(57)【要約】  １つの態様によれば、本発明は、ハウジングと、ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、ポート間の空気流のために第１のポートと第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、第１のポートから第２のポートへの空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、第２のポートから第１のポートへの空気流を制限する第１のポートと第２のポートとの間のインタラプタとを備える渦流ブロワを備えてもよい。
2021501851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、
前記ポート間の空気流のために前記第１のポートと前記第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、
前記第１のポートから前記第２のポートへの前記空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記第２のポートから前記第１のポートへの空気流を制限する前記第１のポートと前記第２のポートとの間のインタラプタと
を備える、
渦流ブロワ。
【請求項２】
前記第１のポートが入口ポートであり、
前記第２のポートが出口ポートであり、
前記インペラが、前記入口ポートから前記出口ポートへの前記空気流チャネル内の空気流を促進する方向に回転する、
請求項１に記載の渦流ブロワ。
【請求項３】
前記空気流チャネルが、前記第１のポートと前記第２のポートとを接続する弓形チャネルを備え、
前記第１のポートが、前記弓形チャネルの第１の端部と流体連通し、
前記第２のポートが、前記弓形チャネルの第２の端部と流体連通し、
前記インタラプタが、前記弓形チャネルの前記第１の端部と前記第２の端部との間に形成された壁を備える、
請求項１又は２に記載の渦流ブロワ。
【請求項４】
前記壁が、前記弓形チャネルの前記第２の端部に向いたリーディング面を有する、
請求項３に記載の渦流ブロワ。
【請求項５】
前記リーディング面が湾曲している、
請求項４に記載の渦流ブロワ。
【請求項６】
前記インペラブレードが、使用時に回転して、前記リーディング面のリーディングエッジを最初に通過することによって前記インタラプタを通過するように適合されている、
請求項５に記載の渦流ブロワ。
【請求項７】
前記壁が、前記弓形チャネルの前記第１の端部に向いたトレーリング面を含む、
請求項４に記載の渦流ブロワ。
【請求項８】
前記トレーリング面が湾曲している、
請求項７に記載の渦流ブロワ。
【請求項９】
前記インペラブレードが、使用時に回転して、前記リーディングエッジを通過し、前記壁の中央部分を通過し、次いで、前記トレーリング面のトレーリングエッジを通過することによって、前記インタラプタを通過するように適合されている、
請求項８に記載の渦流ブロワ。
【請求項１０】
各ブレードの一部が、そのブレードが前記インタラプタを通り過ぎる間、ある角度をなして前記リーディングエッジの一部を通過するように、前記リーディングエッジが構成されている、
請求項６に記載の渦流ブロワ。
【請求項１１】
各ブレードの一部が、そのブレードが前記インタラプタを通り過ぎる間、ある角度をなして前記トレーリングエッジの一部を通過するように、前記トレーリングエッジが構成されている、
請求項９に記載の渦流ブロワ。
【請求項１２】
前記ブレードのうちの２つ以上が、通過中、前記インペラの回転中のいずれかの時点で前記リーディングエッジを通り過ぎるように、前記リーディングエッジが構成されている、
請求項６に記載の渦流ブロワ。
【請求項１３】
前記ブレードのうちの２つ以上が、通過中、前記インペラの回転中のいずれかの時点で前記トレーリングエッジを通り過ぎるように、前記トレーリングエッジが構成されている、
請求項９に記載の渦流ブロワ。
【請求項１４】
前記リーディングエッジが、前記インペラのブレードが通り過ぎるとき、前記インペラのブレードに対してある角度に向けられている、
請求項１０又は１２に記載の渦流ブロワ。
【請求項１５】
前記リーディングエッジが湾曲し、それにより、前記インペラのブレードが通り過ぎるとき、前記インペラのブレードに対してある角度で存在している、
請求項１０又は１２に記載の渦流ブロワ。
【請求項１６】
前記トレーリングエッジが、前記インペラのブレードが通り過ぎるとき、前記インペラのブレードに対してある角度に向けられている、
請求項１１又は１３に記載の渦流ブロワ。
【請求項１７】
前記トレーリングエッジが湾曲し、それにより、前記インペラのブレードが通り過ぎるとき、前記インペラのブレードに対してある角度で存在している、
請求項１１又は１３に記載の渦流ブロワ。
【請求項１８】
前記リーディングエッジが湾曲している、
請求項６に記載の渦流ブロワ。
【請求項１９】
前記トレーリングエッジが湾曲している、
請求項９に記載の渦流ブロワ。
【請求項２０】
前記インタラプタが、前記第１のポートを越えて延在し、且つ／又は、前記第２のポートを越えて延在する、
請求項３に記載の渦流ブロワ。
【請求項２１】
前記壁が、前記弓形チャネルの前記第１の端部の近くに第１の側面を有し、
前記インペラブレードが、使用時、前記第１の側面から離れるように回転して通り過ぎるように適合されており、
前記第１の側面が凹部を備える、
請求項３に記載の渦流ブロワ。
【請求項２２】
前記壁が、前記チャネルの前記第２の端部の近くに第２の側面を有し、
前記インペラブレードが、使用時、前記第２の側面に向かって回転して通り過ぎるように適合されており、
前記第２の側面が凹部を備える、
請求項２１に記載の渦流ブロワ。
【請求項２３】
前記第１の側面が、前記第１のポートの一部を形成し、
前記第２の側面が、前記第２のポートの一部を形成する、
請求項２１又は２２に記載の渦流ブロワ。
【請求項２４】
前記壁が、前記弓形チャネルの前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する横断面を備え、
前記インペラブレードが、使用時、前記横断面を通り過ぎて回転するように適合されており、
前記横断面が凹部を備える、
請求項３、２１、２２のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項２５】
前記第１の側面上の前記凹部及び／又は前記第２の側面上の前記凹部が、前記面に沿って延在する、
請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項２６】
前記凹部が、断面が「Ｖ」形である、
請求項２５に記載の渦流ブロワ。
【請求項２７】
前記第１の側面上の前記凹部及び／又は前記第２の側面上の前記凹部が、
ａ）前記中心軸に沿った後縁から前縁への内側への湾曲と、
ｂ）頂縁と底縁との間で前記頂縁及び前記底縁から中心軸の方への内側への湾曲と
を備える、
請求項２５又は２６に記載の渦流ブロワ。
【請求項２８】
前記横断面上の前記凹部が、前記面に沿って横方向に延在する、
請求項２４に記載の渦流ブロワ。
【請求項２９】
前記横断面全体にわたって横方向に延在する２つの凹部が存在する、
請求項２８に記載の渦流ブロワ。
【請求項３０】
前記２つの凹部が略平行である、
請求項２９に記載の渦流ブロワ。
【請求項３１】
各凹部が、前記第１の側面から前記第２の側面までの前記横断面の長さにわたる、
請求項２９又は３０に記載の渦流ブロワ。
【請求項３２】
前記凹部が、断面が「Ｖ」形である、
請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項３３】
各凹部が、前記横断面の１つの縁部での最大幅及び最大深さで始まり、
前記横断面の中心に向けて最小幅及び最小深さまで減少し、
次いで、前記横断面の反対側の縁部で最大幅及び最大深さまで拡大する、
請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項３４】
各凹部が、前記横断面の各端部において、前記横断面の全幅の約５０％の最大幅から始まり、
前記横断面の前記中心に向けて最小幅を有する、
請求項２８〜３３のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項３５】
ハウジングと、
前記ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、
空気流のために前記第１のポートと前記第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、
前記第１のポートから前記第２のポートへの前記空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記第２のポートから前記第１のポートへの空気流を制限する前記第１のポートと前記第２のポートとの間のインタラプタと
を備え、
前記第１のポートが、前記空気流チャネルから延在する導管を備え、
前記第２のポートが、前記空気流チャネルから延在する導管を備え、
前記第１のポートが、前記空気流チャネルとともにスパイラルを形成する、
渦流ブロワ。
【請求項３６】
前記第２のポートが、前記空気流チャネルともにスパイラルを形成する、
請求項３５に記載の渦流ブロワ。
【請求項３７】
前記第１のポートが、部分的回転と、可変ピッチと、可変半径とを有する螺線として、前記空気流チャネルから延在する、
請求項３６に記載の渦流ブロワ。
【請求項３８】
前記第１のポートが、部分的回転と、略一定のピッチと、略一定の半径とを有する螺線として、前記空気流チャネルから延在する、
請求項３５に記載の渦流ブロワ。
【請求項３９】
前記第２のポートが、部分的回転と、可変ピッチと、可変半径とを有する螺線として、前記空気流チャネルから延在する、
請求項３５に記載の渦流ブロワ。
【請求項４０】
前記第２のポートが、部分的回転と、略一定のピッチと、略一定の半径とを有する螺線として、前記空気流チャネルから延在する、
請求項３６〜３９のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項４１】
前記モータがロータを備え、
前記ハウジングが、製造中、シャフトによって前記インペラに結合された前記ロータの組立体を、アパーチャを通して前記ハウジング内に配置できるように形づくられた直径を有する前記アパーチャを備える、
請求項１に記載の渦流ブロワ。
【請求項４２】
前記ハウジングが、頂部ハウジングと、底部プレートを有する底部ハウジングとを備え、
前記アパーチャが、前記底部ハウジングの前記底部プレートにある、
請求項１又は４１に記載の渦流ブロワ。
【請求項４３】
前記アパーチャが、第３のポートを提供する、
請求項４１又は４２に記載の渦流ブロワ。
【請求項４４】
前記ハウジングが、底部ハウジングキャップをさらに備え、
前記底部ハウジングキャップが、少なくとも１つの底部ハウジングキャップアパーチャを含む、
請求項４２又は４３に記載の渦流ブロワ。
【請求項４５】
前記アパーチャが、比較的低流量状態の下での前記インペラチャネル及び／又は前記空気流チャネルからの出口、且つ、比較的高流量状態の下での入口である、
請求項４１〜４４のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項４６】
前記ハウジングが、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備え、
前記インペラが、前記頂部ハウジングと前記底部ハウジングとの間に配設され、
前記モータが、少なくとも部分的に前記底部ハウジングに配設され、
前記頂部ハウジングが、前記底部ハウジングに対して開いており、前記インペラ及び前記モータを分離する前記ハウジングのプレート又は他のバリアが存在しない、
請求項１に記載の渦流ブロワ。
【請求項４７】
前記空気流チャネルが、上側チャネルと下側チャネルとを備える、
請求項４６に記載の渦流ブロワ。
【請求項４８】
前記インペラチャネルが、前記上側チャネルと前記下側チャネルとを分離する、
請求項４７に記載の渦流ブロワ。
【請求項４９】
前記インペラの側端部が、前記ハウジングの内部側面に隣接して回転する、
請求項４６〜４８のいずれか一項に記載の渦流ブロワ。
【請求項５０】
ハウジングと、
前記ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、
空気流のために前記第１のポートと前記第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、
前記第１のポートから前記第２のポートへの前記チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内のインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記第２のポートから前記第１のポートへの空気流を制限する前記第１のポートと前記第２のポートとの間のインタラプタと
を備える、
渦流ブロワ。
【請求項５１】
ハウジングと、
入口及び出口を提供する、前記ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、
前記第１のポートと前記第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、
前記第１のポートから前記第２のポートへの前記空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、
前記インペラを駆動するモータと、
前記第２のポートから前記第１のポートへの空気流を制限する前記第１のポートと前記第２のポートとの間のインタラプタと
を備え、
前記ハウジングが、第３のポートを提供するアパーチャを備える、
渦流ブロワ。
【請求項５２】
前記ハウジングが、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備え、
前記アパーチャが、前記頂部ハウジングに１つ又は複数の開口部を備える、
請求項５１に記載の渦流ブロワ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、渦流ブロワ及びさまざまな構成に関する。このような渦流ブロワは、呼吸器及び他の最終用途に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
渦流ブロワは、入口から出口への空気の流れのための空気流チャネルを有するハウジングを備える。モータの回転によって駆動されるインペラは、空気流チャネルに空気的に接続されたチャネル内にある。インペラは回転して、空気流チャネル内の入口から出口への流れを提供する。空気流チャネルは、空気流が出口から入口に直接進むことを防止する、入口と出口との間に位置付けられたインタラプタを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、改良された渦流ブロワを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様によれば、本発明は、ハウジングと、ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、ポート間の空気流のために第１のポートと第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、第１のポートから第２のポートへの空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、第２のポートから第１のポートへの空気流を制限する第１のポートと第２のポートとの間のインタラプタと備える渦流ブロワを備えてもよい。
【０００５】
第１のポートは入口ポートであり、第２のポートは出口ポートであり、インペラは、入口ポートから出口ポートへの空気流チャネル内の空気流を促進する方向に回転してもよい。
【０００６】
空気流チャネルは、第１のポートと第２のポートとを接続する弓形チャネルを備え、第１のポートは、弓形チャネルの第１の端部と流体連通し、第２のポートは、弓形チャネルの第２の端部と流体連通し、インタラプタは、弓形チャネルの第１の端部と第２の端部との間に形成された壁を備えていてもよい。
【０００７】
壁は、弓形チャネルの第２の端部に向いたリーディング面を有していてもよい。
【０００８】
リーディング面は湾曲していてもよい。
【０００９】
インペラブレードは、使用時に回転して、リーディング面のリーディングエッジを最初に通過することによってインタラプタを通過するように適合されていてもよい。
【００１０】
壁は、弓形チャネルの第１の端部に向いたトレーリング面を含んでもよい。
【００１１】
トレーリング面は湾曲していていてもよい。
【００１２】
インペラブレードは、使用時に回転して、リーディングエッジを通過し、壁の中央部分を通過し、次いで、トレーリング面のトレーリングエッジを通過することによって、インタラプタを通過するように適合されていてもよい。
【００１３】
各ブレードの一部が、そのブレードがインタラプタを通り過ぎる間、ある角度をなしてリーディングエッジの一部を通過するように、リーディングエッジは構成されていてもよい。
【００１４】
各ブレードの一部が、そのブレードがインタラプタを通り過ぎる間、ある角度をなしてトレーリングエッジの一部を通過するように、トレーリングエッジは構成されていてもよい。
【００１５】
ブレードのうちの２つ以上が、通過中、インペラの回転中のいずれかの時点でリーディングエッジを通り過ぎるように、リーディングエッジは構成されていてもよい。
【００１６】
ブレードのうちの２つ以上が、通過中、インペラの回転中のいずれかの時点でトレーリングエッジを通り過ぎるように、トレーリングエッジは構成されていてもよい。
【００１７】
リーディングエッジは、インペラのブレードが通り過ぎるとき、インペラのブレードに対してある角度に向けられていてもよい。
【００１８】
リーディングエッジは湾曲し、それにより、インペラのブレードが通り過ぎるとき、インペラのブレードに対してある角度で存在していてもよい。
【００１９】
トレーリングエッジは、インペラのブレードが通り過ぎるとき、インペラのブレードに対してある角度に向けられていてもよい。
【００２０】
トレーリングエッジは湾曲し、それにより、インペラのブレードが通り過ぎるとき、インペラのブレードに対してある角度で存在していてもよい。
【００２１】
リーディングエッジは湾曲していてもよい。
【００２２】
トレーリングエッジは湾曲していてもよい。
【００２３】
インタラプタは、第１のポートを越えて延在し、且つ／又は、第２のポートを越えて延在していてもよい。
【００２４】
壁は、弓形チャネルの第１の端部の近くに第１の側面を有し、インペラブレードは、使用時、第１の側面から離れるように回転して通り過ぎるように適合されており、第１の側面は凹部を備えていてもよい。
【００２５】
壁は、弓形チャネルの第２の端部の近くに第２の側面を有し、インペラブレードは、使用時、第２の側面に向かって回転して通り過ぎるように適合されており、第２の側面は凹部を備えていてもよい。
【００２６】
第１の側面は、第１のポートの一部を形成し、第２の側面は、第２のポートの一部を形成していてもよい。
【００２７】
壁は、弓形チャネルの第１の端部と第２の端部との間に位置する横断面を備え、インペラブレードは、使用時、横断面を通り過ぎて回転するように適合されており、横断面は凹部を備えていてもよい。
【００２８】
第１の側面上の凹部及び／又は第２の側面上の凹部は、面に沿って延在していてもよい。
【００２９】
凹部は、断面が「Ｖ」形であってもよい。
【００３０】
第１の側面上の凹部及び／又は第２の側面上の凹部は、ａ）中心軸に沿った後縁から前縁への内側への湾曲と、ｂ）頂縁と底縁との間で頂縁及び底縁から中心軸の方への内側への湾曲とを備えていてもよい。
【００３１】
横断面上の凹部は、面に沿って横方向に延在していてもよい。
【００３２】
横断面全体にわたって横方向に延在する２つの凹部が存在していてもよい。
【００３３】
２つの凹部は略平行であってもよい。
【００３４】
各凹部は、第１の側面から第２の側面までの横断面の長さにわたっていてもよい。
【００３５】
凹部は、断面が「Ｖ」形であってもよい。
【００３６】
各凹部は、横断面の１つの縁部での最大幅及び最大深さで始まり、横断面の中心に向けて最小幅及び最小深さまで減少し、次いで、横断面の反対側の縁部で最大幅及び最大深さまで拡大していてもよい。
【００３７】
各凹部は、横断面の各端部において、横断面の全幅の約５０％の最大幅から始まり、横断面の中心に向けて最小幅を有していてもよい。
【００３８】
別の態様によれば、本発明は、ハウジングと、ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、空気流のために第１のポートと第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、第１のポートから第２のポートへの空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、第２のポートから第１のポートへの空気流を制限する第１のポートと第２のポートとの間のインタラプタとを備える渦流ブロワを備えてもよく、第１のポートは、空気流チャネルから延在する導管を備え、第２のポートは、空気流チャネルから延在する導管を備え、第１のポートは、空気流チャネルとともにスパイラルを形成する。
【００３９】
第２のポートは、空気流チャネルともにスパイラルを形成していてもよい。
【００４０】
第１のポートは、部分的回転と、可変ピッチと、可変半径とを有する螺線として、空気流チャネルから延在していてもよい。
【００４１】
第１のポートは、部分的回転と、略一定のピッチと、略一定の半径とを有する螺線として、空気流チャネルから延在していてもよい。
【００４２】
第２のポートは、部分的回転と、可変ピッチと、可変半径とを有する螺線として、空気流チャネルから延在していてもよい。
【００４３】
第２のポートは、部分的回転と、略一定のピッチと、略一定の半径とを有する螺線として、空気流チャネルから延在していてもよい。
【００４４】
可変ピッチは、空気流チャネルの略近くでの約１０〜３０ｍｍから、遠位端での約９０〜１１０ｍｍまで変化してもよい。
【００４５】
可変半径は、空気流チャネルの略近くでの約２５〜３０ｍｍから、遠位端での約１０〜２０ｍｍまで変化してもよい。
【００４６】
部分的回転は、完全な１回転の７２°〜１１４°、又は、完全な１回転の２０〜４０％にわたっていてもよい。
【００４７】
可変ピッチは、空気流チャネルの略近くでの約２〜２０ｍｍから、遠位端での約８０〜１２０ｍｍまで変化してもよい。
【００４８】
可変半径は、空気流チャネルに略近くでの約２０〜３５ｍｍから、遠位端での約２０〜７０ｍｍまで変化してもよい。
【００４９】
部分的回転は、完全な１回転の３６°〜１４４°、又は、完全な１回転の１０〜４０％にわたっていてもよい。
【００５０】
モータはロータを備え、ハウジングは、製造中、シャフトによってインペラに結合されたロータの組立体を、アパーチャを通してハウジング内に配置できるように形づくられた直径を有するアパーチャを備えていてもよい。
【００５１】
ハウジングは、頂部ハウジングと、底部プレートを有する底部ハウジングとを備え、アパーチャは、底部ハウジングの底部プレートにあってもよい。
【００５２】
アパーチャは、第３のポートを提供してもよい。
【００５３】
底部ハウジングは、インペラハウジングと、底部ハウジングキャップとを備えてもよい。
【００５４】
底部ハウジングキャップは、少なくとも１つの底部ハウジングキャップアパーチャを含んでいてもよい。
【００５５】
アパーチャは、比較的低流量状態の下でのインペラチャネル及び／又は空気流チャネルからの出口、且つ、比較的高流量状態の下での入口であってもよい。
【００５６】
ハウジングは、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備え、インペラは、頂部ハウジングに配設され、モータは、少なくとも部分的に底部ハウジングに配設され、頂部ハウジングは、底部ハウジングに対して開いており、インペラ及びモータを分離するハウジングのプレート又は他のバリアは存在しなくてもよい。
【００５７】
空気流チャネルは、上側チャネルと下側チャネルとを備えていてもよい。
【００５８】
インペラチャネルは、上側チャネルと下側チャネルとを分離してもよい。
【００５９】
インペラの側端部は、ハウジングの内部側面に隣接して回転してもよい。
【００６０】
インペラの側端部とハウジングの内部側面との間のクリアランスは、約０．５ｍｍ〜１ｍｍであってもよい。
【００６１】
別の態様によれば、本発明は、ハブと、ハブから支持されて、ハブのまわりで配置されたブレードの第１の組と、ハブから支持されて、ハブのまわりで配置されたブレードの第２の組とを備える渦流ブロワのためのインペラを備えてもよい。
【００６２】
ブレードの第１の組は、ブレードの第２の組の軸方向上方に配置されており、ブレードの第１の組は、ブレードの第２の組から回転的にオフセットされていてもよい。
【００６３】
ブレードの第１の組及びブレードの第２の組は、ハブのまわりに環状に配置されていてもよい。
【００６４】
渦流ブロワは、ブレードの第１の組とブレードの第２の組との間のウェブをさらに備えていてもよい。
【００６５】
ブレードの第１の組は、ハブのまわりに環状に配置されており、ブレードの第２の組は、ハブのまわりでブレードの第１の組内に同心円状に配置されていてもよい。
【００６６】
渦流ブロワは、ブレードの第３の組をさらに備え、ブレードの第３の組は、ハブのまわりに環状に配置されており、ブレードの第１の組は、ブレードの第３の組の軸方向上方に配置されており、ブレードの第１の組は、ブレードの第３の組から回転的にオフセットされていてもよい。
【００６７】
渦流ブロワは、ブレードの第１の組とブレードの第３の組との間のウェブをさらに備えていてもよい。
【００６８】
ブレードの第２の組又はブレードの第３の組は、
【数１】
2021501851.tif 000003
だけブレードの第１の組からのオフセットされていてもよい。ここで、θはブレードの第２の組又はブレードの第３の組がブレードの第１の組に対してオフセットされている角度であり、Ｎは第１のインペラブレードの数であり、Ｘはオフセット角である。
【００６９】
別の態様によれば、本発明は、ハウジングと、ハウジングの第１のポート及び第２のポートと、空気流のために第１のポートと第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、第１のポートから第２のポートへのチャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内の上記のいずれかによるインペラと、インペラを駆動するモータと、第２のポートから第１のポートへの空気流を制限する第１のポートと第２のポートとの間のインタラプタとを備える渦流ブロワを備えてもよい。
【００７０】
別の態様によれば、本発明は、ハウジングと、入口及び出口を提供するハウジングの第１のポート及び第２のポートと、第１のポートと第２のポートとの間で延在する空気流チャネルと、第１のポートから第２のポートへの空気流チャネル内の空気流を促進する、インペラチャネル内で回転可能なインペラと、インペラを駆動するモータと、第２のポートから第１のポートへの空気流を制限する第１のポートと第２のポートとの間のインタラプタとを備える渦流ブロワを備えてもよく、ハウジングは、第３のポートを提供するアパーチャを備える。
【００７１】
ハウジングは、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備え、アパーチャは、頂部ハウジングに１つ又は複数の開口部を備えていてもよい。
【００７２】
ハウジングは、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備え、アパーチャは、底部ハウジングに１つ又は複数の開口部を備えていてもよい。
【００７３】
アパーチャは、付加的な入口ポート又は出口ポートであってもよい。
【００７４】
空気流チャネルは、第１のポートと第２のポートとの間で延在する外側空気流チャネルと、内側空気流チャネルとを備えていてもよい。
【００７５】
内側空気流チャネルは、内側空気流チャネルと外側空気流チャネルとの間の弓形壁から形成されており、壁は、内側空気流チャネルと外側空気流チャネルとの間の空気流を可能にする空気流開口部を有していてもよい。インペラチャネルは、外側インペラチャネルと内側インペラチャネルとを備え、内側空気流チャネルは、内側インペラチャネルであってもよい。
【００７６】
渦流ブロワは、空気流チャネルとインペラチャネルとを含む共通チャネルを備えていてもよい。
【００７７】
インペラは、インペラがそのまわりで回転可能である軸方向軸線を備え、ブレードの第１の組は、ブレードの第２の組に対して軸方向に移動し、ブレードの第１の組は、ブレードの第２の組から軸方向軸線のまわりで回転的にオフセットされていてもよい。
【００７８】
ウェブは、環状インペラ支持プレートであってもよい。
【００７９】
本明細書で「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が使用される場合、「少なくとも部分的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｉｎ  ｐａｒｔ  ｏｆ）」を意味する。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を含む本明細書の各文を解釈する場合、この用語に続くもの以外の特徴も存在することがある。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」などの関連用語も同様に解釈される。
【００８０】
本発明は、個別に又はまとめて、本出願の明細書に参照される又は示されている部分、要素、及び特徴、並びに、２つ以上の前記部分、要素、又は特徴の、任意又はすべての組合せで構成されていると概して言うこともでき、ここで、特定の統合品が、本発明が関連する当該技術分野で均等物と知られているものとして本明細書に記載され、このような知られている均等物は、個別に記載のように本明細書に組み込まれるものとみなされる。
【００８１】
本明細書中に開示される数の範囲（たとえば、１〜１０）への言及は、その範囲内のすべての有理数（たとえば、１、１．１、２、３、３．９、４、５、６、６．５、７、８、９、及び１０）、並びに、その範囲内の有理数のあらゆる範囲（たとえば、２〜８、１．５〜５．５、及び３．１〜４．７）への言及も組み込むことが意図されている。
【００８２】
本発明は、前述のものを含み、また以下に単なる例として記載する構造を想定する。
【００８３】
ここで、実施形態が記載される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】上側空気流チャネル、下側空気流チャネル、及び側方空気流チャネルと、インペラチャネルとを含むチャネルを有する渦流ブロワを図形式で示す。
【図２】第１の実施形態による渦流ブロワの斜視図を示す。
【図３Ａ】第１の実施形態による渦流ブロワの上面図を示す。
【図３Ｂ】第１の実施形態による渦流ブロワの断面図を示す。
【図４Ａ】第１の実施形態による渦流ブロワの立面図を示す。
【図４Ｂ】第１の実施形態による渦流ブロワの立面図を示す。
【図５Ａ】渦流ブロワの上面図を示す。
【図５Ｂ】渦流ブロワの上面図を示す。
【図６】渦流ブロワの頂部ハウジングの下面図を示す。
【図７Ａ】渦流ブロワの側面図を示す。
【図７】渦流ブロワの断面斜視底面図を示す。
【図８】渦流ブロワの別の断面斜視底面図を示す。
【図９】下部ハウジング及びハウジングキャップの詳細を示す渦流ブロワの底面図を示す。
【図１０】図７の渦流ブロワと比較して寸法が小さい中央アパーチャを有する渦流ブロワの実施形態の断面斜視底面図を示す。
【図１１】渦流ブロワの頂部ハウジングの底面斜視図を示す。
【図１２】渦流ブロワの頂部ハウジングの底面図を示す。
【図１３】渦流ブロワの頂部ハウジングの底面図を示す。
【図１４】渦流ブロワのインペラの斜視図を示す。
【図１５】図１４のインペラの上面図を示す。
【図１６】図１４のインペラの立面図を示す。
【図１７】図１４のインペラの断面図を示す。
【図１８】図１４のインペラの底面図を示す。
【図１９】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの斜視図を示す。
【図２０】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの上面図を示す。
【図２１】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図２２】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図２３】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの上面図を示す。
【図２４】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図２５】第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図２６】第１の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワのハウジングの底面図を示す。
【図２７】第１の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワのハウジングの底面図を示す。
【図２８】第１の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す第２の実施形態の第１の構成による渦流ブロワのハウジングの底面図を示す。
【図２９】第２の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す渦流ブロワの第２の実施形態の第２の構成の頂部ハウジングの底面図を示す。
【図３０】第２の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す渦流ブロワの第２の実施形態の第２の構成の頂部ハウジングの底面図を示す。
【図３１】第２の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す渦流ブロワの第２の実施形態の第２の構成の頂部ハウジングの斜視図を示す。
【図３２】第２の構成によるインタラプタ及び空気流チャネルの詳細を示す渦流ブロワの第２の実施形態の第２の構成の頂部ハウジングの上面図を示す。
【図３３】第３の実施形態による渦流ブロワの斜視図を示す。
【図３４】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの断面図及び立面図を示す。
【図３５】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの断面図及び立面図を示す。
【図３６】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図３７】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図３８】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図３９】第３の実施形態の第１の構成による渦流ブロワの立面図を示す。
【図４０】第３の実施形態の第１の構成の頂部ハウジング及びチャネルを示す。
【図４１】第３の実施形態の第１の構成の頂部ハウジング及びチャネルを示す。
【図４２】第３の実施形態の第１の構成の頂部ハウジング及びチャネルを示す。
【図４３】渦流ブロワの第３の実施形態の第１の構成の底面図を示す。
【図４４】第３の実施形態の第１の構成の底部ハウジングの斜視図を示す。
【図４５】第３の実施形態の第１の構成のインタラプタ及びインペラチャネルの詳細を示す頂部ハウジングの底面図を示す。
【図４６】第３の実施形態の第１の構成のインタラプタ及びインペラチャネルの詳細を示す頂部ハウジングの底面図を示す。
【図４７】第３の実施形態の第１の構成のハウジングの断面図を示す。
【図４８】第３の実施形態の第１の構成のハウジングの断面の斜視図を示す。
【図４９】インタラプタの横断面に凹部を有する、第３の実施形態の第２の構成のハウジングの断面の斜視図を示す。
【図５０】図４９の断面の立面図を示す。
【図５１】インタラプタの側面及び横断面に凹部を有する、第３の実施形態の第３の構成のハウジングの断面の斜視図を示す。
【図５２】図５１の断面の立面図を示す。
【図５３】第３の実施形態の第４の構成のハウジングの断面の斜視図を示す。
【図５４】図５３の断面の立面図を示す。
【図５５】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの斜視図を示す。
【図５６】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの上面図を示す。
【図５７】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの立面図を示す。
【図５８】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの別の実施形態の斜視図を示す。
【図５９】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの別の実施形態の上面図を示す。
【図６０】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの別の実施形態の斜視図を示す。
【図６１】渦流ブロワの第３の実施形態での使用に適したインペラの別の実施形態の上面図を示す。
【図６２】渦流ブロワの第３の実施形態の断面の上面図を示し、第１の方向に回転するインペラを示す。
【図６３】図６２の断面の上面図を示し、図６２とは反対方向に回転するインペラを示す。
【図６４】渦流ブロワの第３の実施形態の第５の構成の斜視図を示す。
【図６５】渦流ブロワの第３の実施形態の第５の構成の上面図を示す。
【図６６】渦流ブロワの第３の実施形態の第５の構成の断面の立面図を示す。
【図６７】第４の実施形態による渦流ブロワの上部斜視図を示す。
【図６８】渦流ブロワの第４の実施形態の断面図を示す。
【図６９】渦流ブロワの第４の実施形態の別の断面図を示す。
【図７０】渦流ブロワの第４の実施形態の別の断面図を示す。
【図７１】渦流ブロワの第４の実施形態の上面図である。
【図７２】渦流ブロワの第４の実施形態の頂部ハウジングの断面の底面斜視図である。
【図７３】図７１の断面の底面図である。
【図７４】渦流ブロワの第４の実施形態の断面の底面斜視図である。
【図７５】渦流ブロワの第４の実施形態での使用に適したインペラの上部斜視図を示す。
【図７６】図７５のインペラの上面図を示す。
【図７７】図７５のインペラの底面斜視図を示す。
【図７８】図７５のインペラの底面図を示す
【図７９】第５の実施形態による渦流ブロワの上部斜視図を示す。
【図８０】渦流ブロワの第５の実施形態の断面図を示す。
【図８１】渦流ブロワの第５の実施形態の立面図を示す。
【図８２】渦流ブロワの第５の実施形態の立面図を示す。
【図８３】渦流ブロワの第５の実施形態の立面図を示す。
【図８４】渦流ブロワの第５の実施形態の立面図を示す。
【図８５】渦流ブロワの第５の実施形態の断面図を示す。
【図８６】渦流ブロワの第５の実施形態の上面図を示す。
【図８７】渦流ブロワの第５の実施形態の底面図を示す。
【図８８】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図８９】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９０】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９１】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９２】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９３】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９４】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９５】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９６】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９７】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９８】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図９９】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１００】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０１】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０２】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０３】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０４】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０５】さまざまな実施形態の性能を示す実験データのグラフを示す。
【図１０６】本明細書に記載されるような渦流ブロワを利用する、持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）、高流量治療、非侵襲的換気装置、又は他の呼吸器などの呼吸器の図である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
１．  渦流ブロワを使用するガス流機器
本明細書に記載されるさまざまな実施形態における渦流ブロワは、任意の適切なガス流機器の用途で使用することができる。記載される渦流ブロワは、特に、呼吸試験装置に有用である可能性があるが、単にその用途での使用に制限されない。記載される渦流ブロワが使用できる他の用途は、当業者には想定可能である。また、渦流ブロワは、真空として作用するように再構成される可能性があり、真空が必要である任意の適切なガス流機器で使用される可能性がある。たとえば、本明細書に記載される渦流ブロワは、吸引発生装置として構成することができる。このような吸引発生装置が、吸引システム、又は、吸引を提供するように構成されるシステムの一部として使用される可能性がある。渦流ブロワは、入口で吸引又は部分真空を生成するように配置され、チューブに接続される。これにより、ブロワをガス排気又はガス除去デバイスとして使用することができる。
【００８６】
非限定的な例として、本明細書に記載される渦流ブロワは、図１０６に示される用途で使用することができる。図１０６は、持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）機器、ネーザルハイフロー機器、非侵襲的換気（ＮＩＶ）機器、人工呼吸器、又は、他の呼吸器などの呼吸器６００を示す。呼吸器６００は、ガス流及び／又はガス圧を生成するためのブロワ６０１（「フロージェネレータ」とも呼ぶことができる）を備える。ブロワ６０１は、ブロワからのガスを加湿するために、加湿器６０２及び水用容器６０３に結合されていてもよい可能性がある。加湿器６０２は、容器の水を加熱するために、ヒータプレート６０４及び適切な制御回路を有することができる。加湿器６０２及びブロワ６０１は、別々の構成要素とすることができ、又は、破線で示されるように、ハウジング６０５に一体化することができる。１つ又は複数のコントローラ６０６は、呼吸器６００の作動を制御することができる。ブロワ６０１からのガス供給は、加湿器６０２に送られ、加湿されたガス供給は、呼吸導管６０７を介して、患者インタフェース６０８及び患者６０９に送られる。
【００８７】
ブロワ６０１は、本明細書に記載される実施形態の１つのような渦流ブロワである。本明細書のブロワは、肺循環機械も含む任意の適切な呼吸器で使用することができる。本明細書に記載される渦流ブロワが、伝統的に遠心送風機が使用される呼吸器で使用される可能性がある。
【００８８】
２．  ガス流機器で使用するための渦流ブロワ
渦流ブロワのさまざまな実施形態が記載され、それぞれ、上記の渦流ブロワの１つのように、ガス流機器で使用される。
【００８９】
２．１  実施形態の概要
渦流ブロワ（「サイドチャネルブロワ」とも呼ばれる）の断面を図形式で示す図１を参照すると、本明細書に記載される渦流ブロワの実施形態の一般的な特徴が示される。
【００９０】
渦流ブロワ（以下、「ブロワ」）は、頂部ハウジング及び底部ハウジングのような複数のサブハウジングから形成することができるハウジングを有する。ハウジングは、シャフトを介して（インペラブレードを有する）インペラを駆動するモータのための領域を提供する。いくつかの構成では、インペラは、シャフト上にオーバーモールドすることができる。或いは、インペラは、独立して成形し、シャフトに接続することができる。或いは、別の構成では、インペラは、金属、複合材料（たとえば、炭素繊維）、又は軽量のインペラに適した別の材料から作ることができる。空気の出入りを可能にする、ハウジングに対して１つ又は複数の入口及び出口を提供する１つ又は複数のポートが存在し、空気流はインペラによって駆動される。ポートは、アパーチャと、好ましくはカラーとを備える。ポートが入口か又は出口かということは、インペラの回転方向及び空気の流れの方向によって決まる。ポートは、インペラの回転方向に応じて、入口であることと出口であることとを入れ替えることができ、逆もまた可能である。
【００９１】
渦流ブロワは、ハウジングに形成されたチャネルを有する。チャネルは、異なる実施形態において、さまざまな異なる形態をとることができ、サブハウジングの構成及び相互接続によってさまざまな形で形成することができる。チャネルは、さまざまなチャネル領域を備え、チャネル領域のそれぞれは、適切な形状／構成をとる。チャネルは、インペラ領域（「インペラチャネル」）を備え、インペラブレードは、インペラ領域内に存在して、その中で回転し、入口から出口への空気の流れを発生させる。インペラチャネル（ＩＣ）は、インペラのブレードを受けるように環状であり、インペラのブレードは、略環状に配置される。空気再循環路により、入口から出口への途中で再循環空気がインペラに複数回、遭遇することが可能になる。空気は、空気再循環路を通って連続的に循環し、通過ごとの連続した圧力上昇が可能になり、ブロワの渦流特性がもたらされる。
【００９２】
チャネルは、インペラチャネル（ＩＣ）と流体連通する空気流領域（「空気流チャネル（ＡＦＣ）」）も備える。入口ポート及び出口ポートは、空気流チャネル（ＡＦＣ）と流体連通する。インペラブレードの回転は、入口ポートから出口ポートへの空気流チャネル（ＡＦＣ）内の空気の流れを提供する。（インペラブレードの回転は、インペラチャネル（ＩＣ）内の空気の流れも提供する）。空気流チャネル（ＡＦＣ）は、実施形態の要件に応じて、多くの異なる構成をとることができる。たとえば、空気流チャネル（ＡＦＣ）は、弓形とすることができる。インタラプタは、チャネル内に配置されて、出口ポートと入口ポートとの間（すなわち、ポートの間）の空気流を妨げる、最小化する、又は、少なくとも減少させる（より一般的には「制限する」）。さらに、空気流チャネル（ＡＦＣ）は、上側空気流チャネル（ＵＡＦＣ）と、側方空気流チャネル（ＬａｔＡＦＣ）と、下側空気流チャネル（ＬＡＦＣ）とを含む、複数の異なる空気流チャネル又は領域の組合せの１つ又は複数を備えることができる。少なくとも１つの構成では、上側空気流チャネル（ＵＡＦＣ）は、下側空気流チャネル（ＬＡＦＣ）に対して、インペラの反対側とすることができる。後で記載される、内側空気流チャネルも存在させることができる。上側、側方、及び下側チャネルへの言及が、任意の絶対的な向き又は特定の向きを示さない、或いは、そのような向きに対して記載される実施形態の範囲を限定しないことは認識されるべきである。むしろ、図面は、絶対的な向きではなく、相対的な向きを提供するために示されるので、それは単に図面に対して使用される用語である。たとえば、使用時、空気流チャネル（ＡＦＣ）は、上側空気流チャネル（ＵＡＦＣ）が下にある、下側空気流チャネル（ＬＡＦＣ）が上にある、又は、任意の他の向きでさえあるように向けられる可能性がある。
【００９３】
空気流チャネル（ＡＦＣ）を構成するさまざまな空気流チャネル領域は、サブハウジングの構成及び相互接続、並びに設計の他の態様によって形成することができる。空気流チャネル（ＡＦＣ）領域のさまざまな組合せにより、ブロワの望ましい特性を提供することができる。
【００９４】
従来の渦流ブロワは、大型であり、比較的騒音が大きく、そのため、呼吸装置での使用には適していない可能性がある。驚くべきことに、本明細書に記載される渦流ブロワは、呼吸装置での使用に足るだけ十分に静かにすることができる。理論に束縛されるものではないが、本明細書に記載される渦流ブロワによって少なくとも部分的にもたらされる騒音の低減は、インペラの設計及び／又はハウジングの設計の結果であると考えられる。さらに、本明細書に記載される渦流ブロワは、先行技術の渦流ブロワに対して寸法が小さく、軽量のインペラを特徴とし、それにより、流れの急速な方向変更を必要とする用途においてブロワを適切に使用することが可能になる。通常、渦流ブロワは、高圧、低流量の用途に対して使用される。いくつかの呼吸用途では、０〜３０ｃｍＨ２Ｏの圧力が必要なだけであるので、（たとえば、インペラブレードとインタラプタとの間の比較的大きな間隙／クリアランス、及び中央開口によって生じる）さまざまな漏洩を有することは可能であり、モータ／インペラの組合せは、望ましい圧力及び流れ範囲を提供することがさらに可能である。本明細書に記載される間隙は、超高圧及び低流量を必要とする渦流ブロワでは容認できないであろう。
【００９５】
ここで、さまざまな実施形態が記載され、そのそれぞれが、空気流及びインペラチャネルのさまざまな構成を提供する。
【００９６】
２．２  渦流ブロワの第１の実施形態
図２〜１８は、第１の実施形態による渦流ブロワを示す。
【００９７】
２．２．１  概要
渦流ブロワ１００の概要は、図２〜５Ｂを参照して記載される。渦流ブロワは、ハウジング１０１を備える。ハウジングは、頂部ハウジング１０２と底部ハウジング１０３とを含む。頂部ハウジング１０２及び底部ハウジング１０３は、モータ及びチャネル１０４のための内部領域を形成するために結合される。チャネル１０４は、空気流チャネル１３２及びインペラチャネル１４５（「空気流領域及びインペラ領域」とも呼ばれる）を備える。頂部ハウジング及び底部ハウジングへの言及が、任意の特定の向きを示さない、或いは、そのような向きに対して記載される実施形態の範囲を限定しないことは認識されるべきである。むしろ、図面が提示されるとき、それは単に図面に対して使用される用語である。使用時、ブロワは、頂部ハウジング１０２が下になる、底部ハウジング１０３が上にある、又は、任意の他の向きでさえあるように向けられる可能性がある。
【００９８】
ステータ１１１と、シャフト１１２と、ロータ１１３とを備えるモータ組立体１１０は、底部ハウジング１０３の内部領域に位置する。モータ組立体１１０は、２つの非限定的な例として、ブラシレスＤＣモータ又はスイッチドリラクタンスモータなどの、任意の適切なモータ組立体である可能性がある。モータ、それらの組立体、及び動作の詳細は、当業者には知られており、ここではさらには記載しない。インペラ１１５は、シャフト１１２に結合されて、使用時、モータ組立体１１０によって駆動される。
【００９９】
インペラ１１５は、ハウジング１０１内に位置し、チャネル１０４のインペラ領域内に存在して、その中で回転するインペラブレード１７５を有する。空気再循環路により、入口ポートから出口ポートへの途中で再循環空気がインペラ１１５に複数回、遭遇することが可能になる。空気は、空気再循環路を通って連続的に循環し、通過ごとの連続した圧力上昇が可能になり、ブロワの渦流特性がもたらされる。頂部ハウジング１０２は、第１のポート１２０と第２のポート１２１とを有し、第１のポート１２０と第２のポート１２１は、チャネル１０４の空気流領域（「空気流チャネル」）の中に、且つ、チャネル１０４の空気流領域（「空気流チャネル」）から外に（さらに、インペラチャネル１４５の中にも、且つ、インペラチャネル１４５から外にも）空気流を提供する。インペラチャネル１４５内でのインペラ１１５の回転は、第１のポート１２０と第２のポート１２１との間の空気流チャネル内の空気流を提供し、さらに、インペラチャネル１４５内の空気流を提供する。インペラ１１５が反時計回りに（図５Ａに示されるように）回転するとき、第１のポート１２０は入口ポート（より一般的には「入口」）であり、第２のポート１２１は出口ポート（より一般的には「出口」）であり、空気は、第１のポート１２０に流れ込み、第１のポート１２０から第２のポート１２１に流れ、そして、第２のポート１２１から流れ出る。インペラ１１５が時計回りに（図５Ｂに示されるように）回転するとき、第２のポート１２１は入口ポート（より一般的には「入口」）であり、第１のポート１２０は出口ポート（より一般的には「出口」）であり、空気は、第２のポートに流れ込み、第２のポートから第１のポートに流れ、そして、第１のポートから流れ出る。一般性を失わずに、残りの実施形態では、第１のポートは入口ポートとして、且つ、第２のポートは出口ポートとして（特に明記しない限り）記載されるが、ブロワの動作に応じて、代替的な構成が可能であることが理解されるであろう。
【０１００】
インタラプタ１２５（「ストリッパ」とも呼ばれる）は、ハウジング１０１内で、出口ポート１２１を入口ポート１２０から分離する。インタラプタ１２５は、使用中、空気流に物理的バリアを設けることによって、出口（高圧）から入口ポート（低圧）への空気の漏洩を制限する（すなわち、妨げる、最小化する、又は少なくとも減少させる）。
【０１０１】
ここで、第１の実施形態によるブロワは、さらに詳細に記載される。
【０１０２】
２．２．２  ハウジング
ハウジング１０１が、図６〜１０を参照してさらに詳細に記載される。ハウジングは、頂部ハウジングと底部ハウジングとを備える。
【０１０３】
図２、３Ａ、４Ａ、及び６を参照すると、頂部ハウジング１０２は略円形体であり、複数のラグ（たとえば、１３０）が、頂部ハウジング１０２の底部ハウジング１０３との結合を可能にするために周縁部分１３１に形成されている。或いは、クリップ、接着剤、溶接、又は他の結合手段が使用される可能性がある。頂部ハウジング１０２は、チャネル１０４の頂部１３２を備える（後述するように、もう一方は底部であり、底部ハウジング内にある）。チャネル１０４の頂部１３２は、空気流チャネル１３２を提供する、又は、空気流チャネル１３２の形態であってもよい。チャネル１０４の頂部１３２は、弓形チャネル１３２を提供してもよい、又は、弓形チャネル１３２の形態であってもよい。よって、空気流チャネル１３２は、弓形チャネル１３２であってもよい。弓形チャネルは、第１のポート１２０と第２のポート１２１との間で、周縁部分１３１内を同心円状に略円形の頂部ハウジング１０２のまわりで延在してもよい。空気流チャネル１３２は、インペラ／インペラチャネルに対して上方に設けられている、又は、垂直方向に移動しているので、（図１を参照して記載されたチャネルに関して）上側空気流チャネルである。弓形の空気流チャネル１３２は、内側が同心のハブ又はボス１３９と接しており、軸受のための軸受支えを提供する中央アパーチャ１３８がシャフトに接続されている。（上側）空気流チャネル１３２は、入口ポート１２０と出口ポート１２１との間でインタラプタ１２５によって区切られている。よって、空気流チャネル１３２は、完全な環状チャネルではない。その代わりに、空気流チャネル１３２は、第１の端部と第２の端部とを有する。したがって、空気流チャネル１３２は弓形である。空気流チャネル１３２は、空気流チャネル１３２の第１の端部及び第２の端部において、第１のポート及び第２のポート（入口ポート／出口ポート）に接続する。第１のポート１２０及び第２のポート１２１は、弓形チャネル１３２のそれぞれの第１の端部及び第２の端部と流体連通している。インタラプタ１２５は、いくつかの構成では、第１のポート及び第２のポートを過ぎて延在する可能性がある。インタラプタは、後で詳細に記載される。空気流チャネル１３２は、半円形断面を有し、たとえば、図３Ｂで見ることができるように、頂部ハウジング１０２の頂部プレート又はカバー内に形成される。
【０１０４】
図２を参照すると、たとえば、入口カラー１２０Ａは頂部ハウジングから延在し、入口ポート１２０を形成する。出口カラー１２１Ａは頂部ハウジングから延在して、出口ポート１２１を形成する。示されるように、入口ポート１２０及び出口ポート１２１は、互いに対して略平行であり、インペラ１１５の回転面に略垂直であるが、これは必須ではない。入口／出口ポートの他の向きが可能である。入口ポート１２０の直径は好ましくは、出口ポート１２１の直径と略等しいが、これは必須ではない。入口ポート１２０及び出口ポート１２１は円形であるが、これは必須ではない。或いは、入口ポート１２０及び／又は出口ポート１２１は、正方形、卵形、長円形、長方形、又は別の多角形とすることができる。
【０１０５】
頂部ハウジング１０２は、構造支持体を提供するために中央ハブ１３５から空気流チャネル１３２まで延在するスポーク１３６を有する中央ハブ１３５を有する。中央ハブ１３５は、モータの上側軸受装置に適合するように、その下面に凹部を有する。
【０１０６】
図７、７Ａ、８、及び９を参照すると、ハウジング１０１は、底部ハウジング１０３に接続されるように構成された底部ハウジングキャップ（ケーシング）１４１（図９参照）を備える。底部ハウジング１４０は略円形体であり、複数のラグ１４２が、頂部ハウジング１０２の底部ハウジング１０３との結合を可能にするために周縁部分１４３に形成されている。底部ハウジング１４０は、チャネル１０４の底部を画定する。チャネル１０４の底部は、インペラチャネル１４５を提供し、第１のポート１２０と第２のポート１２１との間で、周縁領域１４３内を同心円状に略円形の底部ハウジング１０３のまわりで延在する（底部）環状チャネルとして底部ハウジング１０３内に形成されている。インペラチャネル１４５は、半円形断面を有し、底部ハウジング１０３の底部から延在する環状ボス１４６（図３Ｂ参照）内に形成される。インペラチャネル１４５は、インペラブレード１７５を受けるように配置され、インペラブレード１７５は、その中で回転する。
【０１０７】
図７Ａ、８を参照すると、底部ハウジング１０３はまた、中央アパーチャ１４８（「底部ハウジングアパーチャ」とも呼ばれる）を有する内部領域に中央プレート１４７を備える。底部ハウジングアパーチャ１４８は、モータ組立体のロータ１１３と比較して、寸法はほぼ同じであり、又は直径はわずかに大きい。寸法は、ロータ／磁石１１３の寸法によって決定される。１つの非限定的な例として、底部ハウジングアパーチャ１４８は、直径が１５ｍｍ〜２５ｍｍ、たとえば、直径が２１ｍｍである可能性がある。底部ハウジングアパーチャ１４８は、直径を１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、又は２５ｍｍとすることができる。底部ハウジングアパーチャ１４８は十分に大きく、ロータ１１３は底部ハウジングアパーチャ１４８にはまる／を通過することができ、製造中、ブロワ１００の組み立てがしやすくなる。これは、モータの製造工程において有益である。たとえば、このように寸法決めされた底部ハウジングアパーチャ１４８により、ブロワ１００の製造に関係するコスト及び／又はステップの数を削減することができる。組立工程は、モータに関する記載の下でさらに詳細に記載される。底部ハウジングアパーチャ１４８は、ブロワ１００にさらなる空気流路を提供することもできる。製造の利点に加えて、底部ハウジングアパーチャ１４８により、さらなる及び／又は代替の空気流路の結果として、モータの冷却が改善される。アパーチャはブロワ１００のためのさらなる入口ポートとしての機能を果たすことができるので、モータを通る流量を増加させることも可能である。
【０１０８】
底部ハウジングアパーチャ１４８の挙動は変化する（高流量での動作時は入口として、高圧での動作時は出口として働く）ので、底部ハウジングアパーチャの挙動を制御する一方向弁を使用することは有益である可能性がある。底部ハウジングキャップ１４１の複数のアパーチャは、底部ハウジングアパーチャ１４８に供給する。一方向弁は、底部ハウジングキャップの複数のアパーチャ上に／をふさいで置かれ、次に、底部ハウジングアパーチャ１４８上の一方向弁として働く。使用できる一方向弁の例は、機械弁、又はＴｅｓｌａ  Ｖａｌｖｅなどの固定形状のパッシブバルブを含む。一方向弁を組み込むことにより、ポートを通しての漏洩が生じることがない低流量（高圧）状態、及び、ポートがさらなる空気を引き入れる入口として使用できる高流量（低圧）状態の両方におけるブロワの性能が改善する。同様の一方向弁装置は、記載されるように性能を改善するために、本明細書に記載される他の実施形態の底部ハウジングアパーチャに加えることもできる。
【０１０９】
図１０は、底部ハウジング１０３の代替的な変形を示し、底部ハウジングアパーチャ１４８’は、図７Ｂ及び８の変形のアパーチャより小さい。より小さい底部ハウジングアパーチャ１４８’により、ブロワ１００の作動時、アパーチャ１４８’から漏れる空気の流れが減少する。これにより、底部ハウジングアパーチャ１４８’から漏れる空気の量が最小化されるので、ブロワ１００の圧力及び流れ性能を改善することができる。
【０１１０】
図８、９を参照すると、底部ハウジング１０３は、環状壁１５０を備える。ハウジング１０１は、底部ハウジングキャップ１４１をさらに備える。底部ハウジングキャップ１４１は、複数の底部ハウジングキャップアパーチャ１５２を含む。環状壁１５０は、ネジ、ボルト、又は他の締結具を介して、底部ハウジングキャップ１４１を底部ハウジング１０３に取り外し可能に結合するための、そこから延在する複数のラグ１５３を備える。或いは、ラグ／ネジ装置の代わりに、たとえば、溶接、接着、又は粘着接合技術の使用など、他の結合手段が使用される可能性がある。環状壁１５０は、底部ハウジングキャップ１４１に結合されたとき、モータ組立体１１０を収容するための内部領域１５５（内部空洞）を形成する。底部ハウジングキャップ１４１は、内部空洞１５５及び／又は内部空洞１５５内に含まれるモータ組立体などの構成要素へのアクセスを可能とするために、底部ハウジング１０３から取り外すことができる。底部ハウジングキャップアパーチャ１５２により、底部ハウジングアパーチャ１４８を介した、ブロワ１００への／ブロワ１００からの空気流も可能となる。底部ハウジングアパーチャ１４８とともに、底部ハウジングキャップアパーチャ１５２は、ブロワ１００にさらなる空気流路（ポート）を提供する。さらに、底部ハウジングキャップアパーチャ１５２により、さらなる及び／又は代替の空気流路の結果として、モータの冷却が改善される。アパーチャ１５２はブロワ１００のための（底部ハウジングアパーチャ１４８を介した）さらなる入口としての機能を果たすことができるので、モータを通る流量を増加させることも可能である。
【０１１１】
頂部ハウジング１０２、底部ハウジング１０３、及び底部ハウジングキャップ１４１は、渦流ブロワハウジング１０１を形成するために組み立てられる。頂部ハウジング１０２及び底部ハウジング１０３は、一列に並ぶ頂部ハウジング１０２及び底部ハウジング１０３の対応するラグに位置するネジ、ボルト、又は他の適切な締結具とともに保持される。底部ハウジング１０３及び底部ハウジングキャップ１４１は、ネジ、ボルト、又は他の適切な締結具で一緒に保持される。或いは、頂部ハウジング１０２、底部ハウジング１０３、及び／又は底部ハウジングキャップ１４１は、クリップ、差し込みピン、プレスフィット／摩擦嵌合、スナップフィット機構、摩擦圧接、超音波溶接接合、又は任意の他の適切な接合方法によって一緒に保持することができる。
【０１１２】
頂部ハウジング１０２及び底部ハウジング１０３がこのように引き合わされると、空気流チャネル１３２及びインペラチャネル１４５は一体となり、チャネル１０４を形成する。インペラチャネル１４５は、インペラ１１５に適合するように配置され、空気流チャネル１３２は、使用時、インペラ１１５によって移動する空気の再循環、停滞、又は再生が可能となるように配置される。
【０１１３】
２．２．３  インタラプタ
作動中、インペラブレード１７５は、インペラチャネル１４５内で回転し、入口ポート１２０から出口ポート１２１へのチャネル１０４を通る空気の流れを提供する。インタラプタ１２５は、入口ポート１２０と出口ポート１２１との間に設けられ、出口ポート１２１から入口ポート１２０への逆方向の空気流を制限する。
【０１１４】
図１のブロワ１００の頂部ハウジング１０２の底面図を示す図１１〜１３を参照すると、インタラプタ１２５は、入口ポート１２０を出口ポート１２１から分離するインタラプタ有効領域（図１２の陰影部参照）を画定する。インタラプタ有効領域は、ブロワの使用中、出口ポート１２１から入口ポート１２０への空気流を制限する（すなわち、妨げる又はブロックする）ために働く、頂部ハウジング１０２上のインタラプタ１２５によって遮断された領域である。インタラプタ１２５は、入口ポート１２０と出口ポート１２１との間の頂部ハウジング１０２内に遮断壁を備える（そうでない場合、空気流チャネル１３２は、連続して、完全に環状になる）。遮断壁は、入口ポート１２０と出口ポート１２１との間で、周縁部分１３１と頂部ハウジング１０２の内部のボス１３９との間を延在するブリッジとして形成されたブロックを備える。
【０１１５】
空気流チャネル１３２は、入口ポート１２０及び／又は出口ポート１２１の周縁のまわりで、インタラプタ１２５の方へ上方に傾斜する。インタラプタ１２５は、リーディング面１６１とトレーリング面１６０とを備える。リーディング面１６１は、インペラブレード１７５が、与えられた回転中に、初めてインタラプタ１２５に遭遇したときに、通過する面である。トレーリング面１６０は、インペラブレード１７５が、インタラプタ１２５の横断を完了したときに、通過する面である。入口ポート１２０及び出口ポート１２１はそれぞれ、インタラプタ縁部１６３と空気流チャネル縁部１６５とを含む。インタラプタ縁部１６３は、インタラプタ１２５の一部に隣接する、且つ／又は、インタラプタ１２５の一部を形成する、入口ポート１２０及び／又は出口ポート１２１の縁部である。示される構成では、（図１１に示される）出口ポート１２０のインタラプタ縁部１６３は、インタラプタ１２５のリーディング面１６１の縁部である。示される構成では、入口ポートのインタラプタ縁部１６３は、インタラプタ１６１のトレーリング面１６０の縁部である。入口ポート１２０及び出口ポート１２１のそれぞれの空気流チャネル縁部１６５は、頂部ハウジング１０２の空気流チャネル１３２の境界の一部に隣接する、又は、頂部ハウジング１０２の空気流チャネル１３２の境界の一部を形成するそれぞれのポートの縁部である。示される構成では、インタラプタ縁部１６３及び空気流チャネル縁部１６５はそれぞれ、丸められている。丸められた縁部は、インペラ１１５が入口ポート１２０及び出口ポート１２１を過ぎて（通過して）回転するときの、ブレード通過騒音の低下に役立つ。代替形態では、インタラプタ縁部１６２及び空気流チャネル縁部１６５はそれぞれ、異なるふるまいが望ましい場合、丸くない又は四角い縁部とすることができ、又は、面取り縁部とすることができる。たとえば、より鋭い縁部は、結果としてより良好な圧力及び流れ性能をもたらし、電力消費にとって有利であり、そのため、騒音が大きな懸念ではない所で使用することができる。
【０１１６】
２．２．４  モータ
底部ハウジングアパーチャ１４１は十分に大きいので、ロータ１１３が通過することができる。これは、モータの製造工程において有益である。インペラ１１５及びロータ１１５は、シャフト１１２に取り付けることができ、次いで、組み合わせたインペラ／シャフト／ロータ部分は、底部ハウジングアパーチャ１４１を通して取り付けることができる。シャフト１１２のロータ１１３を有する側は、ロータ１１５が底部ハウジング１０３の底面上にあるように、底部ハウジングアパーチャ１４１を通して移動され、インペラ１１５は、底部ハウジングのインペラチャネル１４５内に取り付けられる。これにより、ブロワ１００の製造に関係するコスト及び／又はステップの数を削減することができる。
【０１１７】
２．２．５  インペラ
上記のように、インペラ１１５は、インペラチャネル１４５内（チャネル１０４の底部）に置かれて、その中で回転する。図１４〜１８は、インペラ１１５の可能な実施形態を示す。インペラは、モータ１１０から延在するシャフト１１２上にインペラ１１５を支持するために、アパーチャ１７１を有する中央ハブ１７０を備える。中央支持プレート１７３上に支持された複数のスポーク１７２は、ハブ１７０から、インペラブレード１７５を支持する環状のインペラブレード支持チャネル１７４の内側まで延在する。支持チャネルは半円形断面を有し、それ自体、中空のトーラスの底部の形態をとる。インペラブレード１７５は、支持チャネル１７４内に位置し、支持チャネル１７４の内側から外側まで延在する。ブレード１７５は、支持チャネル１７４の断面に一致する半円形状であり、直線状の頂縁と、支持チャネル１７４に適合する半円形底縁とを有する。ポケット１７８は、各インペラブレード１７５間に形成される。或いは、他の構成では、支持チャネル１７４及び／又はブレード１７５は、半卵形、長方形、又は別の形状／多角形などの異なる断面をとることができる。インペラ１１５は、任意の適切な数、好ましくは、奇数、より好ましくは、ブレード通過騒音、高調波、共振、及び／又は他の振動を低減する素数のブレードを有することができる。非限定的な例として、ブレードの数は、素数４７、５３、５９、６１、６７、７１、７３、７９、又は、素数の前後の数、たとえば、４６、４８、５２、５４、５８、６０、６３、６６、６８、７０、７２、７４、７８、８０から選択される可能性がある。一例として、本実施形態による図に示されたインペラ１１５は、６１枚のブレードを有する。ブレード１７５は、インペラ１１５の中心からとられる角度に関して約７．７°（４７枚のブレード）〜４．５５°（７９枚のブレード）（たとえば、５．９°（６１枚のブレード）に等しい、又は、約５．９°（６１枚のブレード））互いから離れて、インペラ１１５のまわりで均一に分布する。他の数のブレード及び他の角度の分布も可能である。インペラブレードの数とインペラブレードの各隣接する組の間の角度との関係は、以下の形態とすることができる。
【数２】
2021501851.tif 000004
ここで、θはそれぞれのインペラブレード間の角度（使用される式に応じて、度又はラジアン）であり、Ｎはインペラブレードの数である。
【０１１８】
示されるようなインペラブレード１７５は、インペラ１１５の中心からの線に沿って半径方向に延在する。他の構成では、インペラブレード１７５は、（頂部及び／又は側部から見たとき）放射状線に対して角度をつけられる可能性があり、たとえば、湾曲している、曲がっている、又は曲りくねっている可能性がある。インペラブレード１７５は、垂直に対して角度をつけられる可能性もある。たとえば、（支持チャネル１７４に接続する）各インペラブレード１７５の底部は、インペラブレード１７５の頂部からオフセットされている可能性がある。スポーク１７２は、インペラ１１５に剛性及び強度を提供するのを助ける。
【０１１９】
本実施形態及び次の実施形態において、インペラ１１５は、軽量であるように構築される。たとえば、軽量材料を使用することができる。また、最小限の材料による、ブレード間の大きな間隙を有する薄いブレードが、重量を減少させるために実装される可能性がある。軽量のインペラは、製造コスト、低回転慣性などの利点を提供し、均衡が保たれる、又は、製造後、回転可能に均衡を保つ努力をほとんど必要としない。低回転慣性のインペラは、急加速及び急減速することができる。したがって、軽量のインペラは、インペラが作動する呼吸補助デバイスに接続された患者の通常の吸気及び呼気サイクルなど、変動する圧力要件にすぐに応答するのに適している。
【０１２０】
２．２．６  作動
ブロワ１００は、前述の機器のうちの１つなどのガス流機器で使用して、ガス流機器６００を作動させることができる。少なくとも１つの形態において、呼吸試験装置６００は、呼吸補助機器６００とすることができる。コントローラは、ブロワ１００の作動の制御、特に、モータへの電力の供給及びモータの作動（より一般的には、モータへの「通電」）の制御に使用される。図２Ｂ、５Ａ、５Ｂを参照すると、１つの構成では、渦流ブロワ１００は、コントローラによって操作されて、単一の方向に送風する。コントローラは、電力及び制御を与えてモータを回転させ、次に、インペラチャネル１４５内のインペラ１１５を回転させて、入口ポート１２０を通して空気を吸い込み、出口ポート１２１を通して空気を吹き出す。
【０１２１】
別の構成において、渦流ブロワ１００は、第１の回転方向及び反対すなわち第２の回転方向の両方向にインペラ１１５を回転させる（すなわち、二重出口、双方向、又は可逆的ブロワとして機能する）ように構成することができる。コントローラは、第１の回転方向にインペラ１１５を回転させるために、モータに電圧を加えて作動させ、ハウジングの出口ポートを出るガスの流れを発生させる。モータに電圧を加えて反対の第２の回転方向にインペラ１１５を回転させることによって、ハウジングの、元は入口ポートであった、現在は出口ポートであるポートを出るガスの流れを発生させ、元は出口ポートであった、現在は入口ポートであるポートを通して空気を吸い込む。そのため、入口ポート及び出口ポートを厳密に有することとは対照的に、双方向ブロワは、第１のポート及び第２のポートを有すると言うことができ、ここで、第１のポートは、第１の方向に吹き出すとき、入口であり、第２のポートは、第２の方向に吹き出すとき、入口である。図１３は、逆方向のブロワを示す。
【０１２２】
インペラ１１５の回転方向を循環させることによって、ブロワ１００のポートの１つにおいて、正圧と負圧との間の急速な変化が可能になる。素早く反転可能なブロワは、肺のシミュレート、又は、呼吸が困難である患者への人工呼吸の提供を含む用途において有用である可能性がある。前述のもの（又は、参照により本明細書に完全に組み込まれる国際公開第２０１３００９１９３号に記載されたものなどの原理による構造）などの、軽量且つ／又は低慣性のインペラが使用されるときに、この効果は最も発揮することができ、それは、慣性モーメントが軽量のインペラのために最小化されるためである。軽量且つ／又は低慣性のインペラは、流れの方向を変えるために素早く方向を変えるように構成されたモータのエネルギ消費を低減させる。
【０１２３】
第３の構成では、渦流ブロワは、吸引発生装置として構成することができる。このような吸引発生装置が、吸引システム、又は、吸引を提供するように構成されるシステムの一部として使用される可能性がある。渦流ブロワは、入口で吸引又は部分真空を生成するように配置され、チューブに接続される。これにより、ブロワをガス排気又はガス除去デバイスとして使用することができる。
【０１２４】
２．２．７  第１の実施形態のための例示的な大きさ
第１の実施形態の大きさの例示的で非限定的な例が以下に記載される。
【０１２５】
図５Ａを参照すると、渦流ブロワハウジングの直径はＤ（ラグを含む）であり、この直径は、記載される他の特徴を有して組み立てられ、本明細書に記載される作動機能を実現する、ハウジングのための任意の適切な大きさである可能性がある。１つの非限定的な例では、渦流ブロワの直径Ｄは、約８０ｍｍ〜１１０ｍｍであり、たとえば、９０．４ｍｍに等しい、又は、約９０．４ｍｍである。
【０１２６】
図１２は、頂部ハウジング１０２の中心に対する、インタラプタ１２５の可能な角度構成を示す。１つの非限定的な例では、
・  角度θは約４５°〜５５°であり、たとえば、約４９．２２°又は約４５．４°である。
・  Ａ１とＡ２との間の弧長Ａは、約１６ｍｍ〜２２ｍｍ、たとえば、約１７．８３ｍｍである。
・  Ｂ１とＢ２との間の弧長Ｂは、約２７ｍｍ〜３４ｍｍ、たとえば、約２９．８５ｍｍである。
・  したがって、Ａ：Ｂの比率は、約１：２．１３〜１：１．２２であり、１７．８３：２９．８５、又は約１：１．６７であることができる
【０１２７】
図１４〜１８を参照すると、インペラブレード１７５は、インペラ１１５の中心からとられる角度に関して約７．７°（４７枚のブレード）〜４．５５°（７９枚のブレード）（たとえば、５．９°に等しい、又は、約５．９°）互いから離れて、インペラ１１５のまわりで均一に分布する。インペラ１１５は、直径Ｄ、ブレード長さＢＬ、及び高さＩＨを有し、これらは、本明細書に記載される作動機能を実現する、任意の適切な長さである可能性がある。非限定的な例として、１つの構成でのインペラの直径は、約５０ｍｍ〜９０ｍｍ、たとえば、７０．５ｍｍに等しい、又は約７０．５ｍｍである可能性がある。少なくとも１つの構成では、インペラ１１５は、約１０ｍｍ〜２０ｍｍ、たとえば、１４ｍｍに等しい、又は約１４ｍｍのブレード長さを有することができる。少なくとも１つの構成では、インペラ１１５は、約５ｍｍ〜１０ｍｍ、たとえば、７．５ｍｍに等しい、又は約７．５ｍｍのインペラ高さを有することができる。また、非限定的な例として、ブレード表面積は、約５０ｍｍ２〜１００ｍｍ２、たとえば、７６．９５ｍｍ２に等しい、又は７６．９５ｍｍ２である可能性がある。非限定的な例では、インペラ１１５は、ＡＢＳプラスチックなどのプラスチック、又は他の材料から作ることができ、結果として低慣性モーメントの比較的軽量なインペラになる。一例として、ＡＢＳプラスチックから作られるインペラ又は上記の大きさと同様のインペラは、約３ｇ〜１２ｇの重さであり、たとえば、ＡＢＳプラスチックから作られる場合、６．７ｇに等しい、又は約６．７ｇ、或いは、３Ｄプリント材料（たとえば、フォトポリマ樹脂）から作られる場合、８ｇの重さである。
【０１２８】
２．３  渦流ブロワの第２の実施形態
図１９〜３２は、第２の実施形態による渦流ブロワを示す。第１の実施形態の特徴と同じ又は類似している第２の実施形態の特徴は、完全には記載されない、又は、まったく記載されないことがあるが、第１の実施形態又は本明細書に記載される任意の他の実施形態に関する記載の関連部分は、必要に応じて、この実施形態に適用されることは当業者によって理解されるであろう。
【０１２９】
２．３．１  概要
図１９を参照すると、第２の実施形態の渦流ブロワ２００は、第１の実施形態と同様に、頂部ハウジング２０２と底部ハウジング２０３とを有するハウジング２０１を備える。ハウジング２０１は、入口及び出口のための第１のポート２２０及び第２のポート２２１と、チャネル２０４と、インタラプタ２２５と、ステータ２１１、ロータ２１３、シャフト２１１、及びモータ２１０に結合されたインペラ２１５を含むモータ組立体２１０とを備える。インペラ２１５は、第１の実施形態に関して前で記載されたものとすることができる。
【０１３０】
他の実施形態に関して記載されないことがある、第２の実施形態によるブロワの特徴は、ここで、さらに詳細に記載される。
【０１３１】
２．３．２  ハウジング−構成＃１
他の実施形態と同様に、ブロワハウジング２０１は、頂部ハウジング２０２と、底部ハウジング２０３と、底部ハウジングキャップ２４１とを備える。
【０１３２】
（図１９〜２８に示される）第２の実施形態の第１の構成では、頂部ハウジング２０２は、第１のポート２２０及び第２のポート２２１（入口ポート及び出口ポート）の（第１の実施形態と比較して）異なる構成を提供する。入口ポート２２０は、アパーチャ２２０Ａと、入口カラー２２０Ｂと、入口導管２２０Ｃとを備える。入口アパーチャ２２０Ａ及び入口カラー２２０Ｂは、頂部ハウジング２０２の中心の近くに配置され、入口アパーチャ２２０Ａは、頂部ハウジング２０２から離れるように向くある角度で傾斜している。入口カラー２２０Ｂ及び入口アパーチャ２２０Ａは、頂部ハウジング２０２から離れて垂直に間隔をあけている。入口カラー２２０Ｂは、少なくとも部分的に螺旋／スパイラル（部分的回転）状にそのまわりを下に曲がる入口導管２２０Ｃに延在し、２つの間の名目上の入口接合部２７０で、頂部ハウジング２０２の空気流チャネル２３２に接合して一体的に形成する。これを実現するために、入口ポート２２０は、空気流チャネル２３２の平面に対して垂直以外の角度で傾斜して、空気流チャネル２３２の曲線に続く曲線に沿って延在し、ここで、平面は、空気流チャネル２３２の平面であり、空気流チャネルは、たとえば、図１の一般的な実施形態で示される上側チャネルである。任意の物理的接合部が必ずしもあるというわけではない（しかし、物理的接合部があってもよい）が、むしろ、これは、単に導管２２０Ｃが空気流チャネル２３２になったとみなされる名目上の接合部であることに注目すべきである。入口カラー２２０Ｂ、アパーチャ２２０Ａ、及び導管２２０Ｃは、入口ポート２２０を形成する。空気流チャネル２３２は、頂部ハウジングの周縁部分２３１の中で同心円状にまわりを曲がり、次いで、出口ポート２２１に一体的に延在して形成する。出口ポート２２１は、出口カラー２２１Ｂと出口アパーチャ２２１Ａとを有する出口導管２２１Ｃを備える。空気流チャネル２３２は、名目上の出口接合部２７１で、出口導管２２１Ｃと交わる。任意の物理的接合部が必ずしもあるというわけではない（しかし、物理的接合部があってもよい）が、むしろ、これは、単に導管２２１Ｃが空気流チャネル２３２になったとみなされる名目上の接合部であることに注目すべきである。出口導管２２１Ｃ、カラー２２１Ｂ及びアパーチャ２２１Ａは、部分的に螺旋状に、空気流チャネルから接線方向に延在するように構成されて、配置される。出口ポート２２１は、弓形の空気流チャネル２３２の平面に対して垂直以外の角度で延在する。この構成では、入口ポート２２０及び出口ポート２２１は、空気流チャネル２３２とともにスパイラル（又は、部分的なスパイラル、たとえば、部分的な螺線）を形成する。スパイラルは、一定の又は可変のピッチ及び半径とすることができる。
【０１３３】
この構成は、（部分的に螺旋流路及び入口導管２２０Ｃを通って曲がった後）ほぼ点「Ａ」で接線方向に又は少なくとも部分的に接線方向に、空気をチャネル２０４に導入し、チャネル２０４のインペラブレード領域（「インペラチャネル」）に配設されたインペラ２２５全体に空気を向ける。構成は、インペラの回転に対して接線方向に、略接線方向に、又は少なくとも部分的に接線方向に、ブロワ２００からの出口空気流も提供する。第１のポート及び第２のポートの構成は、ブロワ２００内の内部流れ抵抗を低減し、性能を改善する。これにより、同様に寸法決めされたインペラを有するが、入口ポートがインペラ回転の方向に対して垂直に向けられ、且つ、出口がインペラ回転の方向に対して垂直に向けられた渦流ブロワと比較して、より良好な圧力及び流れ性能を実現することができる。
【０１３４】
本実施形態２００では、ハウジング２０１のチャネル２０４は、頂部ハウジング２０２及び頂部ハウジング２０２に形成された空気流チャネル２３２の構成から明らかなように、第１の実施形態に対して前述されたものとは異なる構成を有する。図２６を参照すると、頂部ハウジング２０２は円形ではないが、むしろ、名目上の円形周縁２３１から突出する偏心部分２８０を有する。空気流チャネル２３２は、入口導管２２０Ｃが空気流チャネル２３２と一体的に形成する名目上の入口接合部２７０において一端を有し、空気流チャネル２３２は、出口導管２２１Ｃが空気流チャネル２３２と一体的に交わる名目上の出口接合部２７１に到達するまで、周縁部分２３１内で同心円状に頂部ハウジング２０２において半径Ｒ１で略円形状に延在する。そこから、空気流チャネル２３２は、周縁２３１の内部で、湾曲しているが次第により大きな半径（Ｒ２〜Ｒｘ）の頂部ハウジング２０２の偏心部分２８０への経路に従い続ける。これにより、結果として少なくとも部分的にスパイラル状形態を有する空気流チャネル２３２及び出口ポート２２１になる。空気流チャネル２３２は、名目上の接合部２７１で終了するように考えられてもよく、その点の後、空気流チャネル２３２は、出口導管２２１Ｃの部分になる。空気流チャネル２３２は、頂部ハウジング２０２の頂部カバーに形成される半円形断面を有する（たとえば、図１９参照）。空気流チャネル２３２は、入口ポート２２０と出口ポート２２１との間でインタラプタ２２５によって区切られている。よって、空気流チャネル２３２は、完全な環状チャネルではない。インタラプタ２２５は、後で詳細に記載される。
【０１３５】
底部ハウジング２０３は、ブロワ１００に関して記載されたインペラチャネル１４５に類似のインペラチャネル２４５を少なくとも部分的に画定する。第１の実施形態と同じように、インペラチャネル２４５は円形であり、インペラ２１５は、その中で回転する。空気再循環路により、入口ポート２２０から出口ポート２２１への途中で再循環空気がインペラ２１５に複数回、遭遇することが可能になる。空気は、空気再循環路を通って循環し、インペラの通過ごとの連続した圧力上昇が可能になり、ブロワ２００の渦流特性がもたらされる。
【０１３６】
２．３．３  インタラプタ−構成＃１
（図２７及び２８の灰色のインタラプタ領域を提供する）第２の実施形態のインタラプタ２２５は、第１の実施形態とは異なり、図２７、２８を参照して記載される。インタラプタは曲げてあり、空気流チャネル２３２のリーディング面２６１上のより短い弧長と、空気流チャネル２３２のトレーリング面２６０上のより長い弧長とを有する。インタラプタ２２５のこの構成は、インペラブレードと直角ではないリーディング面２６１及びトレーリング面２６０を提供する。すなわち、リーディング面２６１及びトレーリング面２６０（及び、その縁部）は、インペラブレードが回転するとき、インペラブレードに対してある角度をなして存在するように向けられる、且つ／又は、形づくられる。
【０１３７】
第２の実施形態のインタラプタ２２５（図２７及び２８に示される）の第１の構成では、インタラプタ２２５は、入口ポート２２０と出口ポート２２１との間の頂部ハウジング２０２上に遮断壁を備える。遮断壁は、ハブ２３９と周縁部分２３１との間のブリッジの形態である。インタラプタ２２５は、出口導管２２１Ｃと近い／インタフェースするリーディング面２６１を備え（リーディング面２６１）、頂部ハウジング２０２上に出口導管２２１Ｃの少なくともいくつかの壁を形成する。リーディング面２６１は、出口導管２２１Ｃの凹面に従って湾曲した凹形である。リーディング面２６１は、曲げられたリーディング面の形態とすることができる。リーディング面２６１は、図２７に示されるように、インタラプタ２２５の底部から見たとき、曲げることができる。リーディング面２６１は、リーディングエッジを備えることができる。リーディング面２６１は、頂部ハウジング２０２の空気流チャネル２３２にわたって点Ｃ１から点Ｄ１まで延在し、それにより、リーディング面２６１は、空気流チャネル２３２を妨げて、出口ポート２２１から入口ポート２２０に直接進む空気流を制限する。リーディング面２６１は、中央アパーチャとＣ１との間の半径線と、中央アパーチャと（Ｃ２と同じ半径線上にもある）Ｄ１との間の半径線との間で形成される角度Ｃを通り過ぎる。リーディング面２６１の曲線は、直線、湾曲、又は同様のものなど、任意の適切な形状の構成とすることができる。角度Ｃは、リーディング面２６１が、必要な構成及び出口導管の構成に応じて、半径の間から接線方向まで任意の構成をとってもよいような任意のものとすることができる。
【０１３８】
インタラプタ２２５は、入口導管２２０Ｃと近い／インタフェースするトレーリング面２６０も有し、頂部ハウジング２０２上に入口導管２２０Ｃの少なくともいくつかの壁を形成する。トレーリング面２６０は、入口導管２２０Ｃの凹面に従って湾曲した凹形である。トレーリング面２６０は、インタラプタ２２５の底部から見たとき、曲げることができる。トレーリング面２６０は、頂部ハウジング２０２の空気流チャネル２３２にわたって点Ｃ２から点Ｄ２まで延在し、それにより、インタラプタ２２５は、空気流チャネル２３２を妨げて、出口ポート２２１から入口ポート２２０に直接進む空気流を制限する。トレーリング面２６０は、中央アパーチャとＣ２との間の半径線と、中央アパーチャとＤ２との間の半径線との間で形成される角度Ｄを通り過ぎる。トレーリング面２６０の曲線は、任意の適切な形状の構成とすることができる。角度Ｄは、曲げられた縁部が、必要な構成及び入口導管２２０Ｃの構成に応じて、半径の間から接線方向まで任意の構成をとってもよいような任意のものとすることができる。
【０１３９】
本構成では、点Ｃ１と点Ｃ２との間の弧長は、点Ｄ１と点Ｄ２との間の弧長より小さい。さらにまた、点Ｄ１は、原点及びＣ１を通過する放射状線から反時計回りに移動されている（図２７に示されるように、頂部ハウジングを下から見たとき）。インペラの回転軸の中心と点Ｃ１及びＣ２との間に形成される角度Ｃ（角度Ｃ）は、Ｄ１とＤ２との間に形成される対応する角度（角度Ｄ）より小さい。これらの設計特性は、「曲げられた」インタラプタプロファイルをもたらし、ここで、リーディングエッジ及びトレーリングエッジは「曲げられる」。
【０１４０】
図２８は、インペラ２１５／インペラブレード２７５の回転及びインペラブレード２７５の結果として得られる経路を示す。インペラブレード２７５は、内部の破線円から外部の破線円にわたり、下部ハウジング２０３におけるインペラチャネル２４５を表す。インペラ２１５が回転すると、ブレードは、インタラプタ２２５の曲げられたリーディング面２６１を通過する。インタラプタ２２５の構成（すなわち、その形状及び向き）は、複数のインペラブレード２７５が、インペラ２１５の回転中のいずれかの時点でリーディング面２６１を通過するような構成である。また、インタラプタ２２５のこの構成は、各インペラブレード２７５が（ゼロ以外の）角度（すなわち、平行でない）でリーディング面２６１と交差するように、リーディングエッジ２６１はインペラブレード２７５と直角ではないことを示すことを意味する。これにより、ブレードがインタラプタ２２５を通過するとき、インペラ２１５によって生じる騒音が低減する。これは、各インペラブレード自体がインタラプタ２２５を通過することに加えて、インタラプタ２２５を通過した場合に押される空気の容積によって生じる相互作用が、長い時間に引き延ばされるためである。各インペラブレード２７５は、曲げられた／湾曲したリーディング面２６１に遭遇し、リーディング面２６１と角度φを形成する。
【０１４１】
インペラ２１５が回転すると、インペラチャネル２４５内で回転する各インペラブレードは、インタラプタ２２５の曲げられたリーディングエッジ２６１に段階的に交わる。各インペラブレードのリーディング面は、Ｃ１でインタラプタ２２５を最初に通過し、さらなる回転後、インタラプタ２２５の中央部分を通過し、次いで、インペラブレードのトレーリングエッジは、（ゼロ以外の）角度で、Ｄ１でインタラプタのトレーリングエッジ（及び、トレーリング面２６１）を最終的に通過し、その結果、複数のブレードは移動中、いずれかの時点でトレーリング面２６１を通り過ぎる。したがって、インペラ２１５はインタラプタ２２５を、弧を描く又はスライスする動きで通過し、リーディング面２６１及びトレーリング面２６０が曲げられる／湾曲することで、それぞれ、インペラブレードに対してある角度で存在する。インペラブレード２７５による（ゼロ以外の）角度でのインタラプタ２２５の段階的な通過により、インペラとインタラプタとの相互作用によってブロワ２００に生じる騒音は実質的に低減される。インタラプタの曲げられたリーディング面２６１によって、さらに多くのインペラブレードが所定の時間にインタラプタ境界を同時に通過する（通り過ぎる、又は、遭遇する）とき、騒音はさらに低減する。
【０１４２】
２．３．４  インタラプタ−構成＃２
本実施形態のインタラプタの第２の構成では、インタラプタの長さ、したがって、入口ポートと出口ポートとの間の距離は、第１の構成と比較して増加する。すなわち、空気流チャネルの長さは減少する。
【０１４３】
図２９、３０は、第２の構成の空気流チャネル２３２’及びインタラプタ２２５’を示す頂部ハウジング２０２’の底面図である。インタラプタトレーリング面２６０’は、頂部ハウジング２０２’の空気流チャネル２３２’のより後の点（Ｅ２）で始まり、頂部ハウジング２０２’の空気流チャネル２３２’のまわりで（点Ｆ２まで）さらに延在し、より大きなインタラプタ有効領域を提供する。点Ｅ２はさらに、入口ポート２２０’及び空気流チャネル２３２’の名目上の接合部２７０’にある。トレーリング面２６０’は、頂部ハウジングの底部から見たとき、頂部ハウジング２０２’の空気流チャネル２３２’にわたって点Ｅ２から点Ｆ２まで延在する曲げられた凹構成であり、それにより、インタラプタ２２５’は、空気流チャネル２３２’を妨げて、出口ポート２２１’から入口ポート２２０’に直接進む空気流を制限する。トレーリング面２６０’は、中央アパーチャとＥ２との間の半径線と、中央アパーチャとＦ２との間の半径線との間に形成される角度Ｇを通り過ぎる。トレーリング面２６０’の曲線は、任意の適切な形状の構成とすることができる。角度Ｇは、曲げられたトレーリング面２６０’が、必要な構成及び入口導管の構成に応じて、半径の間から接線方向まで任意の構成をとってもよいような任意のものとすることができる。点Ｅ１と点Ｅ２との間の弧長は、点Ｆ１と点Ｆ２との間の弧長より小さく、ここでも、「曲げられた」インタラプタプロファイルをもたらす。インペラの回転軸の中心と点Ｅ１及びＥ２との間に形成される角度Ｅは、Ｆ１とＦ２との間に形成される対応する角度Ｆより小さく、Ｆ１は、Ｅ１を通る放射状線に対して反時計回りに回転されている。
【０１４４】
インタラプタのリーディング面２６１は、第１の構成と類似しているままであるが、弓形チャネルにおけるわずかにより進んだ点の点Ｅ１で始まってもよい。トレーリング面２６０’がリーディング面２６１より大きな角度で位置しているので、空気流チャネル２３２’は短くなる。
【０１４５】
第１の構成と同様に、第２の構成のインタラプタは、既存の渦流ブロワと比較してブレード通過騒音を低減する。インタラプタが長いほど、入口ポートと出口ポートとの間の空気漏洩がより減少する。しかしながら、全体として、２つのインタラプタ構成は同様に機能する。
【０１４６】
２．３．５  ハウジング−構成＃２
構成＃２のインタラプタは、頂部ハウジングの入口ポート２２０及び出口ポート２２１のわずかに異なる構成をもたらす。図３１、３２を参照すると、入口アパーチャ２２０Ａ及びカラー２２０Ｂは、弓形の経路に沿って出口アパーチャ２２１Ａ及びカラー２２１Ｂからさらに離れて間隔をあけており、空気流チャネル２３２’のまわりの構成＃１よりさらに後の位置の名目上の入口接合部２７０’で、入口導管は空気流チャネル２３２’に一体的に形成される。
【０１４７】
２．３．６  第２の実施形態のための例示的な大きさ
第２の実施形態の大きさの例示的で非限定的な例が以下に記載される。
【０１４８】
非限定的な例として、入口は、入口螺旋部を含むことができる。入口螺線は、螺線のベースの中央の原点に対して、可変ピッチ螺線である入口の部分的な螺線である。図２２、２３を参照すると、入口は、以下の大きさを有する可能性がある。
・  螺線が空気流チャネルで交わる所で、螺線は以下の大きさを有する。
・  高さ＝０、回転＝０、ピッチ（Ｐ）＝２０ｍｍ、半径（Ｒ）＝２７．７５ｍｍ（直径＝５５．５ｍｍ）
・  螺線が終わる所で、螺旋は以下の大きさを有する。
・  高さ＝１８ｍｍ、回転＝０．３、ピッチ＝１００ｍｍ、半径＝１３ｍｍ（直径＝２６ｍｍ）
・  ここで、回転＝０．３は、螺線が完全な回転の３０％、すなわち１０８°回転したことを意味する。
・  或いは、入口螺線が空気流チャネルと交わる所で、螺線は、以下の範囲内の大きさを有することができる。
・  高さ＝０、回転＝０、ピッチ＝１０〜３０ｍｍ、半径＝２５〜３０ｍｍ（直径＝５０〜６０ｍｍ）
・  代替の配置が終わる所で、螺旋は以下の大きさを有してもよい。
・  高さ＝１５〜２０ｍｍ、回転＝０．２〜０．４、ピッチ＝９０〜１１０ｍｍ、半径＝１０〜２０ｍｍ（直径＝２０〜４０ｍｍ）。
【０１４９】
代替的な非限定的な例では、入口螺線は、標準的な（可変ではない）螺線とすることができる。入口は以下の大きさを有する。
・  ピッチ＝２０ｍｍ、半径＝２７．７５ｍｍ（直径＝５５．５ｍｍ）、又は
・  ピッチ＝１００ｍｍ、半径＝１３ｍｍ（直径＝２６ｍｍ）。
【０１５０】
代替的な非限定的な例では、入口螺線は、大きさが以下の範囲内にある標準的な（可変ではない）螺線とすることができる。
・  ピッチ＝１０〜１１０ｍｍ、半径＝１５〜４０ｍｍ（直径＝３０〜８０ｍｍ）。
【０１５１】
代替的な構成では、これらの大きさは、寸法要件又はブロワの制約に応じて、変化してもよい。
【０１５２】
図２２、２３を参照すると、出口ポートは、出口螺旋部を含むことができる。出口螺線も、可変ピッチ螺線である。螺線が空気流チャネルと交わる所で、螺線は以下の特性を有する。
高さ＝０、回転＝０、ピッチ＝７ｍｍ、半径＝２７．７５ｍｍ（直径＝５５．５ｍｍ）
螺線が終わる所で、螺旋は以下の特性を有する。
高さ＝１１ｍｍ、回転＝０．２、ピッチ＝１０３ｍｍ、半径＝４５ｍｍ（直径＝９０ｍｍ）
・  或いは、出口螺線が環状チャネルと交わる所で、螺線は、以下の範囲内の大きさを有することができる。
・  高さ＝０、回転＝０、ピッチ＝２〜２０ｍｍ、半径＝２０〜３５ｍｍ（直径＝４０〜７０ｍｍ）
・  代替の配置が終わる所で、螺旋は以下の大きさを有してもよい。
・  高さ＝５〜２０ｍｍ、回転＝０．１〜０．４、ピッチ＝８０〜１２０ｍｍ、半径＝２０〜７０ｍｍ（直径＝４０〜１４０ｍｍ）。
【０１５３】
或いは、出口螺線は、以下の特性を有する標準的な又は可変ではない螺線とすることができる。
ピッチ＝７ｍｍ、半径＝２７．７５ｍｍ（直径＝５５．５ｍｍ）、又は
ピッチ＝１０３ｍｍ、半径＝４５ｍｍ（直径＝９０ｍｍ）。
【０１５４】
代替的な非限定的な例では、出口螺線は、大きさが以下の範囲内にある標準的な（可変ではない）螺線とすることができる。
・  ピッチ＝２〜１２０ｍｍ、半径＝１５〜６０ｍｍ（直径＝３０〜１２０ｍｍ）。
【０１５５】
記載される螺線に対する特定の物理的制約は、入口ポート及び出口ポートが互いに通過できない設計で説明される。
【０１５６】
より一般的には、入口螺旋部及び／又は出口螺旋部のプロファイルは、ブロワの物理的制約に応じて、約１０〜約４０ｍｍの半径を有する螺線、及び、約１〜約１２０ｍｍのピッチとすることができる。
【０１５７】
インタラプタの構成＃１の１つの非限定的な例では、点Ｃ１と点Ｃ２との間のインタラプタの弧長は、点Ｄ１と点Ｄ２との間の弧長より小さい。さらにまた、点Ｄ１は、原点及びＣ１を通過する放射状線から反時計回りに移動されている。インペラの回転軸の中心と点Ｃ１及びＣ２との間に形成される角度Ｃ（角度Ｃ）は、Ｄ１とＤ２との間に形成される対応する角度（角度Ｄ）より小さい。角度Ｃは、約５５°〜７０°、たとえば、６３．２°に等しい、又は約６３．２°であり、角度Ｄは、約６０°〜８０°、たとえば、６９．６°に等しい、又は約６９．６°である。インタラプタ有効領域は領域ＩＡ１を有し、ＩＡ１は図２８の灰色の領域である。示される実施形態では、ＩＡ１は、約２００ｍｍ2〜３００ｍｍ2、たとえば、２４７．４３ｍｍ2に等しい、又は約２４７．４３ｍｍ2である。
【０１５８】
インタラプタの構成＃２の１つの非限定的な例では、角度Ｅは、約１４０°〜１６５°、たとえば、１５３．６°に等しい、又は約１５３．６°であり、角度Ｆは、約１５０°〜１７０°、たとえば、１５９．６°に等しい、又は約１５９．６°である。本構成のインタラプタ有効領域は領域ＩＡ２を有し、ＩＡ２は図３０の灰色の領域である。示される実施形態では、ＩＡ２は、約７００ｍｍ2〜１０００ｍｍ2、たとえば、８５６．１７ｍｍ2に等しい、又は約８５６．１７ｍｍ2である。比較してみると、ＩＡ１：ＩＡ２の比率は、約１：２〜１：５、たとえば、２４７．４３：８５６．１７に等しい、又は約２４７．４３：８５６．１７、或いは、１：３．４６に等しい、又は約１：３．４６である。したがって、インタラプタの構成＃１の例のインタラプタ有効領域は、インタラプタの構成＃２の例のインタラプタ有効領域の表面積の約２倍〜５倍、たとえば、３．４６倍に等しい、又は約３．４６倍、すなわち、領域の大きさの約２００％〜５００％、或いは、３４６％に等しい、又は約３４６％である。
【０１５９】
各放射状インペラブレードは、曲げられたリーディング面に遭遇し、リーディング面の曲げられた境界と角度φを形成する。１つの非限定的な例では、φは最初、各インペラブレードの内縁が曲げられた境界に遭遇するとき、約８０°〜１１０°、たとえば、９０°に等しい、又は約９０°である。この角度は、曲げられた境界の長さに沿って変化し、インペラブレードの先端において、約３５°〜４５°、たとえば、４１°に等しい、又は約４１°で終わる。
【０１６０】
２．４  渦流ブロワの第３の実施形態
図３３〜６６は、第３の実施形態による渦流ブロワ３００を示す。第１の実施形態又は第２の実施形態の特徴と同じ又は類似している第３の実施形態の特徴は、完全には記載されない、又は、まったく記載されないことがあるが、第１及び第２の実施形態又は本明細書に記載される任意の他の実施形態に関する記載の関連部分は、必要に応じて、この実施形態に適用されることは当業者によって理解されるであろう。
【０１６１】
２．４．１  概要
渦流ブロワ３００は、モータ及びチャネル３０４のための内部領域を形成するために結合された頂部ハウジング３０２及び底部ハウジング３０３から形成されたハウジング３０１を備える。ハウジング３０１は、第１のポート３２０と第２のポート３２１とを備え、それらは、チャネル３０４に対する入口及び出口を提供することができ／チャネル３０４に対する入口及び出口として機能することができる。前述のように、第１のポート３２０及び第２のポート３２１ポートを通る空気流の方向は、各ポートが、インペラの回転方向に応じて、入口又は出口の働きをすることができるように反転可能である。第１のポート３２０及び第２のポート３２１は、互いに対して平行又は略平行であり、それぞれ、ハウジング３０１と一体的に形成されて、ブロワ３００のチャネル３０４と流体連通する。
【０１６２】
本実施形態では、チャネル３０４は、空気流チャネル３３２とインペラチャネル３４５とを備える。空気流チャネルは、図１の一般的な実施形態に対して前述され、後述されるような、（弓形の）上側空気流チャネル３３２Ａと、下側空気流弓形チャネル３３２Ｂと、側方空気流チャネル３３２Ｃとを備える。上側空気流チャネル３３２Ａ及び下側空気流チャネル３３２Ｂは、それぞれ頂部ハウジング及び底部ハウジングによって画定され、インペラチャネル／インペラの上及び下に空気流チャネルを提供する。換言すれば、上側空気流チャネル３３２Ａは、インペラ３１５の上側（図３４に示されるように向けられたとき）と頂部ハウジング３０２の内面との間の空間で画定される。下側空気流チャネル３３２Ｂは、インペラ３１５の下側（図３４に示されるように向けられたとき）と底部ハウジング３０３の内面との間の空間で画定される。これにより、インペラ３１５の両側での空気流が可能になる。側方空気流チャネル３３２Ｃは、上側チャネル３３２Ａ及び下側チャネル３３２Ｂチャネルにおける空気流のさらなる再循環を提供する。上側空気流チャネル３３２Ａ、下側空気流チャネル３３２Ｂ、及び側方空気流チャネル３３２Ｃは、組み合わされて、ブロワ３００の空気流チャネル３３２を提供する。インペラ３１５は、インペラチャネル３４５の中で回転する。インペラチャネル３４５は、空気流チャネル３３２と少なくとも部分的に一致する。入口ポート３２０及び出口ポート３２１は、チャネル３０４／インペラチャネル３４５内でのインペラブレード３７５の回転方向に対して接線方向又は略接線方向に接近する。チャネル３０４は、入口ポート３２０と出口ポート３２１と間の弓形経路３０４Ｂ、並びに、インペラ３１５（インペラチャネル３４５）を受けるための環状空洞３０４Ａを有する。インタラプタ３２５は、出口ポート３２１を入口ポート３２０から分離する。インタラプタ３２５は、使用中、空気流を妨げる物理的障害を設けることによって、空気流が出口ポート３２１から入口ポート３２０に漏れることを防ぐ、又は、少なくとも減少させるために働く。
【０１６３】
図３４、３５を参照すると、底部ハウジング３０３の内部領域に位置するステータ３１１、シャフト３１２、及びロータ３１３を備えるモータ組立体３１０がある。モータ、それらの組立体、及び動作の詳細は、当業者には知られており、ここではさらには記載しない。インペラ３１５は、シャフト３１２に結合されて、使用時、モータ３１０によって駆動される。
【０１６４】
インペラ３１５に形成されたインペラブレード３７５は、インペラチャネル３４５内で回転し、入口ポートへの空気流／出口ポートからの空気流を提供する。インペラブレード３７５とチャネル３０４の外壁との間にクリアランスが設けられ、側方空気流チャネル３３２Ｃを提供する。第１の実施形態及び第２の実施形態の渦流ブロワとは対照的に、インペラブレードの側端部がチャネル３０４の外部周縁に直接隣接していないので、第３の実施形態のチャネル３０４は「オープン」チャネルと考えることができる。（たとえば、図３４に示される）半径方向のクリアランスは、チャネル３０４の外部周縁から、インペラブレード３７５の端部を分離する。前の第１の実施形態及び第２の実施形態では、ブロワの性能を最大化するために、半径方向のクリアランスをできるだけ小さく、製作公差に近いように維持することが望ましかった。前述の実施形態の場合、製作公差は、インペラブレードとチャネルの端部との間の半径方向クリアランスを約０．５〜１ｍｍとすることができる。しかしながら、少なくとも１つの構成では、半径方向クリアランスは、０．５ｍｍより小さく、たとえば、約０．１、０．２、０．３、又は０．４ｍｍとすることができる。半径方向クリアランスを増加させることにより、チャネル３０４内の空気再循環路３３２Ｃが変わる。
【０１６５】
図３４は、実施形態の空気再循環路３３０を示す。空気再循環路３３０により、入口ポートから出口ポートへの途中で再循環空気がインペラに複数回、遭遇することが可能になる。空気は、空気再循環路３３０を通って循環し、インペラの通過ごとの連続した圧力上昇が可能になり、ブロワ３００の渦流特性がもたらされる。
【０１６６】
２．４．２  ハウジング−構成＃１
ハウジング３０１は、図４０〜４２を参照してさらに詳細に記載される。
【０１６７】
ハウジング３０１は、頂部ハウジング３０２と底部ハウジング３０３とを備える。図３６〜４２を参照すると、頂部ハウジング３０２は、略円形部３０２Ａから形成される略弓形体であり、第１のポート３２０及び第２のポート３２１は、略円形部の反対側から接線方向に延在する。示される構成では、第１のポート３２０は入口ポート３２０とすることができる。示される構成では、第２のポート３２１は出口ポート３２１とすることができる。この場合、空気は、第１のポート３２０から第２のポート３２１へ流れる３２３。頂部ハウジング３０２は、上側空気流チャネル３３２Ａを画定する弓形経路／チャネルと、インペラチャネル３４５の少なくとも一部とを備える。それ自体及び入口アパーチャ３２０Ａと、入口カラー３２０Ｂと、入口導管３２０Ｃとを備える略直線状の入口から形成された入口ポート３２０は、名目上の接合部３７０で上側空気流チャネル３３２Ａと一体的に形成される。上側空気流チャネル３３２Ａは、頂部ハウジングの略円形部分３０２Ａに形成される。上側空気流チャネル３３２Ａは、入口ポート３２０と出口ポート３２１との間で延在する。出口ポート３２１は、出口アパーチャ３２１Ａと、出口カラー３２１Ｂと、上側空気流チャネル３３２Ａの入口ポート３２０とは反対側の名目上の接合部３７１で一体的に形成される出口導管３２１Ｃとを備える。
【０１６８】
複数のラグ３４２は、頂部ハウジングの周縁部分に形成され、ネジ、ボルト、又は他の締結具による、頂部ハウジング３０２と底部ハウジング３０３との結合を可能にする。周囲壁３３１は、入口ポート３２０から、頂部ハウジングの周縁のまわりで、出口ポート３２１まで延在し、また、入口ポートと出口ポートとの間の空間の間を延在する（「前壁」３３１Ａ）。上側空気流チャネル３３２Ａの内壁は、上側空気流チャネル３３２Ａの両側の間で延在する平坦な棚／プラトー３８０の上に且つそれを横切って延在する。頂部棚３８０上の頂部ハウジング３０２の内部の内側部分は、モータシャフト３１２の軸受を受けるためのアパーチャ又は穴３３８を有する中央ハブ／ボス３３９を備える。ハブ３３９は、インペラチャネル３４５の壁を画定する。ハブ３３９は、インタラプタ３２５と同様に、作動中、インペラ３１５の減少した垂直厚さの中央領域を介した出口ポート３２１から入口ポート３２０への空気の流れを妨げるバリアを作成することによって、出口ポート３２１から入口ポート３２０へ漏れる空気の流れを妨げるように働く。ハブ３２９と、ハブと前壁３３１Ａとの間のチャネルより上の棚３８０と、前壁３３１Ａとは、一緒に、インタラプタ３２５を形成し、それは、以下でさらに記載される。前壁３３１Ａは内面３６９を備える。前壁３３１Ａの内面３６９は、インタラプタ３２５の領域のインペラチャネル３４５の境界に隣接する、又は、インタラプタ３２５の領域のインペラチャネル３４５の境界を少なくとも部分的に画定する。
【０１６９】
頂部ハウジング３０２は、構造に補剛を提供する図４０に示されるような、三角形の格子及び中央ハブも有する。
【０１７０】
図４１は、図３４及び３５から明らかであるような、頂部ハウジングの完全高さを表さないことは認識されるべきである。それらの図から分かるように、頂部ハウジング３０２は、面取りされた又は丸いコーナを有する断面が長方形である（上側、下側、及び側方空気流チャネルである）空気流チャネル３３２の高さの大部分を形成又は保持する。下側空気流チャネル３３２Ｂの底部及び下側空気流チャネル３３２Ｂの内部コーナは、底部ハウジング３０３のプレートから形成され、空気流チャネル３３２の内面は、底部ハウジングの中央プラトー／インタラプタ部分から形成される。図４４は、底部ハウジング３０３及び底部ハウジングキャップ３４１の上部斜視図を示す。
【０１７１】
図４３を参照すると、底部ハウジングキャップ３４１は、前述の実施形態に対して記載された理由のために、空気流のための複数の底部ハウジングキャップアパーチャ３５２も有する。
【０１７２】
空気流チャネル３３２の長さを最大化すること、したがって、インタラプタ３２５の長さを最小化することは通常、有益であり、それは、そうすることで、固定半径を有するインペラの圧力及び流れ性能が最大化されるためである。しかしながら、比較的小さいインタラプタを有することは、出口ポート３２１から入口ポート３２０への漏洩を防止又は最小化するために、インタラプタとインペラとの間の厳密な公差を必要とする。
【０１７３】
必要な公差を減少させる１つの方法は、インタラプタの長さを増加させることである。インタラプタの長さを増加させることは、空気流に対する抵抗がより高い経路を作成することによって、出口ポート３２１から入口ポート３２０までのガスの漏洩を妨げるように働く。
【０１７４】
２．４．３  インタラプタ
図４５及び４６を参照すると、（灰色で示すようにインタラプタ有効領域を形成する）インタラプタは、ハブ３３９、棚３８０、及び前壁３３１Ａから形成される。前壁３３１Ａは、垂直、直角、又は短手方向のインタラプタ領域３６７と考えることができ、棚３８０は、頂部ハウジング３０２上の平面状インタラプタ領域と考えることができる。対応する垂直且つ平面状のインタラプタ領域は、インペラ３１５の輪郭に一致する底部ハウジング３０３上にあることができ、完全なインタラプタ３２５を形成する。
【０１７５】
棚３８０及び前壁３３１Ａは、インタラプタ３２５のリーディング面３６１を少なくとも部分的に画定する。リーディング面３６１はリーディング面と考えられるが、それは、リーディング面３６１が、図で識別される入口ポート３２０及び出口ポート３２１を有する事例で、インペラブレードがインペラチャネル３４５を通って回転するときに、各インペラブレード３７５が最初に遭遇するインタラプタ３２５の面であるためである。棚３８０及び前壁３３１Ａは、インタラプタ３２５のトレーリング面３６０も少なくとも部分的に画定する。したがって、棚３８０は、リーディングエッジ３６３及びトレーリングエッジ３６５をそれぞれ画定する。示される構成では、リーディング面３６１はリーディングエッジ３６３を画定し、トレーリング面３６０はトレーリングエッジ３６５を画定する。リーディングエッジ３６３は、図４５に示されるインタラプタ有効領域がリーディング面３６１に交わる棚３８０の縁部又はコーナである。トレーリングエッジ３６５は、図４５に示されるインタラプタ有効領域がトレーリング面３６０に交わる棚３８０の縁部又はコーナである。棚３８０上のＧ２とＨ２との間の縁部は、トレーリングエッジ３６５を提供する。トレーリングエッジ３６５は、曲げられた縁部の形態とすることができる。同様に、棚３８０上のＧ１とＨ１との間の縁部は、リーディングエッジ３６１を提供する。リーディングエッジ３６３は、曲げられた縁部の形態とすることができる。インペラ３１５の回転方向が図４６に示される方向の逆方向である場合、示されたリーディング面３６１はトレーリング面３６０になり、示されたトレーリング面３６０はリーディング面３６１になる。
【０１７６】
図４６を参照すると、インタラプタ３２５の構成（すなわち、その形状及び向き）は、複数のインペラブレード３７５が、インペラ３１５の回転中のいずれか時点で、リーディング面３６１及び／又はリーディングエッジ３６３を通過するような構成である。また、インタラプタ３２５のこの構成により、各インペラブレード３７５が（ゼロ以外の）角度（すなわち、平行でない）でリーディング面３６１及び／又はリーディングエッジ３６３と交差するように、リーディング面３６１及び／又はリーディングエッジ３６３がインペラブレード３７５と直角ではないことを示す。これは、前述の実施形態について論じられた利点を提供する。
【０１７７】
図４７、４７Ａ、４８を参照すると、インタラプタ３２５は、凹部３８５（たとえば、ノッチ、溝、くぼみ、チャネル、又は同様のもの）を備えていてもよい可能性がある。凹部３８５は、それぞれ入口ポート３２０及び出口ポート３２１の内部を縁取る前壁側部３３１Ｂ上に配設することができる。凹部３８５は、前壁側部３３１Ｂの縁部を越えて、入口／出口ポート自体の導管の壁３２０Ｃ、３２１Ｃ及び／又はカラーまで延在してもよい可能性がある。これは、インタラプタ３２５の垂直領域上に、曲げられた境界を提供する。インタラプタの平面部分上の曲げられた縁部に加えて、垂直／横方向のインタラプタ領域上の曲げられた境界により、ブロワ３００の騒音特性を改善することができる。１つの非限定的な例では、凹部は、図４７に示されるように略「ｖ」形のノッチである。１つの例において、図４７を参照すると、各ノッチは、前壁３３１Ａの合計水平長さの９．３％とすることができる。或いは、各ノッチは、図４７などで見たとき、（曲面に沿って測定された）前壁３３１Ａの水平長さの５〜１５％、たとえば、前壁の水平長さの５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５％とすることができる。
【０１７８】
図４８を参照すると、凹部３８５は、出口／入口ポート３２０／３２１を縁取る前壁側部３３１Ｂの出口／入口ポート端部３８５Ａから始まる。凹部３８５は、出口／入口ポート端部３８５Ａから前壁側部３３１Ｂの前縁３８５Ｂまで（垂直面において）中心線／軸まで段階的に内部に曲がる前壁側部３３１Ｂから、頂縁３８５Ｃ及び底縁３８５Ｄから境界壁３３１Ｂの中心線３８５Ｅの方へ（インペラ３１５の回転軸と平面的な）中心軸／線まで内部に曲がる前壁側部３３１Ｂと組み合わせて形成される。これは、前壁側部３３１Ｂの長さに沿って深さが増加する境界壁３３１Ｂの中心３８５Ｅに沿ってＶ形断面凹部３８５を形成する。
【０１７９】
図４７及び４８の構成は、別の方法で記載することができる。前壁３３１Ａは、チャネル１０４の第１の端部に近い第１の側面３３１Ｂを有し、インペラブレード３７５は、使用時、第１の側面３３１Ｂから離れるように回転して、通過するように適合されており、第１の側面は凹部３８５を備える。前壁３３１Ａは、チャネル１０４の第２の端部に近い第２の側面３３１Ｂを有し、インペラブレード３７５は、使用時、第２の側面３３１Ｂに向けて回転して、通過するように適合されており、第２の側面は凹部３８５を備える。第１の側面３３１Ｂ上の凹部及び／又は第２の側面３３１Ｂ上の凹部は、ａ）中心軸に沿って後縁から前縁へ内側に湾曲し、ｂ）頂縁と底縁との間で、頂縁及び底縁から中心軸の方へ内側に湾曲する。
【０１８０】
或いは、凹部３８５は、垂直インタラプタ領域３６７の上端から下端への勾配、略「Ｕ」形、「Ｗ」形、「Ｍ」形断面の凹部、又は同様のものなどの他の形状とすることができる。
【０１８１】
代替的な構成では、前壁側部３３１Ｂの凹部３８５の代わりに、凹部３８６（たとえば、溝、ノッチ、くぼみ、チャネル、又は同様のもの）が、インペラチャネル３４５を縁取る前壁３３１Ａの内面３６９に設けられる。少なくとも１つの形態では、１つ又は複数の凹部３８６は、横方向凹部の形態とすることができ、又は、横方向凹部と呼ぶことができる。図４９及び５０を参照すると、前壁３３１Ａの内面３６９の各端部に、２つの先細の細長い凹部３８７Ａ、３８７Ｂがある。これらの凹部のそれぞれは、横方向凹部３８７Ａ、３８７Ｂと呼ぶことができる。凹部３８７Ａ、３８７Ｂは凹状前壁３３１Ａ全体にわたり、各凹部３８７Ａ、３８７Ｂは、前壁３３１Ａの内面３６９の１つの縁部３８５Ｂでの最大幅及び最大深さで始まり、前壁３３１Ａの中心に向けて最小幅及び最小深さまで減少し、次いで、前壁３３１Ａの反対側の縁部３８５Ｂで最大幅及び最大深さまで拡大する。少なくとも１つの代替的な構成では、２つの凹部３８６の代わりに、インタラプタ前壁３３１Ａは、１つの凹部又は３つ以上の凹部を有する可能性がある。また、凹部の構成は、異なる形状をとる可能性がある。
【０１８２】
別の代替的な構成では、凹部は、前壁３３１Ａの一方又は両方の縁部から始まり、それぞれ、前壁の内面３６９にわたって先細の凹部として中心の方へ進み、表面の長さに沿ったいくらかのパーセンテージなどの、表面に沿った終点で終了する。両縁部から始まる凹部がある場合、それらは、名目上の接合部で交わることができ、それは中間地点でもよいが、別の点である可能性もある。しかし、或いは、凹部は、まったく交わらず、前壁３３１Ａの内面全体３６９を横断しないことがある。よって、各凹部は、前壁３３１Ａの内面３６９の幅のいくらかのパーセンテージである、０〜１００％、たとえば、３０％、４０％、５０％、又は任意の他の実数のパーセンテージとすることができる前壁に沿って間隔をあけて終了し、各凹部は、前壁３３１Ａの内面３６９の異なるパーセンテージだけ横断してもよい。各凹部は、前壁３３１Ａの各端部で、前壁３３１Ａの内面３６９の全幅の約５０％の最大幅から始めることができ、前壁３３１Ａの内面３６９に沿って（たとえば、内面の中心の方へ）最小幅を有する。
【０１８３】
さらに別の構成では、図５１、５２に示されるように、上記の両方の構成の凹部は、合成されることができる。すなわち、前壁側部３３１Ｂ上及び前壁３３１Ａの内面３６９上に凹部がある。前壁側部３３１Ｂは、図４７及び４８に関して記載された凹部３８５を含む。前壁３３１Ａの内面３６９は、図４９及び５０に関して記載された細長い凹部３８７Ａ、３８７Ｂを含む。
【０１８４】
図５１及び５２に示されるような、前壁側部３３１Ｂの凹部３８５、及び前壁３３１Ａの内面３６９上の細長い凹部３８７Ａ、３８７Ｂの導入により、ブロワ３００によって発生するブレード通過騒音の減少を支援することができる。凹部の目的は、所定のブレード上のインタラプタの影響をより長い時間にわたって広げることであり、それにより、インタラプタ３２５を通過するブレードで発生する最大の騒音が減少する。
【０１８５】
さらに別の構成では、図５３、５４に示されるように、前壁側部３３１Ｂは、前壁３３１Ａの内部表面３６９にコーナ３６８で交わる。たとえば、コーナ３６８は、インペラ３１５が通るとき、空気をスライスして向きを変えるように働く、比較的鋭い形状にすることができ、ブレードの通過によって発生する騒音を減少させる。或いは、縁部は丸く又は面取りすることができる。示される構成では、前壁３３１Ａの内面３６９と各前壁側部３３１Ｂとの間の角度は鋭角である。
【０１８６】
２．４．４  インペラ
本セクションで記載されるインペラ３１５は、３つの実施形態、さらに、後で記載される第４の実施形態及び第５の実施形態で使用することができるが、必要に応じて大きさは異なる。
【０１８７】
インペラ３１５は、シャフト３１２に結合され、主に頂部ハウジング３０２に形成されるインペラチャネル３４５内に位置し、その中で回転する。インペラ３１５は、図５５〜５７に示される。
【０１８８】
インペラ３１５は、モータのロータ又はシャフトに結合するための中央アパーチャ３７１を有するハブ３７０を備える。複数のスポーク３７２は、ハブから環状リング支持体３７６の方へ半径方向に突出する。環状インペラ支持プレート３７９は、環状リング支持体３７６から延在する。複数のインペラブレード３７５は、環状リング支持体３７６上に支持されて、環状リング支持体３７６から外側に延在し、環状インペラ支持プレート３７９上に支持される。示される構成では、ハブ３７０、スポーク３７２、環状リング支持体３７６、インペラブレード、及び環状インペラ支持プレート３７９は、一体的に形成される。環状支持プレート３７９は、インペラブレード３７５に強度を与えることができ、ブロワの圧力及び流れ性能を改善することができる。インペラブレード３７５Ａの上側列及びインペラブレード３７５Ｂの下側列がある。インペラブレード３７５Ａの上側列は、インペラブレード３７５Ｂの下側列から回転的にオフセットされている。任意の適切な数のインペラブレードが設けられる可能性があるが、好ましくは奇数、より好ましくは素数で、ブレード通過騒音、高調波、共振、及び他の振動を低減する。１つの非限定的な例では、上側インペラブレード及び下側インペラブレードの数は同じである（たとえば、それぞれ６１枚のブレード）。示されたインペラ３１５は、環状インペラ支持プレート３７９を含む、しかしながら、代替的な構成では、（たとえば、図５８、５９参照）環状インペラ支持プレート３７９は除去することができる。環状インペラ支持プレート３７９によって提供される剛性及び追加の強度が必要でない場合、環状インペラ支持プレート３７９を取り除くことにより、インペラ３１５の質量、したがって、慣性を低減させることができる。
【０１８９】
下側インペラブレード３７５Ｂは、上側インペラブレード３７５Ａに対してオフセットされており、各下側インペラブレードは、対応する上側インペラブレードの間（より好ましくは、対応する上側インペラブレードの間の間隙の中央）に位置する。非限定的な例として、下側インペラブレード３７５Ｂは、上側インペラブレード３７５Ａに対して２．９５°オフセット／回転する可能性がある。より一般的には、下側インペラブレード３７５Ｂは、
【数３】
2021501851.tif 000005
だけオフセットすることができる。ここで、θは下側インペラブレード３７５Ｂが上側インペラブレード３７５Ａに対してオフセットされている角度であり、Ｎは上側インペラブレード３７５Ａの数であり、Ｘはオフセット角である。Ｘ＝０のとき、下側インペラブレード３７５Ｂは、上側インペラブレード３７５Ａの間の各間隙と中央で整列するようにオフセットされる。Ｘは、
【数４】
2021501851.tif 000006
のパーセンテージとすることができる。たとえば、Ｘは、最初の式を使用して、
【数５】
2021501851.tif 000007
であるようにすることができる。したがって、α＝０．１のとき、Ｘは
【数６】
2021501851.tif 000008
の１０％である。たとえば、αは０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５に等しくてもよく、或いは、０〜０．５、０〜０．１、０．１〜０．２、０．２〜０．３、０．３〜０．４、又は０．４〜０．５であってもよい。好ましくは、Ｎは素数又は奇数である。
【０１９０】
インペラブレード３７５のそれぞれは、前方／後方に曲げられたように湾曲している。非限定的な例として、インペラブレード３７５は、約８ｍｍ〜１３ｍｍ、たとえば、１０．８１ｍｍに等しい、又は約１０．８１ｍｍの円形曲率半径で湾曲している可能性がある。湾曲したブレードが使用されるが、インペラの代替構成は、直線ブレード、サーペンタインブレード、凸状ブレード、又は別の形状を自由に含んでもよい。たとえば、直線ブレードは、２つの方向に作動するように配置されるブロワにおいて好ましいことがある（二重出口又は双方向ブロワ）。変形形態では、下側と異なる数のブレードが上側に設けられる。たとえば、上側の６１枚のブレード及び下側の６７枚のブレード。
【０１９１】
示されるように下側インペラブレード３７５Ｂから上側インペラブレード３７５Ａをオフセットすることは、ブロワによって発生する騒音の低減に有益である。この理由には、さらに、インペラブレードの上側列及び下側列がインタラプタに遭遇するときを分けることによって、インタラプタ３２５に遭遇するブレードの衝撃を（ブレードの単一の「完全」列と比較して）低減させることが含まれる。さらにまた、ブレードをオフセットすることにより、ブロワによって発生する騒音の周波数を高めることができる。より高い周波数は、より容易に減衰させることができる。十分に押し上げた場合、周波数は（約２０ｋＨｚの）可聴範囲の外側にすることもできる。インペラ３１５の本実施形態のブレードは湾曲しているが、ブレードを分けることにより、直線ブレード又は他のブレード配置を有するインペラによって発生する騒音が同様に低減するであろう。
【０１９２】
図６０、６１を参照すると、別の構成では、インペラブレード３７５の１つの列のみ存在する。前のインペラの分割されたブレードとは対照的に、各インペラブレード３７５の高さは、環状リング支持体３７６の高さである。したがって、各ブレードは、インペラ３１５の全体の高さにわたる。
【０１９３】
スポーク３７２のそれぞれは、インペラブレード３７５／環状リング支持体３７６の組み合わせた積み重ね高さより小さい高さであってもよい。これは、インペラ３１５の質量及び慣性を低減する。インペラ３１５が回転するとき、スポーク３７２は、インペラ３１５の中央領域に乱流を引き起こす。この乱流は、ブロワの中央部分の「密閉」を支援する流体シールとして働き、インペラ３１５の中央部分全体の漏洩を減少させる。
【０１９４】
インペラは、インペラの回転の中心とブレードとの間に、複数の中央ノッチ、或いは、インペラのハブ及び／又はスポークの減少した垂直厚さの領域を含むことができる。厚さの減少したこれらの領域により、スポーク及びハブを環状支持リングの高さに合わせることができ、同時に、厚さをさらに減少させて、インペラの質量、したがって、慣性モーメントを減少させることができる。結果として、インペラは、作動に必要なエネルギが小さくなり、その方向及び／又は速度をより迅速に変えることができる。
【０１９５】
１つの構成では、インペラは、プラスチック、又は、１つ又は複数の他のポリマ材料から作られる。たとえば、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ナイロン、又は同様のものが使用される可能性がある。また、炭素又はガラス繊維などの充填物が使用される可能性がある。いくつかの構成では、インペラ３１５は、シャフト３１２上にオーバーモールドすることができる。或いは、インペラ３１５は、独立して成形し、シャフト３１２に接続することができる。或いは、別の構成では、インペラ３１５は、金属、複合材料（たとえば、炭素繊維）、又は軽量のインペラに適した別の材料から作ることができる。
【０１９６】
２．４．５  作動
図６２、６３を参照すると、いくつかの実施形態では、ブロワ３００は、二重出口、可逆、又は双方向ブロワとして使用することができる。この場合、ブロワの双方向作動のため、前述の入口ポート３２０及び出口ポート３２１を、それぞれ第１のポート３２０及び第２のポート３２１と呼ぶことがより適切である。モータに電圧を加えて作動させ、インペラ３１５を第１の回転方向３１７に回転させると、第１のポート３２０から、ハウジング３０１を通り、第２のポート３２１を通って外へというガスの流れが発生する。モータに電圧を加えて作動させ、インペラを回転の反対の第２の方向３１９に回転させると、ポート３２０、３２１を通る反対方向のガスの流れが発生する。
【０１９７】
図６２は、ブロワ３００の断面の底面図を示し、インペラ３１５、頂部ハウジング３０２、及びインペラ３１５の第１の回転方向３１７を示す。図６３は、図６４の断面図を示し、インペラ３１５の第２の回転方向３１９を示す。図５７〜６３のインペラはどれも、二重出口ブロワのために使用することができる。或いは、直線ブレードを有するインペラは、より均一な双方向流れ挙動のために好ましくてもよい。或いは、サーペンタインブレードを有するインペラが、設けられる可能性があり、それは、もう一方から１つの方向に流れるときに異なる流れ特性が望ましい双方向流れのために有益である可能性がある。
【０１９８】
２．４．６  第３の実施形態のための例示的な大きさ
第３の実施形態の大きさの例示的で非限定的な例が以下に記載される。
【０１９９】
ハウジングのための大きさの１つの非限定的な例は、以下の通りである。
・  約７５ｍｍ〜１０５ｍｍ、たとえば、８５ｍｍに等しい、又は約８５ｍｍの（図４０に示されるような）長さＬ。
・  約２５ｍｍ〜４５ｍｍ、たとえば、３４．２５ｍｍに等しい、又は約３４．２５ｍｍの（図３６に示されるような）高さＨ。
【０２００】
インタラプタ３２５の１つの非限定的な例では、図４５に示されるような、点Ｇ１と点Ｇ２との間の弧長は、約３５ｍｍ〜５５ｍｍとすることができ、たとえば、４５．０ｍｍ又は約４５．０ｍｍである。点Ｈ１と点Ｈ２との間の弧長は、約４０ｍｍ〜６０ｍｍとすることができ、たとえば、５０．２８ｍｍ又は約５０．２８ｍｍである。角度Ｇは、約１４５°〜１６５°とすることができ、たとえば、１５５°又は約１５５°であり、角度Ｈは、約８０°〜１００°とすることができ、たとえば、８９．８５°又は約８９．８５°である。角度Ｇ：Ｈの比率は、約２：１〜１．４：１とすることができ、たとえば、１５５：８９．８５又は１．７２５：１、或いは約１５５：８９．８５又は１．７２５：１である。
【０２０１】
インペラ３１５は、他の記載された特徴とともに組み立てるのに適した大きさを有し、本明細書に記載されるような作動機能を実現する。１つの非限定的な例において、インペラ３１５は、約６０ｍｍ〜８０ｍｍ、たとえば、６９．６９ｍｍに等しい、又は約６９．６９ｍｍの直径を有する。インペラブレード３７５は、各ブレードの根元における約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ（たとえば、１ｍｍに等しい、又は約１ｍｍ）から、各ブレードの先端における約０．２５ｍｍ〜０．７５ｍｍ（たとえば、０．５ｍｍに等しい、又は約０．５ｍｍ）までの（図５６及び６１に示される）ブレード厚さＴを有する。図５５〜５７のインペラ３１５は、約３ｍｍ〜４．５ｍｍ、たとえば、３．８７５ｍｍに等しい、又は約３．８７５ｍｍの（環状インペラ支持プレート３７９からの）ブレード高さＨを有する。環状インペラ支持プレート３７９自体の高さは、約０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ、たとえば、０．２５ｍｍに等しい、又は約０．２５ｍｍであり、そのため、図５５〜５７のインペラ３１５は、約６．１ｍｍ〜９．４ｍｍ、たとえば、８ｍｍに等しい．又は約８ｍｍの合計高さを有する。
【０２０２】
非限定的な例として、下側インペラブレード３７５Ｂは、上側インペラブレード３７５Ａに対して２．９５°又は約２．９５°オフセット／回転する可能性がある。或いは、下側インペラブレード３７５Ｂのそれぞれは、上側インペラブレード３７５Ａに対して、以下の式に従って角度θだけオフセット／回転する可能性がある。
【数７】
2021501851.tif 000009
ここでは、前述の通り、θは下側インペラブレードが上側インペラブレードに対してオフセットされている角度であり、Ｎは上側インペラブレードの数であり、Ｘはオフセット角である。Ｘ＝０のとき、下側インペラブレード３７５Ｂは、上側インペラブレード３７５Ａの間の各間隙と中央で整列するようにオフセットされる。Ｘは、
【数８】
2021501851.tif 000010
のパーセンテージとすることができる。たとえば、Ｘは、最初の式を使用して、
【数９】
2021501851.tif 000011
であるようにすることができる。したがって、α＝０．１のとき、Ｘは
【数１０】
2021501851.tif 000012
の１０％である。たとえば、αは０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５に等しくてもよく、或いは、０〜０．５、０〜０．１、０．１〜０．２、０．２〜０．３、０．３〜０．４、又は０．４〜０．５であってもよい。好ましくは、Ｎは素数又は奇数である。
【０２０３】
インペラブレード３７５のそれぞれは、前方／後方に曲げられたように湾曲している。非限定的な例として、インペラブレード３７５は、約８ｍｍ〜１３ｍｍ、たとえば、１０．８１ｍｍに等しい、又は約１０．８１ｍｍの円形曲率半径で湾曲している可能性がある。
【０２０４】
図３４、３５、４２を参照すると、インペラブレード３７５と空気流チャネル３３２外周との間の半径方向クリアランスは、約５ｍｍ〜７ｍｍ、たとえば、６．１５ｍｍに等しい、又は約６．１５ｍｍである。半径方向クリアランスは、インペラブレード３７５の先端と空気流チャネル３３２の内面との間の距離である。換言すれば、半径方向クリアランスのインペラブレード長さ（たとえば、半径方向に１３．２３ｍｍ）に対する比率は、約１：２〜１：３、たとえば、６．１５：１３．２３又は１：２．１５に等しい、或いは約６．１５：１３．２３又は１：２．１５である。半径方向クリアランスのインペラ直径（たとえば、６９．６９ｍｍ）に対する比率は、約１：１０〜１：１４、たとえば、６．１５：６９．６９又は１：１１．３３に等しい、又は約６．１５：６９．６９又は１：１１．３３である。チャネル１０４は、幅が約１６ｍｍ〜２３ｍｍ、たとえば、１９ｍｍに等しい、又は約１９ｍｍである。すなわち、インペラチャネル３４５及び空気流チャネル３３２の幅はともに、約１９ｍｍとすることができる。したがって、半径方向クリアランスは、環状チャネルの幅の約２０％〜４３％（たとえば、３２．３％に等しい、又は約３２．３％）である。特定の半径方向クリアランスは、ブロワの性能の改善に有益である可能性がある。
【０２０５】
２．４．７  ハウジング−構成＃２
図６４〜６６は、渦流ブロワの第３の実施形態の第２の構成を示す。
【０２０６】
第３の実施形態の第２の構成は、チャネル１０４の幅が減少するという点で、第１の構成と異なる。すなわち、インペラチャネル３４５及び空気流チャネル３３２の組み合わせた幅は減少する。図１に関して確立された構造を参照すると、第３の実施形態の第２の構成は、側方チャネルがないと言うことができる。結果として、半径方向クリアランス（インペラブレード３７５の先端と空気流チャネル３３２の内面との間の距離）は、実質的に減少する。半径方向クリアランスは、ブロワハウジング１０１及び／又はインペラ３１５の製作公差の大きさのオーダの距離まで減少させることができる。場合によっては、これは、０．５〜１ｍｍとすることができる。これは、比較的低流量（たとえば、約６０Ｌ／分未満）の作動での、ブロワ寸法の減少、及び消費電力の低減をもたらす。
【０２０７】
２．５  渦流ブロワの第４の実施形態
図６７〜７８は、第４の実施形態による渦流ブロワを示す。第３の実施形態又は他の実施形態の特徴と同じ又は類似している第４の実施形態の特徴は、完全には記載されない、又は、まったく記載されないことがあるが、第１及び第２の実施形態又は本明細書に記載される任意の他の実施形態に関する記載の関連部分は、必要に応じて、この実施形態に適用されることは当業者によって理解されるであろう。
【０２０８】
２．５．１  概要
図６７〜７３を参照すると、第３の実施形態と同様に、第４の実施形態は、第１のポート４２０と、第２のポート４２１と、チャネル４０４とを有するハウジング４０１を有する。示される構成では、通常の作動時、第１のポート４２０は入口ポートであり、第２のポート４２１は出口ポートであり、ブロワ４００を図７１の場合のように上から見たとき、インペラ４１５は時計回り方向に回転する。しかしながら、インペラ回転の方向を逆転させることは、ポートのそれぞれの目的を逆転させる。第４の実施形態のチャネル４０４は、第３の実施形態のチャネルとは異なる形態を有し、ブロワは、異なるインペラ構成及びさらなる入口／出口ポート４９０を有する。図６８を参照すると、チャネル４０４は、たとえば、図１を参照して前述されたように、インペラチャネル４４５、さらに、上側空気流チャネル４３２Ａ、下側空気流チャネル４３２Ｂ、及び側方空気流チャネル４３２Ｃを備える。上側空気流チャネル４３２Ａ、下側空気流チャネル４３２Ｂ、及び側方空気流チャネル４３２Ｃは、ブロワ４００の空気流チャネル４３２を一緒に形成する。ハウジング４０１は、外側インペラチャネル４４５及び内側インペラチャネル４４５Ｂも画定する。外側インペラチャネル４４５は、空気流チャネル４３２と少なくとも部分的に一致する。ここで、違いをさらに詳細に説明する。
【０２０９】
２．５．２  ハウジング−構成＃１
図６９、７０、７１、７２を参照すると、頂部ハウジング４０２はポート４９０を備える。ポート４９０は、頂部ハウジングポート４９０の形態とすることができる。頂部ハウジング４０２は、シャフト軸受を支持するための、凹部４３８を有する中央ハブ４３９を有する。中央ハブ４３９は、中央凹部４３８の上で中央ハブ４９２から延在する複数の角度が付けられていてもよいスポーク４９１を介して、所定の位置に支持される。角度付きスポーク４９１は、中央ハブ４３９上でスポーク４９１の原点から突出する半径方向線から逸脱する。中央ハブ上でスポーク４９１の原点から突出する半径方向線に対してスポークに角度をつけることにより、ブロワによって発生する騒音、たとえば、スポーク４９１を通過するインペラブレードによって発生する騒音の低減を支援することができる。頂部ハウジング４０２は、空気流チャネル４３２の２つの肢部の間で延在する頂部プレート４９３を含む。頂部プレート４９３は、構造を補強することができる三角形の格子４９４も備える。頂部ハウジングポート４９０は、頂部ハウジングの中央ハブ４３９と頂部プレート４９３との間のアパーチャ４９０として設けられる。アパーチャ４９０は、中央ハブ４３９から環状アパーチャを通って頂部プレート４９３まで延在する角度付きスポーク４９５を介して形成され、よって、環状アパーチャを、頂部ハウジングポート４９０を形成する複数の空気流アパーチャに分ける。頂部ハウジングポート４９０は、ブロワの作動に応じて、空気を大気から吸い込む、又は、空気を大気に排出することを可能にする。したがって、頂部ハウジングポート４９０は、さらなる（第３の）ポートとすることができ、それは、さらなる入口又は出口ポートとすることができる。入口として作動するとき、頂部ハウジングポート４９０からの空気は、内側インペラチャネル４４５Ｂを介して空気流チャネル４３２に導かれて、前述の（第１の）入口からの空気と混合される。比較的高流量状態の下では、頂部ハウジングポート４９０は、別の入口（第２の入口（又は、底部ハウジングアパーチャ４４８を入口と考える場合、第３の入口））のようにふるまい、さらなる空気がブロワに吸い込まれることを可能にし、高流量性能を改善する。比較的低流量状態の下では、頂部ハウジングポート４９０は、別の出口のようにふるまい、ブロワに吸い込まれたある量の空気が頂部ハウジングポート４９０を通して吹き出される。
【０２１０】
頂部ハウジング４０２の内部領域を示す図７２を参照すると、弓形の上側空気流チャネル４３２Ａと、側方空気流チャネル３３２Ｃと、下側空気流チャネル３３２Ｃの一部と、第３の実施形態による外側インペラチャネル４４５とを更に有する頂部ハウジング４０２は、内側環状チャネルをさらに備え、内側環状チャネルは、内側環状インペラチャネル４４５Ｂを提供する。内側インペラチャネル４４５Ｂは、頂部棚４８０上に配設されて、中央ハブ４３９のまわりで同心円状に延在する弓形壁４９７として形成されるチャネルアイソレータ４９７として形成される。弓形壁４９７は、内側インペラチャネル４４５Ｂと、ａ）（外側）上側／下側／側方空気流チャネル、及び／又は、ｂ）外側インペラチャネル４４５との間に空気流開口部４９８を提供するために欠けている。チャネルアイソレータ４９７は、空気流開口部４９８を通しての空気流路を除いて、内側インペラチャネル４４５Ｂ及び外側空気流チャネルから空気流を分離する。図７２を参照すると、インペラ４１５は、後述されるように、内側インペラチャネル４４５Ｂ及び外側インペラチャネル４４５に配設される。換言すれば、インペラ４１５は、内側インペラチャネル４４５Ｂ及び外側インペラチャネル４４５を占める。
【０２１１】
頂部ハウジングポート４９０のふるまいは変化する（高流量で作動しているときは入口、高圧で作動しているときは出口として働く）ので、頂部ハウジングポート４９０のふるまいを制御するために一方向弁を使用することは有益である可能性がある。変形形態では、一方向弁（「逆止弁」）は、ポートを入口としてのみ働かせるために、頂部ハウジングポート４９０に組み込まれていてもよい可能性がある。使用できる一方向弁の例は、機械弁、又はＴｅｓｌａ  Ｖａｌｖｅなどの固定形状のパッシブバルブを含む。一方向弁を組み込むことにより、ポートを通しての漏洩が生じることがない又は少なくとも減少しない低流量（高圧）状態、及び、ポートがさらなる空気を引き入れる入口として使用できる高流量（低圧）状態の両方におけるブロワの性能が改善する。このような弁は、底部ハウジングアパーチャ４４８も覆う一方向弁と組み合わせることもでき、同様に入口としてのみ働く。これは、ブロワの圧力性能を改善する。
【０２１２】
２．５．３  インペラ−構成＃１
図７５〜７８を参照すると、インペラ４１５は、モータシャフト４１２へのインペラ４１５の接続のための中央アパーチャ４７１を有する中央ハブ４７０を備える。円形プレート４７９は、ハブ４７０から延在する。複数の、任意選択的に直線状の内側インペラブレード４１６Ｃは、ハブ４７０から延在し、円形プレート４７９上に配設されている。内側インペラブレード４１６Ｃは、一定の高さで、円形プレート４７９全体で半径方向に延在する。内側インペラブレード４１６Ｃは、略長方形の構成で形づくられており、円形プレート４７９上のフレア状ベースから均一な厚さの先端まで延在する。第３の実施形態のものと同様に、プレートの外周領域上で配設され、オフセットされた２列で配置され、円形プレート４３９（ウェブ／シュラウド）によって分離された湾曲した外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂの環状リングもある。外側インペラブレード４１６Ａ／４１６Ｂは、ハウジング４０１の外側インペラチャネル４４５内で回転するように配置され、内側インペラブレード４１６Ｃは、内側インペラチャネル４４５Ｂ内で回転するように配置され、シャフト４１２を介してモータによって駆動される。外側インペラチャネル４４５は、前述のような流れ挙動を可能にする。内側インペラチャネル４４５Ｂは、遠心ブロワの渦巻内の流れ挙動と同様の流れ挙動を可能にする。内側インペラチャネル４４５Ｂは、空気流開口部４９８を介して外側空気流チャネル及び外側インペラチャネル４３２に流体連結されている。直線状の内側インペラブレード４１６Ｃは、空気がチャネルアイソレータ４９７の空気流開口部を通過して外側インペラチャネル４４５に至る前に、内側インペラチャネル４４５Ｂにおいて遠心ブロワの空気流特性を提供する。
【０２１３】
円形プレート４７９は、補強及び／又は剛性提供部材として働き、外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂ及び内側インペラブレード４１６Ｃを支持する。円形プレート４７９は、外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂの長さにわたる。いくつかの構成では、円形プレート４７９の形状を小さくすることが有益であることがあり、その場合、円形プレート４７９は、外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂの長さの一部にのみわたる。修正された円形プレート４７９は、インペラ４１５に強度及び／又は剛性をさらに提供する。しかしながら、材料を減らすことにより、慣性モーメントがより小さい、より低質量のインペラがもたらされる。これは、迅速なインペラ制御又は方向変更のために有益である可能性がある。
【０２１４】
図７８は、インペラ４１５の底面斜視図を示す。図７９は、インペラ４１５の底面図を示す。インペラは、円形プレート４７９の下面に、高さが変化する底部内側インペラブレード４１６Ｃ’の組を備える。図７８を参照すると、中央ハブ４７０及びアパーチャは、円形プレート４７９の下面から下向きに延在する。底部内側インペラブレード４１６Ｃ’は、完全高さでハブから延在することによって始まり、次いで、各ブレード高さは、中央ハブ４７０から間隔をあけてより低い一定の高さまである角度で減少する。残りの部分の高さは、底部内側インペラブレード４１６Ｃ’の端部まで、半径方向に一定である。
【０２１５】
２．５．５  作動
使用時、外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂの回転（図７１の上面図を参照する場合、時計回り方向）は、接線方向の入口ポート４２０を通して空気を引き入れる。さらに、内側インペラチャネル４４５Ｂ内の内側インペラブレード４１６Ｃの回転は、頂部ハウジング入口ポート４９０を通して内側インペラチャネル４４５Ｂに空気を引き入れる。内側インペラブレード４１６Ｃは、外側インペラチャネル４４５に空気を入れる前に、頂部ハウジングポート４９０から引き入れた空気を加圧するために回転する。予圧された空気は、弓形壁（チャネルアイソレータ４９７）の空気流開口部４９８を通過し、空気流チャネル４３２及び外側インペラチャネル４４５において、接線方向の入口ポート４２０から直接引き入れられた空気と混合される。次いで、空気は、外側インペラブレード４１６Ａ、４１６Ｂの回転によってチャネル４０４内で加圧されて、出口ポート４２１を通して導かれる。チャネルアイソレータ４９７は、インタラプタ４２５の一部を形成し、第３の実施形態のハブ３３９と同様に働き、外側空気流チャネル３３２から内側インペラチャネル４４５Ｂに漏れる流れに加えて、出口ポート４２１から入口ポート４２０に漏れる流れを遮断する。
【０２１６】
モータを反対方向に回転させることで、ブロワにおける空気流の方向を変えることができ、ブロワは、可逆ブロワ又は二重出口ブロワである。
【０２１７】
第１の実施形態と同様に、第４の実施形態は、ロータの通過のために十分に大きな底部ハウジングアパーチャを備えていてもよく、製造工程のコストを簡素化及び／又は削減することができる。或いは、ＲＧ４の底部ハウジングアパーチャは、第１の実施形態のために開示されたような小さい寸法とすることができる。
【０２１８】
２．６  渦流ブロワの第５の実施形態
図７９〜８７は、第５の実施形態による渦流ブロワを示す。このブロワは、他の実施形態と比較して寸法が小さい。第４の実施形態又は他の実施形態の特徴と同じ又は類似している第５の実施形態の特徴は、完全には記載されない、又は、まったく記載されないことがあるが、第１及び第２の実施形態又は本明細書に記載される任意の他の実施形態に関する記載の関連部分は、必要に応じて、この実施形態に適用されることは当業者によって理解されるであろう。
【０２１９】
他の実施形態と同様に、第５の実施形態ブロワ５００は、入口ポート５２０と、出口ポート５２１と、チャネル５０４とを有するハウジング５０１を有する。チャネル５０４は、上側空気流チャネル５３２Ａと下側空気流チャネル５３２Ｂとを備える。チャネル５０４は、インペラチャネル５４５も備える。ここでも、インペラ５１５は、インペラチャネル５４５の中で回転する。しかしながら、他の実施形態との違いがある。
【０２２０】
２．６．１  ハウジング
図７９を参照すると、頂部ハウジング５０２は、底部ハウジング５０３と結合している。頂部ハウジング５０２は、モータシャフト５１２軸受を受けるためのアパーチャ又は穴５３８を有する中央ハブ５３９を備えるプラトー／棚５８０を備える。ハウジング５０１は、チャネル５０４を画定する。チャネル５０４は、インペラチャネル５４５と、上側空気流チャネル５３２Ａと、下側空気流チャネル５３２Ｂとを備える。頂部ハウジング５０２は、上側空気流チャネル５３２Ａを少なくとも部分的に画定する。
【０２２１】
図８０を参照すると、ハウジング５０１は、他の実施形態とは異なる構成も有する。底部ハウジングと分離可能な底部ハウジングキャップとを有する代わりに、底部ハウジング５０３は一体構造である。底部ハウジング５０３は、下側空気流チャネル５３２Ｂの主要部分を提供するために形成される周囲壁と、（頂部ハウジング５０２とともに上側空気流チャネルを形成する）上側空気流チャネル５３２Ａの一部とを有する。底部ハウジング５０３は、モータ組立体５１０を受けるための内部空洞／内部領域を提供する凹状底部領域５５５を有する。インペラ５１５からモータを分離するプレートはない。これは、（以前のモータで画定されたような）底部ハウジングアパーチャ５４８が、実質的にモータと同じ寸法であることを意味する。インペラ５１５からモータを分離するプレートの除去により、ブロワ５００の垂直寸法又は垂直厚さの低減が可能になる。前述のブロワと比較すると、より小さいモータ組立体５１０が使用される。底部ハウジング５０３は、モータ組立体５１０へのアクセスを容易にし、モータ組立体５１０を通る空気流を可能にするために、ベース５５２に複数のアパーチャ（前述の実施形態の底部ハウジングキャップアパーチャ（たとえば、３５２）と同等の機能）を有する。
【０２２２】
頂部ハウジング５０２及び底部ハウジング５０３によって形成されるチャネル５０４の断面幅は、他の実施形態と比較して小さい。これは、インペラ５１５の先端とチャネル５０４外壁の内面との間に大きな半径方向クリアランスがないことによって示される（前述の実施形態と比較して）。インペラブレード５１６の先端は、チャネル５０４の縁部から大きくオフセットされていない。ここでも、半径方向クリアランスは、製作公差と同程度のオーダであってもよい。インペラブレードの半径方向長さ（及び、インペラ直径）も小さくなっている。
【０２２３】
２．６．２  インタラプタ
ブロワは、ここでも、出口ポート５２１から入口ポート５２０への空気の漏洩を防ぐインタラプタ５２５を含む。インタラプタ５２５は、前で開示されたような凹部５２８を含む。示される構成では、凹部５２８は、前述の「Ｖ」形の入口と類似している。しかしながら、凹部は、第３の実施形態のために示されたような、任意のプロファイルである可能性がある。頂部ハウジング５０２、及び底部ハウジング５０３の前壁３３１は、第３の実施形態に関して記載されたものと同様に、インタラプタ５２５の少なくとも一部を一緒に形成する。
【０２２４】
２．６．３  インペラ
第３の実施形態に記載されたインペラを使用することができるが、必要に応じて大きさは異なる。
【０２２５】
２．６．４  第５の実施形態のための例示的な大きさ
第５の実施形態の大きさの例示的で非限定的な例が以下に記載される。
【０２２６】
第５の実施形態は、約２．５ｃｍ〜１０ｃｍ、たとえば、５．６ｃｍに等しい、又は約５．６ｃｍの（図８３に示されるような）高さＨを有する。
【０２２７】
入口ポート及び出口ポートの長さは短くなり、約１ｃｍ〜５ｃｍとすることができる。
【０２２８】
第５の実施形態は、約１０ｃｍ〜２５ｃｍ、たとえば、１７．５ｃｍに等しい、又は約１７．５ｃｍの（図８６に示されるような）長さＬを有する。
【０２２９】
３．モータ
記載される実施形態では、任意の適切なモータを使用することができる。たとえば、モータは、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、又は同様のコントローラ１４によって制御されるセンサレスベクトル制御（「フィールドオリエンテッド制御」とも呼ばれる）を使用して作動されるブラシレスＤＣモータである可能性がある。制御は、低慣性インペラに合うように調整することができる。インペラの中央ハブは、モータから延在するシャフトと係合することができる。ロータを形成する、好ましくは小さい磁性セグメントの１つ又は複数がシャフトに取り付けられる。ロータは、複数のポール及び巻線を有する積層ステータによって囲まれている。ステータは、ＰＣＢ又は他の基板及びコントローラ１４に結合された巻線に取り付けられる。巻線は、マイクロコントローラによって選択的に電流を流され、シャフトの中心線によって定義される中心軸を中心としたロータの回転、したがって、シャフト及びインペラの回転を容易にする。シャフトは、軸受構造によってモータ内に保持される。好ましくは、軸受構造は、１つ又は複数の軸受と、１つ又は複数の軸受マウントとを有する。軸受マウントは、内面の上の軸受、及び、外面上のステータと係合する。軸受及びステータへのマウントの好ましい係合は、摩擦である。摩擦係合を促進するために、軸受マウントは、シリコーンゴム又は他のエラストマ材料などの、軟かく、さらに弾性且つ／又は可撓性の材料から作ることができる。材料は、クリープが低い、温度的に安定した、損失正接が高く圧縮永久歪が小さい（高粘性）、減衰性が高い材料とすることができる。以下にその例を示す。
・  ドウ状成形ゴム（ＮＢＲ、ニトリル、及びフルオロシリコーンなど）
・  熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）（Ｅｘｘｏｎ社製Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅなど）
・  熱可塑性ウレタン（ＧＬＳ社製Ｄｙｎａｐｌａｓｔなど）
・  熱硬化鋳造ウレタン（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｒｅｔｈａｎｅｓ社製１０Ｔ９０など）
・  複数の他の冷間鋳造ゴム状化合物（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ，  Ｗｈａｃｋｅｒ社製ＲＴＶ（室温硬化硬質ゴム）など）。
【０２３０】
このような材料により、マウントは導入時に圧縮され、次いで、所定の位置に保持されるように係合によって膨張する制限のある寸法まで選択された位置で膨張する。
【０２３１】
４．他の代替形態
インタラプタ、ハウジング、及びインペラに行われる修正は、高い耐性の要件、及び克服すべき発生する騒音などの典型的な渦流ブロワによる問題に対処し、記載された渦流ブロワを呼吸療法の用途での使用により適したものにすることを可能にする。修正は、インタラプタの長さを増加させること、くぼみ、溝、又は同様のものを有するインタラプタのプロファイルを変更すること、及び、インペラブレードを分割することのうちの１つ又は複数を含むことができる。
【０２３２】
特定の実施形態に対して記載された特徴は、必要に応じて代替的な実施形態のためにも使用することができる。すべての実施形態に対するすべての特徴が、完全には記載されたわけではないが、それは、当業者が、いくつかの実施形態に記載された特徴を、さまざまな他の実施形態に適用できるためである。
【０２３３】
５．実施形態の性能を示している実験データ
注：以下は、本明細書に記載された、第１の実施形態であるＲＧ１、第２の実施形態の第１の構成であるＲＧ２、第２の実施形態の第２の構成であるＲＧ２．１、第３の実施形態の第１の構成であるＲＧ３（側壁にノッチ  −  図４７及び４８）、第３の実施形態の第２の構成であるＲＧ３．１（前壁にノッチ  −  図４９及び５０）、第３の実施形態の第３の構成であるＲＧ３．２（側壁及び前壁にノッチ  −  図５１及び５２）、第３の実施形態の第４の構成であるＲＧ３．３（側壁と前壁との間に縁部  −  図５３及び５４）、第３の実施形態の第５の構成であるＲＧ３．４（インペラとチャネルとの間のクリアランスの減少  −  図６４〜６６）、第４の実施形態であるＲＧ４、並びに、第５の実施形態であるＲＧ５について言及する。ブロワＲＧ１、ＲＧ２、ＲＧ３、及びＲＧ４のすべて、並びに示された試験成績は、底部ハウジングアパーチャの２つの選択肢のうちのより大きいアパーチャを有するブロワに対するものである。これは、プロトタイプのより単純な製造を可能にした。しかしながら、必要に応じて、図１０のアパーチャなどのより小さい底部ハウジングアパーチャが、いずれかのブロワにおいて使用される可能性がある。
【０２３４】
５．１  第１の実施形態及び第２の実施形態
図８８は、圧力−流量グラフを示し、第１の実施形態（ＲＧ１）によるブロワ１００及び第２の実施形態（ＲＧ２）の第１の構成によるブロワの、１０，０００ｒｐｍでの圧力（Ｙ軸）及び流量（Ｘ軸）特性を表示する。ブロワごとの圧力及び流量特性は、２つの状態で示される。テストされた第１の実施形態及び第２の実施形態の各ブロワは、ロータを適合可能なより大きな底部ハウジングアパーチャを備えた。テストされた第１の状態は「開」状態であり、底部ハウジングキャップアパーチャは開いており、底部ハウジングアパーチャ（及び、インペラチャネル）とブロワの外部との間の空気の流れが可能である。第２の状態は「閉」状態であり、底部ハウジングキャップアパーチャは閉じられて又はブロックされており、それによって、底部ハウジングアパーチャとブロワの外部との間の（その経路を介しての）空気の流れが阻止される。底部ハウジングキャップアパーチャをブロックすることにより、低流量状態でのブロワからの漏洩の減少を支援し、高流量状態の間にアパーチャが他の入口ポートとして働くのを防ぐ。
【０２３５】
両方のブロワに対して生成される圧力流量ラインはすべて、開及びブロックの両方の構成において、線形関係によって近似することができる。１つの線形近似により、状態は、以下の式をモデル化することができる（ここで、ＰはｃｍＨ２Ｏでの圧力であり、ＦはＬ／分の流量である）。
ＲＧ１  開  Ｐ≒−０．１３６８Ｆ＋１５
ＲＧ１  閉  Ｐ≒−０．２４Ｆ＋２１．８
ＲＧ２  開  Ｐ≒−０．０９２Ｆ＋１６
ＲＧ２  閉  Ｐ≒−０．０８５Ｆ＋１５
【０２３６】
したがって、観察された第１の実施形態（ＲＧ１）の開状態は、約−０．１２〜−０．１５の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。第１の実施形態の閉状態は、約−０．２２〜−０．２６の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。第２の実施形態の第１の構成（ＲＧ２）の開状態は、約−０．０８５〜−０．０９５の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。ＲＧ２閉状態は、約−０．０８〜−０．０９の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。
【０２３７】
ＲＧ２は、低流量状態ではＲＧ１に類似の圧力特性を有する（しかし、底部ハウジングキャップアパーチャがブロックされると、圧力性能は下がる）、しかしながら、より高流量状態ではＲＧ１を上回る。結果として、ＲＧ２は、高流量状態のための改善された渦流ブロワである。
【０２３８】
図８９は、ＲＧ１及びＲＧ２の電力−流量グラフを示し、指定された流量（Ｘ軸）で消費される（Ｙ軸）電力を表示する。ブロワが典型的なＣＰＡＰ圧力である１０ｃｍＨ２Ｏの圧力で作動しているときの電力及び流量データが示されている。流量及び電力を変えることは、ブロワの作動ｒｐｍを変えることによって行われた。
【０２３９】
開及びブロックの両方の状態において、約５０Ｌ／分を上回る流量では、ＲＧ２は、ＲＧ１より実質的に使用電力が小さい。５０Ｌ／分を下回る流量では、ＲＧ２の所要電力は、ＲＧ１の所要電力と略同じである。
【０２４０】
図９０は、圧力−流量グラフを示し、ＲＧ２及びＲＧ２．１の開状態及び閉状態における１０，０００ｒｐｍでの圧力（Ｙ軸）及び流量（Ｘ軸）特性を表示する。ここでも、テストされたＲＧ２及びＲＧ２．１のそれぞれは、ロータを適合可能な、より大きな底部ハウジングアパーチャを含む。
【０２４１】
両方のブロワに対して生成される圧力流量ラインはすべて、開及びブロックの両方の構成において、線形関係によって近似することができる。１つの線形近似により、データは、以下の式をモデル化することができる。
ＲＧ２  開  Ｐ≒−０．０９２Ｆ＋１６
ＲＧ２  閉  Ｐ≒−０．０８５Ｆ＋１５
ＲＧ２．１  開  Ｐ≒−０．０７６９Ｆ＋１４．４
ＲＧ２．１  閉  Ｐ≒−０．０８１８Ｆ＋１４．６
【０２４２】
したがって、観察されたＲＧ２開状態は、約−０．０８５〜−０．０９５の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。ＲＧ２閉状態は、約−０．０８〜−０．０９の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。ＲＧ２．１開状態は、約−０．０７〜−０．０８の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。ＲＧ２．１閉状態は、約−０．０８〜−０．０９の範囲内の勾配を有する線形関係によってモデル化することができる。
【０２４３】
図９１は、ＲＧ２及びＲＧ２．１の電力−流量グラフを示し、指定された流量（Ｘ軸）で消費される（Ｙ軸）電力を表示する。ブロワが１０ｃｍＨ２Ｏの圧力で作動しているときの電力及び流量データが示されている。
【０２４４】
より高い流量では、ＲＧ２．１は、ＲＧ２より使用電力が小さい。低流量では、電力使用は同等である、しかしながら、ＲＧ２．１は、やはり使用電力がわずかに小さい。
【０２４５】
５．２  第３の実施形態
図９２は、前のブロワに対して定義された開状態及び閉状態における１０，０００ｒｐｍでのブロワＲＧ３の圧力−流量関係のグラフを示す。ここでも、ＲＧ３は、ロータを適合可能な、より大きな底部ハウジングアパーチャを含む。
【０２４６】
ＲＧ３ブロックの曲線は、ヒステリシスを示す。類似した挙動は、ＲＧ３開の曲線で観察される。
【０２４７】
１０，０００ｒｐｍで、ＲＧ３は、同等に寸法決めされた遠心ブロワより高い流量及び圧力特性をもたらす。これにより、ＣＰＡＰ治療で所望される圧力及び流量をもたらすために非常に低いｒｐｍを使用することができ、騒音の低減、軸受寿命の増加、及び、平軸受、ブッシュ軸受、高分子軸受などの使用が可能になる。
【０２４８】
図９３は、前のブロワに対して定義された開状態及びブロック状態における１０ｃｍＨ２ＯでのブロワＲＧ３の電力−流量関係のグラフを示す。
【０２４９】
効率は、特定の用途、たとえば、可搬式ＣＰＡＰデバイスにおける重要な要素であることがある、しかしながら、デバイスが送電設備網に接続される用途について、電気代を除いて、効率が、必ずしも主要問題であるというわけではない。したがって、渦流ブロワが低騒音発生のような改善された特性ともに製造される場合、より大きい所要電力は、特定の状況において許容できるトレードオフであってもよい。
【０２５０】
騒音試験は、ブロワＲＧ３、ＲＧ３．１、ＲＧ３．２、及びＲＧ３．３によって発生する騒音を比較するために行われた。ＩＳＯ  ８０６０１−２−７０：２０１５  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  −  Ｐａｒｔ  ２−７０は、睡眠時無呼吸治療装置の基本安全性及び必須性能についての特定の要件を概説している。ＩＳＯ  ４８７１：１９９６は、機械及び機器の騒音発生量の宣言及び検証を必要としている。マイクロフォンアレイは、ＩＳＯ  ３７４４：２０１０に従って設定され、音圧を使用して騒音源（ブロワ）の音響出力レベル及び音響エネルギレベルを測定した。それぞれのブロワによって発生する騒音は、周波数のスペクトル全域で記録された。各ブロワは、試験のために、約３０Ｌ／分の流量で、約１０ｃｍＨ２Ｏの圧力を生じるように準備され、典型的なＣＰＡＰ作動条件の下で比較を行うことができた。
【０２５１】
図９４は、図６０及び６１の前述の完全長インペラを使用するＲＧ３、３．１、３．２、及び３．３で行われた騒音試験の結果を示す。
【０２５２】
１４００Ｈｚのあたりで識別されるピークは、各ブロワのインタラプタを通過するインペラブレードによって引き起こされるブレード通過周波数と対応する。ピークの位置は、同じ周波数上に並ばないが、それは、各ブロワによって発生した突出したブレード通過周波数が、さまざまなブロワモデルの異なる圧力及び流量性能に必要な若干異なるｒｐｍ設定のために若干変更されたためである。異なるインタラプタ設計のため、各ブロワは、試験に必要な１０ｃｍＨ２Ｏの圧力を実現するために、わずかに異なる回転数で作動させる必要があった。
【０２５３】
最も騒音の大きいブロワは、ＲＧ３．３（四角いインタラプタを有する）である。最も騒音の小さいブロワは、ＲＧ３．２（くぼみ及びインタラプタ内の溝を有する）である。ＲＧ３．２ブレード通過騒音は、その最大が約３４ｄＢＡ（Ａ−重み付けデシベル）であった、一方、ＲＧ３．３ブレード通過騒音は、約４９ｄＢＡであった。発生した騒音のピークの振幅は、減少する傾向があり、一方、大部分の他の周波数は、同じままである。
【０２５４】
図９５は、オフセットされた上側及び下側インペラブレード、並びに環状インペラ支持プレート３７９を有する前述のインペラを使用するＲＧ３、３．１、３．２、及び３．３で行われた騒音試験の結果を示す。
【０２５５】
インペラのブレード通過の影響は、ＲＧ３、ＲＧ３．１、及びＲＧ３．３のオフセットウェブインペラを使用して実質的に減少したことを見ることができる。
【０２５６】
図９６は、ＲＧ３．１の騒音試験結果を示し、完全長インペラブレードを有するインペラによるＲＧ３．１を、オフセットインペラブレード及びウェブを有するインペラによるＲＧ３．１と比較している。
【０２５７】
オフセットインペラの使用により、インペラブレードがインタラプタを通過するときにブロワによって発生する騒音が特に減少する。特に、より低い周波数について、他の周波数で発生する騒音も一般に、オフセットインペラによって小さくなる。このパターンは、ＲＧ３及びＲＧ３．３でも観察される。
【０２５８】
図９７は、ＲＧ３の騒音試験結果を示し、完全長インペラブレードを有するインペラによるＲＧ３を、オフセットインペラブレード及びウェブを有するインペラによるＲＧ３と比較している。
【０２５９】
図９８は、ＲＧ３．２の騒音試験結果を示し、完全長インペラブレードを有するインペラによるＲＧ３．２を、オフセットインペラブレード及びウェブを有するインペラによるＲＧ３．２と比較している。
【０２６０】
オフセットインペラの使用による、ブロワによって発生する最大騒音への影響は少ない。騒音が発生する周波数は、速度の低下により、完全インペラによる約１４５０Ｈｚから、オフセットインペラによる約１４００Ｈｚまで移行する。しかしながら大きさは、約３４ｄＢＡで比較的近いままである。
【０２６１】
特に、より低い周波数について、他の周波数で発生する騒音は一般に、オフセットインペラによって小さくなる。
【０２６２】
図９９は、ＲＧ３．３の騒音試験結果を示し、完全長インペラブレードを有するインペラによるＲＧ３．３を、オフセットインペラブレード及びウェブを有するインペラによるＲＧ３．３と比較している。
【０２６３】
この修正により、特定の状態の下でブロワの性能は改善する。
【０２６４】
図１００は、複数の圧力−流量曲線を示し、ＲＧ３．４をＲＧ３と比較している。
【０２６５】
図から分かるように、修正により、ブロックされた底部ハウジングキャップアパーチャ状態の下での、低流量状態における圧力を改善させることができる。さらにまた、修正により、低流量状態におけるブロワの所要電力を改善させることができる。図１０１は、１０ｃｍＨ２Ｏでの、ＲＧ３．４とＲＧ３との電力−流量比較において、このことを示す。
【０２６６】
５．３  第４の実施形態
図１０２は、環状インペラ支持プレート３７９によって分離されたオフセットブレードを有するインペラと、ロータに対応する寸法の底部ハウジングアパーチャとを有するＲＧ４の圧力−流量特性のグラフを示す。
【０２６７】
図１０３は、環状インペラ支持プレート３７９によって分離されたオフセットブレードを有するインペラと、ロータに対応する寸法の底部ハウジングアパーチャとを有するＲＧ４の、１０ｃｍＨ２Ｏでの電力−流量特性のグラフを示す。この修正により、特定の状態の下でブロワの性能は改善する。図１０３は、複数の圧力−流量曲線を示し、ＲＧ３．４をＲＧ３と比較している。
【０２６８】
図から分かるように、修正により、ブロックされた底部ハウジングキャップアパーチャ状態の下での、低流量状態における圧力を改善させることができる。さらにまた、修正により、低流量状態におけるブロワの所要電力を改善させることができる。図１０４は、１０ｃｍＨ２Ｏでの、ＲＧ３．４とＲＧ３との電力−流量比較において、このことを示す。
【０２６９】
５．４  第５の実施形態
図１０４は、前のブロワに対して定義された開流れ状態及びブロック流れ状態の下での、１０，０００ｒｐｍ及び２０，０００ｒｐｍにおける、完全長（高さ）インペラブレードを有するＲＧ５の圧力−流量曲線の比較を示す。
【０２７０】
図１０５は、前に定義された開及びブロック底部ハウジングアパーチャ状態の下での、１０ｃｍＨ２Ｏにおける、完全長（高さ）インペラブレードを有するＲＧ５の電力−流量曲線の比較を示す。
【０２７１】
ＲＧ５の電力消費は、０Ｌ／分での約３．５Ｗ（ブロック出口）から、１００Ｌ／分での約１２Ｗにわたる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【国際調査報告】
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