WO2019235422A1 - 送風装置、流体制御装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a blower device and a fluid control device used, for example, for positive airway pressure (PAP).
- PAP positive airway pressure
- a fluid control device such as a continuous positive airway pressure (CPAP) device (hereinafter, CPAP device) Is used.
- CPAP device has a blower with a built-in fan, and supplies gas (for example, air) from a blower to a mask attached to a patient's mouth or nose at a pressure higher than atmospheric pressure. Since the CPAP device is used while the patient is sleeping, quietness is required.
- a CPAP device having a mechanism for reducing the sound of air flowing into the device has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
- the air blower used for the above-mentioned CPAP device or the like may generate a large noise due to the disturbance of the air flow in the fan unit, and the quietness may be lowered.
- An object of the present disclosure is to provide a blower device and a fluid control device capable of suppressing disturbance of air flow.
- An air blower includes a fan case having an air inlet and an outlet, a fan plate provided in the fan case, having a first surface and rotatably supported, and a first plate on the first surface.
- a plurality of blade members that are erected and arranged in the rotation direction; and the two airfoil members adjacent to the inner surface of the fan case and the first surface of the holding plate;
- a fluid control device includes the blower described above and a case that houses the blower, and the case includes a partition wall portion that houses the blower, and the partition wall.
- An intermediate case that closes the opening of the portion, and the air blower is disposed with the air inlet facing the middle case, and the fan case of the air blower extends in the radial direction on the outer periphery of the air intake. It has the introduction wall part.
- the schematic perspective view of a fluid control apparatus Explanatory drawing of the use condition of a fluid control apparatus.
- the disassembled perspective view of a fluid control apparatus. The schematic plan view of the fluid control apparatus except the upper cover and the middle cover.
- the schematic perspective view of a fan unit The exploded perspective view of a fan unit.
- the top view of a fan. The partial cross section figure of a fluid control apparatus.
- the partial expanded sectional view of a fan unit The partial expanded sectional view of a fan unit.
- (A) is the elements on larger scale of the fan unit of this embodiment
- (b) is the elements on larger scale of the fan unit of the 3rd comparative example.
- Explanatory drawing which shows a radial direction position-channel height characteristic. Explanatory drawing which shows the radial direction position-cross-sectional area characteristic in this embodiment and a 2nd comparative example. Explanatory drawing which shows a pressure-sound pressure level characteristic. Explanatory drawing which shows a pressure-sound pressure level characteristic. Explanatory drawing which shows a flow volume-pressure characteristic. Explanatory drawing which shows a flow volume-pressure characteristic.
- the fluid control device 1 has a rectangular parallelepiped case 10.
- a suction panel 11 is attached to one side surface 10 a of the case 10.
- the case 10 has an exhaust port 12 on the side surface 10a.
- the suction panel 11 is attached to the opening 10 b of the case 10.
- the suction panel 11 has a plurality of suction ports 11a arranged in a matrix.
- the suction panel 11 is provided for sucking air from the outside of the case 10.
- the suction panel 11 has a filter detachable from the case 10.
- the fluid control device 1 discharges air sucked from the outside through a plurality of suction ports 11 a from the exhaust port 12.
- the attachment position of the suction panel 11 and the shape and arrangement of the suction ports 11a may be changed as appropriate.
- the fluid control device 1 is used as, for example, a continuous positive airway pressure (CPAP) device.
- the fluid control device 1 is connected to the mask 3 via the tube 2.
- the mask 3 is attached to the nose and mouth of the patient 4.
- the fluid control apparatus 1 supplies a fluid (for example, air) having a desired pressure to the patient 4 through the tube 2 and the mask 3.
- the state of the patient 4 may be determined, and the pressure of the gas supplied to the patient 4 may be controlled according to the patient's state.
- the fluid control apparatus 1 estimates the expiration state of the patient 4 wearing the mask 3 and controls the pressure value of the gas to be supplied so as to synchronize with the expiration state.
- the pressure during inspiration is 1000 [Pa]
- the pressure during expiration is 700 [Pa].
- the breathing difficulty in the patient 4 is reduced by reducing the pressure of the gas to be supplied.
- the case 10 of the fluid control device 1 includes a case main body 21 whose upper portion is open and a cover member 22 that closes the opening of the case main body 21.
- the case body 21 has the exhaust port 12 described above, and the suction panel 11 is attached thereto.
- the case main body 21 includes a partition wall 23 inside.
- the partition wall portion 23 is formed in a rectangular frame shape having an upper opening, and is formed integrally with the case main body 21.
- the opening of the partition wall 23 is closed by an intermediate cover 24 fixed to the partition wall 23.
- the case main body 21 has an air blowing chamber 25 surrounded by a partition wall portion 23 and an inner cover 24 therein.
- a fan unit 31 is accommodated in the blower chamber 25.
- the case body 21 has a control chamber 26 on the side opposite to the suction panel 11 with respect to the blower chamber 25.
- a control unit 32 is accommodated in the control chamber 26.
- the control unit 32 has a control board and the like, but is schematically shown in a rectangular parallelepiped shape.
- the control unit 32 controls the fan unit 31.
- the fluid control device 1 controls the above-described fluid (air) by the fan unit 31 and the control unit 32.
- the fan case 40 of the fan unit 31 has an intake port 40a at the top and a discharge port 40b protruding from the side.
- the fan case 40 accommodates the fan 50.
- the fan case 40 is composed of a lower case 41 and an upper case 42.
- the lower case 41 has a flow path portion 41a and a discharge portion 41b.
- the flow path portion 41a is formed in an annular shape.
- the flow path portion 41a is formed in a U-shaped cross section.
- the discharge part 41b is formed to extend from the flow path part 41a in a predetermined direction, in this embodiment, in a tangential direction of the annular flow path part 41a.
- a motor 60 that rotationally drives the fan 50 is attached to the inside of the flow path portion 41a.
- a fan 50 is fixed to the rotating shaft 61 a of the motor 60.
- the flow path portion 41a has the same or substantially the same radial width over the entire circumference around the rotation shaft 61a of the motor 60. That is, in the fan case 40 (lower case 41) of the present embodiment, the rotating shaft 61a of the motor 60 is not eccentric with respect to the circular flow path portion 41a.
- the motor 60 has a motor main body 61 and a fixed plate 62.
- the fixed plate 62 is formed in a circular plate shape in plan view.
- the fixing plate 62 is fixed to the motor body 61 with screws or the like (not shown).
- a substantially cylindrical fixing member 63 is attached to the inside of the lower case 41.
- An O-ring 64 as an elastic member is disposed between the lower case 41 and the fixing member 63 and the fixing plate 62 of the motor 60.
- the motor 60 is supported by the lower case 41 and the fixing member 63 via an O-ring 64.
- the upper case 42 has a flow path portion 42a and a discharge portion 42b.
- the flow path portion 42 a is formed in an annular shape, and an opening at the center thereof is an intake port 40 a that sucks air into the fan case 40.
- the discharge part 42b is formed to extend from the flow path part 42a in a predetermined direction, in the present embodiment, in a tangential direction of the annular flow path part 42a.
- a plurality of introduction wall portions 42 c are erected on the upper surface of the upper case 42.
- the plurality of introduction wall portions 42c are formed so as to extend along the radial direction of the upper case 42, respectively.
- the plurality of introduction wall portions 42 c have upper ends formed substantially parallel to the middle cover 24.
- the fan 50 is fixed to the rotating shaft 61a of the motor 60.
- the motor 60 rotationally drives the rotating shaft 61a by supplying power to the motor body 61, and the rotating shaft 61a and the fan 50 rotate integrally.
- the fan 50 includes a holding plate 51 and a plurality of blade members 52.
- the holding plate 51 has a first surface 51a and a second surface 51b.
- the first surface 51 a is an upper surface of the holding plate 51 and is a surface on the air inlet 40 a side of the fan case 40.
- the second surface 51 b is a lower surface of the holding plate 51 and is a surface facing the motor main body 61.
- the first surface 51a of the holding plate 51 is a concave curved surface that is positioned on the lower side as it goes radially outward from the fixed portion 51c fixed to the rotation shaft 61a in the inner peripheral portion and has a gentle slope. On the side, it extends substantially parallel to a plane orthogonal to the central axis of the holding plate 51. Furthermore, the outer peripheral end portion 51d of the holding plate 51 is formed in a skirt shape, and the first surface 51a of the outer peripheral end portion 51d is located on the lower side and becomes steeply inclined toward the outer side in the radial direction. It is a convexly curved surface (R surface).
- the second surface 51b of the holding plate 51 is located on the lower side as it goes radially outward from the fixed portion 51c fixed to the rotating shaft 61a in the inner peripheral portion, and the inclination becomes gentler, and the holding plate 51 on the outer peripheral side. Extends substantially parallel to a plane perpendicular to the central axis of the. Further, the second surface of the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 is positioned on the lower side and becomes steeper as it goes radially outward.
- the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 is formed thinner toward the radially outer tip.
- the second surface 51b is a curved surface that is formed so that the thickness of the holding plate 51 is reduced toward the front end with respect to the first surface 51a.
- the thickness (diameter width) of the tip of the holding plate 51 is preferably 1 mm or less. For example, in this embodiment, it is 1 mm.
- the plurality of blade members 52 are erected upward from the first surface 51 a of the holding plate 51. As shown in FIG. 7, the plurality of blade members 52 are formed radially when viewed from the direction of the central axis A ⁇ b> 1 of the holding plate 51. Further, the plurality of blade members 52 are arranged so that the center of gravity of the fan 50 is the central axis A1.
- the plurality of blade members 52 extend from the central region of the holding plate 51 toward the outer end of the holding plate 51 as viewed from the central axis direction of the holding plate 51.
- each blade member 52 is formed linearly.
- the end of each blade member 52 on the side of the central axis A1 of the fan 50 is located on the front side in the rotation direction of the fan 50 (counterclockwise in FIG. 7) from the other end.
- the fan 50 includes a first blade member 53, a second blade member 54, and a third blade member 55 as the plurality of blade members 52.
- the lengths of the first to third blade members 53 to 55 in the radial direction are different from each other.
- the first blade member 53 extends from the inner first radial position to the vicinity of the outer peripheral end portion 51 d on the first surface 51 a of the holding plate 51.
- the second blade member 54 extends on the first surface 51a of the holding plate 51 from the second radial position larger than the first radial position to the vicinity of the outer peripheral end 51d.
- the third blade member 55 extends on the first surface 51a of the holding plate 51 from the third radial position larger than the second radial position to the vicinity of the outer peripheral end 51d.
- the radially outer ends of the first to third blade members 53 to 55 are located on the same circumference.
- the first blade member 53 and the second blade member 54 are alternately arranged in the circumferential direction of the holding plate 51.
- the third blade member 55 is disposed between the first blade member 53 and the second blade member 54, respectively.
- the inner end portion of the first blade member 53 is located on the inner side of the air inlet 40a of the fan case 40 and is exposed by the air inlet 40a. Therefore, the first radial position on the inner side where the first blade member 53 is formed is set on the inner side of the air inlet 40 a of the fan case 40.
- the first blade member 53 has an apex 53 c between the inner end 53 a and the outer end 53 b on the first surface 51 a of the holding plate 51.
- the first blade member 53 is formed so as to become higher as it goes from the inner end portion 53a to the vertex portion 53c and to become lower as it goes from the vertex portion 53c to the outer end portion 53b.
- FIG. 8 shows a cross section of the fan 50 in a plane including the central axis A1 of the fan 50 and passing through the vertex 53c.
- the first blade member 53 is positioned so that the apex portion 53 c overlaps the upper case 42 in a direction parallel to the rotation shaft 61 a of the fan 50.
- the upper case 42 has a circular intake port 40a. Accordingly, the apex portion 53c of the first blade member 53 is located radially outside the opening end of the intake port 40a.
- the alternate long and short dash line indicates the shape (inner end) of the second blade member 54
- the alternate long and two short dashes line indicates the shape (inner end) of the third blade member 55.
- the second and third blade members 54, 55 have the outer peripheral shape that matches the shape of the first blade member 53.
- the fan unit 31 includes a flow path 70 from the intake port 40 a of the fan case 40 to the discharge port 40 b of the fan case 40.
- the flow path 70 includes a first flow path 71 connected to the intake port 40 a of the fan case 40 and a second flow path 72 connected to the discharge port 40 b of the fan case 40.
- the flow path 70 includes a buffer flow path 73 between the first flow path 71 and the second flow path 72.
- the flow path 70 (first flow path 71, second flow path 72, buffer flow path 73) will be described in detail.
- a region between the inner surface 42d of the upper case 42 facing the first surface 51a of the holding plate 51 and the first surface 51a of the holding plate 51 is a blade member 52 (first to third blade members 53 to 53). 55) and a region where the blade member 52 (first to third blade members 53 to 55) is not formed.
- the first surface 51a of the holding plate 51 is sandwiched between the surface from the first radial position to the third radial position, the inner surface 42d of the upper case 42, and the two blade members 52 adjacent in the circumferential direction. This area is referred to as a first flow path 71.
- the first flow path 71 is connected to the air inlet 40 a of the fan case 40.
- the buffer channel 73 is used.
- the second flow path 72 is defined from the buffer flow path 73 to the discharge port 40 b of the fan case 40.
- the distance D1 (also referred to as the shortest distance) decreases toward the outer peripheral end 51d of the holding plate 51.
- the distance D1 sets the cross-sectional area and height of the first flow path 71.
- a point on the first surface 51 a is perpendicular to the first surface 51 a and includes a line segment from the first surface 51 a of the holding plate 51 to the upper case 42, and the line segment is the center of the holding plate 51.
- the area of the surface of the trajectory obtained by rotating around the shaft is taken as the cross-sectional area of the first flow path 71.
- the first surface 51a of the holding plate 51 and the inner surface 42d of the upper case 42 are such that the cross-sectional area at the end of the first flow path 71 on the intake port 40a side is the first flow on the second flow path 72 side. It is formed so as to be larger than the cross-sectional area at the end of the path 71.
- An inner surface 42d of 42 may be formed.
- a value obtained by dividing the cross-sectional area of the first flow path 71 at a certain point on the first surface 51a by the length of the circumference of a circle passing through the point is expressed as the first flow.
- the height of the road 71 is assumed.
- the circumference of the circle passing through the point is calculated based on the radius at that point (the distance from the central axis A1 of the holding plate 51 to the point P1).
- the height of the first flow path 71 has a concave characteristic with respect to the radial position of the first surface 51 a of the holding plate 51. The concave characteristic will be described later with reference to FIG.
- a distance D2 (also referred to as the shortest distance) from the first surface 51a of the holding plate 51 to the inner surface 42d of the upper case 42 is equal to the outer peripheral end 51d of the holding plate 51. It becomes small toward.
- the distance D2 sets the cross-sectional area and the height of the buffer flow path 73.
- a point on the first surface 51 a is perpendicular to the first surface 51 a and includes a line segment from the first surface 51 a of the holding plate 51 to the upper case 42, and the line segment is the center of the holding plate 51.
- the area of the trajectory plane obtained by rotating around the shaft is taken as the cross-sectional area of the buffer flow path 73.
- the first surface 51 a of the holding plate 51 and the inner surface 42 d of the upper case 42 have a cross-sectional area of the buffer flow path 73 that is substantially constant or gradually smaller from the intake port 40 a toward the second flow path 72. It is formed to become.
- the fluid control device 1 includes a cuboid case 10, and a fan unit 31 housed in a blower chamber 25 surrounded by a partition wall portion 23 and an inner cover 24 inside the case 10. ing.
- the fan unit 31 includes a fan case 40 and a fan 50.
- the fan case 40 has an intake port 40a and a discharge port 40b.
- the fan 50 is provided in the fan case 40, has a first surface 51a and is rotatably supported, and a plurality of blade members 52 (first first) erected on the first surface 51a of the holding plate 51. To third blade members 53 to 55).
- the fan unit 31 includes a flow path 70 from the air inlet 40 a of the fan case 40 to the outlet 40 b of the fan case 40.
- the flow path 70 includes a first flow path 71 connected to the intake port 40a, a second flow path 72 connected to the discharge port 40b, and a buffer flow path 73 between the first flow path 71 and the second flow path 72.
- the region between the first surface 51a of the holding plate 51 and the inner surface 42d of the upper case 42 is the region where the blade member 52 (first to third blade members 53 to 55) is formed and the blade member 52 (first It includes a region where the first to third blade members 53 to 55) are not formed.
- the first surface 51a of the holding plate 51 is sandwiched between the surface from the first radial position to the third radial position, the inner surface 42d of the upper case 42, and the two blade members 52 adjacent in the rotational direction. This area is referred to as a first flow path 71.
- the apex portion 53 c of the first blade member 53 of the fan 50 accommodated in the fan case 40 is radially outer than the air inlet 40 a of the fan case 40. And is covered with a fan case 40 (upper case 42).
- the force acting on the air from the rotating first blade member 53 acts to flow downstream of the first flow path 71, while the air flowing in from the apex portion 53c and the intake port 40a. Therefore, the disturbance of the air flow is suppressed. Thereby, noise can be suppressed.
- FIG. 11 shows a partial cross section of a fluid control apparatus including the fan unit 100 of the first comparative example.
- the fan 110 accommodated in the fan case 101 includes a holding plate 111 and a blade member 112 erected on the holding plate 111.
- the blade member 112 has a vertex portion 112 a located on the inner side of the air inlet 101 a of the fan case 101. Further, the apex 112a protrudes from the air inlet 101a to the outside of the fan case 101.
- the force acting on the air from the blade member 112 of the rotating fan 110 is The air flow is generated not only in the downstream direction but also in various directions. For example, when a flow of air toward the intake port 40a occurs, the flow of air sucked from the intake port 40a is disturbed. In this way, the air flow may be disturbed and the noise may increase.
- the distance D1 from the first surface 51a of the holding plate 51 to the inner surface 42d of the fan case 40 with respect to the first surface 51a is the radius of the position toward the outer peripheral end 51d of the holding plate 51. Decrease depending on According to this configuration, when the air flowing in from the intake port 40a flows to the discharge port 40b via the first flow path 71, the flow rate increases and a smooth air flow can be realized. As a result, noise can be reduced.
- the blade member 52 extends from the central region of the holding plate 51 toward the outer end of the holding plate 51 as viewed from the central axis direction of the fan 50. Yes.
- the end of the blade member 52 on the side of the central axis A1 of the fan 50 is located on the front side in the rotational direction of the fan 50 with respect to the other end.
- the cross-sectional area of the first flow path 71 is substantially constant or gradually decreases from the intake port 40a toward the second flow path 72.
- the fan unit 31 has a characteristic that the height of the first flow path 71 is concave with respect to the radial position. In such a fan unit 31, the fluid flow velocity is not decelerated. This makes it possible to suppress the fluid separation phenomenon and the generation of vortices, to suppress fluid flow disturbance, and to suppress noise.
- the cross-sectional area of the first flow path 71 increases in accordance with the direction in which the fluid flows, a force in the direction of decelerating the fluid acts on the fluid.
- the fluid is likely to be interfered with by the constituent elements that form the flow path, and a separation phenomenon or a vortex that makes it difficult to determine the flow in one direction is likely to occur.
- the fluid separation phenomenon and the generation of vortices lead to turbulence of the flow and pressure fluctuation, and increase the noise generated by the fluid.
- the cross-sectional area of the first flow path 71 at the end on the intake port 40a side and the cross-sectional area of the first flow path 71 at the end on the second flow path 72 side are the same or larger.
- the flow velocity of the fluid flowing out from the outer end of the blade member 52 (first to third blade members 53 to 55) can be increased.
- the vortex flows quickly toward the second flow path 72, and the rear side in the rotational direction is Interference with the blade member 52 (first to third blade members 53 to 55) can be suppressed. For this reason, disturbance of the fluid flow and pressure fluctuation can be suppressed, and noise can be reduced.
- the buffer channel 73 is used.
- the first surface 51 a of the holding plate 51 and the inner surface 42 d of the upper case 42 are formed so that the cross-sectional area of the buffer flow path 73 is substantially constant or gradually decreases from the intake port 40 a toward the second flow path 72. ing.
- the cross-sectional area of the buffer flow path 73 increases in accordance with the direction in which the fluid flows, a force in the direction of decelerating the fluid acts on the fluid, and a peeling phenomenon or vortex that makes it difficult to determine the flow in one direction is likely to occur.
- the fluid separation phenomenon and the generation of vortices lead to turbulence of the flow and pressure fluctuation, and increase the noise generated by the fluid.
- the cross-sectional area of the buffer flow path 73 is the same or gradually decreased according to the fluid flow direction as in the present embodiment, it is possible to suppress the fluid flow rate from being decelerated, thereby suppressing the fluid flow disturbance. , Noise can be suppressed.
- FIG. 14 shows the cross-sectional area of the first flow path 71 with respect to the radial position.
- solid lines and black circles indicate the characteristics of the present embodiment
- alternate long and short dashed lines and black triangles indicate the characteristics of the second comparative example.
- the cross-sectional area of the first flow path 71 is substantially uniform with respect to the radial position as compared with the second comparative example.
- FIG. 13 shows the height of the first flow path 71 with respect to the radial position.
- solid lines and black circles indicate the characteristics of this embodiment
- alternate long and short dash lines and black triangles indicate the characteristics of the second comparative example.
- This embodiment has a concave characteristic. Note that the term “concave characteristic” used in this specification is obvious from the solid curve in FIG. 13, but the horizontal axis indicates the radial position and the vertical axis indicates the height of the first flow path. The characteristic line that appears is a concave (concaveconcupward) curve.
- the volume level (LPM) with respect to the pressure (back pressure) was measured for the present embodiment and the second comparative example.
- the volume level is a level at a position 1 m away from the air inlet 40 a of the fan unit 31.
- the flow resistance was set to 10 cmH 2 O / 30 LPM, and the back pressure was changed depending on the rotation speed of the fan 50.
- the back pressure was set to a pressure range (4 cmH 2 O to 20 cmH 2 O) required when the fan unit 31 and the fluid control device 1 of this embodiment are used as a CPAP device.
- FIG. 15 solid lines and black circles show the measurement results by the fan unit 31 of this embodiment, and in FIG. 15, alternate long and short dashed lines and black triangles show the measurement results by the fan unit of the second comparative example.
- the volume level can be reduced compared to the fan unit of the second comparative example.
- FIG. 16 shows a sound pressure level (LPM) with respect to pressure.
- LPM sound pressure level
- FIG. 17 shows the characteristics of flow rate and pressure.
- the solid line indicates the characteristics of the fan unit 31 of the present embodiment
- the alternate long and short dash line indicates the characteristics of the fan unit 100 of the first comparative example shown in FIG.
- similar characteristics can be obtained in the present embodiment with respect to the first comparative example.
- the pressure in this embodiment is slightly high. This seems to be due to the following reasons.
- the first comparative example shown in FIG. 11 as described above, for example, when an air flow toward the intake port 40a occurs, air sucked from the intake port 40a is hindered.
- the fan unit 31 of the present embodiment covers the apex portion 53c of the first blade member 53 with the fan case 40 so that the air is efficiently directed downstream of the first flow path 71. Therefore, the flow rate and pressure characteristics of the fan unit 31 can be improved.
- the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 is formed in a skirt shape, and the first surface 51a at the outer peripheral end 51d is radially outward.
- This is a curved surface (R surface) that is convex on the upper side and that is located on the lower side and has a steep slope.
- FIG. 12B shows a part of a third comparative example for this embodiment.
- the upper surface of the outer peripheral end 131a of the holding plate 131 is cut out in a straight line in the cross section.
- the radially outer side surface is formed in parallel with the central axis of the holding plate 131.
- the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 has a skirt shape, the flow is gently bent, the pressure change is suppressed, the deterioration of characteristics and the backflow are suppressed. For this reason, a characteristic can be improved.
- FIG. 18 shows the pressure with respect to the flow rate.
- the solid line indicates the characteristics of the present embodiment
- the alternate long and short dash line indicates the characteristics of the third comparative example.
- the flow rate varies depending on the rotation speed of the fan 50.
- the rotational speed of the fan 50 can be lowered. Decreasing the rotational speed of the fan 50, that is, the rotational speed of the motor main body 61 reduces noise. Therefore, by using the same flow rate, noise can be reduced, that is, quietness can be improved.
- the outer peripheral end portion 51d of the holding plate 51 is formed to be thinner toward the distal end on the radially outer side.
- the second surface 51b is a curved surface that is formed so that the thickness of the holding plate 51 is reduced toward the front end with respect to the first surface 51a.
- the thickness (diameter width) of the tip of the holding plate 51 is preferably 1 mm or less.
- the moment of inertia of the holding plate 131 is large, and even a slight eccentricity applies a large force to the rotating shaft, causing vibration of the rotating shaft and durability associated therewith. Decrease in noise and increase in noise.
- the moment of inertia can be reduced, and vibration, deterioration in durability, noise, and the like can be suppressed.
- the outer peripheral end portion 51d of the holding plate 51 is formed thinner toward the distal end on the radially outer side. For this reason, in FIG. 12A, there is a secondary between the flow of air flowing from the buffer flow path 73 indicated by the arrow Y1 into the second flow path 72 and the rotational flow of the second flow path 72 indicated by the arrow Y2. It is difficult to generate vortices, the flow disturbance can be suppressed, and the noise can be suppressed.
- the frequency of the region for example, 8 kHz
- the fan 50 when used as a CPAP device, the fan 50 is driven at about 10 cmH 2 O. In this case, the speed of the outer peripheral end portion of the fan 50 is approximately 40 m / s.
- the thickness of the tip of the holding plate 51 is preferably set to 1 mm or less.
- the fan unit 31 includes a fan case 40 and a fan 50.
- the fan case 40 has an intake port 40a and a discharge port 40b.
- the fan 50 is provided in the fan case 40, has a first surface 51a and is rotatably supported, and a plurality of blade members 52 (first first) erected on the first surface 51a of the holding plate 51. To third blade members 53 to 55).
- the fan unit 31 includes an inner surface (an inner surface 42d of the upper case 42) of the fan case 40 facing the first surface 51a of the holding plate 51, a first surface 51a of the holding plate 51, and two adjacent blade members 52. And a first flow path 71 connected to the intake port 40a.
- the apex portion 53 c of the first blade member 53 of the fan 50 accommodated in the fan case 40 is located radially outside the air inlet 40 a of the fan case 40, and the fan case 40 (upper case 42). ).
- the force acting on the air from the rotating first blade member 53 acts toward the downstream of the first flow path 71 without greatly interfering with the apex portion 53c. Flow disturbance is suppressed. Thereby, noise can be suppressed.
- the fan unit 31 covers the apex portion 53c of the first blade member 53 with the fan case 40, so that the apex portion 53c goes downstream of the first flow path 71 without greatly interfering with the air that has flowed in. Therefore, air can be discharged efficiently.
- the outer peripheral end portion 51d of the holding plate 51 is formed in a skirt shape, and the first surface 51a in the outer peripheral end portion 51d is located on the lower side and is inclined toward the outer side in the radial direction. Is an upward convex curved surface (R surface). For this reason, a flow is bent gently, a pressure change is suppressed and generation
- the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 is formed thinner toward the radially outer end.
- the second surface 51b is a curved surface that is formed so that the thickness of the holding plate 51 is reduced toward the front end with respect to the first surface 51a.
- the thickness (diameter width) of the tip of the holding plate 51 is preferably 1 mm or less. For this reason, a moment of inertia can be made small and a vibration, a fall of durability, a noise, etc. can be controlled.
- the outer peripheral end 51d of the holding plate 51 is formed thinner toward the radially outer tip. For this reason, it is difficult for secondary vortices to occur between the air flow flowing from the buffer flow path 73 into the second flow path 72 and the rotation flow of the second flow path 72, so that the flow turbulence can be suppressed and noise can be suppressed. it can.
- the end portion on the central axis A1 side of the fan 50 is located on the front side in the rotation direction of the fan 50 with respect to the other end portion.
- the flow of the fluid moves from the center toward the outside by the rotation of the fan, and also toward the front side in the rotation direction. For this reason, since it has the shape of the blade member 52 along the flow of the fluid as compared with the fan unit using the fan in which the blade member is formed along the straight line passing through the central axis A1, the blade member 52 and the fluid Excessive interference can be suppressed and noise can be reduced.
- the plurality of blade members 52 include first to third blade members 53 to 55 having different lengths from the end on the central axis side of the fan 50 to the other end.
- a second blade member 54 shorter than the first blade member 53 is disposed between the first blade members 53 adjacent to each other in the circumferential direction of the fan 50, and the first blade member 53 and the first blade member 53 are connected to each other.
- a third blade member 55 shorter than the second blade member 54 is disposed between the two blade members 54.
- the space surrounded by the blade members 53 to 55 is gradually divided from the central axis A1 side of the fan 50 toward the outside. Thereby, the change in the distance between the two adjacent blade members 52 from the center to the outside can be reduced, and the change in the distance between the holding plate 51 and the inner surface 42d of the fan case 40 can be reduced. Thereby, excessive interference with the fluid, the blade member 52, the holding plate 51, and the inner surface 42d of the fan case 40 can be suppressed, disturbance of the fluid flow can be suppressed, and noise can be suppressed.
- the sandwiched area is referred to as a buffer flow path 73.
- the first surface 51 a of the holding plate 51 and the inner surface 42 d of the upper case 42 are formed so that the cross-sectional area of the buffer flow path 73 is substantially constant or gradually decreases from the intake port 40 a toward the second flow path 72. ing. For this reason, the flow velocity of the fluid is not decelerated, the disturbance of the fluid flow can be suppressed, and the noise can be suppressed.
- the arrangement and configuration of the plurality of blade members 52 (first to third blade members 53 to 55) may be changed as appropriate with respect to the above embodiment.
- first blade member 53, the second blade member 54, the second blade member 54, the first blade member 53, the second blade member 54,... At least one of 53 and the second blade member 54 may be continuously disposed.
- first blade member 53, the second blade member 54, and the third blade member 55 may be sequentially disposed in the circumferential direction in this order.
- the third blade member 55 may be omitted, and a fan including the first blade member 53 and the second blade member 54 may be used.
- the second blade member 54 may be omitted, and a fan including the first blade member 53 and the third blade member 55 may be used.
- a fan case having an inlet and an outlet;
- a fan provided in the fan case, having a first surface and rotatably supported by a holding plate, and a plurality of blade members standing on the first surface and arranged in a rotation direction;
- the intake port is provided in a circle around the rotation axis of the fan, The apex portion of the blade member is located on the radially outer side from the intake port, Blower device.
- Appendix 3 The air blower according to appendix 1 or 2, wherein the plurality of blade members include blade members having different lengths from an end portion on the central axis side of the fan to the other end portion.
- the plurality of blade members include a first blade member and a second blade member having a length shorter than that of the first blade member, The apex portion is an apex portion of the first blade member.
- Appendix 5 The blower according to appendix 4, wherein the one or more second blade members are disposed between the plurality of first blade members in the circumferential direction of the holding plate.
- the plurality of blade members further include a third blade member having a length shorter than that of the second blade member.
- a blower device according to any one of appendices 1 to 7, A case housing the blower; With The case includes a partition wall portion that houses the blower device, and a middle case that closes an opening of the partition wall portion, The air blower is arranged with the air inlet facing the middle case, The fan case of the blower has a plurality of introduction wall portions extending in the radial direction on the outer periphery of the intake port. Fluid control device.
- a fan case having an inlet and an outlet;
- a fan provided in the fan case and having a plurality of blade members, a first surface on which the plurality of blade members are provided, and a holding plate having a second surface opposite to the first surface;
- the holding plate has an outer peripheral end portion radially outward from the plurality of blade members, The outer peripheral end portion is in a skirt shape that is located on the lower side as it goes radially outward and has a steep slope. Blower device.
- a fan case having an inlet and an outlet;
- a fan provided in the fan case, having a first surface and rotatably supported, and a plurality of blade members standing on the first surface and arranged in a rotation direction;
- a first flow path sandwiched between the inner surface of the fan case and the two blade members adjacent to the first surface of the holding plate and connected to the intake port;
- the plurality of blade members extend from the central region of the holding plate toward the outer end of the holding plate, as viewed from the central axis direction of the fan, The distance from the first surface of the holding plate to the inner surface of the fan case facing the first surface decreases from the outer peripheral end of the intake port toward the outer peripheral end of the holding plate. Blower device.
- Appendix 22 An end portion on the central axis side of the fan in the plurality of blade members is located on the front side in the rotation direction of the fan from the other end portion.
- the air blower according to appendix 21 is located on the front side in the rotation direction of the fan from the other end portion.
- Appendix 23 The air blower according to appendix 21 or 22, wherein the plurality of blade members include blade members having different lengths from an end portion on the central axis side of the fan to the other end portion.
- Appendix 24 The air blower according to appendix 22, wherein the plurality of blade members include a first blade member and a second blade member having a shorter length than the first blade member.
- a fan case having an inlet and an outlet;
- a fan provided in the fan case, having a first surface and rotatably supported, and a plurality of blade members standing on the first surface and arranged in a rotation direction;
- a first flow path sandwiched between the inner surface of the fan case and the two blade members adjacent to the first surface of the holding plate and connected to the intake port;
- the plurality of blade members extend from the central region of the holding plate toward the outer end of the holding plate, as viewed from the central axis direction of the fan,
- the distance from the first surface of the holding plate to the inner surface of the fan case facing the first surface is such that the distance at the outer peripheral end of the intake port is greater than the distance at the outer peripheral end of the holding plate,
- a narrow portion is provided in the middle of the first flow path, The distance in the narrow portion is smaller than the distance in a position adjacent to the narrow portion, Blower device.
- Appendix 27 The area of an annular circumferential surface formed by a locus when a line segment from the first surface to the inner surface of the fan case is rotated around the rotation axis of the fan is perpendicular to the first surface of the holding plate. age, The cross-sectional area in the central region of the holding plate is the same or larger than the cross-sectional area at the outer end of the holding plate, The air blower according to any one of appendices 21 to 26.
- Appendix 28 An annular shape consisting of a trajectory when a line segment from the first surface to the inner surface of the fan case is rotated around the rotation axis of the fan at the point of the first surface of the holding plate.
- the value obtained by dividing the area of the circumference by the circumference of a circle passing through the point is the height of the first flow path at the point,
- the height of the first flow path at an arbitrary radial position on the first surface has a concave characteristic from one end to the other end.
- the air blower according to any one of appendices 21 to 26.
- a fluid control device comprising: the air blower according to any one of appendices 21 to 28; and a control device that controls the air blower.
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Abstract
ファンユニット31は、ファンケース40、ファン50を備える。ファンケース40は、吸気口40aと吐出口とを有する。ファン50はファンケース40内に設けられ、第1面51aを有し回転可能に支持された保持板51と、保持板51の第1面51aに立設された複数の羽根部材53~55とを有している。ファンユニット31は、保持板51の第1面51aに対向するファンケース40の内面42dと保持板51の内縁51dと隣り合う2つの羽根部材とに挟まれ、吸気口40aに繋がる第1流路71を備えている。ファンユニット31は、ファンケース40に収容されたファン50の第1の羽根部材53の頂点部53cは、ファンケース40の吸気口40aよりも径方向外側に位置し、ファンケース40(上ケース42)により覆われている。
Description
本開示は、例えば陽性気道圧(PAP:Positive Airway Pressure)のために用いられる送風装置、流体制御装置に関する。
従来、閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSA)などの睡眠関連の障害の治療用として、例えば、持続的気道陽圧(CPAP:Continuous Positive Airway Pressure)装置(以下、CPAP装置)等の流体制御装置が用いられる。CPAP装置は、ファンを内蔵した送風装置を有し、患者の口や鼻に装着されるマスクに送風装置から大気圧より高い圧力で気体(例えば空気)を供給する。CPAP装置は、患者の就寝中に使用されるため、静粛性が求められる。例えば、装置に対する空気の流入音を低減する仕組みを備えたCPAP装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記のCPAP装置等に用いられる送風装置は、ファンユニットにおける空気の流れの乱れにより大きな騒音が発生する虞があり、静粛性が低下することがある。
本開示の目的は、空気の流れの乱れを抑制可能とした送風装置、流体制御装置を提供することにある。
本開示の目的は、空気の流れの乱れを抑制可能とした送風装置、流体制御装置を提供することにある。
本開示の一形態である送風装置は、吸気口と吐出口を有するファンケースと、前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持され保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、を備え、前記吸気口は前記ファンの回転軸を中心に円状に設けられており、前記羽根部材の頂点部は、前記吸気口より径方向外側に位置している。
この構成によれば、空気の流れの乱れを抑制し、騒音を低減できる。
本開示の別の一形態である流体制御装置は、上記の送風装置と、前記送風装置を収容するケースと、を備え、前記ケースは、前記送風装置を収容する区画壁部と、前記区画壁部の開口を塞ぐ中ケースとを有し、前記送風装置は、前記吸気口を前記中ケースに向けて配置され、前記送風装置のファンケースは、前記吸気口の外周において、径方向に延びる複数の導入壁部を有する。
本開示の別の一形態である流体制御装置は、上記の送風装置と、前記送風装置を収容するケースと、を備え、前記ケースは、前記送風装置を収容する区画壁部と、前記区画壁部の開口を塞ぐ中ケースとを有し、前記送風装置は、前記吸気口を前記中ケースに向けて配置され、前記送風装置のファンケースは、前記吸気口の外周において、径方向に延びる複数の導入壁部を有する。
この構成によれば、空気の流れの乱れを抑制し、騒音を低減できる。
本開示の一形態によれば、空気の流れの乱れを抑制可能とした送風装置、流体制御装置を提供できる。
以下、一実施形態を説明する。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図では、理解を容易にするために、一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
なお、添付図面は、理解を容易にするために構成要素を拡大して示している場合がある。構成要素の寸法比率は実際のものと、または別の図面中のものと異なる場合がある。また、断面図では、理解を容易にするために、一部の構成要素のハッチングを省略している場合がある。
図1に示すように、流体制御装置1は、直方体状のケース10を有している。ケース10の1つの側面10aには、吸入パネル11が取着される。また、ケース10は側面10aに排気ポート12を有している。吸入パネル11は、ケース10の開口部10bに取着されている。吸入パネル11は、行列状に配列された複数の吸入口11aを有している。この吸入パネル11は、ケース10の外部から空気を吸入するために設けられている。例えば、吸入パネル11は、ケース10に対してフィルタを着脱可能としている。流体制御装置1は、複数の吸入口11aより外部から吸入した空気を排気ポート12から排出する。なお、吸入パネル11の取着位置、吸入口11aの形状、配列、等は適宜変更されてもよい。
図2に示すように、流体制御装置1は、例えば持続的気道陽圧(CPAP:Continuous Positive Airway Pressure)装置として用いられる。流体制御装置1は、チューブ2を介してマスク3に接続される。マスク3は、患者4の鼻や口に装着される。流体制御装置1は、チューブ2とマスク3を介して患者4に所望の圧力の流体(例えば空気)を供給する。
なお、患者4の状態(例えば呼気時)を判定し、患者の状態に応じて患者4に供給する気体の圧力を制御してもよい。例えば、流体制御装置1は、マスク3が装着された患者4の呼気状態を推定し、その呼気状態に同期するように、供給する気体の圧力値を制御する。例えば、吸気時の圧力は1000[Pa]、呼気時の圧力は700[Pa]である。患者4が呼気状態であるときに、供給する気体の圧力を低下させることで、患者4における息苦しさを低減する。
図3に示すように、流体制御装置1のケース10は、上部が開口したケース本体21と、ケース本体21の開口を閉塞するカバー部材22とを有している。ケース本体21は、上述の排気ポート12を有し、吸入パネル11が取着される。
ケース本体21は、内部に区画壁部23を備えている。区画壁部23は上部が開口した矩形枠状に形成され、ケース本体21と一体的に形成されている。区画壁部23の開口は、その区画壁部23に固定された中カバー24により閉塞されている。ケース本体21は、その内部に、区画壁部23と中カバー24とにより囲まれた送風室25を有している。送風室25にはファンユニット31が収容されている。そして、ケース本体21は、送風室25に対して吸入パネル11と反対側に制御室26を有している。制御室26には制御ユニット32が収容されている。なお、制御ユニット32は、制御基板等を有するものであるが、概略として直方体状にて示している。制御ユニット32はファンユニット31を制御する。ファンユニット31及び制御ユニット32により、流体制御装置1は、上述の流体(空気)を制御する。
図5に示すように、ファンユニット31のファンケース40は、上部に吸気口40aを有し、側部に突出する吐出口40bを有している。ファンケース40は、ファン50を収容する。
図5、図6、図8に示すように、ファンケース40は、下ケース41と上ケース42とから構成されている。
下ケース41は、流路部41aと、排出部41bとを有している。流路部41aは円環状に形成されている。図8に示すように、流路部41aは、断面U字状に形成されている。排出部41bは、流路部41aから所定方向、本実施形態では、円環状の流路部41aの接線方向に延びるように形成されている。流路部41aの内側には、ファン50を回転駆動するモータ60が取着されている。モータ60の回転軸61aにはファン50が固定される。流路部41aは、モータ60の回転軸61aを中心として、径方向の幅が全周に渡って同一又は略同一である。つまり、本実施形態のファンケース40(下ケース41)は、円形状の流路部41aに対してモータ60の回転軸61aは偏心していない。
下ケース41は、流路部41aと、排出部41bとを有している。流路部41aは円環状に形成されている。図8に示すように、流路部41aは、断面U字状に形成されている。排出部41bは、流路部41aから所定方向、本実施形態では、円環状の流路部41aの接線方向に延びるように形成されている。流路部41aの内側には、ファン50を回転駆動するモータ60が取着されている。モータ60の回転軸61aにはファン50が固定される。流路部41aは、モータ60の回転軸61aを中心として、径方向の幅が全周に渡って同一又は略同一である。つまり、本実施形態のファンケース40(下ケース41)は、円形状の流路部41aに対してモータ60の回転軸61aは偏心していない。
図8に示すように、モータ60は、モータ本体61、固定板62を有している。固定板62は例えば平面視円形の板状に形成されている。固定板62はモータ本体61に図示しないネジ等により固定されている。下ケース41の内側には略円筒状の固定部材63が取着されている。下ケース41及び固定部材63とモータ60の固定板62との間には弾性部材としてのOリング64が配設されている。モータ60は、Oリング64を介して下ケース41及び固定部材63により支持されている。
図5、図6に示すように、上ケース42は、流路部42aと排出部42bとを有している。流路部42aは円環状に形成され、その中心の開口は空気をファンケース40内に吸入する吸気口40aである。排出部42bは、流路部42aから所定方向、本実施形態では、円環状の流路部42aの接線方向に延びるように形成されている。上ケース42の上面には、複数の導入壁部42cが立設されている。複数の導入壁部42cはそれぞれ上ケース42の径方向に沿って延びるように形成されている。そして、図8に示すように、複数の導入壁部42cは、上端が中カバー24と略平行に形成されている。
図8に示すように、ファン50は、モータ60の回転軸61aに固定されている。モータ60はモータ本体61に対する給電により回転軸61aを回転駆動し、その回転軸61aとファン50とが一体的に回転する。
図6、図7、図8に示すように、ファン50は、保持板51と複数の羽根部材52とを有している。
図8に示すように、保持板51は、第1面51aと第2面51bとを有している。第1面51aは、保持板51の上側の面であり、ファンケース40の吸気口40aの側の面である。第2面51bは保持板51の下側の面であり、モータ本体61に向う面である。
図8に示すように、保持板51は、第1面51aと第2面51bとを有している。第1面51aは、保持板51の上側の面であり、ファンケース40の吸気口40aの側の面である。第2面51bは保持板51の下側の面であり、モータ本体61に向う面である。
保持板51の第1面51aは、内周部において回転軸61aに固定された固定部51cから径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が緩やかになる凹状の曲面であり、外周側において保持板51の中心軸と直交する平面と略平行に延びている。さらに、保持板51の外周端部51dは、スカート状に形成され、この外周端部51dにおける第1面51aは、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となる、上側に凸状の曲面(R面)である。
保持板51の第2面51bは、内周部において回転軸61aに固定された固定部51cから径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が緩やかになり、外周側において保持板51の中心軸と直交する平面と略平行に延びている。さらに、保持板51の外周端部51dにおける第2面は、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となる。
保持板51の外周端部51dは、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されている。外周端部51dにおいて、第1面51aに対して、第2面51bは、先端に向うにしたがって保持板51の厚さを薄くするように形成された曲面である。保持板51の先端の厚さ(径方向の幅)は、1mm以下であることが好ましい。例えば、本実施形態では、1mmである。
図6、図7、図8に示すように、複数の羽根部材52は、保持板51の第1面51aから上方に向けて立設されている。図7に示すように、複数の羽根部材52は、保持板51の中心軸A1方向から視て放射状に形成されている。また、複数の羽根部材52は、ファン50の重心を中心軸A1とするように配設されている。
詳しくは、複数の羽根部材52は、保持板51の中心軸方向から視て、保持板51の中央領域から、保持板51の外側の端部方向に向って延びている。本実施形態において、各羽根部材52は、直線状に形成されている。各羽根部材52におけるファン50の中心軸A1側の端部は、他方の端部より、ファン50の回転方向(図7では反時計方向)において前側に位置している。
図7に示すように、ファン50は、複数の羽根部材52として、第1の羽根部材53、第2の羽根部材54、第3の羽根部材55を備えている。第1~第3の羽根部材53~55の径方向の長さは、互いに異なる。詳述すると、第1の羽根部材53は、保持板51の第1面51aにおいて、内側の第1半径位置から外周端部51dの近傍まで延びている。第2の羽根部材54は、保持板51の第1面51aにおいて、第1半径位置より大きな第2半径位置から外周端部51dの近傍まで延びている。第3の羽根部材55は、保持板51の第1面51aにおいて、第2半径位置より大きな第3半径位置から外周端部51dの近傍まで延びている。第1~第3の羽根部材53~55の径方向外側の端部は、同一円周上に位置している。
本実施形態において、第1の羽根部材53と第2の羽根部材54は、保持板51の周方向において交互に配設されている。そして、第3の羽根部材55は、第1の羽根部材53と第2の羽根部材54との間にそれぞれ配設されている。
図4に示すように、第1の羽根部材53の内側端部は、ファンケース40の吸気口40aよりも内側に位置しており、吸気口40aにより露出している。したがって、第1の羽根部材53が形成される内側の第1半径位置は、ファンケース40の吸気口40aよりも内側に設定されている。
図8に示すように、第1の羽根部材53は、保持板51の第1面51aにおいて、内側端部53aと外側端部53bとの間の頂点部53cを有している。第1の羽根部材53は、内側端部53aから頂点部53cに向かうにつれて高くなり、頂点部53cから外側端部53bに向うにつれて低くなるように形成されている。図8は、ファン50の中心軸A1を含み、頂点部53cを通る平面におけるファン50の断面を示している。図8に示すように、第1の羽根部材53は、頂点部53cがファン50の回転軸61aと平行な方向において、上ケース42と重なるように位置している。上ケース42は、円形状の吸気口40aを有している。従って、第1の羽根部材53の頂点部53cは、吸気口40aの開口端よりも径方向外側に位置している。
図9において、一点鎖線は、第2の羽根部材54の形状(内側端部)を示し、二点鎖線は、第3の羽根部材55の形状(内側端部)を示している。第2及び第3の羽根部材54,55は、外周側の形状が第1の羽根部材53の形状と一致している。
ファンユニット31は、ファンケース40の吸気口40aからファンケース40の吐出口40bまでの流路70を備えている。
本実施形態において、流路70は、ファンケース40の吸気口40aにつながる第1流路71と、ファンケース40の吐出口40bにつながる第2流路72を備えている。また、流路70は、第1流路71と第2流路72との間のバッファ流路73を備えている。この流路70(第1流路71、第2流路72、バッファ流路73)について詳述する。
本実施形態において、流路70は、ファンケース40の吸気口40aにつながる第1流路71と、ファンケース40の吐出口40bにつながる第2流路72を備えている。また、流路70は、第1流路71と第2流路72との間のバッファ流路73を備えている。この流路70(第1流路71、第2流路72、バッファ流路73)について詳述する。
上述の保持板51の第1面51aと対向する上ケース42の内面42dと、保持板51の第1面51aとの間の領域は、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成された領域と、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成されていない領域を含む。本実施形態では、保持板51の第1面51aにおいて第1半径位置から第3半径位置までの表面と、上ケース42の内面42dと、周方向に隣り合う2つの羽根部材52とに挟まれた領域を第1流路71とする。この第1流路71は、ファンケース40の吸気口40aに繋がる。
上述の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成されていない領域となる保持板51の外周端部51dの表面と上ケース42の内面42dとに挟まれた領域をバッファ流路73とする。
そして、バッファ流路73からファンケース40の吐出口40bまでを第2流路72とする。
図10に示すように、ファンケース40(上ケース42)と保持板51において、保持板51の第1面51aから、保持板51の第1面51aに対向する上ケース42の内面42dまでの距離D1(最短距離ともいう)は、保持板51の外周端部51dに向けて小さくなる。この距離D1は、第1流路71の断面積や高さを設定する。
図10に示すように、ファンケース40(上ケース42)と保持板51において、保持板51の第1面51aから、保持板51の第1面51aに対向する上ケース42の内面42dまでの距離D1(最短距離ともいう)は、保持板51の外周端部51dに向けて小さくなる。この距離D1は、第1流路71の断面積や高さを設定する。
本明細書において、第1面51a上の点において第1面51aと垂直であり、保持板51の第1面51aから上ケース42までの線分を含み、その線分を保持板51の中心軸により回転して得られる軌跡の面の面積を、第1流路71の断面積とする。本実施形態において、保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dは、吸気口40a側の第1流路71の端部における該断面積が第2流路72側の第1流路71の端部における該断面積より大きくなるように形成されている。なお、第1流路71の吸気口40a側の端部における断面積を、第2流路72側の端部における断面積と同一とするように、保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dを形成してもよい。
また、本明細書において、第1面51aの上のある点にかかる第1流路71の断面積を、その点を通る円の円周の長さで除算した結果の値を、第1流路71の高さとする。その点を通る円の円周の長さは、その点における半径(保持板51の中心軸A1から点P1までの距離)に基づいて算出する。本実施形態において、第1流路71の高さは、保持板51の第1面51aの半径位置に対して凹状の特性を有している。凹状の特性については図13を参照して後述する。
ファンケース40(上ケース42)と保持板51において、保持板51の第1面51aから上ケース42の内面42dまでの距離D2(最短距離ともいう)は、保持板51の外周端部51dに向けて小さくなる。この距離D2は、バッファ流路73の断面積や高さを設定する。
本明細書において、第1面51a上の点において第1面51aと垂直であり、保持板51の第1面51aから上ケース42までの線分を含み、その線分を保持板51の中心軸により回転して得られる軌跡の面の面積を、バッファ流路73の断面積とする。本実施形態において、保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dは、吸気口40aから第2流路72に向けて、バッファ流路73の断面積を略一定、若しくは徐々に小さくなるように形成されている。
(作用)
次に、上記の流体制御装置1及びファンユニット31の作用を説明する。
図4に示すように、流体制御装置1は、直方体状のケース10と、ケース10の内部の区画壁部23と中カバー24とに囲まれた送風室25に収容されたファンユニット31を備えている。
次に、上記の流体制御装置1及びファンユニット31の作用を説明する。
図4に示すように、流体制御装置1は、直方体状のケース10と、ケース10の内部の区画壁部23と中カバー24とに囲まれた送風室25に収容されたファンユニット31を備えている。
また、図6に示すように、ファンユニット31は、ファンケース40、ファン50を備える。ファンケース40は、吸気口40aと吐出口40bとを有する。ファン50はファンケース40内に設けられ、第1面51aを有し回転可能に支持された保持板51と、保持板51の第1面51aに立設された複数の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)とを有している。
また、図8に示すように、ファンユニット31は、ファンケース40の吸気口40aからファンケース40の吐出口40bまでの流路70を備えている。流路70は、吸気口40aにつながる第1流路71と、吐出口40bにつながる第2流路72と、第1流路71と第2流路72の間のバッファ流路73とを備えている。保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dとの間の領域は、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成された領域と、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成されていない領域を含む。本実施形態では、保持板51の第1面51aにおいて第1半径位置から第3半径位置までの表面と、上ケース42の内面42dと、回転方向に隣り合う2つの羽根部材52とに挟まれた領域を第1流路71とする。
本実施形態のファンユニット31は、図8に示すように、ファンケース40に収容されたファン50の第1の羽根部材53の頂点部53cは、ファンケース40の吸気口40aよりも径方向外側に位置し、ファンケース40(上ケース42)により覆われている。ファン50を回転させたとき、回転する第1の羽根部材53から空気に作用する力は、第1流路71の下流に向うように作用する一方、頂点部53cと吸気口40aより流入した空気との干渉が低減するため、空気の流れの乱れが抑制される。これにより、騒音を抑制できる。
ここで、本実施形態に対する第1の比較例を説明する。
図11は、第1の比較例のファンユニット100を含む流体制御装置の一部断面を示す。この第1の比較例において、ファンケース101に収容されたファン110は、保持板111と、その保持板111に立設された羽根部材112を備えている。羽根部材112は、その頂点部112aがファンケース101の吸気口101aより内側に位置している。また、その頂点部112aは、吸気口101aからファンケース101の外側に突出している。
図11は、第1の比較例のファンユニット100を含む流体制御装置の一部断面を示す。この第1の比較例において、ファンケース101に収容されたファン110は、保持板111と、その保持板111に立設された羽根部材112を備えている。羽根部材112は、その頂点部112aがファンケース101の吸気口101aより内側に位置している。また、その頂点部112aは、吸気口101aからファンケース101の外側に突出している。
この第1の比較例の場合、ファンケース101の吸気口101aより内側において、ファン110を回転させた場合、回転するファン110の羽根部材112から空気に作用する力は、第1流路71の下流方向のみならず、様々方向へと空気の流れを発生させる。例えば、吸気口40aに向う空気の流れが生じると、吸気口40aから吸入する空気の流れを乱すことになる。このように、空気の流れの乱れが生じ、騒音が大きくなる場合がある。
加えて、本実施形態において、保持板51の第1面51aから、第1面51aに対するファンケース40の内面42dまでの距離D1は、保持板51の外周端部51dに向けてその位置の半径に応じて減少する。この構成によれば、吸気口40aより流入した空気が第1流路71を介して吐出口40bへの流れていく際に、流速が増して行きスムーズな空気の流れを実現することができる。その結果、騒音を低減できる。
さらに、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)は、ファン50の中心軸方向から視て、保持板51の中央領域から、保持板51の外側の端部方向に延びている。羽根部材52におけるファン50の中心軸A1側の端部は、他方の端部よりもファン50の回転方向前側に位置している。これらにより、第1流路71の断面積は、吸気口40aから第2流路72に向けて、略一定、若しくは徐々に減少する。また、ファンユニット31は、半径位置に対して第1流路71の高さが凹状となる特性を有している。このようなファンユニット31において、流体の流速を減速させることなくなる。これによって、流体の剥離現象や渦の発生を抑制することが可能となり、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
第1流路71の断面積が流体の流れる方向にしたがって大きくなると、流体を減速する方向の力が流体に働く。これにより、流体が流路を形成する構成要件の干渉を受けやすくなり、流れが一方向に定まり難くなる剥離現象や、渦が生じ易くなる。流体の剥離現象や渦の発生は、流れの乱れや圧力変動につながり、流体により生じる騒音を大きくする。本実施形態のように、吸気口40a側の端部における第1流路71の断面積と、第2流路72側の端部における第1流路71の断面積とを同一又は大きくなるようにしたことで、吸気口40aより流入した空気が第1流路71を介して吐出口40bへの流れていく際に、流速が増して行きスムーズな空気の流れを実現することができる。その結果、騒音を低減できる。よって、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
また、第1流路71の断面積を徐々に小さくした場合、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)の外側端部から流出する流体の流速を大きくすることができる。これにより、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)の外側端部で渦が発生した場合、その渦が第2流路72に向って速く流れ、回転方向において後ろ側の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)と干渉を抑制できる。このため、流体の流れの乱れや圧力変動を抑制でき、静音化できる。
上述の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成されていない領域となる保持板51の外周端部51dの表面と上ケース42の内面42dとに挟まれた領域をバッファ流路73とする。保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dは、吸気口40aから第2流路72に向けて、バッファ流路73の断面積を略一定、若しくは徐々に小さくなるように形成されている。
バッファ流路73の断面積が流体の流れる方向にしたがって大きくなると、流体を減速する方向の力が流体に働き、流れが一方向に定まり難くなる剥離現象や渦が生じ易くなる。流体の剥離現象や渦の発生は、流れの乱れや圧力変動につながり、流体により生じる騒音を大きくする。本実施形態のように、バッファ流路73の断面積が流体の流れる方向にしたがって同一又は徐々に減少することで、流体の流速を減速させることを抑制できるため、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
図14は、半径位置に対する第1流路71の断面積を示す。図14において実線及び黒丸は、本実施形態の特性を示し、図14において一点鎖線及び黒三角は第2の比較例の特性を示す。この第2の比較例は、流路の断面積が吸気口から徐々に大きくなったのち、徐々に小さくなる。本実施形態は、第2の比較例と比べて、第1流路71の断面積が径方向位置に対してほぼ均一である。
図13は、半径位置に対する第1流路71の高さを示す。図13において、実線及び黒丸は、本実施形態の特性を示し、図13において一点鎖線及び黒三角は第2の比較例の特性を示す。本実施形態は凹状の特性を有している。なお、本明細書において使用する文言「凹状の特性」とは、図13の実線曲線から明白であるが、横軸が半径位置を示し縦軸が第1流路の高さを示すプロット領域に現れる特性線が、上に凹(concave upward)の曲線であることを指す。
このような本実施形態と第2の比較例について、圧力(背圧)に対する音量レベル(LPM)を測定した。音量レベルは、ファンユニット31の吸気口40aから1m離れた位置におけるレベルである。なお、測定において、流動抵抗を10cmH2O/30LPMとし、背圧をファン50の回転数によって変更した。背圧は、本実施形態のファンユニット31及び流体制御装置1をCPAP装置として用いる場合に必要とする圧力範囲(4cmH2Oから20cmH2O)とした。
この測定結果を図15に示す。図15において、実線及び黒丸は本実施形態のファンユニット31による測定結果を示し、図15において、一点鎖線及び黒三角は、上述の第2の比較例のファンユニットによる測定結果である。本実施形態のファンユニット31では、第2の比較例のファンユニットに対して、音量レベルを低減できた。
図4に示すように、流体制御装置1の内部において、空気は矢印にて示すように、ファンユニット31の周囲からファンケース40の吸気口40aに向って流れ、その吸気口40aからファンケース40の内部へと吸入される。
図16は、圧力に対する音圧レベル(LPM)を示す。図16において、実線及び黒丸は本実施形態のファンユニット31の特性を示し、一点鎖線及び黒三角は図11に示す第1の比較例のファンユニット100の特性を示す。本実施形態のファンユニット31は、第1の比較例のファンユニット100と比較して、音圧レベルが低いことが解る。
図17は、流量と圧力の特性を示す。図17において、実線は本実施形態のファンユニット31の特性を示し、一点鎖線は図11に示す第1の比較例のファンユニット100の特性を示す。このように、第1の比較例に対して本実施形態では同様の特性が得られる。更に、高流量(150LPM)付近では、本実施形態の圧力がやや高くなる。これは、以下の理由によると思われる。図11に示す第1の比較例では、上述したように、例えば、吸気口40aに向う空気の流れが生じると、吸気口40aから吸入する空気を妨げることになる。これに対し、本実施形態のファンユニット31は、第1の羽根部材53の頂点部53cをファンケース40にて覆うことにより、空気を効率よく第1流路71の下流に向うようにすることができるため、ファンユニット31の流量及び圧力の特性を向上できる。
図12(a)に示すように、本実施形態のファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、スカート状に形成され、この外周端部51dにおける第1面51aは、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となる、上側に凸状の曲面(R面)である。
ここで、本実施形態に対する第3の比較例を説明する。
図12(b)は、本実施形態に対する第3の比較例の一部を示す。第3の比較例のファンユニット130では、保持板131の外周端部131aの上面は、断面において直線状に切り欠かれている。また、外周端部131aにおいて、径方向外側の側面は、保持板131の中心軸と平行に形成されている。
図12(b)は、本実施形態に対する第3の比較例の一部を示す。第3の比較例のファンユニット130では、保持板131の外周端部131aの上面は、断面において直線状に切り欠かれている。また、外周端部131aにおいて、径方向外側の側面は、保持板131の中心軸と平行に形成されている。
第3の比較例では、保持板131の表面に沿って流れが急激に変化するため、その部分で圧力が高くなり、特性の悪化や逆流が生じる場合がある。逆流が発生すると、流れが乱れる。また、流れの乱れが羽根部材に干渉することは騒音の原因となる。
これに対し、本実施形態では、保持板51の外周端部51dがスカート状であるため、流れが緩やかに曲げられ、圧力変化が抑制され、特性の悪化や逆流が抑制される。このため、特性を向上できる。
図18は、流量に対する圧力を示す。図18において、実線は本実施形態の特性を示し、一点鎖線は第3の比較例の特性を示す。このように、本実施形態の特性を向上できる。流量は、ファン50の回転数によって変化する。同じ流量を得ようとする場合、本実施形態では、ファン50の回転数を低くすることができる。ファン50の回転数、つまりモータ本体61の回転数を低くすることは、騒音を低下することとなる。従って、同じ流量とすることで、騒音を低下する、つまり静粛性を向上できる。
また、本実施形態のファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されている。外周端部51dにおいて、第1面51aに対して、第2面51bは、先端に向うにしたがって保持板51の厚さを薄くするように形成された曲面である。保持板51の先端の厚さ(径方向の幅)は、1mm以下であることが好ましい。
図12(b)に示すように、保持板131が端部まで厚いと、保持板131の慣性モーメントが大きく、僅かな偏心でも回転軸に大きな力が加わり、回転軸の振動と、それに伴う耐久性の低下、騒音の増大を招く。これに対し本実施形態では、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されているため、慣性モーメントを小さくでき、振動、耐久性の低下、騒音、等を抑制できる。
また、比較例のファンユニット130では、保持板131の端部が厚いため、矢印Y11にて示す空気の流れと、矢印Y12にて示す第2流路72の回転流との間に2次渦が発生して、複雑な流れを生じ、騒音の原因となる。
これに対し、本実施形態のファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されている。このため、図12(a)において矢印Y1にて示すバッファ流路73から第2流路72に流れ込む空気の流れと、矢印Y2にて示す第2流路72の回転流との間に2次渦が発生し難く、流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
さらに、発生した2次渦による騒音が聞え難くなる領域の周波数(例えば8kHz)以上とすることが好ましい。例えば、図2に示すように、CPAP装置として用いる場合、ファン50は、10cmH2O程度で駆動される。この場合、ファン50の外周端部の速度は、およそ40m/sとなる。2次渦により生じる音の周波数を上述の領域の周波数(例えば、8kHz)以上とする場合、保持板51の先端の厚さを1mm以下に設定することが好ましい。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)ファンユニット31は、ファンケース40、ファン50を備える。ファンケース40は、吸気口40aと吐出口40bとを有する。ファン50はファンケース40内に設けられ、第1面51aを有し回転可能に支持された保持板51と、保持板51の第1面51aに立設された複数の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)とを有している。また、ファンユニット31は、保持板51の第1面51aに対向するファンケース40の内面(上ケース42の内面42d)と保持板51の第1面51aと、隣り合う2つの羽根部材52とに挟まれ、吸気口40aに繋がる第1流路71を備えている。ファンユニット31は、ファンケース40に収容されたファン50の第1の羽根部材53の頂点部53cは、ファンケース40の吸気口40aよりも径方向外側に位置し、ファンケース40(上ケース42)により覆われている。ファン50を回転させたとき、回転する第1の羽根部材53から空気に作用する力は、頂点部53cに大きく干渉することなく第1流路71の下流に向うように作用するため、空気の流れの乱れが抑制される。これにより、騒音を抑制できる。
(1)ファンユニット31は、ファンケース40、ファン50を備える。ファンケース40は、吸気口40aと吐出口40bとを有する。ファン50はファンケース40内に設けられ、第1面51aを有し回転可能に支持された保持板51と、保持板51の第1面51aに立設された複数の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)とを有している。また、ファンユニット31は、保持板51の第1面51aに対向するファンケース40の内面(上ケース42の内面42d)と保持板51の第1面51aと、隣り合う2つの羽根部材52とに挟まれ、吸気口40aに繋がる第1流路71を備えている。ファンユニット31は、ファンケース40に収容されたファン50の第1の羽根部材53の頂点部53cは、ファンケース40の吸気口40aよりも径方向外側に位置し、ファンケース40(上ケース42)により覆われている。ファン50を回転させたとき、回転する第1の羽根部材53から空気に作用する力は、頂点部53cに大きく干渉することなく第1流路71の下流に向うように作用するため、空気の流れの乱れが抑制される。これにより、騒音を抑制できる。
(2)ファンユニット31は、第1の羽根部材53の頂点部53cをファンケース40にて覆うことにより、頂点部53cが流入した空気に大きく干渉せずに第1流路71の下流に向うようにすることができるため、効率よく空気を吐出できる。
(3)ファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、スカート状に形成され、この外周端部51dにおける第1面51aは、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となる、上側に凸状の曲面(R面)である。このため、流れが緩やかに曲げられ、圧力変化が抑制され、逆流の発生が抑制される。このため、効率よく空気を吐出できる。
(4)ファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されている。外周端部51dにおいて、第1面51aに対して、第2面51bは、先端に向うにしたがって保持板51の厚さを薄くするように形成された曲面である。保持板51の先端の厚さ(径方向の幅)は、1mm以下であることが好ましい。このため、慣性モーメントを小さくでき、振動、耐久性の低下、騒音、等を抑制できる。
(5)ファンユニット31において、保持板51の外周端部51dは、径方向外側の先端に向うにしたがって薄く形成されている。このため、バッファ流路73から第2流路72に流れ込む空気の流れと、第2流路72の回転流との間に2次渦が発生し難く、流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
(6)保持板51の第1面51aから、第1面51aに対するファンケース40の内面42dまでの距離D1は、保持板51の外周端部51dに向けて減少する。さらに、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)は、ファン50の中心軸方向から視て、保持板51の中央領域から、保持板51の外側の端部方向に延びている。このようなファンユニット31において、流体の流速を減速させることがなくなる。これによって、流体の剥離現象や渦の発生を抑制することが可能となり、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
(7)複数の羽根部材52において、ファン50の中心軸A1側の端部は、他方の端部よりもファン50の回転方向前側に位置している。流体の流れはファンの回転によって中心から外側へと向かうとともに、回転方向前側にも向かう。このため、中心軸A1を通る直線に沿って羽根部材を形成したファンを用いたファンユニットと比べ、流体の流れに沿った羽根部材52の形状となっているため、羽根部材52と流体との過度の干渉を抑制することができ、騒音を低減できる。
(8)複数の羽根部材52は、ファン50の中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる第1~第3の羽根部材53~55を含む。本実施形態において、ファン50の周方向に隣り合う第1の羽根部材53の間に、第1の羽根部材53より短い第2の羽根部材54が配設され、第1の羽根部材53と第2の羽根部材54の間に第2の羽根部材54より短い第3の羽根部材55が配設されている。このように第1~第3の羽根部材53~55を配設したファン50では、保持板51の第1面51aとファンケース40の内面(上ケース42の内面42d)と第1~第3の羽根部材53~55により囲まれた空間を、ファン50の中心軸A1側から外側に向けて、徐々に分割する。これにより、中心から外側にかけての隣り合う2つの羽根部材52の距離の変化を小さくすることができるとともに、保持板51とファンケース40の内面42dとの距離の変化を小さくすることができる。これにより、流体と羽根部材52、保持板51およびファンケース40の内面42dとの過度の干渉を抑制することができ、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
(9)ファン50において、羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)が形成されていない領域となる保持板51の外周端部51dの表面と上ケース42の内面42dとに挟まれた領域をバッファ流路73とする。保持板51の第1面51aと上ケース42の内面42dは、吸気口40aから第2流路72に向けて、バッファ流路73の断面積を略一定、若しくは徐々に小さくなるように形成されている。このため、流体の流速を減速させることがなくなり、流体の流れの乱れを抑制でき、騒音を抑制できる。
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態に対し、ファン50の形状を適宜変更してもよい。
・上記実施形態に対し、複数の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)の配列、構成を適宜変更してもよい。
・上記実施形態に対し、ファン50の形状を適宜変更してもよい。
・上記実施形態に対し、複数の羽根部材52(第1~第3の羽根部材53~55)の配列、構成を適宜変更してもよい。
例えば、第1の羽根部材53,第2の羽根部材54,第2の羽根部材54,第1の羽根部材53,第2の羽根部材54、・・・、のように、第1の羽根部材53と第2の羽根部材54との少なくとも一方を連続的に配設してもよい。
また、第1の羽根部材53、第2の羽根部材54、第3の羽根部材55をこの順番で周方向に順次配設してもよい。
例えば、第3の羽根部材55を省略し、第1の羽根部材53及び第2の羽根部材54を備えたファンとしてもよい。また、第2の羽根部材54を省略し、第1の羽根部材53と第3の羽根部材55を備えたファンとしてもよい。
例えば、第3の羽根部材55を省略し、第1の羽根部材53及び第2の羽根部材54を備えたファンとしてもよい。また、第2の羽根部材54を省略し、第1の羽根部材53と第3の羽根部材55を備えたファンとしてもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
(付記1)
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持され保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記吸気口は前記ファンの回転軸を中心に円状に設けられており、
前記羽根部材の頂点部は、前記吸気口より径方向外側に位置している、
送風装置。
(付記1)
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持され保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記吸気口は前記ファンの回転軸を中心に円状に設けられており、
前記羽根部材の頂点部は、前記吸気口より径方向外側に位置している、
送風装置。
(付記2)
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の径方向内側の端部から、前記保持板の径方向外側の端部まで直線状に延び、内端は、外端よりもファンの回転方向前側に位置している、
付記1に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の径方向内側の端部から、前記保持板の径方向外側の端部まで直線状に延び、内端は、外端よりもファンの回転方向前側に位置している、
付記1に記載の送風装置。
(付記3)
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる羽根部材を含む、付記1又は2に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる羽根部材を含む、付記1又は2に記載の送風装置。
(付記4)
前記複数の羽根部材は、第1の羽根部材と、前記第1の羽根部材より長さが短い第2の羽根部材とを含み、
前記頂点部は、前記第1の羽根部材の頂点部である、
付記3に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は、第1の羽根部材と、前記第1の羽根部材より長さが短い第2の羽根部材とを含み、
前記頂点部は、前記第1の羽根部材の頂点部である、
付記3に記載の送風装置。
(付記5)
1または複数の前記第2の羽根部材は、前記保持板の周方向において複数の前記第1の羽根部材に挟まれて配設されている、付記4に記載の送風装置。
1または複数の前記第2の羽根部材は、前記保持板の周方向において複数の前記第1の羽根部材に挟まれて配設されている、付記4に記載の送風装置。
(付記6)
前記複数の羽根部材は更に、前記第2の羽根部材より長さが短い第3の羽根部材を含む、
付記4又は5に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は更に、前記第2の羽根部材より長さが短い第3の羽根部材を含む、
付記4又は5に記載の送風装置。
(付記8)
付記1~7の何れか1つに記載の送風装置と、
前記送風装置を収容するケースと、
を備え、
前記ケースは、前記送風装置を収容する区画壁部と、前記区画壁部の開口を塞ぐ中ケースとを有し、
前記送風装置は、前記吸気口を前記中ケースに向けて配置され、
前記送風装置のファンケースは、前記吸気口の外周において、径方向に延びる複数の導入壁部を有する、
流体制御装置。
付記1~7の何れか1つに記載の送風装置と、
前記送風装置を収容するケースと、
を備え、
前記ケースは、前記送風装置を収容する区画壁部と、前記区画壁部の開口を塞ぐ中ケースとを有し、
前記送風装置は、前記吸気口を前記中ケースに向けて配置され、
前記送風装置のファンケースは、前記吸気口の外周において、径方向に延びる複数の導入壁部を有する、
流体制御装置。
(付記11)
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、複数の羽根部材と、前記複数の羽根部材が設けられた第1面と、前記第1面と反対側の第2面とを備えた保持板とを有するファンと、
前記保持板の前記第1面と前記ファンケースの内面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
前記保持板の前記第2面側にあって、前記吐出口に繋がる第2流路と、
を備え、
前記保持板は、前記複数の羽根部材より径方向外側の外周端部を有し、
前記外周端部は、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となるスカート状である、
送風装置。
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、複数の羽根部材と、前記複数の羽根部材が設けられた第1面と、前記第1面と反対側の第2面とを備えた保持板とを有するファンと、
前記保持板の前記第1面と前記ファンケースの内面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
前記保持板の前記第2面側にあって、前記吐出口に繋がる第2流路と、
を備え、
前記保持板は、前記複数の羽根部材より径方向外側の外周端部を有し、
前記外周端部は、径方向外側に向うにしたがって下側に位置するとともに傾斜が急となるスカート状である、
送風装置。
(付記12)
前記外周端部は、先端に向って厚さが薄い、付記11に記載の送風装置。
(付記13)
前記外周端部の厚みが1mm以下である、付記11または12に記載の送風装置。
前記外周端部は、先端に向って厚さが薄い、付記11に記載の送風装置。
(付記13)
前記外周端部の厚みが1mm以下である、付記11または12に記載の送風装置。
(付記21)
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持された保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の中央領域から、前記保持板の外側の端部方向に延び、
前記保持板の前記第1面から、前記第1面に対向する前記ファンケースの内面までの距離は、前記吸気口の外周端から前記保持板の外周端に向けて小さくなっている、
送風装置。
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持された保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の中央領域から、前記保持板の外側の端部方向に延び、
前記保持板の前記第1面から、前記第1面に対向する前記ファンケースの内面までの距離は、前記吸気口の外周端から前記保持板の外周端に向けて小さくなっている、
送風装置。
(付記22)
前記複数の羽根部材における前記ファンの中心軸側の端部は、他方の端部よりもファンの回転方向前側に位置している、
付記21に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材における前記ファンの中心軸側の端部は、他方の端部よりもファンの回転方向前側に位置している、
付記21に記載の送風装置。
(付記23)
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる羽根部材を含む、付記21または22に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる羽根部材を含む、付記21または22に記載の送風装置。
(付記24)
前記複数の羽根部材は、第1の羽根部材と、前記第1の羽根部材よりも長さが短い第2の羽根部材とを含む、付記22に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は、第1の羽根部材と、前記第1の羽根部材よりも長さが短い第2の羽根部材とを含む、付記22に記載の送風装置。
(付記25)
前記複数の羽根部材は更に、前記第2の羽根部材よりも長さが短い第3の羽根部材を含む、付記24に記載の送風装置。
前記複数の羽根部材は更に、前記第2の羽根部材よりも長さが短い第3の羽根部材を含む、付記24に記載の送風装置。
(付記26)
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持された保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の中央領域から、前記保持板の外側の端部方向に延び、
前記保持板の前記第1面から、前記第1面に対向する前記ファンケースの内面までの距離は、前記吸気口の外周端における該距離が前記保持板の外周端における該距離より大きく、
前記第1流路の途中に狭小部を備え、
前記狭小部における前記距離は、前記狭小部に隣接する位置における前記距離より小さい、
送風装置。
吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持された保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の中央領域から、前記保持板の外側の端部方向に延び、
前記保持板の前記第1面から、前記第1面に対向する前記ファンケースの内面までの距離は、前記吸気口の外周端における該距離が前記保持板の外周端における該距離より大きく、
前記第1流路の途中に狭小部を備え、
前記狭小部における前記距離は、前記狭小部に隣接する位置における前記距離より小さい、
送風装置。
(付記27)
前記保持板の第1面に垂直であって前記第1面から前記ファンケースの内面までの線分を前記ファンの回転軸周りに回転したときの軌跡からなる環状の周回面の面積を断面積とし、
前記保持板の中央領域における前記断面積は、前記保持板の外側の端部における前記断面積と比較して同一又は大きい、
付記21~26のいずれか1つに記載の送風装置。
前記保持板の第1面に垂直であって前記第1面から前記ファンケースの内面までの線分を前記ファンの回転軸周りに回転したときの軌跡からなる環状の周回面の面積を断面積とし、
前記保持板の中央領域における前記断面積は、前記保持板の外側の端部における前記断面積と比較して同一又は大きい、
付記21~26のいずれか1つに記載の送風装置。
(付記28)
前記保持板の第1面の点において前記第1面に垂直であって前記第1面から前記ファンケースの内面までの線分を前記ファンの回転軸周りに回転したときの軌跡からなる環状の周回面の面積を、前記点を通る円の円周の長さで除算した結果の値を前記点における前記第1流路の高さとし、
前記第1面の任意の半径位置における前記第1流路の高さは一端から他端にかけて凹状の特性を有している、
付記21~26のいずれか1つに記載の送風装置。
前記保持板の第1面の点において前記第1面に垂直であって前記第1面から前記ファンケースの内面までの線分を前記ファンの回転軸周りに回転したときの軌跡からなる環状の周回面の面積を、前記点を通る円の円周の長さで除算した結果の値を前記点における前記第1流路の高さとし、
前記第1面の任意の半径位置における前記第1流路の高さは一端から他端にかけて凹状の特性を有している、
付記21~26のいずれか1つに記載の送風装置。
(付記29)
付記21~28のいずれか1つに記載の送風装置と、前記送風装置を制御する制御装置とを有する流体制御装置。
付記21~28のいずれか1つに記載の送風装置と、前記送風装置を制御する制御装置とを有する流体制御装置。
1…流体制御装置、31…ファンユニット(送風装置)、40…ファンケース、40a…吸気口、40b…吐出口、50…ファン、51…保持板、51a…第1面、51d…外周端部、52…羽根部材、53…第1の羽根部材、53c…頂点部、54…第2の羽根部材、55…第3の羽根部材。
Claims (7)
- 吸気口と吐出口を有するファンケースと、
前記ファンケース内に設けられ、第1面を有し回転可能に支持された保持板と、前記第1面に立設され回転方向に配列された複数の羽根部材と、を有するファンと、
前記ファンケースの内面と前記保持板の前記第1面と隣り合う2つの前記羽根部材とに挟まれ、前記吸気口に繋がる第1流路と、
を備え、
前記吸気口は前記ファンの回転軸を中心に円状に設けられており、
前記羽根部材の頂点部は、前記吸気口より径方向外側に位置している、
送風装置。 - 前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸方向から視て、前記保持板の径方向内側の端部から、前記保持板の外側の端部方向に延び、
前記羽根部材における前記ファンの中心軸側の端部は、他方の端部よりも前記ファンの回転方向前側に位置している、
請求項1に記載の送風装置。 - 前記複数の羽根部材は、前記ファンの中心軸側の端部から他方の端部までの長さが異なる羽根部材を含む、請求項1又は2に記載の送風装置。
- 前記複数の羽根部材は、第1の羽根部材と、前記第1の羽根部材より長さが短い第2の羽根部材とを含み、
前記頂点部は、前記第1の羽根部材の頂点部である、
請求項3に記載の送風装置。 - 1または複数の前記第2の羽根部材は、前記保持板の周方向において複数の前記第1の羽根部材に挟まれて配設されている、請求項4に記載の送風装置。
- 前記複数の羽根部材は更に、前記第2の羽根部材より長さが短い第3の羽根部材を含む、請求項4又は5に記載の送風装置。
- 請求項1~6の何れか1項に記載の送風装置と、
前記送風装置を収容するケースと、
を備え、
前記ケースは、前記送風装置を収容する区画壁部と、前記区画壁部の開口を塞ぐ中ケースとを有し、
前記送風装置は、前記吸気口を前記中ケースに向けて配置され、
前記送風装置のファンケースは、前記吸気口の外周において、径方向に延びる複数の導入壁部を有する、
流体制御装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19814805 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020523091 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19814805 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |