(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードであって、前記ブレードの後縁に少なくとも１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記少なくとも１セグメントの内向き凹状弧の少なくとも１つの端点が前記ブレードの径方向外縁と径方向内縁との間に位置し、前記ブレードには、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する少なくとも１本のリッジ構造が設けられ、
前記ブレードにおいて前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁への方向に複数のリッジ構造が間隔を置いて設けられ、前記リッジ構造の最大高さは、前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁への方向に徐々に小さくなることを特徴とするブレード。
【請求項２】
前記リッジ構造は、一端が前記内向き凹状弧の端点と交わり、他端が前記ブレードの前縁と交わることを特徴とする請求項１に記載のブレード。
【請求項３】
各セグメントの前記内向き凹状弧の２つの端点ごとに対応して１本の前記リッジ構造が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のブレード。
【請求項４】
前記ブレードの後縁に１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する前記少なくとも１本のリッジ構造は、前記ブレードの径方向内縁に近接して設けられる第１リッジ構造と、前記ブレードの径方向外縁に近接して設けられる第２リッジ構造とを含み、前記第１リッジ構造の一端が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向内縁に近い端点と交わり、前記第２リッジ構造が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向外縁に近い端点と交わることを特徴とする請求項１に記載のブレード。
【請求項５】
前記第１リッジ構造の最大高さをＷ１とし、前記第２リッジ構造の最大高さをＷ２とし、径方向において、前記ブレードの径方向内縁と径方向外縁との距離をＬとし、
Ｗ１＝ｋ１＊Ｌであり、係数ｋ１の範囲は０．０２５〜０．０３５であり、及び／又は、
Ｗ２＝ｋ２＊Ｌであり、係数ｋ２の範囲は０．０２１〜０．０３１であることを特徴とする請求項４に記載のブレード。
【請求項６】
前記リッジ構造は周方向において円弧形状をなす請求項１に記載のブレード。
【請求項７】
前記ブレードの後縁に１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する前記少なくとも１本のリッジ構造は、前記ブレードの径方向内縁に近接して設けられる第１リッジ構造と、前記ブレードの径方向外縁に近接して設けられる第２リッジ構造とを含み、前記第１リッジ構造の一端が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向内縁に近い端点と交わり、前記第２リッジ構造が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向外縁に近い端点と交わり、前記第１リッジ構造の周方向における円弧半径をＲ２とし、前記第２リッジ構造の周方向における円弧半径をＲ３とし、前記ブレードの径方向内縁の半径をＲ１とし、
Ｒ２＝ｋ３＊Ｒ１であり、係数ｋ３の範囲は１．３〜１．４であり、及び／又は、
Ｒ３＝ｋ４＊Ｒ１であり、係数ｋ４の範囲は１．９５〜２．０５であることを特徴とする請求項６に記載のブレード。
【請求項８】
前記リッジ構造の円心と前記ブレードの径方向内縁の円心とが重なることを特徴とする請求項６に記載のブレード。
【請求項９】
前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁へと順に均一に分布された５つのエレメンタリーステージにおいて、
カスケードソリディティは、順に０．８４〜０．８６、０．７７〜０．７９、０．５４〜０．５６、０．５７〜０．５９、０．５１〜０．５３であり、及び／又は、
取付角度は、順に３０．５〜３２．５、２４．５〜２６．５、１９．５〜２１．５、１５．５〜１７．５、１３．０〜１５．０であり、及び／又は、
前方屈曲角度は、順に０°、１°〜３°、７°〜９°、９°〜１１°、１７°〜１９°であることを特徴とする請求項４に記載のブレード。
【請求項１０】
前記リッジ構造は尖角構造を有し、前記尖角構造は、前記ブレードの吸引力面及び圧力面とそれぞれ平滑な曲面を介して接続されることを特徴とする請求項１に記載のブレード。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちのいずれかに記載のブレードを含むことを特徴とするインペラ。
【請求項１２】
周方向に沿って配列される複数の前記ブレードを含み、隣り合うブレード間に夾角を有し、前記夾角のうち少なくとも１つの夾角の度数が他の夾角の度数とは異なることを特徴とする請求項１１に記載のインペラ。
【請求項１３】
前記インペラは、７つの前記ブレードを含み、周方向において隣り合う前記ブレード同士間の夾角は、順に４９．５°〜５０．５°、５１．０°〜５２．０°、４５．５〜４６．５°、５８．６〜５９．６°、４７．５〜４８．５°、４６．８〜４７．３°、５７．５°〜５８．５°であることを特徴とする請求項１２に記載のインペラ。
【請求項１４】
ハブと外輪とを含み、前記ブレードの径方向内縁が前記ハブと接続され、前記ブレードの径方向外縁が前記外輪と接続され、前記外輪の径方向外側に凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１１乃至１３のうちのいずれかに記載のインペラ。
【請求項１５】
前記外輪の径方向外側には環状をなす複数の前記凹溝が設けられ、複数の前記凹溝が前記外輪の軸方向に間隔を置いて分布し設けられることを特徴とする請求項１４に記載のインペラ。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のうちのいずれかに記載のインペラを含むことを特徴とするファン。
【請求項１７】
請求項１４又は１５に記載のインペラと、前記インペラの外輪の径方向外側に設けられる導流リングとを含むことを特徴とするファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンの分野に関し、より具体的には、ブレード、インペラ及びファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ファンの回転数が高い場合に、特に回転数が３２００Ｒｐｍ程度である場合に、気流がブレードの表面を流れる時に境界層の分離が著しく発生し、ブレードの後縁における気流の乱れが激しい状況が生じてしまうため、ブレードの広帯域騒音が高くなり、ファンの性能を損害し、使い勝手が劣る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに鑑みて、本発明は、ファンの性能を向上させるとともに、ブレードの広帯域騒音を低減することができるブレード、インペラ及びファンを提供することがその目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、第１態様において、ブレードを提供する。
【０００５】
ブレードであって、前記ブレードの後縁に少なくとも１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記少なくとも１セグメントの内向き凹状弧の少なくとも１つの端点が前記ブレードの径方向外縁と径方向内縁との間に位置し、前記ブレードには、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する少なくとも１本のリッジ構造が設けられている。
【０００６】
前記リッジ構造は、一端が前記内向き凹状弧の端点と交わり、他端が前記ブレードの前縁と交わることが好ましい。
【０００７】
各セグメントの前記内向き凹状弧の２つの端点ごとに対応して１本の前記リッジ構造が設けられていることが好ましい。
【０００８】
前記ブレードにおいて前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁への方向に複数のリッジ構造が間隔を置いて設けられ、前記リッジ構造の最大高さは、前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁への方向に徐々に小さくなることが好ましい。
【０００９】
前記ブレードの後縁に１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する前記少なくとも１本のリッジ構造は、前記ブレードの径方向内縁に近接して設けられる第１リッジ構造と、前記ブレードの径方向外縁に近接して設けられる第２リッジ構造とを含み、前記第１リッジ構造の一端が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向内縁に近い端点と交わり、前記第２リッジ構造が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向外縁に近い端点と交わることが好ましい。
【００１０】
前記第１リッジ構造の最大高さをＷ１とし、前記第２リッジ構造の最大高さをＷ２とし、径方向において、前記ブレードの径方向内縁と径方向外縁との距離をＬとし、
Ｗ１＝ｋ１＊Ｌであり、係数ｋ１の範囲は０．０２５〜０．０３５であり、及び／又は、
Ｗ２＝ｋ２＊Ｌであり、係数ｋ２の範囲は０．０２１〜０．０３１であることが好ましい。
【００１１】
前記リッジ構造は円弧形状をなすことが好ましい。
【００１２】
前記ブレードの後縁に１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記ブレードの圧力面から前記ブレードの吸引力面への方向に突出する前記少なくとも１本のリッジ構造は、前記ブレードの径方向内縁に近接して設けられる第１リッジ構造と、前記ブレードの径方向外縁に近接して設けられる第２リッジ構造とを含み、前記第１リッジ構造の一端が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向内縁に近い端点と交わり、前記第２リッジ構造が前記内向き凹状弧における前記ブレードの径方向外縁に近い端点と交わり、前記第１リッジ構造の周方向における円弧半径をＲ２とし、前記第２リッジ構造の周方向における円弧半径をＲ３とし、前記ブレードの径方向内縁の半径をＲ１とし、
Ｒ２＝ｋ３＊Ｒ１であり、係数ｋ３の範囲は１．３〜１．４であり、及び／又は、
Ｒ３＝ｋ４＊Ｒ１であり、係数ｋ４の範囲は１．９５〜２．０５であることが好ましい。
【００１３】
前記リッジ構造の円心と前記ブレードの径方向内縁の円心とが重なることが好ましい。
【００１４】
前記ブレードの後縁に１セグメントの内向き凹状弧が設けられ、前記ブレードの径方向内縁から径方向外縁へと順に均一に分布された５つのエレメンタリーステージ（elementary stage）において、
カスケードソリディティ（cascade solidity）は、順に０．８４〜０．８６、０．７７〜０．７９、０．５４〜０．５６、０．５７〜０．５９、０．５１〜０．５３であり、及び／又は、
取付角度は、順に３０．５〜３２．５、２４．５〜２６．５、１９．５〜２１．５、１５．５〜１７．５、１３．０〜１５．０であり、及び／又は、
前方屈曲角度（front bending angle）は、順に０°、１°〜３°、７°〜９°、９°〜１１°、１７°〜１９°であることが好ましい。
【００１５】
前記リッジ構造は尖角構造を有し、前記尖角構造は、前記ブレードの吸引力面及び圧力面とそれぞれ平滑な曲面を介して接続されることが好ましい。
【００１６】
第２態様において、本発明はインペラを提供する。
【００１７】
インペラであって、上述したブレードを含む。
【００１８】
前記インペラは、周方向に沿って配列される複数の前記ブレードを含み、隣り合うブレード間に夾角を有し、前記夾角のうち少なくとも１つの夾角の度数が他の夾角の度数とは異なることが好ましい。
【００１９】
前記インペラは、７つの前記ブレードを含み、周方向において隣り合う前記ブレード同士間の夾角は、順に４９．５°〜５０．５°、５１．０°〜５２．０°、４５．５〜４６．５°、５８．６〜５９．６°、４７．５〜４８．５°、４６．８〜４７．３°、５７．５°〜５８．５°であることが好ましい。
【００２０】
前記インペラは、ハブと外輪とを含み、前記ブレードの径方向内縁が前記ハブと接続され、前記ブレードの径方向外縁が前記外輪と接続され、前記外輪の径方向外側に凹溝が設けられていることが好ましい。
【００２１】
前記外輪の径方向外側には環状をなす複数の前記凹溝が設けられ、複数の前記凹溝が前記外輪の軸方向に間隔を置いて分布し設けられることが好ましい。
【００２２】
第３態様において、本発明はファンを提供する。
【００２３】
ファンであって、上述したインペラを含む。
【００２４】
第４態様において、本発明はファンを提供する。
【００２５】
ファンであって、上述したインペラと、前記インペラの外輪の径方向外側に設けられる導流リングとを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に提供されるブレードは、バイオニック原理に基づいてその後縁に少なくとも１セグメントの内向き凹状弧が設けられるとともに、ブレードにリッジ構造が設けられ、ブレードの形状を変更することで、ブレードはバットウィングのような形状を呈するようになるので、ブレードの後縁における気流の流れる様子を改良し、さらに騒音を低減する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明することで、本発明の上述した及び他の目的、特徴並びに利点をより明確にする。図面において、
【図１】本発明の具体的な実施形態に提供されるブレードの構造を示す模式図である。
【図２】本発明の具体的な実施形態に提供されるブレードの５つのエレメンタリーステージを示す模式図である。
【図３】本発明の具体的な実施形態に提供されるインペラを部分的に切断した斜視図である。
【図４】図４におけるＡ部分を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の具体的な実施形態に提供されるインペラの平面図である。
【図６】本発明の具体的な実施形態に提供されるインペラの正面図である。
【図７】従来のインペラの外輪と導流リングとの係合箇所の構造を示す模式図である。
【図８】本発明の具体的な実施形態に提供されるインペラの部分断面図である。
【図９】本発明の具体的な実施形態に提供される別のインペラの部分断面図である。
【図１０】本発明の具体的な実施形態に提供されるもう１つのインペラの部分断面図である。
【図１１】本発明の具体的な実施形態に提供される更なるインペラの部分断面図である。
【図１２】本発明の具体的な実施形態に提供されるブレードの圧力面の静圧分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。後での本発明の細部に関する説明において、一部の特定の細部を詳しく説明している。当業者にとって、これらの細部に対する説明なしでも本発明を完全に理解することができる。本発明の実質と混同されないように、公知される方法、プロセス、フロー、素子について詳しく説明していない。
また、ここに提供される図面はいずれも説明のためであり、図面の縮尺は必ずしも実際のものと同じであるとは限らない、と当業者が理解されるべきである。
【００２９】
そうでないとする明確な指示がない限り、明細書及び特許請求の範囲全体における「備える」、「含む」のような用語は、含むことを意味すると解釈されるべきであり、排他的になるように、又は全てを網羅するように含むことを意味すると解釈されるべきではない。つまり、「・・・を含むが、これに限定されない」ことを意味する。
【００３０】
本発明の説明において、「第１」、「第２」などの用語はあくまでも説明のためであり、相対的な重要性を指示するか暗示していない。また、本発明の説明において、そうでないとする明確な指示がない限り、「複数」とは２つ又は２つ以上を意味する。
【００３１】
本発明は、ブレードを提供し、図１〜図４に示すように、本願におけるブレード１は、前縁１１、後縁１２、径方向内縁１３および径方向外縁１４を含むシート状構造として形成され、ブレード１の後縁１２には、少なくとも１セグメントの内向き凹状弧１５が設けられ、かつこの内向き凹状弧１５の少なくとも１つの端点がブレード１の径方向外縁１３と径方向内縁１４との間に位置し、即ち、内向き凹状弧１５の少なくとも１つの端点がブレード１の径方向外縁１３の径方向内側及び径方向内縁１４の径方向外側に位置し、好ましくは、内向き凹状弧１５の２つの端点がいずれもブレード１の径方向外縁１３と径方向内縁１４との間に位置する。バイオニック原理に基づいて、ブレード１の形状を変更することで、ブレードはバットウィングのような形状を呈するようになるので、ブレードの後縁における気流の流れる様子を改善し、さらに騒音を低減する。
【００３２】
内向き凹状弧１５の数は限らず、ブレード１の具体的な仕様などの要素に基づいて決定されることができる。内向き凹状弧１５の具体的な弧度は限らず、円弧状であってもよいし、曲率が絶えず変化する弧状であってもよい。内向き凹状弧１５の曲率は、ブレード１の径方向内縁１３から径方向外縁１４への方向に徐々に増加することが好ましく、より優れた気流の流れる様子を得ることができる。
【００３３】
さらに好ましくは、ブレード１は、吸引力面１７と圧力面１８とを有し、ブレード１には、ブレード１の圧力面１８からブレード１の吸引力面１７への方向に突出する少なくとも１本のリッジ構造が設けられ、即ち、ブレード１の圧力面１８に凹部が形成され、これにより、圧力面１８及び吸引力面１７はいずれも圧力面１８から吸引力面１７への方向に沿って突出する。このように、リッジ構造と後縁１２における内向き凹状弧１５とが相まって気流の流れる様子をさらに改善し、ブレード１の広帯域騒音を低減する。リッジ構造の形状は具体的に限定されず、１つの好適な実施例において、リッジ構造は尖角構造となり、尖角構造は、ブレード１の吸引力面１７及び圧力面１８と平滑な曲面を介して接続されることが好ましい。このように、気流に死角が生じるのを回避することができ、これを用いたファンの性能をさらに向上させる。
【００３４】
ブレードにおけるリッジ構造の排列方式は具体的に限定されず、その一端がブレード１の前縁１１と交わり、他端がブレードの後縁１２と交わることが好ましく、ブレードの後縁１２における内向き凹状弧１５とよりよく協働することができるように、リッジ構造は一端が内向き凹状弧１５の端点と交わり、他端がブレードの前縁１１と交わることがさらに好ましい。このように、リッジ構造と内向き凹状弧１５とでバットウィングにより近い構造を形成することができるため、より優れた気流の流れる様子を得る。
【００３５】
以下、後縁１２に１セグメントの内向き凹状弧１５が設けられることを例として、内向き凹状弧１５とリッジ構造の具体的な協働構造について具体的に説明する。内向き凹状弧１５がブレード１の径方向の中部に設けられ(具体的な位置の規定は、後述するリッジ構造の規定によって得られる)、内向き凹状弧１５は、ブレードの径方向内縁１３に近い第１端点と、ブレードの径方向外縁１４に近い第２端点という２つの端点を有し、ブレード１には、ブレードの径方向内縁１３に近接して設けられる第１リッジ構造１６１と、ブレードの径方向外縁１４に近接して設けられる第２リッジ構造１６２という２本のリッジ構造が設けられ、第１リッジ構造１６１の一端が第１端点と交わり、他端がブレードの前縁１１と交わり、第２リッジ構造１６２の一端が第２端点と交わり、他端がブレードの前縁１１と交わる。このように、バットウィングに極近い形状を形成するため、ブレードの後縁１２における気流を改善し、ブレードで発生した騒音を低減する。
【００３６】
リッジ構造は、周方向において円弧形状をなすことが好ましく、軸方向に垂直な平面内において、ブレード１の径方向内縁１３、径方向外縁１４及び第１リッジ構造１６１、第２リッジ構造１６２が位置する円は同心円であることがさらに好ましい。
【００３７】
気流の流れる様子をさらに最適化するために、ブレード１の各部の構造パラメータを最適化することができ、好適な実施例において、リッジ構造の最大高さは、ブレードの径方向内縁から径方向外縁への方向に徐々に小さくなる。リッジ構造の最大高さとは、リッジ構造の尖角構造の先端位置におけるブレード１の中心線の点と、ブレード１の径方向内縁１３から径方向外縁１４までの重心連結線ＡＢとの間の垂直距離である。図４に示される実施例において、第１リッジ構造１６１の最大高さをＷ１とし、第２リッジ構造１６２の最大高さをＷ２とし、Ｗ２＜Ｗ１である。
【００３８】
さらに好ましくは、図４に示すように、径方向において、ブレード１の径方向内縁１３と径方向外縁１４との距離はＬであり、ここでいう径方向は、軸方向に垂直な平面内の投影方向ではなく、ブレード１が取り付けられた後、軸線方向に対して一定の夾角を有するため、ここでの径方向とは、中心にて径方向の線を引いて、この径方向の線は径方向内縁１３及び径方向外縁１４のそれぞれと交差点を有することができ、この２つの交差点間の距離は距離Ｌであることをいう。Ｗ１とＬは、Ｗ１＝ｋ１＊Ｌの関係を満たすことが好ましく、係数ｋ１の範囲は０．０２５〜０．０３５である。また、Ｗ２とＬは、Ｗ２＝ｋ２＊Ｌの関係を満たすことが好ましく、係数ｋ２の範囲は０．０２１〜０．０３１である。
【００３９】
好適な実施例において、図５に示すように、第１リッジ構造１６１の周方向における円弧半径をＲ２とし、第２リッジ構造１６２の周方向における円弧半径をＲ３とし、ブレード１の径方向内縁１３の半径をＲ１とし、Ｒ１とＲ２は、Ｒ２＝ｋ３＊Ｒ１の関係を満たすことが好ましく、係数ｋ３の範囲は１．３〜１．４である。Ｒ１とＲ３は、Ｒ３＝ｋ４＊Ｒ１の関係を満たすことが好ましく、係数ｋ４の範囲は１．９５〜２．０５である。
【００４０】
好適な実施例において、図２に示すように、ブレード１の径方向内縁１３から径方向外縁１４へと順に均一に分布された５つのエレメンタリーステージ(径方向内縁から径方向外縁へと順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５)において、カスケードソリディティは、順に０．８４〜０．８６、０．７７〜０．７９、０．５４〜０．５６、０．５７〜０．５９、０．５１〜０．５３であり、取付角度(径方向内縁から径方向外縁へと順にβ１、β２、β３、β４、β５)は、順に３０．５〜３２．５、２４．５〜２６．５、１９．５〜２１．５、１５．５〜１７．５、１３．０〜１５．０であり、前方屈曲角度(径方向内縁から径方向外縁へと順にσ１、σ２、σ３、σ４、σ５)は、順に０°、１°〜３°、７°〜９°、９°〜１１°、１７°〜１９°である。ただし、エレメンタリーステージは、半径Ｒの円周面が軸方向に沿ってブレード１と交わる際の両者の交差部分であり、異なる半径Ｒの円周面がブレード１と交わって異なるエレメンタリーステージを形成することができ、ブレードは、無限個数のエレメンタリーステージからなる。取付角度は、ブレード翼弦と回転方向との夾角であり、前方屈曲角度は、異なるエレメンタリーステージの中心とブレードの回転中心との間の連結線の夾角であり、デフォルトに、１番目のエレメンタリーステージの前方屈曲角は０°である。
【００４１】
さらに、本願はインペラを提供し、上述のようなブレードを用いる。１つの具体的な実施例において、図３〜図６に示すように、インペラは、ハブ２を含み、複数のブレード１の径方向内縁１３がハブ２の外周面に固定され、周方向に沿って分布する。ハブ２の軸線に垂直な平面内において、複数のブレード１における対応するリッジ構造はそれぞれ同一の円にあることが好ましい。例えば、図５に示すように、複数のブレード１の第１リッジ構造１６１はいずれも同一の円にあり、複数のブレード１の第２リッジ構造１６２も同一の円にある。
【００４２】
従来のインペラのブレードは一般的には、周方向において均一に配置され、ブレードを流れる気流とブレードは周期的な羽ばたき現象が発生するので、ダイポール騒音源が発生し、つまり、ブレード通過騒音が発生する。この種の騒音は狭帯域騒音であり、基本周波数騒音の値が最も高く、かつ基本周波数は回転数及びブレード数の増加に伴って増加し、その音は非常に不快であり、耳障りに聞こえる。この問題に対して、本願において、隣り合うブレード１同士間の夾角のうち少なくとも１つの夾角の度数は、他の夾角の度数とは異なり、このような等間隔でない配置方式によって、ある程度、騒音のピーク値、特に基本周波数に対応するピーク値を控えることができる。
【００４３】
本願において、「夾角」とは、ブレードの前縁の径方向外端と中心線との間の夾角を意味する。１つの具体的な実施例において、図５に示すように、インペラは、７つのブレード１を含み、周方向において、隣り合うブレード１同士間の夾角は、順にθ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７であり、θ１の範囲は４９．５°〜５０．５°であり、θ２の範囲は５１．０°〜５２．０°であり、θ３の範囲は４５．５〜４６．５°であり、θ４の範囲は５８．６〜５９．６°であり、θ５の範囲は４７．５〜４８．５°であり、θ６の範囲は４６．８〜４７．３°であり、θ７の範囲は５７．５°〜５８．５°である。
【００４４】
更なる実施例において、インペラは、外輪３をさらに含み、ブレード１の径方向内縁１３がハブ２と接続され、径方向外縁１４が外輪３と接続されている。インペラがファンに取り付けられた場合、インペラが導流リング内に設けられ、即ち、導流リングは、外輪３の径方向外側に位置するように、インペラの外周に被せられる。
【００４５】
従来技術において、図７に示すように、外輪３’が導流リング４’と動的又は静的に干渉するのを防止するために、外輪３’と導流リング４’との間に安全隙間が設けられ、ファンの運転中、気流は必然的にこの隙間を流れるので、漏れが発生し、ファンの効率低下を招く。この現象を改善するために、本願において、図８に示すように、外輪３の径方向外側に凹溝３１が設けられることで、外輪３の断面積は繰り返して変化するので、外輪３と導流リングとの間に形成される流路の抵抗力を増やし、このように、安全隙間を保証するとともに、漏れを低減することができ、さらにファンの効率を向上させる。
【００４６】
凹溝３１のサイズは、大きすぎても小さすぎてもいけず、大きすぎると外輪３の構造強度を損害し、小さすぎると抵抗力を増やす機能を果たすことができない。１つの好適な実施例において、凹溝３１の深さはＭ１≦０．５Ｍ２であり、Ｍ２は外輪の厚さである。凹溝３１の幅(即ち、軸方向におけるサイズ)Ｍ３の取りうる値の範囲は、Ｍ１＜Ｍ３＜２Ｍ１である。
【００４７】
凹溝３１の具体的な形状は限らず、環状をなすことが好ましく、複数の環状の凹溝３１が外輪３の軸方向に沿って間隔を置いて分布し配置されることで、抵抗力を増やす機能をよりよく果たす。凹溝３１の断面形状も限らず、図８に示す弧状であってもよいし、多角形であってもよく、例えば、図９〜１１に示す矩形、半五角形、半六角形等であり、断面が多角形である凹溝は、気流への抵抗力をさらに増やし、ファンの漏れを低減することができる。
【００４８】
さらに、本願はファンを提供し、上述したインペラを用い、ファンの騒音を効果的に低減することができるとともに、より確実に稼働し、漏れが少なく、効率が高い。
【００４９】
１つの具体的な実施例において、このファンのブレードの具体的なパラメータは、Ｒ２＝１．３３Ｒ１、Ｒ３＝１．９９Ｒ１、Ｗ１＝０．２９９Ｌ、Ｗ２＝０．０２６Ｌであり、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５のカスケードソリディティは、それぞれ０．８５、０．７８、０．５５、０．５８、０．５２であり、取付角度は、それぞれ３１．５°、２５．５°、２０．５°、１６．５°、１４．０°であり、前方屈曲角度は、それぞれ０°、２°、８°、１０°、１８°である。θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６、θ７の角度は、順に５０°、５１．５°、４６°、５９．１°、４８°、４７．３°、５８°である。インペラの外輪の凹溝の深さはＭ１＝０．５Ｍ２であり、Ｍ２は外輪の厚さであり、凹溝の幅はＭ３＝Ｍ１であり、凹溝の断面形状は図８に示すような弧状である。シミュレーション実験により、このファンのブレードの圧力面の静圧分布は図１２に示すようなものであり、この図から、一連のサイズの最適化によって、気流の流れる様子をさらに改善し、ブレードの広帯域騒音を低減することが分かる。具体的な実験テストを経て、従来のファンとの対比結果を下の表に示す。
【００５０】
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【００５１】
上の表から分かるように、本願のファンの効率が高いとともに、騒音が低く、従来のファンに比べ効率が２．１８％向上し、騒音が２．５ｄＢ低下し、従来のファンよりも優れた性能を有する。
【００５２】
本願に提供されるファンは、送風が必要とされる様々な装置に広く適用されることができ、例えば、エアコン、特に、バスのエアコンに適する。
【００５３】
衝突しない限り、上述した各好ましい態様を自由に組み合わせたり、重畳したりすることができる、と当業者が容易に理解されることができる。
【００５４】
上述した実施形態は例示的なものに過ぎず、これを制限するものではなく、本発明の基本原理から逸脱しない場合に、当業者は、上述した細部に対する様々な明確な又は同等な修正や置き換えが可能であり、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１…ブレード、１１…前縁、１２…後縁、１３…径方向内縁、１４…径方向外縁、１５…内向き凹状弧、１６１…第１リッジ構造、１６２…第２リッジ構造、１７…吸引力面、１８…圧力面、２…ハブ、３…外輪、３１…凹溝、３’…外輪、４’…導流リング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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