JP2023510519A - ファン用支持モジュールおよびこのファン用支持モジュールを有するファン - Google Patents

Abstract

ファン用支持モジュールであって、ファンがモータと、特に、ラジアルファンまたは斜流ファン用の、モータにより回転駆動されるファンインペラとを備え、流入側のノズルプレートと、ノズルプレートと対向して間隔を有して位置するベースプレートとの間にファンインペラを固定するファン用支持モジュールにおいて、モータが、ファンインペラと共に、ベースプレート上にまたはベースプレート内に相対回転不能に設けられ、ベースプレートとノズルプレートとの間に延在しているストラットを用いてノズルプレート上に保持されており、ストラットが、コンパクトな構成を用いてファンインペラから流出する流れに対して調整されていることを特徴とする、ファン用支持モジュールである。ファンにはその対応するファン用支持モジュールが設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ファン用支持モジュールであって、ファンがモータと、特に、ラジアルファンまたは斜流ファン用の前記モータにより回転駆動されるファンインペラとを備え、流入側のノズルプレートとこのノズルプレートと対向して間隔を有して位置するベースプレートとの間にファンインペラを固定するファン用支持モジュールにおいて、前記モータが、ファンインペラと共に、ベースプレート上にまたはベースプレート内に相対回転不能に設けられ、ベースプレートとノズルプレートとの間に延在しているストラットを用いてノズルプレート上に保持されている、ファン用支持モジュールに関する。

また、本発明は、その対応するファン用支持モジュールを有するファンに関する。

基本的に、これは、ファンインペラを有するモータを固定するために用いられる支持装置であり、モータおよびファンインペラは、通常、支持装置のベースプレートに固定されている。
モータは、そのステータにおいて相対回転不能に支持装置上に配置される一方、ファンインペラは、モータのロータと共に回転する。
通常、モータとファンインペラとを含む支持装置のベースプレートの構成は、流入ノズルを含むノズルプレートと機械的に接続され、言い換えれば、ノズルプレート上に保持されている。
ベースプレートとノズルプレートとの間に延在しているストラットは、この目的のために用いられる。
これらは、ノズルプレートとベースプレートとの間の間隔を保ち、その間に配置されるファンインペラを含む構成を安定化する、最も広い意味における固定部材である。
ストラットの構成から、上記部材の構成は、構造ユニットとして理解される。

ラジアルファンインペラまたは斜流ファンインペラをノズルプレートに取り付ける慣用の支持装置は、接続ストラットが空気出口の下流に延在している限り問題含みであり、その構成に起因して、効率損失、空気出力損失および／またはノイズの増加が生じ、少なくとも慣用の支持装置により、静圧効率が向上することはない。
その一方、慣用の構成は、多くの場合、小さくない空間を必要とし、コンパクトな構成からはかけ離れている。
特に、周知の支持装置を有するファンが、高い静圧上昇の動作点において、はっきりとした不快な低調波ノイズを有するのは、周知の支持装置は、インペラ下流の流れを安定化しないからである。

従って、本発明の課題は、上記不利な点を少なくとも減らすことである。
具体的には、周知の支持装置を、そのストラットおよび必要に応じてさらにモータ支持プレートまたはベースプレートの特別な構成により、損失とノイズ増加が最小であるようなファン用支持モジュールへと最適化され、効率と空気出力を可能な限り向上させることが目的とされる。
特に、ファン用支持モジュールの支持機能は、特別なストラットを用いる場合、改善はされなくても少なくとも維持され、ファン用支持モジュールは、径方向視でコンパクトであるべきである。

さらに、これに対応して最適化された、本発明に係るファン用支持モジュールを有するファンが特定されるべきである。
本発明に係るファン用支持モジュールと組み合わせることにより、特に、ファンは、「スパイダー」タイプのＧＲモジュールを用いる場合、先行技術よりも著しく高い静圧効率を有するべきである。
通常、そのようなＧＲモジュールの支持ストラットは、丸みを帯びた材料から形成される。
低調波の回転音の発生は、先行技術と比較して高い圧力の方へとシフトするべきであるか、その関連する動作領域において著しく減少するべきである。

本発明によると、上記課題は、請求項１の特徴を用いたファン用支持モジュールに基づいて解決される。
これによると、上位概念のファン用支持モジュールは、ストラットがコンパクトな構成を用いてファンインペラから流出する流れに対して調整されていることを特徴とする。

ここで、「ストラット」の語は、まず、非常に一般的に特許請求されている特徴の範囲内における最も広い意味で理解されなければならないと指摘されるべきである。
ストラットは、モータとファンインペラとを支持しているベースプレートとノズルプレートとの間の安定化スペーサである。
ストラットは、その剛性／強度と、その数およびファンインペラ周囲での配置によりコンパクトなユニットを形成し、先行技術においてはファンインペラから流出する流れへのその調整に起因して生じている不利な点を少なくとも減らすか、可能な場合には除去するはずである。

基本的には、ストラットは、平坦な、平面状の構成要素であるとともに輪郭形材による構成要素であってよく、相異なる種類のストラットを互いに組み合わせることができる。
一方の種類のストラットが、もう一方の種類のストラットを置き換える。

具体的には、ストラットが、断面において湾曲および／または非一定の厚さを有してよい。
特に、その形状および向きが、空気がファンインペラから径方向に流出した後の流れ条件に対して調整されている。
この調整により流れを安定化することができ、効率を向上させ、特定の調整に応じて、低調波ノイズを低減させることができる。

ストラットが輪郭形材によるものであり、これにより、空気の流れにたいする上記調整を実施することができる。
ストラットが、ファンインペラのブレードと略同一または同様の断面輪郭を有することができる。

ストラットは、上流縁と下流縁とを有する。
さらに、流入側のストラットの断面が、流出側の縁とは対照的に、エアホイルに類似する、丸みを帯びた縁を有する傾向があることにより、様々な迎角に対してストラットの挙動が空気力学的に安定することを確実にしている。

さらに、ストラットが、吸込側に凸状に湾曲した面と、圧力側に凹状に湾曲した面とを有する。
仮想の径方向に対して、輪郭形材ストラットは、その湾曲に起因して、その流入縁における角度が、その流出縁における角度とは異なる。
前縁角度および後縁角度は、ファンの効率が高く、ファンにより発生するノイズが低くなるように構成されている。

ストラットが、流出側においてファンインペラの空気出口の径方向外側に、好ましくは、インペラ軸に対して平行に配置されていると特に有利である。
これにより、設置空間を最小化することができる。

必要に応じて、ストラットの数は、異なってよい。
ストラットは、少なくとも４個設けられるべきであるが、必要とされる安定性に応じて、ファン用支持モジュールまたはこのファン用支持モジュールを有するファンの寸法と目的用途に応じて、６個～１０個のストラットを設けることもできる。

上述したように、ストラットが支持機能を有し、つまり、ベースプレートをモータおよびファンインペラと共にノズルプレート上に保持している。
さらに、ストラットの設置は、上述したストラットの具体的な構成に応じて、流れを促進するように用いられてよい。

必要に応じて、ストラットは、様々な物質から、従って、様々な方法を用いて形成されてよい。
ストラットは、アルミニウムの輪郭形材として製造されるか、押し出し法を用いて板金から製造されるか、射出成形法を用いて合成樹脂の輪郭形材として製造されてよい。
ストラットが支持機能を担う唯一の構成要素であるか否か、または、さらなる安定化つまり支持構成要素が設けられるか否か留意することは重要である。

ストラットに加えてまたはストラットに代えて、側面部材が、ノズルプレートのコーナー領域内または近傍に設けられてよく、側面部材が、ノズルプレートとベースプレートとの間に延在している。
側面部材は、ノズルプレートおよびベースプレートと接続されている独立した構成要素であってよい。
これら側面部材が、流出側においてファンインペラの空気出口の径方向外側に、好ましくは、インペラ軸に対して平行に配置されている。

ここで、上記側面部材は、ストラットの一種でありながら、上記輪郭形材ストラットを補完する異なる特定の形状を有している一方、個別の場合においては、この輪郭形材を置き換えることもできる。

側面部材は、この側面部材がその前縁において、その対応するストラットとその後縁において狭小の間隔で位置合わせされているように、任意でその対応するストラットから狭小の間隔で配置されているため、側面部材およびその対応するストラットが、その前縁と後縁と共に、空気力学的に有効なユニットを形成している。

さらに、側面部材がコーナー領域の近傍で、ノズルプレートとベースプレートとの間に、かつ／またはストラットの近傍に、例えば、ストラットに直接的に隣接して配置されている。

側面部材が、平坦な合成樹脂射出成形パーツまたは平坦な板金として構成されてよく、安定化のためのエンボス加工、ビードなどが設けられてよい。
全体として、少なくとも４個のこれら側面部材が設けられ、支持モジュール寸法と目的用途に応じて６個～１０個の側面部材、例えば、８個の側面部材が単独でまたは上記ストラットに加えて設けられてよい。

上記形態に応じて、側面部材が、支持機能を有し、ベースプレートと、ファンインペラと共にモータとをノズルプレート上に保持してよい。
また、側面部材は、空気の流れを安定化し、それにより効率を向上させ、可能な限り低調波ノイズを低下させるものである。

輪郭形材によるストラットおよび非常に平坦な側面部材が、好適な接続手段を用いて、対になって互いに接続されていることにより、特に、対になって設けられているストラットおよび側面部材の特定の配置および位置合わせを得る。
この構成により、ストラットおよび側面部材の構成は、空気力学的ユニットとして機能し、流れを促進することができる。

具体的には、ストラットおよび／または側面部材が、その流入縁と、好ましくは、インペラブレードの後縁との間に可能な限り狭小の間隔を有することが好ましい。
これにより、また、コンパクトな構成が好ましい流れ条件により支援される。

ストラットおよび側面部材を取り付けるために、ストラットおよび側面部材が、その端部に、ベースプレートのその対応する取り付け領域とノズルプレートとに取り付けるための取り付け手段を有し、接続がネジ留め、リベット留め、接着または溶接によりなされている。
必要な安定性または剛性を実現するためには、強固な接続が必須である。

ノズルプレートおよびベースプレートに関して、ノズルプレートおよびベースプレートが、これら２つのノズルプレートおよびベースプレートを補強または安定化する屈曲縁部を有する縁領域を有する。
さらに、屈曲縁部は、ストラットおよび／または側面部材にとって理想的な固定領域を提供する。

ベースプレートおよび、必要な場合、ノズルプレートが、基本的に、好適な製造プロセスを用いて、板金または合成樹脂からなってよい。

さらに、ベースプレートが、面取りコーナー部を有する四角形状または多角形状の輪郭を有してよく、この場合、輪郭は、基本的に矩形状を有してもよい。
ファン用支持モジュールを有するファンが軸方向に空気を搬送する空気ダクトなどに設置される場合、面取りコーナー部を有する輪郭は好ましい。
有利には、ファン用支持モジュールのベースプレートは、径方向にファンインペラ全体またはファンインペラのベースディスクの少なくとも１０％だけ越えて周囲全体にわたって延在している。
有利には、ファン用支持モジュールのベースプレートには、その径方向の外輪郭内に、流れ技術に関連する開口部または貫通孔は設けられていない。
ファン用支持モジュールのベースプレートのこれらの特徴により、ファン用支持モジュールの流れ安定化効果が確実になり、これにより、静圧効率は向上し、低調波ノイズは低下する。

最後に、ファン用支持モジュールに関して、ノズルプレートの径方向の延在部分が、ファン用支持モジュールの径方向の設置空間を定義していることが重要である。
このことは、ストラットおよび側面部材の特定の配置および位置合わせに起因している。

本発明に係るファンは、上記種類のファン用支持モジュールを備えているため、必要とされるストラットの設置に起因する先行技術において発生する効率損失、空気出力損失およびノイズ増加を、除去するとまでではなくても、低減することができる。
本発明のファン用支持モジュールを有するファンも、コンパクトな構成により極めて安定している。

ここで、本発明の特徴を有利に構成し発展させる様々な可能性が存在する。
このために、一方では、請求項１に従属する請求項が、他方では、図面に基づく、本発明のファン用支持モジュールも有する本発明のファンの実施形態の以下の説明が参照される。
図面に基づく本発明の実施形態の説明に関連して、本特徴の実施形態および発展形態も一般的に説明する。

図１は、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの実施形態を、流入側から視た斜視図で示す。 図２は、図１のファン用支持モジュールを有するファンを、流出側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。 図３は、図１および図２のファン用支持モジュールを有するファンの実施形態を、軸を通る平面断面側から視た斜視図で示す。 図４は、本発明のファン用支持モジュールを有するファンであって、ファン用支持モジュールが側面プレートを有していないファンのさらなる実施形態を、流入側から視た斜視図で示す。 図５は、図４のファン用支持モジュールを有するファンを、流入側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。 図６は、図４および図５のファン用支持モジュールを有するファンを、流出側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。 図６ａは、角度の値も概略的に示されている、図６の詳細図を示す。 図７は、４個の輪郭形材ストラットを備える本発明のファン用支持モジュールを有するファンの実施形態を、流入側から視た斜視図で示す。 図８は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度での静圧上昇の推移のグラフを概略的に示す。 図９は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度での静圧効率の推移のグラフを概略的に示す。 図１０は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度での吸入側ノイズパワーレベルの推移のグラフを概略的に示す。 図１１は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度および同一の体積流量での吸入側ノイズ圧力のスペクトルのグラフを概略的に示す。 図１２は、空気ダクトに設置されている図４～図６のファン用支持モジュールを有するファンを、流入側から視た軸方向平面図であって平面断面で示す。

図１は、本発明のファン用支持モジュール１を有するファンの実施形態を流入側から視た斜視図で示す。
ラジアルまたは斜流の構成を有するファンインペラ３は、内側において可視である。
ノズルプレート５に取り付けられている入口ノズル２も、流入側において見ることができる。
ノズルプレート５に加えて、ファン用支持モジュール１は、ベースプレート６と、ファンインペラ３の空気出口の径方向外側（流出側）の８個の横方向のストラット８とからなる。
その構成に鑑みて、ストラットは、以下において輪郭形材ストラット８と称される。
ファンインペラ３は、本質的に、ベースディスク９と、カバーディスク１９と、これらの間に延在するブレード１８とからなる。

図１の実施形態において、側面プレートとして構成されている側面部材７が設けられ、支持機能を有し、つまり、ノズルプレート５とベースプレート６との間を支持接続する役割を果たしている。
側面部材７が設けられている場合または必要な場合、側面部材７の数は、４である。
支持するための側面部材７が設けられている場合、輪郭形材ストラット８は、合成樹脂から形成されてよい。
輪郭形材ストラット８および側面プレート７が流出領域の一部を被覆していることにより、流れが安定化している。
特に、特性曲線の高圧力の領域において、ファンの静圧効率は、向上する。
板金からなる側面部材７は、実施形態において平坦であり、つまり、本質的に、ワンピースの連続する平坦な領域からなる。
このことは、ファン用支持モジュール１とその側面部材７を簡単かつ費用対効果高く製造するために有利である。

固定具２３、２４は、側面部材７をそれぞれノズルプレート５、ベースプレート６と接続するために設けられている。
さらに、輪郭形材ストラット８をノズルプレート５およびベースプレート６と接続する固定具２５、２６が形成されている。
有利には、接続は、ネジ、リベットによって行われてよく、また溶接によって行われてもよい。
板金からなるノズルプレート５は、その外縁に屈曲領域２２を有し、屈曲領域２２は、ノズルプレート５を安定化し、屈曲領域２２に対して固定具２３、２５の一部が一体化されている。
板金からなるベースプレート６は、その外縁に屈曲領域２７を有し、屈曲領域２７は、ベースプレート６を安定化し、屈曲領域２７に対して固定具２４、２６の一部が一体化されている。
他の実施形態において、ベースプレート２７は、合成樹脂から成形されてよい。

ベースディスク側の板金からなるベースプレート６は、径方向に輪郭形材ストラット８および側面部材７まで延在している。

図２は、図１のファン用支持モジュール１を有するファンを、流出側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。
略平坦な支持側面部材７は、流入側縁１２と流出側縁１３とを有する。
断面から視て、輪郭形材ストラット８は、平坦ではなく、ほぼエアホイルの断面輪郭を有する。
このことは、輪郭形材ストラット８は、湾曲と非一定の厚さを有し、その形状および向きは、空気がファンインペラ３から径方向に外部へと流出した後に生じる流れ条件に対して最適に調整されていることを意味する。
同じく輪郭形材による、ファンインペラ３のブレード１８は、流入縁１０と流出縁１１とを有する。
輪郭形材ストラット８は、流入縁１４と流出縁１５とを有する。
断面視において流入縁１４は、ある程度丸みを帯び、エアホイルに類似しているため、様々な迎角に対して輪郭形材ストラット８の挙動が空気力学的に安定することを確実にしている。
輪郭形材ストラット８は、凸状に湾曲した吸込側の面４２と、凹状に湾曲した圧力側４３とを有する。
仮想の径方向に対して、輪郭形材ストラットは、その流入縁１４における角度がその流出縁１５における角度とは異なるため、断面視においてその湾曲が形成されている。

前縁角度および後縁角度は、ファンの効率が高く、ファンにより発生するノイズが低くなるように構成されている。
平坦な側面部材７の前縁１２が丸められていないのは、側面部材７が平坦な板金だからである。
その一方、平坦な側面部材７は、その前縁１２において、その対応する輪郭形材ストラット８とその後縁１５において狭小の間隔で厳密に位置合わせされているため、側面部材７は、その対応する輪郭形材ストラット８と共に、前縁１４と後縁１３とを有する空気力学ユニットとして最適に機能する。

そして、空気力学的に形成されている輪郭形材ストラット８は、ファン軸に対して平行に延在しており、ファン軸は、図面の平面に対して垂直に延在している。
さらに、輪郭形材ストラット８は、支持を行っておらず、合成樹脂射出成形からなるため、例えば、軸に対して平行ではない延在構成または変化する断面を有する延在構成など、異なる延在構成も考えられる。

上位システム、例えば、空調装置または空気ダクトと固定するためのノズルプレート５またはファンの固定具１７をノズルプレート５に見ることができる。

ここで図示されている軸に対して平行な視点方向において、ファン用支持モジュール１は、実質的にノズルプレート５を越えて突出していないため、径方向視において特にコンパクトであり、そのため必要とされる設置空間は小さい。
ファン用支持モジュール１は、幅ｗ（３７）を有する略矩形の、有利には、略正方形の断面を有する（矩形断面の場合、ｗは、大きい方の幅である）。
ｗ（３７）は、ファン軸を中心とするファンインペラ３のブレード１８の後縁１１の平均直径の１．２５倍以下であることが有利である。

図３は、図１および図２のファン用支持モジュール１を有するファンの実施形態を、軸を通る平面側から視た断面の斜視図で示す。
ファン動作中、空気は、左側から入口ノズル２を通ってファンインペラ３内へと吸入され、回転により径方向外側に搬送された後、輪郭形材ストラット８および側面プレート７を通ってファン用支持モジュール１外へと流出する。
ベースディスク９とカバーディスク１９との間に延在しているブレード１８を有するファンインペラ３は、概略的に示されているモータ４により駆動される。
モータ４は、ロータ側でファンインペラ３と接続され、ステータ側でベースプレート６に固定されている。
モータ４は、ベースプレート６に中央領域３１において固定され、この中央領域３１は、モータ４が挿入される凹部を有する。
モータ４をセンターリングし固定するための可能な手段が設けられている。
入口ノズル２は、ノズルプレート５に固定されているか、ノズルプレート５に、例えば、深絞り加工により直接成形されてもよい。
ノズルプレート５は、屈曲領域２２を有し、屈曲領域２２は、ノズルプレート５を安定化し、固定具２３、２５と一体化されてよい。
屈曲領域２２も、流れ条件に有利な機能、従って、空気出力および効率に有利な機能を有している。
ファン用支持モジュール１内のこの領域の流れは、このようにして屈曲領域２２により安定化され、このことは、入口ノズル２とカバーディスク１９との間の径方向間隙４４を通る二次流れに好影響を与える。
輪郭形材ストラット８および側面部材７の説明に関しては、図１および図２の記載を主に参照する。

図４は、本発明のファン用支持モジュール１を有するファンのさらなる実施形態を、流入側から視た斜視図で示す。
図１～図３の実施形態とは対照的に、ファン用支持モジュール１は、側面プレートを有していない。
このことは、輪郭形材ストラット８が支持機能を担い、ベースプレート６、モータおよびファンインペラ３をノズルプレート５上に保持していることを意味する。
対応する強度要件を充足させるために、輪郭形材ストラット８は、金属からなる。
アルミニウム押し出し輪郭形材としての輪郭形材ストラット８の構成が、有効である。
その一方、輪郭形材ストラット８を高強度合成樹脂、鋳造用アルミニウムまたは板金から製造することも考えられる。
特に、アルミニウム押し出し輪郭形材は、ノズルプレート５またはベースプレート６と、ノズルプレート５またはベースプレート６の板金を面側から好適なネジを用いて貫通することにより直接ネジ留めされて接続されてよい（不図示）。
ベースディスク９と、カバーディスク１９と、ブレード１８とを有するファンインペラ３は、ワンピースで合成樹脂射出成形からなる。
他の種類のファンインペラは、例えば、鋼またはアルミニウムを溶接してなることも考えられる。

他の実施形態において、横方向輪郭形材ストラット８は、板金からなる。
この目的のために、板金を好適な方法で湾曲または屈曲させることにより、輪郭形材形状または、図２と同様の断面視で、少なくとも輪郭形材形状の湾曲した中心線を構成してよい。

図５は、図４のファン用支持モジュール１を有するファンを、流入側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。
モータ４のロータと、モータ４へのファンインペラ３のベースディスク９の取り付けを中央に見ることができる。
また、図２を参照して説明したエアホイル断面の構成と同様の、輪郭形材ストラット８の断面の空気力学的に有利な構成を明瞭に見ることができる。
ファンインペラ３から径方向に流出する空気は、低損失で輪郭形材ストラット８上を、まず、その前縁領域１４を通り、次に、その薄い後縁領域１５を通って、ファン用支持モジュール１から流出する。
輪郭形材ストラット８は、ノズルプレート５およびベースプレート６と協働するその構成により、ファン用支持モジュール１内側の流れの安定化、従って、効率の向上および／またはノイズ、少なくとも低調波ノイズの低減（ブレード繰り返し周波数未満の周波数帯域のノイズ、図１１の説明も参照）を確実にする。
ベースプレート６の外輪郭は、軸方向上面図において、面取りコーナー部４５を有する正方形に類似している。
ベースプレート６の外輪郭は、略矩形の輪郭を有してもよい。
本発明のファン用支持モジュール１を有するファンが、軸方向に空気を搬送する空気ダクトなどに設置される場合（図１２も参照）、面取りコーナー部４５を有する輪郭付けは、特に有利である。

図５の軸方向平面図において、ファン用支持モジュール１のベースプレート６は、径方向視において、インペラ３のベースディスク９の外輪郭を越えて周囲全体にわたって連続的に延在している。
有利には、ベースプレート６は、径方向にファンインペラ３のベースプレート９の少なくとも１０％だけ越えて周囲全体にわたって中断することなく延在しており、さらに有利には、ベースプレート６は、径方向にブレード１８とカバープレート１９とを含むファンインペラ３全体の少なくとも１０％だけ越えて周囲全体にわたって中断することなく延在している。
そして、このベースプレート６には、その外輪郭内側に、特別な空気力学的に関連する開口部または貫通孔は設けられていない（ドリル孔、ケーブル貫通孔、製作公差に起因する間隙などは、これに含まれない）。

図６は、図４および図５のファン用支持モジュール１を有するファンを、流出側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。
ファンインペラ３のブレード１８の後縁１１は、輪郭形材ストラット８の流入縁１４との間に比較的小さな間隔を有しており、このことは、ファン用支持モジュール１、従って、ファンの径方向のコンパクト性に有利であり、また、高いレベルの効率性を達成するためにも有利である。
ファンインペラ３のブレード１８は、その前縁１０がカバーディスク１９の内縁を越えて径方向内側に突出している。
輪郭形材ストラット８の後縁１５は、ノズルプレート５の径方向外輪郭を径方向に越えて突出しておらず、つまり、ノズルプレート５の径方向延在部分は、コンパクトなファン用支持モジュール１、従って、ファンの径方向の設置空間を定義している。
ファンを上位システムと固定するための固定手段１７は、ノズルプレート５に設けられている。

図６ａは、輪郭形材ストラット８に関する角度の値、つまり、前縁１４における前縁角度α４６および後縁１５における後縁角度β４７も概略的に示されている、図６の詳細図を示す。
図６ａの図示に対応する軸に対して垂直な平面断面視において、前縁角度α４６は、局所円周方向Ｕ４８と輪郭形材ストラット８の流入縁１４における輪郭形材中心線との間の角度である。
図６ａの図示に対応する軸に対して垂直な平面断面視において、後縁角度β４７は、局所円周方向Ｕ４８と輪郭形材ストラット８の後縁１５における輪郭形材中心線との間の角度である。
最適な流れ条件、従って、高い効率性と低ノイズ生成を達成するために、前縁角度α４６および後縁角度β４７は、ファンインペラ３から流出する流れに対して最適に調整されている。
α４６は、β４７と等しくなく、α４６は、有利にはβ４７より大きく、特に、少なくとも１０°だけ大きい。
有利には、α４６およびβ４７は、４５°未満である。

図７は、本発明のファン用支持モジュール１を有するファンのさらなる実施形態を、流入側から視た斜視図で示す。
図１～図３の実施形態とは対照的に、本実施形態のファン用支持モジュール１は、輪郭形材ストラット８を４個しか有しておらず、割り当て側面プレートが設けられていない独立した輪郭形材ストラットは不在である。
４個の輪郭形材ストラット８は、全て側面プレート７に割り当てられている。
側面プレート７およびそれに対応する輪郭形材ストラット８は、接続要素１６を用いて互いに接続されているため、側面プレート７と輪郭形材ストラット８との良好な互いの位置合わせが確実になる。

他の実施形態において、横方向輪郭形材ストラット８は、板金からなる。
この目的のために、板金を好適な方法で湾曲または屈曲させることにより、輪郭形材形状または、図６ａと同様の断面視で、少なくとも輪郭形材形状の湾曲した中心線を構成してよい。
そのような実施形態においても、図６を参照して上述したように前縁角度α４６および後縁角度β４７が選択されることにより、高い効率性と低ノイズ放射が達成される。

図８は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度での静圧上昇の推移のグラフを示す。
このグラフは、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの特性曲線を、ハウジングが、例えば、空気力学的に一般に中立的である丸みを帯びた金属製ストラットからなる標準的なモータサスペンションに置き換えられていること以外は、同一である、特に、同一のファンインペラと同一のモータとを備えるファンの特性曲線と比較することにより、本発明のファン用支持モジュールの効果を示している。
曲線２０は、標準的なモータサスペンションを有するファン（基準ファン）の静圧上昇の推移を体積流量の関数として示している。
本発明に係るファン用支持モジュールを有するファンは、体積流量の関数として静圧上昇の特性曲線２１を有する。
本発明のファン用支持モジュールを用いることにより、中流量から低流量の領域において、ハウジングが設けられていないファンよりも明白に大きな静圧の上昇を達成することができ、特に、静圧上昇に関して同一の流速および同一の流量で２％～１５％の最大ゲインを達成することができる。
点線２８は、また、図面の以下の説明の基準として用いられる体積流量を示している。
この体積流量において、本発明に係るファン用支持モジュールを使用することにより、例えば、約４８０Ｐａから約５２０Ｐａへと約８％だけ静圧上昇が増加する。

図９は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの一定速度での静圧効率の、体積流量の関数としての曲線の概略的なグラフを示す。
各場合において達成される静圧効率は、一定速度での体積流量の関数としてプロットされている。
破線で示されている効率曲線２９は、標準的なサスペンションを有する後方湾曲遠心ファン（基準ファン）を測定することにより得られる一方、実線で示されている効率曲線３０は、同一のファンを測定しつつも、標準的なサスペンションの代わりに本発明のファン用支持モジュールを用いることにより得られている。
本発明のファン用支持モジュールにより、中流量から低流量の領域において効率が明白に向上していること、つまり、かなり高い静圧上昇となっていることが容易に見て取れる（図９を参照）。
高流量または低静圧上昇の場合、改善は、より小さい傾向がある。
中流量から低流量または高静圧上昇の領域において、改善は、数パーセントポイントであり、特に、最大上昇の点において、少なくとも２パーセントポイントまたは相対的に少なくとも３％である。
点線２８は、図８でも用いられているのと同一の体積流量を示している。
この体積流量において、標準的なサスペンションの代わりに本発明のファン用支持モジュールを使用することにより、例えば、約７４．５％から約７７．５％へと３パーセントポイントまたは相対的に約４％だけ静圧上昇が増加する。

図１０は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明のファン用支持モジュールを有するファンの同一かつ一定速度での吸入側ノイズパワーレベルの曲線を示す。
破線で示されている曲線３２は、空気体積流量の関数としての基準ファンの吸入側ノイズパワーの推移を示し、比較として、実線で示されている曲線３３は、標準的なサスペンションの代わりに本発明のファン用支持モジュールを有していること以外は、同一であるファンの吸入側ノイズパワーを示している。
両ファンのノイズパワーの値は、特性曲線の広い領域において略同一であるが、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの場合の方が若干高い。
これは、主に、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの径方向の高いコンパクト性を達成するために、ファンインペラからの空気出口またはファンインペラのブレード後縁の比較的近傍に位置する側面部材および／または輪郭形材ストラットとファンインペラが協働していることに起因する。

さらに、一定の空気体積流量２８が点線で示されている。
図８および図９と同一のこの空気体積流量について、比較のため、ノイズ圧力スペクトルが図１１に示されている。
ここで、図８～図１１に示されている曲線の全てが同一かつ一定の流速に対応しており、少なくとも構造的に同一のファンインペラと少なくとも構造的に同一のモータが常に使用されていることについて再度言及されるべきである。

図１１は、標準的なサスペンションを有するファンおよび本発明に係るファン用支持モジュールを有するファンの一定速度および図８～図１０に示されている同一の体積流量２８での吸入側ノイズ圧力のスペクトルのグラフを示す。
破線で示されている曲線３９は、基準ファンのノイズ圧力スペクトルを示しており、実線で示されている曲線４０は、本発明に係るファン用支持モジュールを有するファンの、体積流量２８（図８～図１０）でのノイズ圧力スペクトルを示している。
図中に示されている周波数分解能は、３．１２５Ｈｚである。
その一方、他の周波数分解能において、同一の定性効果を見ることができる。
プロットされている３つの周波数３４は、ファンインペラのブレード繰り返し周波数の第１、第２および第３調波である。
３つの周波数３４は、１秒当たりの回転数であるファンインペラの回転周波数とファンインペラのブレードの数との積の１倍、２倍または３倍に対応している。
ブレード繰り返し周波数の第１調波におけるノイズは、回転音とも称される。
これらの周波数帯域において、ノイズ圧力は、曲線の全体的な傾向と比較すると、基準ファン（曲線３９）と本発明に係るファン用支持モジュールを有するファン（曲線４０）の両者について著しく上昇し、第１ブレード繰り返し周波数におけるノイズ圧力は、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの方が基準ファンよりも高い。
このことは、側面部材および／または輪郭形材ストラットとファンインペラのブレードが協働していることに起因する。
その一方、本発明に係るファン用支持モジュールの有効性が決定的なのは、過剰上昇領域４１の形状で示されているノイズ圧力曲線の上昇においてである。
これに対応するノイズは、低調波ノイズと称される。
後方湾曲ファンの場合、低調波ノイズは、規則的に第１ブレード繰り返し周波数の約６０％～９０％の周波数で、特に、高い静圧上昇を伴う動作点において発生する。
一般に、体積流量に依存する低調波ノイズが、図面の体積流量において、体積流量および周波数解像度に応じて１ｄＢ～１５ｄＢだけ低下する一方、本発明のファン用支持モジュールを有するファンについては、グラフの例によれば約７ｄＢ～８ｄＢだけ顕著に低下していることが見て取れる。
また、低調波ノイズの周波数は、第１ブレード繰り返し周波数の約５％～２０％だけ僅かにシフトしている。
そして、中体積流量から低体積流量において、非常に大きな静圧上昇を伴う動作点における低調波ノイズの低下および周波数シフトは、本発明のファン用支持モジュールに起因する流れ安定化により生じている。
このことは、本発明のファン用支持モジュールに非常に特有の特徴である。
実施形態に応じて、それ以外のノイズ、例えば、ブレード繰り返し周波数３４の調波におけるノイズまたは広帯域ノイズは、基準ファンよりも、本発明のファン用支持モジュールを有するファンにおいて大きい場合もあれば小さい場合もある。
ハウジングを有するファンにおける低調波ノイズの低下のみが、効果の説明に関して決定的である。
その一方、ブレード繰り返し周波数の第１調波におけるノイズが、基準ファンと比較して、本発明のファン用支持モジュールを有するファンの方が上昇することは、一般的なことである。
このノイズは、アクティブノイズキャンセリングを用いて、つまり、位相外れのノイズを導入することによるノイズキャンセリングにより低下させることができる。
このことは、ファン速度が判明している場合にはブレード繰り返し周波数を簡単に決定することができるため、技術的に単純である。

図１２は、空気ダクト３５に設置されている図４～図６のファン用支持モジュール１を有するファンを、流入側から視た軸方向上面図であって平面断面で示す。
ブレード１８と、ベースディスク９とを有する内側ファンインペラ３およびさらに径方向外側に８個の輪郭形材ストラット８をこの図において見ることができる。
ファン用支持モジュール１は、ファン軸を中心に少なくとも約９０°の回転対称性を有する。

ファン用支持モジュール１は、図示断面または軸方向上面図において幅ｗ（３７）を有する。
この幅は、軸に対して垂直な平面断面または軸方向上面においてファン用支持モジュール１の周囲に定義される最小の正方形の辺の長さにより決定される。
ファン用支持モジュール１の幅ｗ（３７）は、ファンインペラ３のブレード１８の後縁１１の平均直径Ｄの１．１５倍～１．３倍であり、このことは、ファンインペラ３に対するファン用支持モジュール１の径方向のコンパクト性を示している。
幅ｗが様々な平面断面によって変化する場合、ファン用支持モジュール１の軸方向高さ全体から見た最大幅ｗを、ノズルプレートを考慮に入れずに評価に用いる必要がある。

空気ダクト３５は、４個の側壁３６を有する。
図１２の断面によると、空気ダクト３５は、幅ｓ（３８）を有する。
略矩形の断面の辺の長さｓ１、ｓ２が相異なる空気ダクトの場合、ｓは、ｓ１およびｓ２のうちの小さい方の値として、または、式ｓ・ｓ＝ｓ１・ｓ２に従って定められてよい。
ハウジングを有する複数のファンが並列に空気ダクトに設置される場合、あたかも、隔壁が隣接するファンの間に、空気ダクト３５の側壁３６に対して平行に常に挿入されているかのように、各ファンに割り当てられる空気ダクト３５の仮想の領域のみが考慮される。
ファンに割り当てられている空気ダクト３５の幅ｓ（３８）は、それに対応するファン用支持モジュール１の幅ｗ（３７）の１．２倍～１．８倍の範囲であるか、または、ファンインペラ３のブレード１８の後縁１１の平均直径Ｄの１．５倍～２．３倍の範囲である。

ファンに割り当てられる空気ダクト３５の幅ｓ（３８）とそれに対応するファン用支持モジュール１の幅ｗ（３７）との比率ｓ／ｗが１．４未満の場合、軸方向の流出空気がベースプレート６と空気ダクト壁３６との間にさらに流れ領域を有するようにファン用支持モジュール１に面取りコーナー部４５を設けることが有利である場合がある。

本発明のファン用支持モジュールおよびこのファン用支持モジュールを有する本発明のファンのさらなる実施形態に関して、繰り返しを避けるため、本明細書の一般部分および添付の特許請求の範囲が参照される。

最後に、本発明のファン用支持モジュールおよびこの本発明のファンの上述した実施形態は、本発明の特徴を説明することのみに用いられ、これに限定するものではない。

１・・・ファン用支持モジュール
２・・・入口ノズル
３・・・ファンインペラ
４・・・モータ
５・・・ノズルプレート
６・・・ファン用支持モジュールのベースプレート
７・・・ファン用支持モジュールの側面部材、側面プレート
８・・・横方向輪郭形材ストラット
９・・・ファンインペラ３のベースディスク
１０・・・ブレード１８の流入縁、前縁
１１・・・ブレード１８の流出縁、後縁
１２・・・側面プレート７の上流縁
１３・・・側面プレート７の下流縁
１４・・・横方向輪郭形材ストラット８の上流縁
１５・・・横方向輪郭形材ストラット８の下流縁
１６・・・側面部材７と横方向輪郭形材ストラット８との間の接続要素
１７・・・ノズルプレートと上位システムとの間の固定具、固定手段
１８・・・ファンインペラ３のブレード
１９・・・ファンインペラのカバープレート
２０・・・標準的なサスペンションの場合の静圧の特性曲線
２１・・・本発明に係るファン用支持モジュールの場合の静圧の特性曲線
２２・・・ノズルプレート５の屈曲領域
２３・・・側面プレート７とノズルプレート５との間の固定具
２４・・・ファン用支持モジュール１の側面プレート７とベースプレート６と間の固定具
２５・・・横方向輪郭形材ストラット８とノズルプレート５との間の固定具
２６・・・横方向輪郭形材ストラット８とベースプレート６との間の固定具
２７・・・ベースプレート６の屈曲領域
２８・・・例示的な動作点（体積流量）
２９・・・標準的なサスペンションの場合の静圧の特性曲線
３０・・・本発明に係るファン用支持モジュールの場合の静圧の特性曲線
３１・・・ベースプレート６の中央領域
３２・・・標準的なサスペンションの場合の吸入側ノイズパワーの特性曲線
３３・・・本発明に係るファン用支持モジュールの場合の吸入側ノイズパワーの特性曲線
３４・・・ロータブレード周波数調波
３５・・・空気ダクト
３６・・・空気ダクト３５の側壁
３７・・・ファン用支持モジュール１の幅ｗ
３８・・・空気ダクト３５の幅ｓ
３９・・・標準的なサスペンションの場合の体積流量２８でのノイズ圧力のスペクトル
４０・・・本発明に係るファン用支持モジュールの場合の体積流量２８でのノイズ圧力のスペクトル
４１・・・低調波ノイズ上昇領域
４２・・・輪郭形材ストラット８の吸込側
４３・・・輪郭形材ストラット８の圧力側
４４・・・入口ノズル２とカバープレート１９との間の径方向間隙
４５・・・ベースプレート６の面取りコーナー部
４６・・・輪郭形材ストラット８の前縁角度α
４７・・・輪郭形材ストラット８の後縁角度β
４８・・・軸に対する円周方向

Claims (25)

1. ファンがモータと、特に、ラジアルファンまたは斜流ファン用の、前記モータにより回転駆動されるファンインペラとを備え、流入側のノズルプレートと、前記ノズルプレートと対向して間隔を有して位置するベースプレートとの間に前記ファンインペラを固定するファン用支持モジュールにおいて、
   前記モータが、前記ファンインペラと共に、前記ベースプレート上にまたは前記ベースプレート内に相対回転不能に設けられ、前記ベースプレートと前記ノズルプレートとの間に延在しているストラットを用いて前記ノズルプレート上に保持され、
   前記ストラットが、コンパクトな構成を用いて前記ファンインペラから流出する流れに対して調整されていることを特徴とする、ファン用支持モジュール。
2. 前記ストラットが、断面において湾曲を有し、その形状および向きが、空気が前記ファンインペラから径方向に流出した後の流れ条件に対して調整されていることを特徴とする、請求項１に記載のファン用支持モジュール。
3. 前記ストラットが、断面において非一定の厚さを有していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のファン用支持モジュール。
4. 前記ストラットが、輪郭形材によるものであり、前記ファンインペラのブレードと略同一または同様の断面輪郭を有していることを特徴とする、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
5. 前記ストラットが、流入側の断面視で、ある程度丸みを帯びた縁を有していることを特徴とする、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
6. 前記ストラットが、凸状に湾曲した吸込側の面と、凹状に湾曲した圧力側の面とを有していることを特徴とする、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
7. 前記ストラットが、流出側において前記ファンインペラの空気出口の径方向外側に、好ましくは、インペラ軸に対して平行に配置されていることを特徴とする、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
8. 少なくとも４個の前記ストラット、好ましくは、６個～１０個の前記ストラット、特に８個の前記ストラットが設けられていることを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
9. 前記ストラットが、支持機能も有し、前記ベースプレートを保持して前記モータを前記ファンインペラと共に前記ノズルプレート上に保持していることを特徴とする、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
10. 前記ストラットが、アルミニウムの輪郭形材として製造されるか、押し出し法を用いて板金から製造されるか、射出成形法を用いて合成樹脂の輪郭形材として製造されていることを特徴とする、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
11. 前記ストラットに加えてまたは前記ストラットに代えて、側面部材が前記ノズルプレートのコーナー領域内または近傍に設けられ、
    前記側面部材が、前記ノズルプレートと前記ベースプレートとの間に延在するとともに流出側において前記ファンインペラの空気出口の径方向外側にインペラ軸に対して平行に配置されていることを特徴とする、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
12. 前記側面部材は、前記側面部材がその前縁において、その対応する前記ストラットとその後縁において狭小の間隔で位置合わせされているように、前記その対応する前記ストラットから狭小の間隔で配置されているため、前記側面部材および前記その対応するストラットが、その前縁と後縁と共に、空気力学的に有効なユニットを形成していることを特徴とする、請求項１１に記載のファン用支持モジュール。
13. 前記側面部材が、前記コーナー領域の近傍で、前記ノズルプレートと前記ベースプレートとの間に、かつ／または前記ストラットの近傍に配置されていることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載のファン用支持モジュール。
14. 前記側面部材が、平坦な合成樹脂射出成形パーツまたは平坦な板金として構成されていることを特徴とする、請求項１１～請求項１３のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
15. 少なくとも４個の前記側面部材、特に６個～１０個の前記側面部材、好ましくは４個の前記側面部材が設けられていることを特徴とする、請求項１１～請求項１４のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
16. 前記側面部材が、支持機能を有し、前記ベースプレートと、前記ファンインペラと共に前記モータとを前記ノズルプレート上に保持していることを特徴とする、請求項１１～請求項１５のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
17. 互いに対応する前記ストラットおよび前記側面部材が、接続手段を用いて、対になって互いに接続されていることにより、特定の配置および互いに対する位置合わせを定義していることを特徴とする、請求項１１～請求項１６のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
18. 前記ストラットおよび／または前記側面部材の流入縁が、前記ファンインペラのブレードの後縁との間に可能な限り狭小の間隔を有していることを特徴とする、請求項１１～請求項１７のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
19. 前記ストラットおよび前記側面部材が、その端部に、前記ベースプレートのその対応する固定領域と前記ノズルプレートとに固定するための固定領域を有し、接続がネジ留め、リベット留め、接着または溶接によりなされていることを特徴とする、請求項１１～請求項１８のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
20. 前記ノズルプレートおよび前記ベースプレート上の固定具が、前記２つのノズルプレートおよびベースプレートを補強または安定化もするそれぞれの縁屈曲部に対応付けられていることを特徴とする、請求項１９に記載のファン用支持モジュール。
21. 前記ベースプレートおよび任意で前記ノズルプレートが、板金または合成樹脂からなっていることを特徴とする、請求項１～請求項２０のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
22. 前記ベースプレートが、面取りコーナー部を有する四角形状または多角形状の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１～請求項２１のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
23. 前記ノズルプレートの径方向の延在部分が、前記ファン用支持モジュールの径方向の設置空間を定義していることを特徴とする、請求項１～請求項２２のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
24. ファン用支持モジュールを有するファンと、流れ条件に多くの場合は影響を与えないモータサスペンションに前記ファン用支持モジュールが置き換えられている以外には同一のファンとの、吸入側狭帯域ノイズ圧力スペクトルに関する比較において、若干高い圧力上昇領域にある一定の流速におけるファン特性曲線上にある体積流量について、前記ファン用支持モジュールを有するファンに対応するノイズ圧力スペクトルの場合、第１ブレード繰り返し周波数の７０％～９０％の周波数帯域における最大低調波ノイズ圧力上昇が、３ｄＢ以上だけより低いことを特徴とする、請求項１～請求項２３のいずれか１項に記載のファン用支持モジュール。
25. モータと、特に、ラジアルファンまたは斜流ファン用の前記モータにより回転駆動されるファンインペラとを備えているファンであって、請求項１～請求項２４のいずれか１項に記載のファン用支持モジュールを有しているファン。

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