(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸い込み側端（４ａ）及び圧力側端（４ｂ）を有する環状の流通路（４）を備える空気案内ハウジング（２）と、空気案内ハウジング（２）に設けられたプロペラ（６）と、空気案内ハウジング（２）の流通路（４）において、半径方向へ延び、アーチ状の外端曲線（９ａ）および基部曲線（９ｂ）を有する多数の空気案内壁（９）とを備える軸流通風機であって、空気案内壁（９）の外端曲線（９ａ）及び基部曲線（９ｂ）は、放物線（Ｐ）の１区分であり、空気案内壁（９）は径方向に捻じれ、それにより、放物線（Ｐ）のゼロ点が流通路（４）の圧力側端（４ｂ）に位置し、放物線（Ｐ）の対称面（Ｙ）は、流れ方向に対して横断方向へ延びていることを特徴とする軸流通風機。
【請求項２】
案内壁（９）が空気案内ハウジング（２）の内部に同軸的に配置された駆動モータ（５）を支持している請求項１記載の軸流通風機。
【請求項３】
空気案内ハウジング（２）の長さ（Ｌ）がその外直径（Ｄ）よりも大きい、請求項１または２記載の軸流通風機。
【請求項４】
空気案内ハウジング（２）の直径（Ｄ）対長さ（Ｌ）の比が１：０．５よりも大きくて１：２よりも小さい、請求項１または２記載の軸流通風機。
【請求項５】
案内壁（９）の、プロペラに近い方の各先端（Ｃ）において案内面（９ｃ）の切線と放物線（Ｐ）の対称面（Ｙ）とのなす角度（α）が１０ないし６０°、好ましくは２０ないし４５°である、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の軸流通風機。
【請求項６】
上記の角度（α）が約３０°である、請求項５記載の軸流通風機。
【請求項７】
案内壁の圧力側端（Ｂ）において案内面（９ｃ）の切線と放物線（Ｐ）の対称面（Ｙ）とのなす角度（β）が８０ないし９０°である、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の軸流通風機。
【請求項８】
空気案内ハウジング（２）が管状である、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の軸流通封機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、環状の流通路に設けられた空気案内ハウジングを有し、流通路の吸い込み側端において完全に空気案内ハウジングの内部に配置されているプロペラと、及び流通路の中で空気案内ハウジングの中に固定して取りつけられていて半径方向へ延び、アーチ状の外端曲線および基部曲線を有する多数の空気案内壁とを備えた軸流通風機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の通風機は多数の実施形態において既に公知である。例えば米国特許ＵＳＡ−４，６０３，２７１はこの型の通風機を示しているが、その第７図によればプロペラの両側に翼列が配置されている。それら翼はそれぞれ円弧状の案内壁を形成し、これらはある環状の流通路の中で半径方向に延び、そして、この流通路を通して空気ができるだけ層流状で軸方向へ貫流するようにする役目をしている。このような通風機は空気がロータ軸に対して本質的に同軸的に流通路を貫流するので軸流通風機と呼ばれている。
【０００３】
そのような小型通風機が例えば医療装置、例えば歯科処置用機器の中に組み込まれた組込み通風機として使用できるためにはこれは種々の特別な要求条件を満足する必要がある。このような通風機は一般に蓄電池によって給電されるので、それらは電池１個当たりできるだけ高い効率で、かつ、できるだけ長い時間運転時間に達するべきである。運転においては騒音発生や熱の放出ができるだけ少なくなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の種々の要求条件にできるだけ合致し、しかも低経費で製造することのできる、上述のような通風機を作り出すことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は本願明細書の頭書にあげた軸流通風機において、案内壁の外端曲線および基部曲線がそれぞれ本質的に或る放物線の１区分であり、その際、この放物線のゼロ点が流通路の圧力側端のところにあり、そして、この放物線の対称面が流れ方向に対して横断方向へ延びていることによって解決される。
【０００６】
各案内壁が放物線状の面に形成されていることによって本発明に従う軸流通風機では公知の円弧状案内壁を有する軸流通風機よりも流入角が小さく、かつ出口角が大きい。このような軸流通風機においては流通路内の乱流が本質的により少ないことが示されている。更に、種々の研究により、これまで通常的であった１５ないし２０％の空気動力学的効率を約３０％まで上昇できることが示された。対応的に、消費電気エネルギーに対する発生空気動力学的エネルギーの比率を高めることができた。
【０００７】
例えば或る測定では８６９ｍＷの消費電気エネルギーにおいて２０５ｍＷの発生空気動力学エネルギーを示す。この比較的少ない乱流と比較的高い効率とによって、より少ない騒音発生とともにより長い運転時間が達成される。従って、本発明により、追加的な他の部材を用いることなく、軸流通風機をよりコンパクトに、かつより軽量に作ることができる。それ故、本発明に従う軸流通風機は特に歯科医用の機器用として、又は坑内夫ヘルメットへの組み込み用として適している。
【０００８】
【実施例】
他の有利な種々の特徴は各従属請求項、以下にあげる説明および添付の図面から明らかであるが、本発明はなんらこれらによって限定されるものでない。
図１は軸流通風機を示すが、これは管状の空気案内ハウジング２を有し、これは吸い込み側端４ａと圧力側端４ｂとを有する環状の流通路４を備えている。空気案内ハウジング２の円筒形内面２ｂと同軸的に電気駆動モータ５が配置されており、これは４つの案内壁９により支持されている。
【０００９】
これらの案内壁９はそれぞれ内面２ｂおよび固定子の円筒状外面８ａの上の外端曲線９ａおよび基部曲線９ｂに接して形成されている。ハウジング１の長さＬは例えば４．５ｃｍである。流通路４の中での空気流の最適の安定化に関して、ハウジング２の長さＬの直径Ｄに対する比率が１：０．８の割合であるのが最適であることが実証されている。この比率はいずれにしても１：０．５から１：２までの範囲にあるべきである。
【００１０】
モータ５の固定子８の中に設けられているロータ１２はボス６ｂに形成された多数の翼６ａを有するプロペラ６を支持している。図にみられるように、スクリュー６は完全に空気案内ハウジング２の内部に配置されている。各翼６ａは好ましくは捩じられておらず、そしてそれぞれその全翼弦長さにわたり等しい迎え角を有しているのがよい。
【００１１】
プロペラ６を回転させたときに空気は先端４ａから矢印３の方向へ吸い込まれて、流通路４を圧力側端４ｂから出てゆく。従って、空気は空気案内ハウジング２をロータ軸と同軸的に貫流する。より少ない乱流と層流流れとに本質的なものはそれら４枚の空気案内壁９の曲面形状である。
【００１２】
流通路４内に回転対称的に配置された４つの空気案内壁９は両円筒状面２ｂと８ａとの間で半径方向へ延びている。各案内壁９の外端曲線９ａと基部曲線９ｂとはそれぞれ、添付の図式的な図２について詳細に説明するように、入口側端Ｃと出口側端Ｂとの間に放物線状に延びている。この図において曲線Ｐは、矢印３で示した流れ方向に対して垂直に延びる対称面Ｙを含む放物線をなしている。
【００１３】
この図において曲線区間Ａは面２ｂの上の外端曲線９ａの経過または面８ａの上の基部曲線９ｂの経過を示す。基部曲線９ｂまたは外端曲線９ａの出口側端Ｂはこの放物線Ｐのほぼゼロ点に存在する。流れ面９ｃの迎え角αがここではこの流れ面９ｃの切線と対称面Ｙとの間の角度として定義される。この迎え角αは１０°と６０°との間であり、そして好ましくは２０°と４５°との間にあるのがよい。
【００１４】
出口角βはここでは対称面Ｙとロータ軸Ｒとの間の角度として定義される。この角βは本質的に９０°である。したがって、外端曲線９ａと基部曲線９ｂとは放物線Ｐの分枝を形成し、その際、その終端点Ｂは放物線Ｐのゼロ点の近傍にある。このゼロ点はほぼこの出口側端Ｂのところにあり、そしてこの端はまた流通路４の圧力側端４ｂのところにある。
【００１５】
図にみられように、案内壁９の軸方向への延び幅はロータ８の円周方向への延び幅よりも大きい。案内壁の数は変えることができるが、最適には３ないし５枚の案内壁である。これらは図４では互いに回転対称的に配置されており、そしてこの図で見て約７０°の角度γにわたり広がっている。従って、隣り合った２つの案内壁９の間に窓１０が存在し、これは２０°の角度にわたり広がっている。しかしながらまた、等しくなく、非対称に配置された案内壁９を有する実施形態も考えることができる。
【００１６】
図５は本発明に従う小型通風機の１つの測定値の空気線図を示す。Ｘ軸１１はリットル／分であげた体積流量を、そして、Ｙ軸１２はパスカルで表した圧力差を示す。曲線１３はＤＩＮ  １９５２に従うオリフイス板を用いた基準曲線である。曲線１４は直線的空気案内壁を有する匹敵する小型軸流通風機の性能曲線を示すが、本発明に従う小型軸流通風機の性能曲線１５及び測定値をあげている。これらに見られるように、交点１６と１７との間に本発明に従う通風機の、より高い効率に相当する明らかな間隔が存在する。各測定は２６℃において９６５ｈＰａの空気圧の外気中で行った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う小型軸流通風機の部分切断正面図である。
【図２】空気案内壁の経過曲線の図式図である。
【図３】空気案内ハウジングを通る長手方向に沿う断面図である。
【図４】図３の空気案内ハウジングの裏側の正面図である。
【図５】本発明に従う小型軸流通風機の空気線図である。
【符号の説明】
１  小型軸流通風機
２  空気案内ハウジング
３  流れ方向
４  流通路
５  電気駆動モータ
６  プロペラ
９  空気案内壁
１０  窓
１２  ロータ
Ａ  曲線区間
Ｂ  圧力側端
Ｃ  入口側端
Ｐ  放物線
Ｙ  対称面
【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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