請求の範囲第１項に記載のファンにおいて、ブレードの前縁での空気圧力が 零となり、前方三分の一の表面にわたり約−２．００よりも大きい負の最高値に 達するよう、ブレード弦の前方三分のーにわたる各ファン・ブレードの上面が空 気の相対的流れ内に下方へ傾けられているファン。 ６．請求の範囲第５項に記載のファンにおいて、ブレードが、ブレード付根から ブレード先端まで、半径方向軸の回りにねじられているファン。 ７．請求の範囲第１項に記載のファンにおいて、シュラウドの前面に始まるベル マウスの９０°の角度にわたり、だ円の関係式におけるｙの値に円の周囲がほぼ 等しくなるような半径を有する円によりシュラウド・ベルマウスの前面が画定さ れるファン。 ９．請求の範囲第１１項に記載の軸流ファンにして、ハブおよびファン・ブレー ドを円周方向に囲み且つハブの前面からブレードの後縁の先まで延びるシュラウ ド、 ファンの前面からファン・シュラウド内へ移動する空気を滑らかな流れに向ける シュラウドの前面の回りのシュラウド・ベルマウスにて、関係式▲数式、化学式 、表等があります▼ でほぼ定義される外面をシュラウド・ベルマウスが有し、ここに、Ｘ＝シュラウ ドの内部円筒面に沿った、シュラウドの前縁からの軸方向距離 ｙ＝シュラウドの内部円筒面の面からシュラウド・ベルマウスの湾曲面までの垂 直な半径方向距離 ｐ＝シュラウドに入る空気の気流様式に合致する同等の放物線の値に対応する予 め定められた定数 であるようにしたシュラウド・ベルマウス、および比較的に平たんな中心前面と 、関係式 ▲数式、化学式、表等があります▼ でほぼ定義されるハブ中心からハブ側面までの湾曲面とを有する概ね円筒状のハ ブにて、 ここに、ｙ＝ハブの外面に沿った、湾曲面までの軸方向距離Ｘ＝ハブの前面から の、ｙ軸に垂直な半径方向距離ｐ＝約１．００に等しい予め定められた定数であ るようにしたハブを含む軸流ファン。 １０．電動機がハブを回転すると空気がファンの前面からブレードヘ、そしてフ ァンを通過して移動されるよう、電動機に連結された回転自在のハブへ取り付け られた複数のファン・ブレードを有する軸流ファンにして、ハブおよびファン・ ブレードを円周方向に囲み且つハブの前面からブレードの後縁の先まで延びるシ ュラウド、 シュラウドの前面の回りに延び且つ関係式▲数式、化学式、表等があります▼ でほぼ定義される湾曲した前面を有するシュラウド・ベルマウスにて、ここに、 Ｘ＝シュラウドの内部円筒面に沿ったシュラウドの前縁からの軸方向距離 ｙ＝シュラウドの内部円筒面からシュラウド・ベルマウスの湾曲面までの垂直な 半径方向距離 ｐ＝シュラウドに入る空気の気流様式に合致する同等の放物線の値に対応する予 め定められた定数 であるようにしたシュラウド・ベルマウス、および比較的に平たんな中心前面と 、関係式 ▲数式、化学式、表等があります▼ でほぼ定義されるハブ中心からハブ側面までの湾曲面とを有する概ね円筒状のハ ブにて、 ここに、ｙ＝ハブの外面に沿った、湾曲面までの軸方向距離Ｘ＝ハブの前面から の、ｙ軸に垂直な半径方向距離ｐ＝約１．００に等しい予め定められた定数であ るようにしたハブを含む軸流ファンにおいて、各ブレードの上面の回りの圧力分 布がブレードの前縁での零から連続的に変動し、少なくとも約２．００の大きさ を有するブレード弦の前方三分の一における負の最高値まで大きさを増大させ、 ブレード弦の後方三分の二の上面にわたり負の最高値から零まで大きさを減少さ せ、後縁での正の値まで増大し続けるようにフアン・ブレードが形成され、フア ン・ブレードの頂面とファン・ブレードの底面とが、平たんな、直角にされた後 面で合している軸流ファン。 １１．電動機がハブを回転すると空気がファンの前面からブレードヘ、そしてフ ァンを通過して移動されるよう、電動機に連結された回転自在のハブへ取り付け られた複数のファン・ブレードを有する軸流ファンにおいて、ブレードの圧力分 布の表示において零に設定されるブレードのよどみ点に該当する前縁、前縁から 後方へ延びる頂面、前縁から後方へ延びる底面、平たんな、直角にされた後縁面 で合する頂面と底面、前縁から後縁面へ直線をなして延びる弦軸、および弦軸に 対して下方へ傾けられたブレートの前方部分が各ブレードに備えられ、 各ブレードが更に、底面の回りの圧力分布が前縁における零から底面の全長に対 する正の値まで連続的に変動し、頂面の回りの圧力分布が前縁における零から連 続的に変動し、ブレード弦の前方三分の一における負の最高値まで大きさを増大 させ、ブレード弦の後方三分の二の上面にわたり負の最高値から零まで大きさを 減少させ、次いで後縁における正の値まで増大するように形成され、ハブに取り 付けられたブレード付根とブレード先端とを各ブレードが備え、そこで各ブレー ドがブレード付根からブレード先端までねじられるようにされた軸流ファン。 １２．請求の範囲第１１項に記載のファンにおいて、ブレードの頂面における負 の最高値が弦軸の１０から２０％の間にほぼ維持されるファン。 １３．請求の範囲第１１項に記載のファンにおいて、ブレードの頂面における負 の最高値が少なくとも約２．００であるファン。 １４．請求の範囲第１１項に記載のファンにおいて、ブレードの頂面における負 の最高値が、弦軸の約３％から３２％までに少なくとも約２．００％であるファ ン。 １５．請求の範囲第１１項に記載のファンにおいて、後縁面に隣接する頂面にお ける圧力分布が約＋０．２０であるファン。 １６．請求の範囲第１１項に記載のファンにおいて、底面における圧力分布が、 面の約６５％に対し、０．４０および０．８０の間にほぼ維持されるファン。 １７．請求の範囲第１１項に記載のフアンにおいて、後縁に隣接する底面におけ る圧力分布が約＋０．２０であるファン。