串聯配置軸流風扇的製作方法

2023-05-14 17:14:31

專利名稱：串聯配置軸流風扇的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種為了提高冷卻效果而將兩個軸流風扇串聯配置構成 的串聯配置軸流風扇。
背景技術：
以往，在個人計算機或伺服器等電子設備中，設有用於冷卻箱體內 部的電子部件的冷卻風扇，隨著箱體內部的電子部件的高密度化安裝， 對冷卻風扇的性能的要求也提高了。特別是在伺服器等比較大型的電子 設備中，要求有靜壓高且風量大的冷卻風扇。
例如，作為提高冷卻風扇靜壓的方法，有著將兩個軸流風扇串聯配 置的方法。此外，作為提高冷卻風扇靜壓的一個方法，在專利文獻1中 公開了將兩個葉輪沿旋轉軸方向串聯配置的結構。
專利文獻l:日本專利3717803號公報
在上述現有技術中的串聯配置軸流風扇中，由於由上遊側風扇產生 的空氣流在流入下遊側風扇的過程中會產生能量損失，因此有著風量和 靜壓值降低的問題。
例如，在將風量和靜壓這些特性相同的兩個軸流風扇沿旋轉軸串聯 (即，兩個軸流風扇基本同軸)配置而成的串聯配置軸流風扇中，期待 其最大靜壓(風量為零時的靜壓)為一個軸流風扇時的2倍。然而，實 際上根據實驗已知其靜壓停留在1.5倍左右，即使是在上遊側風扇和下遊 側風扇之間設有靜翼的風扇中，靜壓也只停留在1.8倍左右。
在現有技術的串聯配置軸流風扇中，上遊側風扇與下遊側風扇向同 一方向旋轉。該情況下，從上遊側風扇向下遊側風扇流動的空氣的速度 分量包括與上遊側風扇的旋轉方向相同的方向上的迴轉分量。因此，在 下遊側風扇中，流入的是速度分量包括與下遊側風扇的旋轉方向相同的方向的迴轉分量的空氣。由此，下遊側風扇相對於空氣流的相對旋轉速 度變小，下遊側不能對空氣充分地做功。上述的作用被認為是不能夠充 分提高靜壓特性的主要原因之一。
此外，在專利文獻1中公開的串聯配置軸流風扇中，下遊側風扇和 上遊側風扇的旋轉方向不同。由此，並沒有設想在下遊側風扇和上遊側 風扇的旋轉方向為相同方向的情況下，由下遊側風扇對由上遊側風扇旋 轉而產生的空氣流充分進行做功一事。

發明內容
本發明就是鑑於上述課題而作出的，其目的之一在於提高串聯配置 軸流風扇的風量以及靜壓的特性。
為了達成上述目的，本發明的第一方面所述的串聯配置軸流風扇， 其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外 側伸出、並且以中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第一翼；第一電 動機部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第一葉輪旋轉；第二葉 輪，其與第一葉輪相對地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側伸出、 並且以所述中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第二翼；第二電動機 部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第二葉輪旋轉；整流裝置， 其配置於所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機殼，其包圍所述第 一葉輪和所述第二葉輪，並構成空氣流動的流路，通過第一葉輪的旋轉 和第二葉輪的旋轉，產生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多 個整流板，所述多個整流板分別具有位於所述第一葉輪側的第一邊緣和 位於所述第二葉輪側的第二邊緣，並且所述第一邊緣具有相對於所述第 二邊緣位於所述第二葉輪的旋轉方向下遊側的部位。
本發明的第十一方面的所述串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串 聯配置軸流風扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側伸出、並且以中 心軸線為中心沿周向並列配置的多個第一翼；第一電動機部，其以所述 中心軸線為中心並用於使所述第一葉輪旋轉；第二葉輪，其與第一葉輪 相對地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側伸出、並且以所述中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第二翼；第二電動機部，其以所述中 心軸線為中心並用於使所述第二葉輪旋轉；整流裝置，其配置於所述第 一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機殼，其包圍所述第一葉輪和所述第 二葉輪，並構成空氣流動的流路，通過第一葉輪的旋轉和第二葉輪的旋 轉，產生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多個整流板，通過 所述多個整流板使對所述第一葉輪旋轉所產生的空氣流賦予與所述第二 葉輪的旋轉方向相反的方向的流速分量。
在本發明的串聯配置軸流風扇中，通過整流裝置對由第一葉輪的旋 轉所產生的空氣流賦予朝向第二葉輪的旋轉方向上遊側的迴轉分量。由 此，第二葉輪相對於朝向第二葉輪進入的空氣流的相對旋轉速度增大。 由此，空氣流在第二葉輪作用下被提供足夠的能量，靜壓能量上升。因 此，本發明的串聯配置軸流風扇能夠發揮高靜壓特性。


圖1是分解示出本發明的一個實施方式所述的串聯配置軸流風扇1 的立體圖。
圖2是沿包含本發明的一個實施方式所述的串聯配置軸流風扇1的 中心軸線的平面剖開的情況下的縱剖視圖。
圖3是示出圖2中串聯配置軸流風扇1的由第一靜翼24和整流板 43組合而成的部分A的立體圖。
圖4是示出沿以圖2中的中心軸線Jl為中心且具有任意半徑的圓筒 面剖開時第一翼211、第一靜翼24、整流板43、第二翼311、第二靜翼 34的剖面的剖視圖。
標號說明
1:串聯配置軸流風扇；2:第一軸流風扇；3:第二軸流風扇；4: 整流裝置；21:第一葉輪；31:第二葉輪；41:機殼；42:基座部；43: 整流板；211:第一翼；311:第二翼；212、 312:輪毅；22、 32:電動 機部；221、 321:固定組裝體；2211、 3211:基座部2212、 3212:軸 承保持部；2213、 2214:球軸承；2215、 3215:電樞2216、 3216:電路基板；222、 322:轉子部；2221、 3221:磁軛；2222、 3222:勵磁用 磁鐵；Jl:中心軸線。
具體實施例方式
圖1是分解示出本發明的一個實施方式所述的串聯配置軸流風扇1 的立體圖。圖2是沿包含該串聯配置軸流風扇1的中心軸線的平面剖開 的情況下的縱剖視圖。串聯配置軸流風扇1例如用作對伺服器等電子設 備進行風冷的電動式冷卻風扇。如圖1和圖2所示，串聯配置軸流風扇1 包括配置於圖1中上側的第一軸流風扇2;整流裝置4，其配置於圖l 的中部，沿中心軸線Jl與第一軸流風扇2連接；以及第二軸流風扇3， 其配置於圖1中下側，沿中心軸線Jl與整流裝置4連接。第一軸流風扇 2整流裝置4、和第二軸流風扇3通過螺釘(未圖示)等互相相對固定。
本實施方式中的串聯配置軸流風扇1通過使圖2所示的第一軸流風 扇2的第一葉輪21和第二軸流風扇3的第二葉輪31以中心軸線Jl為中 心向同一方向旋轉，從圖2中的上側(即第一軸流風扇2側)抽取空氣 並向下側(即第二軸流風扇3側)送出，從而產生中心軸線J1方向的空 氣流。詳細來說，第一軸流風扇2的第一葉輪21和第二軸流風扇3的第 二葉輪31在圖2中從上側觀察時，以中心軸線Jl為中心順時針旋轉。 此外，在下面的說明中，"軸向"指與旋轉軸平行的方向，"徑向"指與旋轉 軸垂直的方向。進而，在中心軸線J1方向上，作為空氣抽取側的圖2中 上側稱作"上側"或"吸氣側"，作為空氣排出側的圖2中下側稱作"下側" 或"排氣側"。其中，中心軸線J1未必與重力方向一致。
第一軸流風扇2包括第一葉輪21、第一電動機部22、第一機殼23 和多個第一靜翼24。第一葉輪21包括以中心軸線Jl為中心向徑向外側 伸出的多個第一翼211。此外，多個第一翼211以中心軸線Jl為中心沿 周向隔開相等間隔地進行配置。在本實施方式中，第一翼211的片數為5 片。在圖2中從上側觀察時，第一電動機部22使第一葉輪21以中心軸 線J1為中心按照順時針方向旋轉。由此，產生中心軸線J1方向的空氣流 (即，從圖2中的上側朝向下側的空氣流)。第一機殼23通過包圍第一葉輪21的徑向外側而形成了由第一葉輪21以中心軸線Jl為中心旋轉所 產生的空氣流的流路。多個第一靜翼24在第一葉輪21的下側(即，第 一葉輪21和整流裝置4之間)以中心軸線Jl為中心從第一電動機部22 向徑向外側伸出，並且與第一機殼23連接，支撐第一電動機部22。在本 實施方式中第一靜翼24有17根，在下面有時會將17根第一靜翼24合 起來總稱作"第一靜翼組"。在第一軸流風扇2中，在第一機殼23的內側 配置有第一葉輪21、第一電動機部22以及第一靜翼組。在本實施方式中， 為了方便理解，將後述的具有靜翼效果的支撐肋也稱做靜翼。
另外，在圖2中，為了圖示方便，對第一翼211和第一靜翼24分別 示出了從側面觀察的概要形狀。此外，對後述的第二軸流風扇3的第二 翼311以及第二靜翼34，與第一翼211和第一靜翼24同樣地，也是分別 示出了從側面觀察的概要形狀。
如圖2所示，第一電動機部22包括固定組裝體221以及作為旋轉組 裝體的轉子部222，轉子部222通過後述的軸承機構被支撐為能夠以中心 軸線J1為中心相對於固定組裝體221旋轉。
固定組裝體221包括基座部2211,該基座部2211在圖2中從上側觀 察的俯視圖裡呈以中心軸線Jl為中心的大致圓盤形狀。基座部2211通過 多個第一靜翼24固定在第一機殼23的大致圓筒狀的內周面上，並保持 固定組裝體221的各部分。基座部2211為鋁製，其與同為鋁製的多個第 一靜翼24和第一機殼23—起通過鑄鋁形成。其中，基座部2211、第一 靜翼24和第一機殼23使用的材料以及製造方法並不限定於例如鋁和鑄 鋁，例如也可以通過採用樹脂材料的注塑成型來形成。
如圖2所示，在基座部2211的中央固定有從基座部2211向上側(即 吸氣側)突出的大致圓筒狀的軸承保持部2212。在軸承保持部2212的內 側，作為軸承機構一部分的球軸承2213、 2214以分離開的方式設在中心 軸線J1方向的上部和下部。
此外，固定組裝體221還包括電樞2215，其安裝於軸承保持部2212 的外側面上；以及大致圓環板狀的電路基板2216，其安裝於電樞2215的 下側，並且與電樞2215電連接並具有用於控制轉子部232的旋轉的電路。電路基板2216通過由多根導線集束形成的導線組與設於串聯配置軸流扇 1外部的外部電源相連接。另外，在圖2中省略了導線組和外部電源的圖
轉子部222包括金屬制的磁軛2221，其具有磁性，並形成為以中 心軸線J1為中心的大致圓筒狀；大致圓筒狀的勵磁用磁鐵2222,其固定 於磁軛2221的側壁部內側(即內側面)，並與電樞2215在徑向上對置； 以及軸2223，其與中心軸線J1同軸配置，並且從後述的輪轂212的中央 向下側突出。
軸2223插入到軸承保持部2212中並由球軸承2213、 2214支撐成相 對於固定組裝體22能夠旋轉。在第一軸流風扇2中，軸2223和球軸承 2213、 2214起到軸承機構的作用，將磁軛2221支撐成能夠以中心軸線 Jl為中心相對於基座部2211旋轉。
第一葉輪21包括將第一電動機部22的磁軛2221的外側覆蓋起來 的有蓋大致圓筒狀的輪轂212;以及多個第一翼211，它們從輪轂212的 側壁部外側(即外側面)向徑向外側伸出，並且以中心軸線Jl為中心沿 周向並列排列。輪轂212為樹脂制，其與同為樹脂制的第一翼211 —起 通過注塑成型來形成。
在第一軸流風扇2中，通過向電樞2215供給驅動電流，在電樞2215 和勵磁用磁鐵2222之間產生以中心軸線Jl為中心的轉矩。進而，通過 在第一電動機部22的電路基板2216上形成的電路來控制被供給到電樞 2215的驅動電流，由此在從圖2中上側觀察時，安裝於轉子部222上的 第一葉輪21的多個第一翼211以預先設定的轉速以中心軸線Jl為中心順 時針旋轉。由此，將空氣從圖2中的上側(即，吸氣側)吸入並向下側 (即，排氣側)送出。在本實施方式中，轉速設定為約3000ipm。
第二軸流風扇3包括第二葉輪31、第二電動機部32、第二機殼33 以及多個第二靜翼34。第二葉輪31包括以中心軸線Jl為中心並向徑向 外側伸出的多個第二翼311。此外，多個第二翼以中心軸線Jl為中心沿 周向隔幵相等間隔地進行配置。在本實施方式中，第二翼311的片數為5 片。在圖2中從上側觀察時，第二電動機部32使第二葉輪31以中心軸線Jl為中心按照順時針方向旋轉。由此，產生中心軸線Jl方向的空氣流
(即，從圖2中的上側朝向下側的空氣流)。第二機殼33通過包圍第二 葉輪31的徑向外側而形成了由第二葉輪31以中心軸線Jl為中心旋轉所 產生的空氣流的流路。多個第二靜翼34在第二葉輪31的下側以中心軸 線Jl為中心從第二電動機部32向徑向外側伸出，並且與第二機殼33連 接，支撐第二電動機部32。在本實施方式中第二靜翼34有17根，在下 面有時會將17根第二靜翼34合起來總稱作"第二靜翼組"。在第二軸流 風扇3中，在第二機殼33的內側配置有第二葉輪31、第二電動機部32 以及第二靜翼組。
圖3是示出圖2中串聯配置軸流風扇1的由第一靜翼24和整流板 43組合而成的部分A的立體圖。在整體地觀察串聯配置軸流風扇1時， 在連續的第一機殼23、風洞部41以及第二機殼33內側，在空氣流的流 路中從圖2中的上側(即，吸氣側)開始依次配置有第一葉輪21、第一 靜翼組、整流裝置4、第二葉輪31、以及由與第一靜翼組不同的其他多 個靜翼構成的第二靜翼組。在串聯配置軸流風扇1中，第一靜翼24的根 數與第二靜翼34的根數相等。
如圖2所示，第二電動機部32的結構與第一電動機部22的結構相 同，包括固定組裝體321以及轉子部322，該轉子部322配置於固定組裝 體321的上側(即，吸氣側)，並被支撐為能夠相對於固定組裝體321旋 轉。
固定組裝體321包括基座部3211，其通過多個第二靜翼34固定在 第二機殼33的大致圓筒狀的內周面上，並保持固定組裝體321的各部分； 在內側設有球軸承3213、 3214的大致圓筒狀的軸承保持部3212;安裝於 軸承保持部3212外周的電樞3215;以及大致圓環板狀的電路基板3216， 其安裝於電樞3215下側，並且與電樞3215電連接並具有用於控制電樞 3215的電路。
基座部3211為鋁製，其與同為鋁製的多個第二靜翼34以及第二機 殼33—起通過鑄鋁形成。其中，基座部3211、第二靜翼34以及第二機 殼33中使用的材料和製造方法並不限定於例如鋁和鑄鋁，例如也可以通過採用樹脂材料的注塑成型來形成。電路基板3216通過由多根導線集束 形成的導線組與設於串聯配置軸流扇1外側的外部電源相連接。
轉子部322包括金屬制的磁軛3221，其具有磁性，並形成為以中 心軸線J1為中心的大致圓筒狀；大致圓筒狀的勵磁用磁鐵3222，其固定 於磁軛3221的側壁部內側(即內側面)，並與電樞3215在徑向上對置； 以及軸3223，其與中心軸線J1同軸配置，並且從後述的輪轂312的中央 向下側突出。軸3223在軸承保持部3212內由球軸承3213、 3214支撐成 能夠旋轉。在第二軸流風扇3中，軸3223和球軸承3213、 3214起到軸 承機構的作用，將磁軛3221支撐成能夠以中心軸線Jl為中心相對於基 座部3211旋轉。
第二葉輪31包括將第二電動機部32的磁軛3221的外側覆蓋起來 的有蓋大致圓筒狀的輪轂312;以及多個第二翼311，它們從輪轂312的 外側面向徑向外側伸出。並且，多個第二翼3U以中心軸線Jl為中心沿 周向並列排列。輪轂312為樹脂制，其與同為樹脂制的第二翼311 —起 通過注塑成型來形成。
在第二軸流風扇3中，通過驅動第二電動機部32，以此在圖2中從 上側觀察時，第二葉輪31的多個第二翼311以預先設定的轉速以中心軸 線J1為中心順時針旋轉。由此，將空氣從圖2中的上側(即，第一軸流 風扇2側)吸入並向下側(即，第二靜翼34側)送出。在本實施方式中， 轉速設定為約3000rpm。
在本實施方式中，第一軸流風扇2和第二軸流風扇3採用結構完全 相同、發揮的風量和靜壓也完全相同的兩個軸流風扇。並且，通過在兩 個軸流風扇之間夾設後述的整流裝置4，能夠發揮是一個軸流風扇的2倍 以上的靜壓值。此外，通過採用相同的軸流風扇，生產線的管理能夠變 得容易，生產效率也能夠提高。並且，考慮到風量值的平衡，也可以使 第一軸流風扇2和第二軸流風扇3的形狀相同，但存在使轉速不同等差 異。此外，第一軸流風扇2和第二軸流風扇3也可以是完全不同的形狀。
如圖2所示，在中心軸線J1方向上，在第一軸流風扇2和第二軸流 風扇3之間配置有整流裝置4。整流裝置4包括風洞部41、基座部42和多個整流板43。
風洞部41的中心軸線Jl方向的上側的端面形狀如圖2所示，形成 為與第一軸流風扇2的排氣側端面的形狀大致相同。因而，通過將第一 軸流風扇2與整流裝置4連接起來，第一軸流風扇2的第一機殼23的內 周面與風洞部41的內周面形成了連續的面。此外，如圖2所示，風洞部 41的中心軸線J1方向的下側的端面的形狀形成為與第二軸流風扇3的吸 氣側的端面大致相同。因而，通過將第二軸流風扇3與整流裝置4連接 起來，第二軸流風扇3的第二機殼33的內周面與風洞部41的內周面形 成了連續的面。根據這些結構，能夠將從第一軸流風扇2送出的空氣順 暢地從第一機殼23開始沿風洞部41和第二機殼33的內周面從第二軸流 風扇3送出到外部。
整流裝置4的基座部42形成為以中心軸線J1為中心的大致圓筒狀。 多個整流板43 (在本實施方式中，為17根，在下面有時會將17根整流 板43合起來總稱作"整流板組"。)從基座部42的外側面向徑向外側伸出， 以中心軸線Jl為中心沿周向並列排列，並且與風洞部41連接。基座部 42為鋁製，其與同為鋁製的多個整流板43和機殼41 一起通過鑄鋁形成。 其中，基座部42、整流板43和機殼41使用的材料以及製造方法並不限 定於例如鋁和鑄鋁，例如也可以通過採用樹脂材料的注塑成型來形成。
如圖3所示，第一靜翼24和整流板43構成為從中心軸線J1方向 上側觀察時，第一靜翼24的下側的端面與整流板43的上側的端面大致 一致。在圖3中，僅對多個第一靜翼24中的一個以及與其對應的整流板 43 —部分進行示出，然而第一靜翼24的上側的整個端面和整流板43的 上側的整個端面構成為從中心軸線Jl方向上側觀察時大致一致。
圖4是示出沿以圖2中的中心軸線Jl為中心具有任意半徑的圓筒面 剖開時第一翼211、第一靜翼24、整流板43、第二翼311和第二靜翼34 的剖面被展開的狀態的剖視圖。另外，在圖4中，為了便於說明，將第 一靜翼24、第二靜翼34與整流板43分離開進行圖示。
第一靜翼24具有位於第一翼211側的上側邊緣241和位於整流板43 側的下側邊緣242。上側邊緣241構成為在旋轉方向Rl上位於比下側邊緣242靠上遊側的位置。由此，承受由第一翼211的旋轉所產生的空氣 流的受風面243，具有相對於中心軸線Jl朝向排氣方向側彎曲並傾斜的 部位。根據該結構，由第一翼211旋轉所產生的空氣流所具有的與旋轉 方向Rl大致相同方向的迴轉速度分量通過與第一靜翼24幹涉，變換成 中心軸線J1方向的速度分量。在下面，在本實施方式中，所謂迴轉速度 分量指的是在與以中心軸線Jl為中心的周向的切線平行的方向的速度分
虔-o
通過第一靜翼24的受風面243後的空氣通過與第一靜翼24連續地 形成的整流板43的傾斜面433。整流板43具有位於第一靜翼24側的上 側邊緣431和位於第二翼311側的下側邊緣432。上側邊緣431構成為在 第一翼211的旋轉方向Rl上位於比下側邊緣432更靠下遊側的位置。由 此，承受從受風面243流來的空氣的傾斜面433具有相對於中心軸線Jl 朝向吸氣側方向彎曲並傾斜的部位。由此，在從受風面243送出的空氣 通過傾斜面433時，空氣流所具有的中心軸線Jl方向的速度分量變換為 與旋轉方向Rl相反方向的迴轉速度分量。
在將第一靜翼24與第一整流部43組合起來的狀態下，受風面243 和傾斜面433雙方的面如圖3所示順暢地組合起來，這是理想的方式。 根據該結構，在受風面243的表面上流動的空氣被順暢地送出到傾斜面 433。此外，從受風面243到傾斜面433，相對於中心軸線Jl的傾斜角度 平滑地變化，第一靜翼24和整流板41高效地改變空氣流的流速方向。
如圖4所示，沿整流板41排出到下側的空氣具有相對於第二翼311 的旋轉方向朝向上遊側的迴轉速度分量。因而，通過第二翼311能夠將 從整流板41流入到第二軸流風扇3的空氣的迴轉速度分量變換成中心軸 線Jl速度分量。從整流板41流入第二軸流風扇3的空氣與第二翼311 的面向旋轉方向下遊側的面幹涉，其迴轉速度分量被變換成中心軸線Jl 方向的速度分量。這些是由如下因素決定的空氣流所具有的速度分量、 在第二翼311的面向旋轉方向下遊側的面相對於中心軸線J1的傾斜角度、 以及在該旋轉速度下從第二翼311送出的空氣的流速方向。g卩，由流入 的空氣流的向量與通過旋轉著的第二翼311對空氣作用的力的向量之和來決定流速方向。
如圖4所示，第二靜翼34包括位於第二翼311側的上側邊緣341和 位於排氣側的下側邊緣342。上側邊緣341構成為在第二翼311的旋轉方 向R1上位於比下側邊緣342靠上遊側的位置。由此，承受由第二翼311 的旋轉產生的空氣流的受風面343，具有相對於中心軸線Jl朝向排氣方 向側彎曲並傾斜的部位。根據該結構，由第二翼311的旋轉產生的空氣 流所具有的與旋轉方向Rl大致相同方向的迴轉速度分量通過與第二靜 翼34幹涉，變換成中心軸線Jl方向的速度分量。
由葉輪21、 31旋轉所產生的空氣流具有如上所述的迴轉速度分量。 然而，通過高效地將迴轉速度分量變換成中心軸線Jl方向的速度分量， 將空氣平順地從吸氣側向排氣側送出。此外，通過將迴轉速度分量變換 成中心軸線J1方向的速度分量，對空氣賦予靜壓能量，從而提高了串聯 配置軸流風扇1的靜壓特性。在流入第二軸流風扇3的空氣的迴轉速度 分量包括與第二葉輪31的旋轉方向相同的方向的速度分量的情況下，不 能通過第二葉輪31對空氣賦予充分的靜壓能量。此外，根據上述結構， 通過使空氣高效地從吸氣側流到排氣側，提高了串聯配置軸流風扇1自 身的效率。因而，能夠實現串聯配置軸流風扇1的耗電量的降低。
在將從第一軸流風扇2流入的空氣的流速方向通過多個整流板43進 行變換時，不能進行急劇的變換。使流速方向急劇變換的時候，隨著空 氣流在流速方向上作用的慣性，有可能在空氣流的內部產生渦旋。然而， 通過平緩地變換流速方向，在空氣流內部難以產生渦旋。為了減少急劇 的流速方向變換，需要使整流板43相對於中心軸線Jl的傾斜角從吸氣 側到排氣側逐漸增大。由此，需要整流板43在中心軸線Jl方向上具有 —定長度。整流板43的中心軸線J1方向上的長度為軸流風扇2、 3的中 心軸線Jl方向上的長度的大約一半左右是比較理想的。
其中，從第一軸流風扇2中排出的空氣有隨著離幵第一軸流風扇2 而靜壓能量下降的傾向。因而，第一軸流風扇2和整流板43在中心軸線 Jl方向的間隔越近越好。此外，在整流板43的中心軸線Jl方向的長度 較長時，有著通過整流板43將空氣流的速度分量變換成迴轉分量的同時使靜壓能量下降的可能。因此，優選使整流板43的中心軸線Jl方向的 長度不要過長。整流板43的中心軸線Jl方向的長度構成為比軸流風扇2、 3的長度要短是比較理想的。
在上述中，示出了第一軸流風扇2和第二軸流風扇3具有第一靜翼 24和第二靜翼34的結構，然而由於第一靜翼24和第二靜翼34僅是將基 座部22U、 3211與第一機殼23、第二機殼33連接起來，因此也可以通 過沒有靜翼效果的支撐肋來構成。在該情況下，由第一葉輪21的旋轉產 生的空氣流沿支撐肋不改變流速方向地流入整流裝置4。流入整流裝置4 的空氣通過多個整流板43變換成在第二葉輪31的旋轉方向上朝向上遊 側的迴轉速度分量的空氣流，因此相對於沒有構成整流裝置4的串聯配 置軸流風扇，能夠提高靜壓特性和風量特性。
此外，根據上述結構，第一軸流風扇2、第二軸流風扇3和整流裝 置為將各自獨立的部件組合起來的結構，然而也可以以單一部件一體地 形成第一軸流風扇2的第一機殼23、第二軸流風扇3的第二機殼33以及 整流裝置4的機殼41。
在上面對串聯配置軸流風扇1進行了說明，然而上述結構僅為一個 示例，只要是由第一軸流風扇2產生的空氣流通過整流裝置4變換成相 對於第二葉輪31的旋轉方向朝向上遊側的迴轉速度分量的結構，並不限 定於上述的形狀和結構。
權利要求
1.一種串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側伸出、並且以中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第一翼；第一電動機部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第一葉輪旋轉；第二葉輪，其與第一葉輪相對地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側伸出、並且以所述中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第二翼；第二電動機部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第二葉輪旋轉；整流裝置，其配置於所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機殼，其包圍所述第一葉輪和所述第二葉輪，並構成空氣流動的流路，通過第一葉輪的旋轉和第二葉輪的旋轉，產生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多個整流板，所述多個整流板分別具有位於所述第一葉輪側的第一邊緣和位於所述第二葉輪側的第二邊緣，並且所述第一邊緣具有相對於所述第二邊緣位於所述第二葉輪的旋轉方向下遊側的部位。
2. 根據權利要求l所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述機殼由以下部分構成包圍所述第一葉輪的第一機殼；包圍所述第二葉輪的第二機殼；以及包圍所述多個整流板的風洞部。
3. 根據權利要求2所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有多根第一支撐肋，所述多根第一支撐肋從所述第一電動機部向徑向外側伸出，並與所述第一機殼在徑向外側連接。
4. 根據權利要求3所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述多根第一支撐肋各自的朝向所述第一葉輪的旋轉方向上遊側的面被設置成在所述中心軸線方向上，以朝向所述第二葉輪側的方式相對於所述中心軸線彎曲或者傾斜。
5. 根據權利要求2至4中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有多根第二支撐肋，所述多根第二支撐肋從所述第二電動機部向徑向外側伸出，並與所述第二機殼在徑向外側連接。
6. 根據權利要求5所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述多根第二支撐肋各自的朝向所述第二葉輪的旋轉方向上遊側的面被設置成以朝向與所述第二葉輪相反一側的方式相對於所述中心軸線彎曲或者傾斜。
7. 根據權利要求2至6中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述整流裝置具有以所述中心軸線為中心的基座部，所述多個整流板從所述基座部開始朝向徑向外側伸出，並與所述風洞部在徑向外側連接。
8. 根據權利要求7所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，^f述基座部形成為大致圓筒形狀。
9. 根據權利要求4所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述多個整流板的個數與所述多根第一支撐肋的根數相同，在所述中心軸線方向上從第一葉輪側觀察時，所述多個整流板各自的所述第一葉輪側的端部與所述多個整流板各自的所述第二邊緣在所述中心軸線方向上大致重疊。
10. 根據權利要求2至9中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，^f述第一機殼的所述風洞部側的端面形狀與所述風洞部的所述第一機殼側的端面形狀大致相同，所述風洞部的所述第二機殼側的端面形狀與所述第二機殼的所述風洞部側的端面形狀大致相同。
11. —種串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側伸出、並且以中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第一翼；第一電動機部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第一葉輪旋轉；第二葉輪，其與第一葉輪相對地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑 向外側伸出、並且以所述中心軸線為中心沿周向並列配置的多個第二翼； 第二電動機部，其以所述中心軸線為中心並用於使所述第二葉輪旋轉；整流裝置，其配置於所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及 機殼，其包圍所述第一葉輪和所述第二葉輪，並構成空氣流動的流路，通過第一葉輪的旋轉和第二葉輪的旋轉，產生大致相同方向的空氣 流，所述整流裝置具有多個整流板，通過所述多個整流板對由所述第一 葉輪旋轉所產生的空氣流賦予與所述第二葉輪的旋轉方向相反的方向的 流速分量。
12. 根據權利要求ll所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 所述機殼由以下部分構成-包圍所述第一葉輪的第一機殼； 包圍所述第二葉輪的第二機殼；以及 包圍所述多個整流板的風洞部。
13. 根據權利要求12所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 該串聯配置軸流風扇具有多根第一支撐肋，所述多根第一支撐肋從所述第一電動機部向徑向外側伸出，並與所述第一機殼在徑向外側連 接。
14. 根據權利要求13所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 所述多根第一支撐肋各自的朝向所述第一葉輪的旋轉方向上遊側的面被設置成在所述中心軸線方向上，以朝向所述第二葉輪側的方式相 對於所述中心軸線彎曲或者傾斜。
15. 根據權利要求12至14中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，該串聯配置軸流風扇具有多根第二支撐肋，所述多根第二支撐肋從 所述第二電動機部向徑向外側伸出，並與所述第二機殼在徑向外側連 接。
16. 根據權利要求15所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 所述多根第二支撐肋各自的朝向所述第二葉輪的旋轉方向上遊側的面被設置成在所述中心軸線方向上，以朝向與所述第二葉輪相反一側的方式相對於所述中心軸線彎曲或者傾斜。
17. 根據權利要求12至16中的任一項所述的串聯配置軸流風扇， 其特徵在於，所述整流裝置具有以所述中心軸線為中心的基座部，所述多個整流 板以所述中心軸線為中心從所述基座部朝向徑向外側伸出，並與所述風 洞部在徑向外側連接。
18. 根據權利要求17所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 所述基座部形成為大致圓筒形狀。
19. 根據權利要求14所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於， 所述多個整流板的個數與所述多根第一支撐肋的根數相同，在所述中心軸線方向上從第一葉輪側觀察時，所述多個整流板各自的所述第一 葉輪側的端部與所述多個整流板各自的所述第二邊緣大致重疊。
20. 根據權利要求12至19中的任一項所述的串聯配置軸流風扇， 其特徵在於，所述第一機殼的所述風洞部側的端面形狀與所述風洞部的所述第一 機殼側的端面形狀大致相同，所述風洞部的所述第二機殼側的端面形狀 與所述第二機殼的所述風洞部側的端面形狀大致相同。
21. 根據權利要求1至20中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其特徵在於，所述第一葉輪和所述第二葉輪的旋轉方向相同。
22.根據權利要求1至21中的任一項所述的串聯配置軸流風扇，其 特徵在於，所述第一葉輪的旋轉速度比所述第二葉輪的旋轉速度快，或者與所 述第二葉輪的旋轉速度相同。
全文摘要
本發明涉及將兩個軸流風扇串聯配置的串聯配置軸流風扇中的提高風量特性的技術。串聯配置軸流風扇包括第一軸流風扇的第一葉輪(211)、沿中心軸線與第一軸流風扇連接的整流裝置(43)、以及沿中心軸線與整流裝置連接的第二軸流風扇的第二葉輪(311)。通過整流裝置(43)對由第一葉輪(211)的旋轉所產生的空氣流賦予朝向第二葉輪(311)的旋轉方向(R1)上遊側的迴轉分量。因此，第二葉輪相對於向第二葉輪進入的空氣流的相對旋轉速度變快。由此，第二葉輪使空氣流在第二葉輪的作用下被提供充分的能量，使得靜壓能量提升。以此，在本發明的串聯配置軸流風扇中能夠發揮高靜壓特性。
文檔編號F04D25/16GK101529099SQ20078003971
公開日2009年9月9日 申請日期2007年11月21日 優先權日2006年11月22日
發明者基 神 申請人:日本電產伺服有限公司