(57)【要約】  軸流ファンは、ロータ側に回転子が固定され、ボスから、前稜（２６）と後稜（２７）とを有するファンブレード（２４）が突出しているモータ（１）を有している。モータ（１）はサスペンション（２）を用いてケーシング（３）に固定されている。サスペンションは平材から成る突張り部分（４ないし８）を有し、突張り部分は前記モータ（１）を前記ケーシング（３）と結合させ、空気の流動方向に幅狭面を下にして配置されている。軸流ファンを、高い全体効率とわずかな流動抵抗とを有するように構成するため、前記突張り部分（４，５，８，４３）はその長さの一部分にわたって少なくとも１つの繰り抜き部（７）を備えている。この繰り抜き部により、突張り部分による流動抵抗は最小になっている。繰り抜き部は軸流ファンを軽量化する。繰り抜き部により渦巻きを発生させる乖離領域のサイズがかなり小さくなるので、軸流ファンの騒音発生は著しく減少する。
2015509567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ側に回転子が固定され、ボスから、前稜と後稜とを有するファンブレードが突出しているモータと、該モータをケーシングに固定させ、平材から成る少なくとも１つの突張り部分を有しているサスペンションとを備え、前記突張り部分が前記モータを前記ケーシングと結合させ、空気の流動方向に幅狭面を下にして配置されている、軸流ファンにおいて、
前記突張り部分（４，５，８，４３）がその長さの一部分にわたって少なくとも１つの繰り抜き部（７）を備えていることを特徴とする軸流ファン。
【請求項２】
前記突張り部分（４，５，８，４３）が薄板部材によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の軸流ファン。
【請求項３】
前記繰り抜き部（７）の少なくとも１つの縁から、有利には前記突張り部分（４，５，８，４３）と一体に形成されている少なくとも１つの支持部分（３４，３５）が突出していることを特徴とする、請求項１または２に記載の軸流ファン。
【請求項４】
前記突張り部分（４，５，８，３４，３５，４３）の、前記繰り抜き部（７，７’）を画成している脚部（１２，１３；３８ないし４１）の、幅と厚さとの比率が、ほぼ３ないし１５、好ましくはほぼ５の範囲にあることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項５】
複数の突張り部分（４，５，８，４３）が互いにほぼ回転対称および／または鏡対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項６】
前記突張り部分（４，５，８，４３）の、内側にある端部が、前記モータ（１）を受容するポット状部材（４４）に固定されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項７】
前記ポット状部材（４４）が筒状、角形状またはｕ字状に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の軸流ファン。
【請求項８】
ロータ側に回転子が固定され、ボスから、前稜と後稜とを有するファンブレードが突出しているモータと、該モータをケーシングに固定させ、誘導羽根によって形成されているサスペンションとを備え、前記誘導羽根が空気の流動方向において前記回転子の後方にある、軸流ファンにおいて、
前記ファンブレード（２４）が、前記回転子のボス（２３）において、ほぼ０．５ないしほぼ０．６５の範囲の、好ましくはほぼ０．５７の、翼弦長さ（Ｓ）と板高さ（Ｈ）との比率を有していることを特徴とする軸流ファン。
【請求項９】
前記誘導羽根（３０）がその高さ方向に湾曲して延在していることを特徴とする、請求項８に記載の軸流ファン。
【請求項１０】
前記誘導羽根（３０）が内側管（３１）を起点として延在していることを特徴とする、請求項８または９に記載の軸流ファン。
【請求項１１】
前記内側管（３１）内に前記モータ（１）のための固定フランジ（３２）が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の軸流ファン。
【請求項１２】
前記ファンブレード（２４）が巻回して形成されていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１３】
前記ファンブレード（２４）が前記回転子（２３，２４）の回転軸線に対し横方向にある軸線のまわりに位置調整可能であることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１４】
前記ファンブレード（２４）が、その自由端において、ほぼ０．７５ないしほぼ０．９０の範囲の、好ましくはほぼ０．８４の、翼弦長さ（Ｓ）と板高さ（Ｈ）との比率を有していることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１５】
前記誘導羽根（２３，２４）が、ほぼ０．２ないし０．６の、好ましくはほぼ０．４５のボス比率を有していることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１６】
前記ファンブレード（２４）の前記後稜（２７）がバイオニックに成形されていることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１７】
前記ファンブレード（２４）の前記後稜（２７）が少なくともその長さの一部分にわたって波形またはジクザグ形状を有していることを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１８】
前記ファンブレード（２４）の前記前稜（２６）が鎌状に延在していることを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項１９】
前記ファンブレード（２４）の前記後稜（２７）が凸状に湾曲して延在していることを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか一つに記載の軸流ファン。
【請求項２０】
ファンブレードを有している回転子を駆動するためのモータを備えた軸流ファン、特に請求項１から１９までのいずれか一つに記載の軸流ファンにおいて、
前記ファンブレード（２４）のためにブレードブランクを使用し、該ブレードブランクを、切断によってそれぞれの外径および／またはステップ角へもたらし、および／または、輪郭を備えさせることを特徴とする軸流ファン。
【請求項２１】
実質的に同一の複数のブレードブランク（２４）を、異なる径のボス本体（２３）上に固定することにより、異なる外径に調整することを特徴とする、請求項２０に記載の軸流ファン。
【請求項２２】
特に請求項２０または２１に記載の軸流ファンにおいて、
前記ブレードブランク（２４）にウィングレットブランク（４８）を備えさせ、該ウィングレットブランクから適当な加工によりそれぞれの軸流ファンのためのウィングレットを製造することを特徴とする軸流ファン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１または８または２０の上位概念に記載の軸流ファンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸流ファンは種々の使用目的のために使用される。軸流ファンは十分な全体効率と小さな流動抵抗とをもっているにもかかわらず、全体効率および／または流動抵抗に対するより高度な要求が立てられる多くの使用例が常に存在する。
【０００３】
モータをサスペンションを介してケーシングに固定するようにした軸流ファンが知られている（特許文献１）。サスペンションは、ステータボスとケーシングとの間に延びるように半径方向に延在している複数の突張り部材によって形成される。複数の突張り部材は空気の流動方向に幅狭側を下にして配置され、その高さ方向に湾曲している。突張り部材はその長さ方向と高さ方向において連続的に形成されているので、流動抵抗はかなり高い。またこのような突張り部材は軸流ファンの重量を増大させるとともに、軸流ファン作動時の騒音発生に寄与する。
【０００４】
他の公知の軸流ファン（特許文献２）では、モータは複数のウェブによってケーシングに固定されている。これらのウェブも連続的に形成され、空気の流動方向に対し横方向に延在し、これによって軸流ファンの高い流動抵抗、対応する重量、うるさい運転音とが生じる。
【０００５】
モータがほぼ半径方向に延在している複数の突張り部材を介してケーシングと固定されているようにした軸流ファンも知られている（特許文献３）。突張り部材は吐出誘導羽根として形成され、ほぼ幅狭側を下にして配置されている。また、同様に連続的に中実に形成されている。
【０００６】
他の公知の軸流ファンでは（特許文献４）、モータは半径方向に延在する複数の突張り部材を介してケーシングと結合されている。突張り部材は、ケーシングへの接続領域で拡大されて形成されている。これらの突張り部材も同様に高い流動抵抗を生じさせ、軸流ファンの重量を増大させ、軸流ファンの作動時に騒音を発生させる。
【０００７】
最後に、モータがＬ字状に形成された突張り部材を介してケーシングと結合されている軸流ファンが知られている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許第２５２９５４１Ｂ２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００４０１７７２７Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２０１１０１５７８４Ａ１号明細書
【特許文献４】英国特許第４２９９５８号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０２５９０６１Ａ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、この種の軸流ファンを、高い全体効率と、わずかな流動抵抗とを有するように構成することである。その際軸流ファンは軽量で、コスト上好ましく製造でき、特に作動時にわずかな騒音しか発生させないようにすべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、この種の軸流ファンにおいて、本発明によれば、請求項１または８または２０の特徴ある構成によって解決される。
【００１１】
請求項１に記載の本発明による軸流ファンは、突張り部分の少なくとも一部がその長さの一部分にわたって少なくとも１つの繰り抜き部を備えていることを特徴としている。繰り抜き部により、突張り部分による流動抵抗は最小になる。繰り抜き部の形状および／またはサイズおよび／または位置は、軸流ファンの使用条件に適合させることができ、その結果使用例に応じて最適な流動抵抗を設定することができる。繰り抜き部を突張り部分に設けることにより、軸流ファンの重量は軽くなる。サスペンションとして突張り部分をより多く使用すれば使用するほど、長さ方向および高さ方向において連続的に形成されている突張り部材を備えた軸流ファンに比べて軸流ファンの軽量化が大きくなる。本発明による軸流ファンの騒音発生はかなり減少している。なぜなら、繰り抜き部が設けられているために、渦流を発生させる剥離領域のサイズが極度に小さいからである。また、突張り部分はほぼ幅狭側を下側にして(hochkantig)流動空気内に配置されているので、繰り抜き部のサイズおよび／または形状および／または位置と協働して流動抵抗は最小になる。
【００１２】
有利には、突張り部分は薄板部材によって形成されている。薄板を使用することにより、軸流ファンの製造コストが低減する。薄板部材は、取り付けのために必要であれば簡単に成形できる。また、取り付けも取り外しも簡単である。特に、この薄板部材をその端部において溶接する必要はなく、その端部でもって軸流ファンの対応する部品にねじ止め、リベット固定等を施すことができる。突張り部分が薄板から成っていれば、繰り抜き部を押し抜きによって非常に簡単に製造することができる。
【００１３】
流動抵抗を最小にした状態でサスペンションの最適な強度を達成するため、突張り部分の、繰り抜き部を画成している脚部は、その幅に関して、有利には平材の厚さのほぼ３ないし１５倍、好ましくは平材の厚さのほぼ５倍に相当するように実施されている。
【００１４】
突張り部分の繰り抜き部は、平材に適当な開口部を設けることによって有利な態様で形成でき、この開口部は薄板の場合特に押し抜きによって形成される。
【００１５】
特に有利な構成では、繰り抜き部の少なくとも１つの縁から少なくとも１つの支持部分が突出しているように、突張り部分の繰り抜き部は構成されている。従って、たとえば１つの領域でｕ字状の押し抜きを行い、押し抜き部の縁の間にある薄板部材を薄板の平面から外側へ折り曲げることが可能である。このようにして、突張り部分から突出し、有利にはこれと一体に形成された支持部分が形成される。このようにして突張り部分に、該突張り部分の安定性を、よって軸流ファン全体の安定性を著しく向上させる１つまたは複数の支持部分を備えさせることができる。
【００１６】
１つの突張り部分には、横方向に突出するこのような支持部分を備えた繰り抜き部も、周回するように延在する縁を備えた繰り抜き部も設けてよい。
【００１７】
本発明による軸流ファンは、互いにほぼ回転対称および／または鏡対称に配置される複数の突張り部分を有していてよい。
【００１８】
有利な実施態様では、モータを受容するため、突張り部分の、内側にある端部に固定される、ポット状部材が設けられている。
【００１９】
このポット状部材は、軸流ファンおよび／またはモータの構成に応じて筒状または管状、或いは角形に形成されていてよい。また、ポット状部材をｕ字状に構成して、周回するように延在する壁を有しないようにしてもよい。この場合、モータはｕ字状のポッド小部材の中に適当な態様で取り付けることができる。このように構成したポット状部材にも複数の突張り部分を簡単に取り付けることができる。
【００２０】
請求項８に記載の本発明による軸流ファンは、モータのサスペンションが誘導羽根によって形成され、これらの誘導羽根が空気の流動方向において回転子の後方にあるように構成されている。これにより、モータサスペンションは、効率を付加的に向上させる吐出誘導羽根の機能を持つ。この軸流ファンは全体効率が非常に高いことを特徴としている。というのは、ファンブレードが、回転子のボスにおいて、ほぼ０．５ないしほぼ０．６５の範囲の、好ましくはほぼ０．５７の、翼弦長さと板高さとの比率を有しているからである。誘導羽根は、有利には、その高さ方向において、流動抵抗が最小になるように湾曲して延在している。翼弦長さと板高さとの比率に関連して、軸流ファンは流動抵抗を最小にしたうえで非常に高い効率を持つように構成することができる。
【００２１】
有利な態様では、誘導羽根は軸流ファンの内側管を起点として延在している。この内側管はケーシングに対し同軸に位置し、誘導羽根によってケーシングと結合される。
【００２２】
有利な実施態様では、内側管内にモータのための固定フランジが設けられている。固定フランジは部分的に内側管の中へ挿入されて、固定フランジに固定されていてよい。
【００２３】
高い効率を達成するため、ファンブレードが巻回して形成されているのが有利である。
【００２４】
ファンブレードが回転子の回転軸線に対し横方向にある軸線のまわりに位置調整可能であるのが有利である。これによって、効率を改善するためにファンブレードのステップ角を調整することができる。
【００２５】
全体効率をさらに改善するには、ファンブレードが、その自由端において、ほぼ０．７５ないしほぼ０．９０の範囲の、好ましくはほぼ０．８４の、翼弦長さと板高さとの比率を有しているのが有利である。
【００２６】
有利には、誘導羽根は、ほぼ０．２ないし０．６の、好ましくはほぼ０．４５のボス比率を有している。このボス比率も、特に翼弦長さと板高さとの比率に関連して、軸流ファンの高い全体効率に寄与する。
【００２７】
１つの有利な構成は、ファンブレードの後稜がバイオニックに成形されているならば得られる。このような構成は、軸流ファンの優れた全体効率に寄与する。このようにして、公知の軸流ファンに比べてほぼ２０％以上高い全体効率を達成できる。さらに、ファンブレードの後稜をバイオニックに成形することにより、わずかな騒音しか発生せず、その結果本発明による軸流ファンは高い全体効率以外に少ない騒音発生も示す。
【００２８】
１つの有利な構成は、ファンブレードの後稜が少なくともその長さの一部分にわたって波形またはジクザグ形状を有しているならば得られる。従って、後稜のプロファイリングを適宜に構成することにより、騒音発生に影響を与えることができる。
【００２９】
有利には、ファンブレードの後稜は凸状に湾曲して延在し、前稜は鎌状に延在している。
【００３０】
請求項２０に記載の本発明による軸流ファンは、ファンブレードに対して実質的に同じブレードブランクを使用することを特徴としている。ブレードブランクを、切断によってそれぞれの外径へもたらし、および／または、輪郭を備えさせる。従ってブレードブランクは筒部分に切断されるばかりでなく、ファンブレードのそれぞれの外径およびそれぞれのステップ角に整合している特殊な輪郭を付与することもできる。これにより非常に高い自在性が生じる。
【００３１】
他の実施態様では、実質的に同一の複数のブレードブランクを、対応的に異なる径のボス本体上に装着することによっても、異なる外径を得ることができる。
【００３２】
すでにウィングレットブランクを備えているブレードブランクを使用するならば有利である。ウィングブランクから、それぞれの軸流ファンにとって最適なウィングレットを製造することができる。
【００３３】
本出願の対象は、個々の請求項の対象から得られるばかりでなく、図面および発明の詳細な説明の欄に開示したすべての記載および構成からも得られる。本発明の対象は、請求の範囲の対象ではなくても、個別にまたは組み合わせて技術水準に比べ新規である限りにおいては、本発明の主要な構成として請求される。
【００３４】
本発明の他の構成は他の請求項、以下の説明および図面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
次に、本発明を図面に図示した２つの実施形態に関し詳細に説明する。
【図１】本発明による軸流ファンの第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１の軸流ファンの側面図である。
【図３】本発明による軸流ファンの第２実施形態の、図１に対応する図である。
【図４】本発明による軸流ファンの第２実施形態の、図２に対応する図である。
【図５】本発明による軸流ファンの突張り部分の他の実施形態の斜視図である。
【図６】本発明による軸流ファンの突張り部分の他の実施形態の斜視図である。
【図７】本発明による軸流ファンのモータ受容部の構成を示す斜視図である。
【図８】本発明による軸流ファンのモータ受容部の他の構成を示す斜視図である。
【図９】本発明による軸流ファンの突張り部分に設けた繰り抜き部を画成している脚部の種々の構成を示す横断面図である。
【図１０】本発明による軸流ファンのファンブレードを製造するためのブレードブランクと、これから作製される、ウィングレット輪郭を備えた本発明による軸流ファンのファンブレードとの種々の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１ないし図４の軸流ファンは、高効率と、高効率に著しく寄与する、流動に関し最適化されたモータサスペンションとを特徴としている。この軸流ファンは、後述する幾何学的形態を備える、流動技術の点で最適化された回転子と、該回転子の高効率とを有している。軸流ファンに対しては、高いモータ効率を備えた駆動モータが使用され、たとえば三相交流式内側回転子型モータまたは電子整流式外側回転子型モータが使用される。さらに、図１ないし図４の軸流ファンは、流動に関し最適化されたモータサスペンションを特徴としている。
【００３７】
図１および図２の軸流ファンはモータ１を有し、モータ１は本実施形態では内側回転子型モータである。モータ１は、サスペンション２を介して、該モータ１を半径方向に間隔をもって取り囲んでいる筒状のケーシング３で保持されている。ケーシング３はファンの外側管を形成しており、モータ１に対し同軸に配置されている。図２が示すように、モータ１は、軸線方向においてケーシング３から突出しないように配置されている。
【００３８】
有利には薄板部材から形成されているサスペンション２は、ケーシング３の内面とモータ１の外面とに固定されている。図示した実施形態では、サスペンション２は３つの突張り部分４ないし６と、１つの固定部分８とから成っている。突張り部分４と５は互いに鏡対称に形成され、それぞれその長さの大部分にわたって延在している繰り抜き部７を備えている。突張り部分４と５はモータ側の固定部分８を介して互いに一体に移行し、モータ側の固定部分８を介して突張り部分４，５は固定ブロック９上に固定されている。固定ブロック９はモータ１の外面に設けられ、平らな固定部分８のための平らな当接面を有している。例示した実施形態では、固定ブロック９はその載置面に対し平行に延在しているモータ１の軸方向平面に対し間隔をもって位置している。
【００３９】
固定部分８は、固定ブロック９をわずかに越えてモータ１の軸線に対し横方向に延在し（図１）、それぞれ繰り抜き部７を有している突張り部分４，５へ鈍角で移行し、突張り部分の自由端１１は、ケーシング３の内壁に当接して固定できるように屈曲している。突張り部分４，５は、繰り抜き部７が設けられているために２つの脚部１２，１３を有し、これら脚部は１つの面内にある。脚部１２，１３は自由端１１の方向に収斂するように延在している。繰り抜き部７は突張り部分４，５の端部まで延在しておらず、その結果突張り部分４，５はその端部において中実に形成され、これによってモータ１およびケーシング３に対するる固定領域において十分な強度を有している。
【００４０】
脚部１２，１３は、有利には、薄板厚のほぼ３倍ないし１５の幅、好ましくは薄板厚の５倍に相当する幅を有している。これにより、流動抵抗を最小にしたうえでサスペンションの最適な強度が得られる。
【００４１】
支持部分６はほぼＵ字状に形成され、ケーシング３の方向に収斂するように延在している２つの脚部１４，１５を有し、これら脚部は短い横部材１６によって互いに移行しあっている。横部材１６はケーシング３の内壁に当接し、ケーシングに適当な態様で固定され、たとえば少なくとも１つのねじ１７を用いて固定されている。横部材１６をケーシング３の内壁に溶接してもよい。
【００４２】
脚部１４，１５の自由端１８，１９は互いに逆方向に、外側へ向けて屈曲している。図１から明らかなように、自由端１８，１９は突張り部分４，５の固定部分８上に載置されている。従って、固定部分８と支持部分６とを共にモータ１の固定ブロック９に固定することができる。この固定はねじ２０によって行うことができるが、溶接によって行うこともできる。
【００４３】
突張り部分４ないし６はそれぞれ平材から製造され、好ましくは薄板部材から製造され、その際突張り部分４と５のための薄板部材を湾曲させ、繰り抜き部７の形成のために押し抜きを行う。支持部分６は前述したようにほぼＵ字状の形状に湾曲させる。薄板部材は、空気の流動方向に関して、幅狭側を下にして配置されており、その結果薄板部材の、流動に対する抵抗はわずかである。脚部１４，１５はそれぞれモータ１の軸方向平面に対し平行に位置している。
【００４４】
支持部分６は、両突張り部分４，５の間の中央に位置している。このようにしてモータ１はケーシング３に懸架されている。突張り部分は薄板部材から非常に簡単に、コスト上好ましく作製することができる。突張り部分４ないし６の流動抵抗は、突張り部分４，５のサイズおよび／または形状および／または繰り抜き部７の位置を選定することによって使用例に最適に適合させることができる。また、突張り部分４ないし６が互いに成す角度も流動状況に適合させることができる。図示した実施形態では、突張り部分４と６または５と６は互いに９０゜よりも大きな角度を成している。必要とする流動抵抗に応じて、突張り部分間のこの角度を変えることができ、たとえば９０゜、好ましくは９０゜以下、または９０゜よりも著しく大きな角度に変えることもできる。突張り部分４，５の脚部１２，１３はケーシング３を貫流する空気の流動方向において互いに相前後して配置され、且つ脚部１４，１５がその幅広サイズ部でもって空気の流動方向に延在しているので、サスペンション２の流動抵抗は最小である。
【００４５】
図１および図２から明らかなように、突張り部分４ないし６はエンジン１の固定ブロック９からケーシング３の吸込み端部２１の方向へ斜めに延在している。ケーシング３における両突張り部分４，５の固定点は同じ高さにあり、他方突張り部分６の横部材１６は、突張り部分４，５の自由端１１よりも大きな間隔で吸込み端部２１から離間している。
【００４６】
モータ軸２２（図２）上にはボス本体２３が相対回転不能に着座し、該ボス本体２３から複数のファンブレード２４が突出している。軸流ファンのサイズに応じて、ボス本体２３には異なる数量のファンブレード２４が設けられる。たとえば、ボス本体２３の周方向に均一または不均一に配分して配置される３個ないし１５個のファンブレード２４が設けられる。図２からわかるように、ファンブレード２４は、飛行機のエアロフォイルプロファイルに類似して形成されているプロファイル部２５を有している。
【００４７】
ボス本体２３とこれに固定されているファンブレード２４とは、有利には異なる材料から成っている。ボス本体２３が、コスト上好ましく製造でき且つ軽量であるアルミニウム部材であるのが有利である。ファンブレード２４は有利には繊維補強プラスチックから成り、これによってもコスト上好ましい製造が可能である。この場合、ファンブレード２４は軽量で且つ高強度を有する。ファンブレード２４のステップ角を調整できるようにするため、ファンブレード２４は、回転子２３，２４の回転軸線に対し横方向に、好ましくは垂直に位置している軸線のまわりに回動可能であるようにボス本体２３に公知の態様で設けられている。
【００４８】
ファンブレード２４は、凹状に湾曲した前稜２６と、凸状に湾曲した後稜２７とを有している。軸流ファン作動時の騒音放出を最少にするため、後稜２７はバイオニクスの法則に従って形成されている。すなわち後稜２７は波形であってよく、或いは、本実施形態のようにジグザグ状に形成されていてよい。このような後稜２７のプロファイリングは、有利にはその全長にわたって設けられている。
【００４９】
ファンブレード２４は、その都度選択したステップ角とは関係なく、その半径方向外側にある縁２８に筒状部分を備えている。これにより複数の縁２８は、軸流ファンの軸線方向に見て１つの共通の筒状側面上にあり、該筒状側面の軸線はボス本体２３の回転軸線である。このようにして、ファンブレード２４の外縁２８とケーシング３の内壁との間のエアギャップ２９を次のように調整することができ、すなわち騒音の発生を最少にしたうえで最適な搬送力が達成されるように調整することができる。前述の筒状部分は、すでに組み立てた回転子２３，２４を切削後加工することによって実現でき、たとえばファンブレード２４のフライス加工または鋸切断加工によって実現できる。このようにしてエアギャップ２９を非常に小さく調整でき、その結果漏洩流が減少する。
【００５０】
（図示していない）実施形態では、ファンブレード２４は外縁２８にウィングレットを備えている。ウィングレットによって、エアギャップ２９を通過する空気流をさらに減少させることができる。というのは、ウィングレットは幅狭のエアギャップ２９とともに、外縁２８のまわりで漏洩流に対する高い抵抗を成すからである。ウィングレットは、ファンブレード２４を後加工することによって外縁２８に生じさせることができる。このため、ファンブレード２４は、外縁２８にそれぞれウィングレットが生じるように切削加工される。この切削加工は、ファンブレード２４の吐出側から吸込み側へ丸い移行部が形成されるように行われる。ウィングレットはファンブレード２４の吸込み側および／または吐出側に設けてよい。
【００５１】
モータ１と回転子２３，２４とは筒状ケーシング３の内部にある。モータ１はサスペンション２を介して回転子２３，２４でもってケーシング３で確実に保持される。突張り部分４ないし６が前述のように構成されているので、サスペンション２は最小流動抵抗のみを提供するにすぎない。高い回転子効率を生じさせる、ファンブレード２４の前述の構成と関連して、高い全効率を特徴とする軸流ファンが得られる。
【００５２】
高い全体効率に寄与するのは、回転子２３，２４のボス比率Ｄａ／Ｄｎがほぼ０．２ないしほぼ０．６の範囲、好ましくはほぼ０．４５付近にあるからである。Ｄａは回転子の外径であり、Ｄｎはボス径である。
【００５３】
ファンブレード２４は、ボス２３において、翼弦長さＳと板高さＨとの比率がほぼ０．５ないしほぼ０．６５、好ましくはほぼ０．５７を有し、自由端においては、ほぼ０．７５ないしほぼ０．９０、好ましくはほぼ０．８４の範囲の比率を有している。
【００５４】
図３および図４の実施形態では、ファンブレード２４は前記実施形態の場合と同様に構成されて、ボス本体２３に配置されている。ファンブレード２４は、有利にはステップ角を調整するために、位置調整可能にボス本体２３と結合されている。ファンブレード２４は、プロファイリングした後稜２７と、前記実施形態に対応して構成されているプロファイル部２５とを有している。
【００５５】
モータ１のサスペンションは吐出誘導羽根３０によって形成され、吐出誘導羽根３０は、搬送される空気の流動方向において回転子２３，２４の後方に間隔をもって設けられている。吐出誘導羽根３０は薄板から製造されていてよいが、適当に硬いプラスチックから製造されていてもよい。吐出誘導羽根３０は、ケーシング３と該ケーシング３に対し同軸に配置されている内側管３１との間に延在している。吐出誘導羽根３０はケーシング３の内面と管３１の外面とに適当な態様で固定され、たとえば溶接ねじ止めされている。吐出誘導羽根３０の数量は軸流ファンのサイズに依存している。たとえば、３個ないし２５個のこのような吐出誘導羽根を設けてよい。図示した実施形態では、モータサスペンションを形成する７個の吐出誘導羽根３０が設けられている。
【００５６】
管３１の内部にはリングフランジ３２が固定され、該リングフランジ３２は平らなリングディスクとして形成され、該リングフランジ３２にはモータ１を固定することができる。管３１はモータ側端部で開口しており、その結果モータ１をリングフランジ３２上に固定するためにこの管３１に挿入することができる。モータ３１は有利には対向フランジを備え、該対向フランジはリングフランジ３２上に載置されて適当な態様でこれに結合され、好ましくはねじによって結合される。モータ１はたとえばフランジ取り付け型モータまたはＥＣ外側回転子型モータであり、そのモータ軸上に２３，２４が相対回転不能に固定されている。
【００５７】
吐出誘導羽根３０はその幅方向において有利には常時湾曲している。この湾曲は、優れた効率が得られるように選定されている。図１および図２を用いて説明した回転子２３，２４の構成との関連で高い全体効率が得られ、作動中の騒音発生は最少である。
【００５８】
吐出誘導羽根３０が薄板から成っていれば、吐出誘導羽根はコスト上好ましい態様で切断およびローリングによって作製することができる
【００５９】
モータ１の好適な冷却を達成するため、管３１は、リングフランジ３２の高さに、その周方向に配分して配置される複数の繰り抜き部３３を備えている。
【００６０】
回転子２３，２４は、その他の点では前述の実施形態の回転子と同一に構成されており、よって前述の実施形態の説明を参照してもらいたい。
【００６１】
これまで説明した軸流ファンは異なる構成サイズで作製されてよい。たとえば、ケーシング３の内径はほぼ２００ｍｍないしほぼ１８００ｍｍの範囲にあってよい。
【００６２】
ファンブレード２４が有利な態様で前述のプラスチックから成っていれば、異なる構成サイズに対し、ファンブレード２４を製造するためにただ１つの射出成形金型を使用すればよいとの可能性がある。この射出成形金型はファンブレード２４の最大長さに適合している。より短いファンブレード２４が必要な場合には、射出成形金型を必要な長さに切断する。同じことは、金属鋳造から製造されるファンブレード２４に対しても適用される。
【００６３】
図５は、固定部分８を介して互いに結合されている２つの突張り部分４，５を示している。突張り部分４，５はそれぞれ繰り抜き部７を有している。これらの繰り抜き部は、前記実施形態とは異なり、周回するように延在する縁を有していない。むしろ、固定部分８に隣接している縁において支持部分３４，３５が横方向に突出するように折り曲げられ、これら支持部分はそれぞれ繰り抜き部７’を備えている。支持部分３４，３５と、突張り部分４，５の、繰り抜き部７を含んでいる部分とは、互いに傾斜して延在しており、その結果平らな固定部分８とそれぞれ角度を成している。支持部分３４，３５の自由端３６，３７は突張り部分４，５の自由端１１と同じ方向に屈曲している。屈曲部１１，３６，３は次のように選定され、すなわち突張り部分４，５と支持部分３４，３５とがケーシング３の内壁に当接して確実に固定されるように選定されている。これら屈曲部は、本実施形態では、固定ねじ等を貫通させるための２つの貫通穴を有している。
【００６４】
屈曲部３６，３７は突張り部分４，５の屈曲部１１とは異なる方向に指向していてもよい。
【００６５】
繰り抜き部７’も、自由端３６，３７の方向に収斂して延在している２つの脚部３８，３９，４０，４１によって画成される。繰り抜き部７’は固定部分８からも自由端３６，３７からも間隔をもった終端を有している。
【００６６】
付加的な繰り抜き部７’を有していない類似の実施形態も考えられる。
【００６７】
支持部分３４，３５は、突張り部分４，５にほぼｕ字状の押し抜きを行って、支持部分３４，３５を図５に図示した位置へ外側に折り曲げることができるように、製造される。
【００６８】
突張り部分４，５と固定部分８と支持部分３４，３５とは有利には互いに一体に形成され、薄板材から成っている。これによって簡単でコスト上好ましい製造が可能である。前記の実施形態に比べて付加的な支持要素３４，３５が設けられているため、サスペンションの安定性がかなり向上する。加えて、ケーシング３でのモータ１のさらに確実な固定が保証されている。突張り部分４，５と固定部分８と支持部分３４，３５とはたとえばねじまたはリベットを用いて簡単に取り付け、取り外しを行うことができる。これらの部分は溶接する必要がなく、その結果面倒な溶接工程を節約することができる。
【００６９】
繰り抜き部７，７’はそのサイズおよび／または形状および／または位置に関して、空気に対する流動抵抗が最小になるように次のように設けることができる。サスペンションが前述のように平材から成り、繰り抜き部７，７’を有しているので、サスペンションは高安定性にもかかわらず軽量である。
【００７０】
図６はサスペンションの構成の他の可能性を示している。両突張り部分４，５は上記の実施形態と同一に形成されている。固定部分８はたとえば半分の長さで外側へ折り曲げられた舌片４２を有し、その自由端はたとえば固定ねじ等のための貫通穴を備えている。自由端は屈曲しており、その結果軸流ファン内部の必要な個所に取り付けることができる。
【００７１】
固定部分は、外側へ折り曲げられた舌片４２が設けられているために繰り抜き部７”を有している。両突張り部分４，５は、前記実施形態の場合と同様に、固定部分８を起点として該固定部分の同じ側で発散するように延在している。舌片４２は固定部分８の他の側で斜めに延在している。
【００７２】
図５と図６は、繰り抜き部を備えた突張り部分の構成に対する実施形態を示したにすぎない。これらの実施形態は限定的でないことを理解すべきである。
【００７３】
図７は、ケーシング３が複数の突張り部分４３を介して、モータ１を収納しているポット状部材４４と結合させることができることを示している。ポット状部材４４は筒状に形成され、ケーシング３に対し同軸に位置している。突張り部分４３は互いに同一に形成され、それぞれ繰り抜き部７を有し、繰り抜き部７は脚部１２，１３によって画成され、半径方向外側へ収斂するように延在している。半径方向外側の端部１１と半径方向内側の端部１６とは、突張り部分４３をケーシング３の内壁とポット状部材４４の外壁とで固定できるように屈曲している。突張り部材４３は前記実施形態の場合と同様に幅狭側を下にして配置されている。
【００７４】
図８に例示するように、ポット状部材４４はｕ字状に構成されていてもよい。
【００７５】
突張り部分４３は、互いに平行に位置しているポット状部材４４の脚部４５，４６に固定されている。突張り部分４３は図７の実施形態の場合と同一に形成されている。その半径方向外側の端部１１はケーシング３の内壁に固定され、そ間半径方向内側の端部１６は、ポット状部材４４の脚部４５，４６の、互いに反対側の外面に固定されている。（図示していない）モータ１はｕ字状のポット状部材４４によって担持される。
【００７６】
さらに、ポット状部材４４は角のある輪郭を有していてもよく、図７の実施形態の場合と同様にモータを完全に取り囲んでいてよい。
【００７７】
図７および図８から明らかなように、突張り部分４３は有利には互いに回転対称におよび／または鏡対称に配置されている。
【００７８】
図９は、突張り部分４，５，３４，３５，４３の脚部１２，１３，３８ないし４１の横断面の種々の可能な構成を示している。切断エッジを斜めに切り、丸みを帯びさせるか面取りすることにより、騒音の発生が最少になるように繰り抜き部７を構成することができる。
【００７９】
図９のａには、押し抜きまたはレーザー切断の際に当初生じるような長方形横断面が示されている。切断エッジはエッジが鋭く、切断面は平材の表面に対しほぼ垂直に位置している。
【００８０】
図９のｄの横断面では、すべてのエッジが丸みを帯びている。これは、鋭いエッジが破断されているので、騒音発生をかなり減少させる。横断面のエッジの一部分にのみ丸みを帯びさせてもよい。
【００８１】
図９のｂに対応する横断面を備えた実施形態の場合、図９のｄの実施形態の場合と同様の効果が達成される。図９のｂの実施形態の場合、エッジは面取り部を備えている。
【００８２】
図９のｅの実施形態の場合、断面が平材の表面に対し垂直ではなく、斜めに設けられることによって、音響的利点および空力的利点が達成される。断面の方向は、平材の表面に対し断面を垂直に設ける場合よりも流動方向により好適に適合させることができる。
【００８３】
図９のｃと図９のｆによる特に有利な実施形態の場合、最適な音響特性を得るために、図９のｅに対応する傾斜切断の構成上の可能性と、丸みを帯びさせる構成上の可能性または面取り部を設ける構成上の可能性とが組み合わされている。
【００８４】
繰り抜き部のそれぞれの構成と関連して、突張り部分または支持部分の、繰り抜き部を画成している脚部の横断面も、流動抵抗と騒音発生とが最小になるように最適化することができる。繰り抜き部と脚部とは、軸流ファンの使用例に応じて最適に低い流動抵抗と騒音値とが達成されるように、互いに同調させることができる。従って、繰り抜き部を画成している、突張り部分およびそれぞれの支持部分の脚部を、前述のように幅と厚さとの比率に関してほぼ３ないしほぼ１５に選定することと関連して、サスペンションの強度を最適にしたうえで最小の流動抵抗および最小の騒音発生が生じる。
【００８５】
すでに述べたように、ファンブレード２４がボス本体２３に適宜位置調整可能に設けられていることにより、ファンブレード２４のステップ角を調整できるので有利である。
【００８６】
これに加えて、または、これら位置調整可能なブレードの代わりに、有利な構成では、実質的に同一のブランクから異なる外径を実現することができる。このため、複数のブランクを異なる外径に裁断する。これらのブランクは鋳造部品であり、まず実質的に同一に作製され、それぞれ所望の外径に適合させる。
【００８７】
これに加えて、または、これとは択一的に、実質的に同一の個々のブレードブランクを異なる径のボス本体に取り付け、必要な場合には外径部を切断または後加工することによって、ファンブレード２４の種々の外径を実現することが可能である。
【００８８】
ファンブレード２４の半径方向外側の縁２８にウィングレットを備えさせる必要がある場合には、ファンブレードも同様にブランクから作製することができる。ウィングレット自体はまだ金型内に設けられない。というのは、その幾何学的形状またはその位置は回転子の外径およびステップ角に依存しているからである。それ故、ブレードブランクを前述のように切断して筒部分を備えさせるだけでなく、特に切削加工またはプラスチックの場合には熱変形によって、それぞれの外径およびそれぞれのステップ角に整合しているような特殊な輪郭をさらに付与するのが有利である。これにより、それぞれのファンの構造または組み立ての際に非常に高い可撓性が生じる。従って、どの外径およびステップ角に対してもブレードブレードの、よってファンの最適な音響特性を達成可能である。
【００８９】
図１０のａとｂは、ブレード吸込み側またはブレード吐出側の面に対しほぼ垂直な断面で見てファンブレードの単一管をいかに構成できるかの可能性を例示したものである。図１０のａの実施形態では、ブランク２４は、互いに平行な縦側と、これに対し直角に延びている幅狭側４７とを備えた長方形形状を有している。この形状は、特に、元のブレード鋳型の形態においてはまだウィングレットの構造が存在していなかった場合に生じる。
【００９０】
図１０のｄによるブレードブランクの実施形態では、ブレード先端領域にすでに肉厚部または材料集積部４８（ウィングレットブランク）が設けられ、この肉厚部または材料集積部から、実際のステップ角と外径とに適合した、後の最終的なウィングレットが構成される。この実施形態では、ウィングレットブランク４８は長方形の横断面を有しているが、原理的には任意の横断面をもっていてよい。
【００９１】
図１０のｂとｃには、ウィングレットの２つの実施形態が図示され、これらの実施形態は、図１０のａに対応してブランクを後加工することによって生じたものである。図１０のｃの実施形態は、横断面にて、丸みを帯びた輪郭を有する図１０のｂの実施形態とは異なり、ウィングレットの直線的な輪郭をもっている。しかしながら、両ウィングレットは同じブレードブランクから作製可能である。両ウィングレットが、図１０のａのブランクのような１つのブレードブランクから作製可能な限りにおいては、他の任意の形状も考えられる。本発明の思想は、特に、ウィングレットを任意の外径に最適に適合させ、任意のステップ角で追加的な作業ステップにおいて１つのブランクから作製する点にある。１つのウィングレットから、その都度の流動抵抗に最適に適合した種々の輪郭も作製することができる。
【００９２】
図１０のｅと図１０のｆには、図１０のｂと図１０のｃの前記説明に対応して、図１０のｄの１つのブランクから構成されたウィングレットが横断面にて示されている。図１０のｆには、より短い長さ（より小さな外径）を備えているが、図１０のｅのファンブレードと類似のブレード輪郭を備えたファンブレードが示唆されている。両ファンブレードルは同じブランクから作製可能である。
【００９３】
図１０のｄに記載のブランクの肉厚部４８には、ウィングレットに対しより多くの構成上の可能性が与えられているという利点がある。しかしながら、構成上のこの付加的可能性を達成するには、肉厚部４８を最初からブレードの鋳型の内部に設けねばならない。
【００９４】
ブレードの長手方向におけるウィングレットの輪郭の延在態様は任意であってよい。重要なことは、実現すべきすべてのウィングレットが、実現すべき外径およびステップ角に対応して、幾何学的に付属のブランクの輪郭の内側にあることのみである。ウィングレットは、ブランク鋳造後の付加的な作業ステップで取り付けられる。
【００９５】
ファンブレードおよびウィングレットのためのブランクに関し説明した構成は、ファンが図１ないし図９を用いて説明したサスペンションを有しているかどうか、または、説明したファンブレード幾何学的形態の特別な比率を有しているかどうかに関係ない。ブランクを使用することにより、ウィングレットを備えたファンブレードも、ウィングレットを備えていないファンブレードも、それぞれのファンに最適に適合させることができ、特に回転子のそれぞれの外径およびステップ角に適合させることができ、その結果ブランクから簡単にそれぞれのファンの最適な構成を達成することができる。
【００９６】
さらに、ブレードブランクに、適当に加工することによってそれぞれの使用例に適合させることのできるウィングレットブランクを備えさせることが可能である。ブランクのウィングレット形状は基本的には任意であってよい。
【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９ａ】
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【図９ｂ】
2015509567.tif 000012
【図９ｃ】
2015509567.tif 000013
【図９ｄ】
2015509567.tif 000014
【図９ｅ】
2015509567.tif 000015
【図９ｆ】
2015509567.tif 000016
【図１０ａ】
2015509567.tif 000017
【図１０ｂ】
2015509567.tif 000018
【図１０ｃ】
2015509567.tif 000019
【図１０ｄ】
2015509567.tif 000020
【図１０ｅ】
2015509567.tif 000021
【図１０ｆ】
2015509567.tif 000022
【国際調査報告】
2015509567.tif 000023
2015509567.tif 000024
2015509567.tif 000025
2015509567.tif 000026
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2015509567.tif 000028
2015509567.tif 000029
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