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JP6070752B2 - 遠心送風機 - Google Patents

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JP6070752B2
JP6070752B2 JP2015077087A JP2015077087A JP6070752B2 JP 6070752 B2 JP6070752 B2 JP 6070752B2 JP 2015077087 A JP2015077087 A JP 2015077087A JP 2015077087 A JP2015077087 A JP 2015077087A JP 6070752 B2 JP6070752 B2 JP 6070752B2
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ゼング ジー
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デンソー インターナショナル アメリカ インコーポレーテッド
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Description

この明細書における開示は、遠心送風機に関する。
従来技術として先行技術文献の欄に列挙する特許文献が知られている。
米国特許第5839879号明細書 米国特許第6224335号明細書 米国特許出願公開第2006/0171803号明細書
この項は、発明に関連する背景技術を開示するが、それは公知の従来技術として開示されるものではない。
図1および図2において、実在する送風機アセンブリ、例えば、乗り物のための暖房、換気および空調(HVAC)ユニットのための送風機アセンブリが、参照符号10によって示されている。送風機アセンブリ10は一般に遠心ファン12およびスクロールケーシング14を含んでいる。遠心ファン12は、空気流Aの受け入れのための空気入口20をその中央に区画形成している。遠心ファン12は、それ外周において、複数の空気出口22を区画形成している。複数のブレード24は空気出口22を出る空気流Aを指向させるために、空気出口22に設けられている。遠心ファン12は空気入口20の軸中心における軸の周りで回転する。
スクロールケーシング14は、スクロール開始位置32からスクロール終了位置34までの遠心ファン12の部分の周りに延びているスクロールケーシング側面30を有する。送風機アセンブリ10の空気出口36は、スクロール終了位置34から、空気流Aが送風機アセンブリ10を出る出口開口38まで延びている。空気出口36は出口開口38を区画形成する。
窓開口40は、スクロールケーシング側面30と、スクロール開始位置32に近接した遠心ファン12との間に区画形成される。スクロール開始位置32にあるのは、少なくとも部分的に窓開口40を区画形成する隔壁42である。隔壁42は、空気出口36からスクロールケーシング側面30を、おおよそ分離するか、区画しており、それは、任意の適切な隔壁、例えば垂直の隔壁またはノーズによって提供されうる。隔壁は、例えば、図2における線Bに沿って、スクロールケーシング14の下側面44に対して垂直に延びている。
スクロールケーシング14の下側面44は、リング状の平面部分46の下に、おおよそ掘り下げられている。リング状の平面部分46は、遠心ファン12が据え付けられる中央の開口48を少なくとも部分的に区画形成する。図3には、開口48と、この明細書の説明による開示に関連する特徴とが含まれている。
リング状の平面部分46は、遠心ファン12をおおよそ囲んでいる。例えば、図2の方向において例示されるように、リング状の平面部分46およびスクロールケーシング14の下側面44は、リング状の平面部分46が下側面44の上の面において延びることで、おおよそ平行に延びており、かつ、互いに離れた面である。
傾斜面50は、出口開口38の方向にスクロール終了位置34を越えて延びている傾斜した推移部分52を含んでいる。それは、遠心ファン12の内部からスクロールケーシング14全体を流れる空気流Aに対して下流の方向である。傾斜した推移部分52は、傾斜した推移部分52が下流に向けてスクロール終了位置34から離れて延びるにつれて、遠心ファン12の方へ向かって径方向内側へ角度付けられている。傾斜した推移部分52は、垂直側壁60まで及ぶ。垂直側壁60は、図1に図示される隔壁42に近接する部位、または出口開口38により近い隔壁42の下流で始まっていてもよい。
案内壁または案内平面62は、隔壁42へ向けてリング状の平面部分46から延びている。空気出口36に近接した案内平面62の外側の端は、リング状の平面部分46から、おおよそ隔壁42の接線の方向へ延びている。したがって、隔壁42では、例えば図2に例示されるように、案内平面62は、おおよそ隔壁42の高さに沿って延びる線Bに垂直である平面に延びている。
この項は、発明に関する概略的な開示を与えるが、その全範囲またはその全特徴の包括的な開示ではない。
この開示は、遠心送風機を提供する。遠心送風機は、中央に空気入口を区画形成するとともに、外周に複数の空気出口を区画形成する遠心ファンであって、複数の空気出口に複数のブレードを有する遠心ファン(12)、および遠心ファンを収容するスクロールケーシング(14)を備え、スクロールケーシングは、スクロール開始位置(32)、スクロール終了位置(34)、スクロール終了位置から延びる空気出口(36)、スクロール開始位置と空気出口との間の隔壁(42)、スクロールケーシングの下側面(44)に対して上に位置づけられており、遠心ファンが据え付けられる中央の開口(48)を区画形成するリング状の平面部分(46)、およびリング状の平面部分とスクロールケーシングの下側面との間の傾斜案内面であって、下側面に向けて傾斜しており、スクロールケーシングのスクロール開始位置におけるスクロールケーシングの隔壁に向かう下流方向に延びる傾斜案内面(120)を備え、傾斜案内面は、スクロール終了位置から隔壁に延びており、下流方向に向けて幅が増加しており、隔壁を通り過ぎてスクロール開始位置のほうへ延び、隔壁を通り過ぎて空気出口の中へ延びている。
この発明を適用可能な分野はここでの開示によって明らかにされる。この発明の概要における説明と具体的な例示とは、具体的な説明を与える用途だけを意図したものであって、本発明の技術的範囲を限定することを意図したものではない。
ここに説明された図面は、選択された実施形態を図示するためだけのものであって、すべての実用的な可能性を示すものではない。そして、ここに説明された図面は、発明の範囲を限定することを意図するものではない。複数の図面の図示にわたって、対応する参照符号は、対応する部分を指している。
図1は、従来技術(Prior Art)に係る送風機アセンブリの斜視図である。 図2は、図1の2−2線における断面図である。 図3は、この開示に関する送風機アセンブリの斜視図である。 図4は、図3の4−4線における断面図である。 図5は、図3の5−5線における断面図である。 図6は、比較のために透過的に図1の案内平面の形状を示した、この開示に関する傾斜案内面の斜視図である。 図7は、この開示に関する案内傾斜面と、図3の送風機アセンブリの周辺部分との斜視図である。 図8は、この開示に関する他の案内傾斜面と、この開示に関する他の送風機アセンブリの周辺部分との斜視図である。
以下、発明の複数の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図3において、この開示に関する遠心式の送風機アセンブリ(遠心送風機組立体)は、参照数字110で図示されている。送風機アセンブリ10の特徴と類似または同一の送風機アセンブリ110の特徴は、類似の参照数字によって示されて図示されている。送風機アセンブリ10の記述において述べられた共通の特徴の記述は、送風機アセンブリ110にも適用される。送風機アセンブリ110は、遠心送風機とも呼ばれる。
送風機アセンブリ110は傾斜案内面120を有する。傾斜案内面120は、図1および2の送風機アセンブリ10の案内平面62と対照的である。傾斜案内面120は、傾斜案内面120の反対側の端部に、上流側端部122および下流側端部124を有する。上流側端部122は、送風機アセンブリ110による空気流Aの方向に関して下流側端部124の上流にある。上流側端部122は、おおよそ、スクロール終了位置34に位置づけられている。上流側端部122は、リング状の平面部分46と傾斜面50の間の部分リング状移行帯140に隣接している。
上流側端部122から、傾斜案内面120は下流に延び、下流側端部124まで延びている。下流側端部124は、隔壁42の基礎部分142にある。基礎部分142は隔壁42の先端面144にある。
下流側端部124は、側壁に沿って隔壁42を通り過ぎて延びてもよい。例えば、下流側端部124は、窓開口40まで、あるいはその窓開口40を通り過ぎて下流側端部124Aのように延びてもよい。ここに、例えば図8の教示と関連付けられて記述されるように、下流側端部124は、空気出口36で隔壁42の横を通り過ぎて、下流側端部124Bのように延びていてもよい。
傾斜案内面120はさらに内側端126および内側端126とは径方向反対に位置する外側端128を含んでいる。内側端126は、リング状の平面部分46の外側端146に隣接している。リング状の平面部分46の外側端146は、リング状の平面部分46の内側端148とは径方向の反対側にある。内側端148は、中央の開口48を区画形成する。傾斜案内面120の外側端128は傾斜面50の推移部分52にある。傾斜案内面120は、内側端126および外側端128の間の幅に関して、上流側端部122において最も狭く、下流側端部124において最も広い。
傾斜案内面120は、その内側端126から外側端128まで、例えば径方向外側に向けて、おおよそ外へ向けて傾斜している。一般に、傾斜案内面120は、スクロールケーシング14の下側面44の方向に、外向きに、かつ下流向きに傾斜している。したがって、隔壁42の基礎部分142では、傾斜案内面120の下流側端部124は、隔壁42の高さに沿って伸びる線Bに対して非直角である。
例えば、図4に図示されるように、隔壁42の先端面144に近接した図3の4−4断面において、傾斜案内面120はリング状の平面部分46に対して角度θ1(シータ1)で角度付けられている。角度θ1は任意の適切な角度に設定することができ、例えば、15度、およそ15度、または15度の3度以内の範囲内(12度以上18度以下の範囲内)とすることができる。
例えば、図5に図示されるように、4−4断面より上流側の図3の5−5断面において、傾斜案内面120はリング状の平面部分46に対して角度θ2(シータ2)で角度付けられている。角度θ2は任意の適切な角度に設定することができ、例えば、5度、およそ5度、または5度の3度以内の範囲内(2度以上8度以下の範囲内)とすることができる。角度θ2は、角度θ1より小さく、角度θ1と等しく、または角度θ1とほぼ等しくすることができる。したがって、内側端126から外側端128までの傾斜案内面120の傾斜は、上流側端部122から下流側端部124に向かって増加している。図6は、傾斜案内面120と図1および図2の案内平面62とを比較のために重複的に図示している。
図3および図7に例示されるように、傾斜案内面120の外側端128では、傾斜案内面120は傾斜面50の推移部分52に向けて推移してゆく。スクロール終了位置34では、推移部分52は、径方向に関して、傾斜面50が延びる距離と等しい距離、またはほぼ等しい距離だけ延びている。出口開口38へ向かう下流の方向において、推移部分52は、傾斜案内面120から徐々に少なく延びており、よって、下流の方向において徐々に内側へ傾斜している。隔壁42では、推移部分52は終了することができ、空気出口36の側面を区画形成する垂直の側壁60とほぼ同じ面になるか、または垂直の側壁60に移行してゆく。
代替的に、図8において、例えば、推移部分52はさらに下流に延びることができ、隔壁42を越えて延びてもよい。例えば、推移部分52は、隔壁42に近接して、しかし全体的に垂直の側壁60ではなく、傾斜案内面120に向けて内側へ向かう先細りにすることができ、その後、出口開口38へ向かう下流の方向に隔壁42を越えて延びてもよい。推移部分52は、隔壁42を越えて直線状に、隔壁42を越えて外側に先細りに、または隔壁42を越えて内側に先細りに延びてもよい。図8は、さらに隔壁42を越えて出口開口38へ向かう空気出口36の中の下流側端部124Bまで延びる傾斜案内面120を図示している。
この教示に係る、隔壁42を越えて延びる傾斜案内面120および/または傾斜した推移部分52は、空気流の混乱D、および傾斜案内面120および隔壁42の領域において生成される騒音を除去するか最小化するように、空気出口36へ空気流Aを指向させ、隔壁42から空気流Aを逸らす。例えば、図1および図2の送風機アセンブリ10と比較して、この教示に係る送風機アセンブリ110はより静かである。
この実施形態には以下に述べる複数の特徴的な側面が記述されている。ひとつの側面において、遠心送風機110は、スクロールケーシング14を有する。スクロールケーシング14は、スクロールケーシング14の下側面44に対して上に位置づけられており、遠心ファン12が据え付けられる中央の開口48を区画形成するリング状の平面部分46を備える。スクロールケーシング14は、リング状の平面部分46とスクロールケーシング14の下側面44との間の傾斜案内面120であって、下側面44に向けて傾斜しており、スクロールケーシング14のスクロール開始位置32におけるスクロールケーシング14の隔壁42に向かう下流方向に延びる傾斜案内面120を備える。
傾斜案内面120はリング状の平面部分46から直接に延びている。傾斜案内面120は、リング状の平面部分46より径方向外側に位置し、リング状の平面部分46から径方向外側に延び出している。傾斜案内面120は、リング状の平面部分46がスクロール開始位置32から下流方向に向けて延びる範囲のうちの下流端を含む狭い周方向範囲にのみ設けられている。傾斜案内面120は、隔壁42の直前にだけ形成されている。
傾斜案内面120は隔壁42に完全に延びている。傾斜案内面120は、径方向に関して隔壁42の径方向幅を完全に覆うように形成されている。傾斜案内面120は、隔壁42に到達するように形成されている。隔壁42と傾斜案内面120との間には、隔壁42の先端面に沿って延びるとともに、傾斜案内面120の傾斜に対応して傾斜する凹んだ角部が形成される。この角部は、中央の開口48から径方向外側に向けて延び、リング状の平面部分46から下側面44に向けて近づくように傾斜している。
傾斜案内面120の傾斜角度は、下流方向に向けて徐々に増加する場合がある。傾斜案内面120のリング状の平面部分46に対する傾斜角度は、遠心ファン12の回転方向におけるどの位置においても、傾斜面50の傾斜角度および推移部分52の傾斜角度より小さい。傾斜案内面120は、リング状の平面部分46のようにその平面部分46に沿って隔壁42に向けて真っ直ぐに空気を案内することなく、やや空気出口36へ向けて傾斜させながら隔壁42に向けて空気を案内する。傾斜案内面120の上における空気流は、やや径方向外側へ、しかも下側面44に向けて案内される。傾斜案内面120は、隔壁42の先端面より上流側に、ほぼ三角形、より具体的にはリング状の平面部分46に沿ってやや湾曲して延びる三角形の形状をなして設けられている。傾斜案内面120は、隔壁42との境界を底辺とし、リング状の平面部分46との境界をひとつの斜辺とし、傾斜面50または推移部分52との境界をひとつの斜辺とする三角形として形成されうる。
傾斜案内面120とスクロールケーシング14の下側面44との間は、中央の開口48の大部分の周りにおいて下側面44に向けて延びる傾斜面である推移部分52である。推移部分52は、下流方向に向けて中央の開口48に向けて径方向内側へ角度づけられている。推移部分52は、スクロール開始位置32から、またはその近傍から空気の流れ方向に沿って延びている。推移部分52と下側面44との間の境界は、スクロールケーシング14が出口へ向かうにつれて、径方向外側へ徐々に推移しており、傾斜案内面120が広がる周方向の範囲の少なくとも一部と重複する範囲において、径方向内側へ徐々に推移している。隔壁42は、スクロール開始位置32と遠心送風機の空気出口36との間の垂直な隔壁である。
傾斜案内面120は下流方向に向けて幅が増加している。傾斜案内面120は、リング状の平面部分46と推移部分52との間の境界から始まり、その幅は、隔壁42の幅の少なくとも一部を含む幅になるように、または隔壁42の幅を包含する幅になるように増加する。傾斜案内面120は、スクロールケーシング14のスクロール終了位置34から隔壁42に完全に延びており、スクロール終了位置34およびスクロール開始位置32は、スクロールケーシング14によって区画形成された空気通路の反対側の端部である。遠心送風機110は、さらに、スクロール終了位置34から延びる空気出口36を備えることができる。
他のひとつの側面において、遠心送風機110は、スクロールケーシング14を有する。スクロールケーシング14は、スクロールケーシング14の下側面44に対して上に位置づけられており、遠心ファン12が据え付けられる中央の開口48を区画形成するリング状の平面部分46を備える。スクロールケーシング14は、リング状の平面部分46からスクロールケーシング14の下側面44に向けて延びる傾斜案内面120であって、下側面44に向けて傾斜しており、スクロールケーシング14のスクロール開始位置32におけるスクロールケーシング14の隔壁42に向かう下流方向に延び、下流方向に向けて幅が増加する傾斜案内面120を備える。
傾斜案内面120はリング状の平面部分46から直接に延びている。傾斜案内面120とスクロールケーシング14の下側面44との間は、中央の開口48の大部分の周りにおいて下側面44に向けて延びる傾斜面である推移部分52である。推移部分52は、下流方向に向けて中央の開口48に向けて径方向内側へ角度づけられている。隔壁42は、スクロール開始位置32と遠心送風機の空気出口36との間の垂直な隔壁42である。傾斜案内面120は、スクロールケーシング14のスクロール終了位置34から隔壁42に完全に延びており、スクロール終了位置34およびスクロール開始位置32は、スクロールケーシング14によって区画形成された空気通路の反対側の端部である。
傾斜案内面120は隔壁42の反対側に隔壁42を越えて延びている。傾斜案内面120は、隔壁42の凸状の先端面の両側に延び出している。傾斜案内面120は、隔壁42の凸状の先端面の少なくとも径方向外側に延び出すことができる。
さらに他のひとつの側面において、遠心送風機110は、中央に空気入口20を区画形成するとともに、外周に複数の空気出口22を区画形成する遠心ファン12であって、複数の空気出口22に複数のブレード24を有する遠心ファン12を備える。遠心送風機110は、遠心ファン12を収容するスクロールケーシング14を備える。スクロールケーシング14は、スクロール開始位置32、スクロール終了位置34、スクロール開始位置32とスクロール終了位置34との間に延在し、および、スクロールケーシング14を通る空気流に関してスクロール終了位置34をスクロール開始位置32の下流に位置づける空気通路を備える。スクロールケーシング14は、スクロール終了位置34から延びる空気出口36、およびスクロール開始位置32と空気出口36との間の隔壁42を備える。スクロールケーシング14は、スクロールケーシング14の下側面44に対して上に位置づけられており、遠心ファン12が据え付けられる中央の開口48を区画形成するリング状の平面部分46、およびリング状の平面部分46に隣接していて、隔壁42に向けて下流方向へ延びており、下側面44へ向けてリング状の平面部分46から離れるように下向きに傾斜している傾斜案内面120を備える。
傾斜案内面120はリング状の平面部分46に直接に近接している。傾斜案内面120は隔壁42の反対側に隔壁42を越えて延びている。傾斜案内面120は隔壁42に完全に延びており、下流方向に向けて幅が増加している。
例示された実施形態は、この開示が完全になるように、そして、この開示が当業者に技術的範囲を完全に伝えるように提供されている。特定の成分、装置、および方法の例示のような多数の特定の詳細な説明は、この開示の実施形態についての完全な理解を提供するために述べられている。特定の詳細が採用される必要がない場合があること、例示された実施形態が多数の異なる形態によって実施可能であること、そして、何も開示の範囲を限定するように解釈されるべきではないことは当業者には明白である。いくつかの例示された実施形態では、周知の方法、周知の装置構造、および周知の技術は、詳細に記述されない。
ここに使用される用語は、特別の例示された実施形態だけを記述するためのものであり、制限的な意図はない。ここに使用されるように、文脈が明確に反対のことを示さない限り、1つを示す語は複数形をも含むように意図されている。用語「備える」「有する」「含む」「もつ」は、包括的であって、したがって記述された特徴、整数、ステップ、操作、要素、および/または部品の存在を述べており、しかし、ひとつまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、部品、および/またはそれらの組み合わせの追加または存在を除外しない。ここに説明された方法の工程、処理、および操作は、実行の順序として特別に指定されない限り、説明され、または図示された特定の順序での実行を要求するものとして解釈されない。さらに、追加的な、または代替的な工程が採用可能であるとも理解されるべきである。
ひとつの要素または層と、他の要素または層とが、「上に」、「連結されて」、「接続されて」、または「組み合わせられて」のように参照される場合、ひとつの要素または層と、他の要素または層とは、「直接に」または「介在要素または介在層が存在して」上に、連結されて、接続されて、または組み合わせられていてもよい。反対に、ひとつの要素または層と、他の要素または層とが、「直接に上に」、「直接に連結され」、「直接に接続され」、または「直接に組み合わせられ」と参照される場合、そこには介在要素または介在層は存在しなくてもよい。複数の要素の間の関係を説明する他の用語(例えば、「の間」と「の間に直接に」、「隣接する」と「直接に隣接する」など)は、同様に解釈されるべきである。ここに使用されるように、用語「および/または」は、関連付けて列挙された要素のすべての1つ、または、複数のすべての組み合わせを含んでいる。
ここでは、様々な要素、部品、領域、層、および/または区分について記述するために、第1、第1,第3などの用語が使用されることがあるが、それらの要素、部品、領域、層、および/または区分はそれらの用語では限定されない。これらの用語はひとつの要素、部品、領域、層、また区分を他の要素、部品、領域、層、また区分から区別するために単純に使用される。文脈によって明示されない限り、「第1」、「第2」および他の数詞は使用された場合に順序または順番を意味しない。したがって、例示された実施形態の教示から外れずに、ここに記述の第1要素、第1部品、第1領域、第1層、および第1区分は、第2要素、第2部品、第2領域、第2層、および第2区分としても記述可能である。
空間的な相対的な用語、例えば、「内部の」、「外部の」、「の下に」「以下に」「より低い」、「上に」、「上部の」などは、図面に図示されたひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を記述するための記載を簡単にするために用いられている。空間的に相対的な用語は、図の中に描かれた方向に加えて、使用または操作において装置の異なる方向を包含するように意図されている。例えば、図の中の装置がひっくり返される場合、他の要素または特徴の「以下に」または「下に」と記述された要素または特徴は、他の要素または特徴の「上に」と方向付けられる。したがって、例えば、用語「以下に」は「上に」と「以上に」の両方を包含することができる、装置は他の方向付けられてもよく(90度回転された方向、または他の方向)、また、ここに用いられた空間的な相対的説明用語はそのように適合的に解釈されてもよい。
以上に述べた実施形態の説明は、図示と説明のために与えられたものである。そこには、発明を限定する意図や、網羅的にする意図はない。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、その特定の実施形態に限定されない。しかし、具体的に図示され説明されていない限り、適用可能であれば、それらは互いに入れ替え可能であり、特定の選ばれた実施形態において利用可能である。それぞれの個別の構成要素、または特定の実施形態の特徴は、多くの手法に変形可能でもある。それらの変形例は発明からの派生物として考慮されるべきではなく、すべてのそれらの変形例は発明の技術的範囲に属するべきものとして意図されている。
110 送風機アセンブリ(遠心送風機)、
12遠心ファン、20 入口開口、22 出口開口、24 ブレード、
14 スクロールケーシング、
32 スクロール開始位置、34 スクロール終了位置、 36 出口開口、
42 隔壁、44 下側面、46 リング状の平面部分、
48 中央の開口、50 傾斜面、52 推移部分、
120 傾斜案内面。

Claims (3)

  1. 中央に空気入口を区画形成するとともに、外周に複数の空気出口を区画形成する遠心ファンであって、前記複数の空気出口に複数のブレードを有する遠心ファン(12)、および
    前記遠心ファンを収容するスクロールケーシング(14)を備え、
    前記スクロールケーシングは、
    スクロール開始位置(32)、
    スクロール終了位置(34)
    前記スクロール終了位置から延びる空気出口(36)、
    前記スクロール開始位置と前記空気出口との間の隔壁(42)、
    スクロールケーシングの下側面(44)に対して上に位置づけられており、遠心ファンが据え付けられる中央の開口(48)を区画形成するリング状の平面部分(46)、および
    前記リング状の平面部分と前記スクロールケーシングの前記下側面との間の傾斜案内面であって、前記下側面に向けて傾斜しており、前記隔壁に延びる傾斜案内面(120)を備え、
    前記傾斜案内面は、
    前記スクロール終了位置から前記隔壁に延びており、
    前記下流方向に向けて幅が増加しており、
    前記隔壁を通り過ぎて前記スクロール開始位置のほうへ延び、
    前記隔壁を通り過ぎて前記空気出口の中へ延びている遠心送風機。
  2. 前記傾斜案内面は前記リング状の平面部分から直接に延びている請求項1に記載の遠心送風機。
  3. 前記傾斜案内面と前記スクロールケーシングの前記下側面との間は、前記中央の開口の大部分の周りにおいて前記下側面に向けて延びる傾斜面である推移部分である請求項1または請求項2に記載の遠心送風機。
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