專利名稱：串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為了提高冷卻效果而將兩個(gè)軸流風(fēng)扇串聯(lián)配置構(gòu)成 的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
以往，在個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器等電子設(shè)備中，設(shè)有用于冷卻箱體內(nèi) 部的電子部件的冷卻風(fēng)扇，隨著箱體內(nèi)部的電子部件的高密度化安裝， 對(duì)冷卻風(fēng)扇的性能的要求也提高了。特別是在服務(wù)器等比較大型的電子 設(shè)備中，要求有靜壓高且風(fēng)量大的冷卻風(fēng)扇。
例如，作為提高冷卻風(fēng)扇靜壓的方法，有著將兩個(gè)軸流風(fēng)扇串聯(lián)配 置的方法。此外，作為提高冷卻風(fēng)扇靜壓的一個(gè)方法，在專利文獻(xiàn)1中 公開(kāi)了將兩個(gè)葉輪沿旋轉(zhuǎn)軸方向串聯(lián)配置的結(jié)構(gòu)。
專利文獻(xiàn)l:日本專利3717803號(hào)公報(bào)
在上述現(xiàn)有技術(shù)中的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中，由于由上游側(cè)風(fēng)扇產(chǎn)生 的空氣流在流入下游側(cè)風(fēng)扇的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生能量損失，因此有著風(fēng)量和 靜壓值降低的問(wèn)題。
例如，在將風(fēng)量和靜壓這些特性相同的兩個(gè)軸流風(fēng)扇沿旋轉(zhuǎn)軸串聯(lián) (即，兩個(gè)軸流風(fēng)扇基本同軸)配置而成的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中，期待 其最大靜壓(風(fēng)量為零時(shí)的靜壓)為一個(gè)軸流風(fēng)扇時(shí)的2倍。然而，實(shí) 際上根據(jù)實(shí)驗(yàn)已知其靜壓停留在1.5倍左右，即使是在上游側(cè)風(fēng)扇和下游 側(cè)風(fēng)扇之間設(shè)有靜翼的風(fēng)扇中，靜壓也只停留在1.8倍左右。
在現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中，上游側(cè)風(fēng)扇與下游側(cè)風(fēng)扇向同 一方向旋轉(zhuǎn)。該情況下，從上游側(cè)風(fēng)扇向下游側(cè)風(fēng)扇流動(dòng)的空氣的速度 分量包括與上游側(cè)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向上的回轉(zhuǎn)分量。因此，在 下游側(cè)風(fēng)扇中，流入的是速度分量包括與下游側(cè)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向的回轉(zhuǎn)分量的空氣。由此，下游側(cè)風(fēng)扇相對(duì)于空氣流的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速 度變小，下游側(cè)不能對(duì)空氣充分地做功。上述的作用被認(rèn)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(xiàn)1中公開(kāi)的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中，下游側(cè)風(fēng)扇和 上游側(cè)風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向不同。由此，并沒(méi)有設(shè)想在下游側(cè)風(fēng)扇和上游側(cè) 風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄嗤较虻那闆r下，由下游側(cè)風(fēng)扇對(duì)由上游側(cè)風(fēng)扇旋 轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的空氣流充分進(jìn)行做功一事。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題而作出的，其目的之一在于提高串聯(lián)配置 軸流風(fēng)扇的風(fēng)量以及靜壓的特性。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第一方面所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇， 其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外 側(cè)伸出、并且以中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第一翼；第一電 動(dòng)機(jī)部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第一葉輪旋轉(zhuǎn)；第二葉 輪，其與第一葉輪相對(duì)地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側(cè)伸出、 并且以所述中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第二翼；第二電動(dòng)機(jī) 部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第二葉輪旋轉(zhuǎn)；整流裝置， 其配置于所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機(jī)殼，其包圍所述第 一葉輪和所述第二葉輪，并構(gòu)成空氣流動(dòng)的流路，通過(guò)第一葉輪的旋轉(zhuǎn) 和第二葉輪的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多 個(gè)整流板，所述多個(gè)整流板分別具有位于所述第一葉輪側(cè)的第一邊緣和 位于所述第二葉輪側(cè)的第二邊緣，并且所述第一邊緣具有相對(duì)于所述第 二邊緣位于所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的部位。
本發(fā)明的第十一方面的所述串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串 聯(lián)配置軸流風(fēng)扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側(cè)伸出、并且以中 心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第一翼；第一電動(dòng)機(jī)部，其以所述 中心軸線為中心并用于使所述第一葉輪旋轉(zhuǎn)；第二葉輪，其與第一葉輪 相對(duì)地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側(cè)伸出、并且以所述中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第二翼；第二電動(dòng)機(jī)部，其以所述中 心軸線為中心并用于使所述第二葉輪旋轉(zhuǎn)；整流裝置，其配置于所述第 一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機(jī)殼，其包圍所述第一葉輪和所述第 二葉輪，并構(gòu)成空氣流動(dòng)的流路，通過(guò)第一葉輪的旋轉(zhuǎn)和第二葉輪的旋 轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多個(gè)整流板，通過(guò) 所述多個(gè)整流板使對(duì)所述第一葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流賦予與所述第二 葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的流速分量。
在本發(fā)明的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中，通過(guò)整流裝置對(duì)由第一葉輪的旋 轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流賦予朝向第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的回轉(zhuǎn)分量。由 此，第二葉輪相對(duì)于朝向第二葉輪進(jìn)入的空氣流的相對(duì)旋轉(zhuǎn)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(fā)明的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇能夠發(fā)揮高靜壓特性。


圖1是分解示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1 的立體圖。
圖2是沿包含本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1的 中心軸線的平面剖開(kāi)的情況下的縱剖視圖。
圖3是示出圖2中串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(kāi)時(shí)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(biāo)號(hào)說(shuō)明
1:串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇；2:第一軸流風(fēng)扇；3:第二軸流風(fēng)扇；4: 整流裝置；21:第一葉輪；31:第二葉輪；41:機(jī)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(dòng) 機(jī)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(zhuǎn)子部；2221、 3221:磁軛；2222、 3222:勵(lì)磁用 磁鐵；Jl:中心軸線。
具體實(shí)施例方式
圖1是分解示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1 的立體圖。圖2是沿包含該串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1的中心軸線的平面剖開(kāi) 的情況下的縱剖視圖。串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1例如用作對(duì)服務(wù)器等電子設(shè) 備進(jìn)行風(fēng)冷的電動(dòng)式冷卻風(fēng)扇。如圖1和圖2所示，串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1 包括配置于圖1中上側(cè)的第一軸流風(fēng)扇2;整流裝置4，其配置于圖l 的中部，沿中心軸線Jl與第一軸流風(fēng)扇2連接；以及第二軸流風(fēng)扇3， 其配置于圖1中下側(cè)，沿中心軸線Jl與整流裝置4連接。第一軸流風(fēng)扇 2整流裝置4、和第二軸流風(fēng)扇3通過(guò)螺釘(未圖示)等互相相對(duì)固定。
本實(shí)施方式中的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1通過(guò)使圖2所示的第一軸流風(fēng) 扇2的第一葉輪21和第二軸流風(fēng)扇3的第二葉輪31以中心軸線Jl為中 心向同一方向旋轉(zhuǎn)，從圖2中的上側(cè)(即第一軸流風(fēng)扇2側(cè))抽取空氣 并向下側(cè)(即第二軸流風(fēng)扇3側(cè))送出，從而產(chǎn)生中心軸線J1方向的空 氣流。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，第一軸流風(fēng)扇2的第一葉輪21和第二軸流風(fēng)扇3的第 二葉輪31在圖2中從上側(cè)觀察時(shí)，以中心軸線Jl為中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 此外，在下面的說(shuō)明中，"軸向"指與旋轉(zhuǎn)軸平行的方向，"徑向"指與旋轉(zhuǎn) 軸垂直的方向。進(jìn)而，在中心軸線J1方向上，作為空氣抽取側(cè)的圖2中 上側(cè)稱作"上側(cè)"或"吸氣側(cè)"，作為空氣排出側(cè)的圖2中下側(cè)稱作"下側(cè)" 或"排氣側(cè)"。其中，中心軸線J1未必與重力方向一致。
第一軸流風(fēng)扇2包括第一葉輪21、第一電動(dòng)機(jī)部22、第一機(jī)殼23 和多個(gè)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(cè) 伸出的多個(gè)第一翼211。此外，多個(gè)第一翼211以中心軸線Jl為中心沿 周向隔開(kāi)相等間隔地進(jìn)行配置。在本實(shí)施方式中，第一翼211的片數(shù)為5 片。在圖2中從上側(cè)觀察時(shí)，第一電動(dòng)機(jī)部22使第一葉輪21以中心軸 線J1為中心按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。由此，產(chǎn)生中心軸線J1方向的空氣流 (即，從圖2中的上側(cè)朝向下側(cè)的空氣流)。第一機(jī)殼23通過(guò)包圍第一葉輪21的徑向外側(cè)而形成了由第一葉輪21以中心軸線Jl為中心旋轉(zhuǎn)所 產(chǎn)生的空氣流的流路。多個(gè)第一靜翼24在第一葉輪21的下側(cè)(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(dòng)機(jī)部22 向徑向外側(cè)伸出，并且與第一機(jī)殼23連接，支撐第一電動(dòng)機(jī)部22。在本 實(shí)施方式中第一靜翼24有17根，在下面有時(shí)會(huì)將17根第一靜翼24合 起來(lái)總稱作"第一靜翼組"。在第一軸流風(fēng)扇2中，在第一機(jī)殼23的內(nèi)側(cè) 配置有第一葉輪21、第一電動(dòng)機(jī)部22以及第一靜翼組。在本實(shí)施方式中， 為了方便理解，將后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(duì)第一翼211和第一靜翼24分別 示出了從側(cè)面觀察的概要形狀。此外，對(duì)后述的第二軸流風(fēng)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(cè)面觀察的概要形狀。
如圖2所示，第一電動(dòng)機(jī)部22包括固定組裝體221以及作為旋轉(zhuǎn)組 裝體的轉(zhuǎn)子部222，轉(zhuǎn)子部222通過(guò)后述的軸承機(jī)構(gòu)被支撐為能夠以中心 軸線J1為中心相對(duì)于固定組裝體221旋轉(zhuǎn)。
固定組裝體221包括基座部2211,該基座部2211在圖2中從上側(cè)觀 察的俯視圖里呈以中心軸線Jl為中心的大致圓盤(pán)形狀?；?211通過(guò) 多個(gè)第一靜翼24固定在第一機(jī)殼23的大致圓筒狀的內(nèi)周面上，并保持 固定組裝體221的各部分?；?211為鋁制，其與同為鋁制的多個(gè)第 一靜翼24和第一機(jī)殼23—起通過(guò)鑄鋁形成。其中，基座部2211、第一 靜翼24和第一機(jī)殼23使用的材料以及制造方法并不限定于例如鋁和鑄 鋁，例如也可以通過(guò)采用樹(shù)脂材料的注塑成型來(lái)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(cè)(即 吸氣側(cè))突出的大致圓筒狀的軸承保持部2212。在軸承保持部2212的內(nèi) 側(cè)，作為軸承機(jī)構(gòu)一部分的球軸承2213、 2214以分離開(kāi)的方式設(shè)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，其安裝于軸承保持部2212 的外側(cè)面上；以及大致圓環(huán)板狀的電路基板2216，其安裝于電樞2215的 下側(cè)，并且與電樞2215電連接并具有用于控制轉(zhuǎn)子部232的旋轉(zhuǎn)的電路。電路基板2216通過(guò)由多根導(dǎo)線集束形成的導(dǎo)線組與設(shè)于串聯(lián)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(dǎo)線組和外部電源的圖
轉(zhuǎn)子部222包括金屬制的磁軛2221，其具有磁性，并形成為以中 心軸線J1為中心的大致圓筒狀；大致圓筒狀的勵(lì)磁用磁鐵2222,其固定 于磁軛2221的側(cè)壁部?jī)?nèi)側(cè)(即內(nèi)側(cè)面)，并與電樞2215在徑向上對(duì)置； 以及軸2223，其與中心軸線J1同軸配置，并且從后述的輪轂212的中央 向下側(cè)突出。
軸2223插入到軸承保持部2212中并由球軸承2213、 2214支撐成相 對(duì)于固定組裝體22能夠旋轉(zhuǎn)。在第一軸流風(fēng)扇2中，軸2223和球軸承 2213、 2214起到軸承機(jī)構(gòu)的作用，將磁軛2221支撐成能夠以中心軸線 Jl為中心相對(duì)于基座部2211旋轉(zhuǎn)。
第一葉輪21包括將第一電動(dòng)機(jī)部22的磁軛2221的外側(cè)覆蓋起來(lái) 的有蓋大致圓筒狀的輪轂212;以及多個(gè)第一翼211，它們從輪轂212的 側(cè)壁部外側(cè)(即外側(cè)面)向徑向外側(cè)伸出，并且以中心軸線Jl為中心沿 周向并列排列。輪轂212為樹(shù)脂制，其與同為樹(shù)脂制的第一翼211 —起 通過(guò)注塑成型來(lái)形成。
在第一軸流風(fēng)扇2中，通過(guò)向電樞2215供給驅(qū)動(dòng)電流，在電樞2215 和勵(lì)磁用磁鐵2222之間產(chǎn)生以中心軸線Jl為中心的轉(zhuǎn)矩。進(jìn)而，通過(guò) 在第一電動(dòng)機(jī)部22的電路基板2216上形成的電路來(lái)控制被供給到電樞 2215的驅(qū)動(dòng)電流，由此在從圖2中上側(cè)觀察時(shí)，安裝于轉(zhuǎn)子部222上的 第一葉輪21的多個(gè)第一翼211以預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速以中心軸線Jl為中心順 時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由此，將空氣從圖2中的上側(cè)(即，吸氣側(cè))吸入并向下側(cè) (即，排氣側(cè))送出。在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)速設(shè)定為約3000ipm。
第二軸流風(fēng)扇3包括第二葉輪31、第二電動(dòng)機(jī)部32、第二機(jī)殼33 以及多個(gè)第二靜翼34。第二葉輪31包括以中心軸線Jl為中心并向徑向 外側(cè)伸出的多個(gè)第二翼311。此外，多個(gè)第二翼以中心軸線Jl為中心沿 周向隔幵相等間隔地進(jìn)行配置。在本實(shí)施方式中，第二翼311的片數(shù)為5 片。在圖2中從上側(cè)觀察時(shí)，第二電動(dòng)機(jī)部32使第二葉輪31以中心軸線Jl為中心按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。由此，產(chǎn)生中心軸線Jl方向的空氣流
(即，從圖2中的上側(cè)朝向下側(cè)的空氣流)。第二機(jī)殼33通過(guò)包圍第二 葉輪31的徑向外側(cè)而形成了由第二葉輪31以中心軸線Jl為中心旋轉(zhuǎn)所 產(chǎn)生的空氣流的流路。多個(gè)第二靜翼34在第二葉輪31的下側(cè)以中心軸 線Jl為中心從第二電動(dòng)機(jī)部32向徑向外側(cè)伸出，并且與第二機(jī)殼33連 接，支撐第二電動(dòng)機(jī)部32。在本實(shí)施方式中第二靜翼34有17根，在下 面有時(shí)會(huì)將17根第二靜翼34合起來(lái)總稱作"第二靜翼組"。在第二軸流 風(fēng)扇3中，在第二機(jī)殼33的內(nèi)側(cè)配置有第二葉輪31、第二電動(dòng)機(jī)部32 以及第二靜翼組。
圖3是示出圖2中串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(lián)配置軸流風(fēng)扇1時(shí)， 在連續(xù)的第一機(jī)殼23、風(fēng)洞部41以及第二機(jī)殼33內(nèi)側(cè)，在空氣流的流 路中從圖2中的上側(cè)(即，吸氣側(cè))開(kāi)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(gè)靜翼構(gòu)成的第二靜翼組。在串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1中，第一靜翼24的根 數(shù)與第二靜翼34的根數(shù)相等。
如圖2所示，第二電動(dòng)機(jī)部32的結(jié)構(gòu)與第一電動(dòng)機(jī)部22的結(jié)構(gòu)相 同，包括固定組裝體321以及轉(zhuǎn)子部322，該轉(zhuǎn)子部322配置于固定組裝 體321的上側(cè)(即，吸氣側(cè))，并被支撐為能夠相對(duì)于固定組裝體321旋 轉(zhuǎn)。
固定組裝體321包括基座部3211，其通過(guò)多個(gè)第二靜翼34固定在 第二機(jī)殼33的大致圓筒狀的內(nèi)周面上，并保持固定組裝體321的各部分； 在內(nèi)側(cè)設(shè)有球軸承3213、 3214的大致圓筒狀的軸承保持部3212;安裝于 軸承保持部3212外周的電樞3215;以及大致圓環(huán)板狀的電路基板3216， 其安裝于電樞3215下側(cè)，并且與電樞3215電連接并具有用于控制電樞 3215的電路。
基座部3211為鋁制，其與同為鋁制的多個(gè)第二靜翼34以及第二機(jī) 殼33—起通過(guò)鑄鋁形成。其中，基座部3211、第二靜翼34以及第二機(jī) 殼33中使用的材料和制造方法并不限定于例如鋁和鑄鋁，例如也可以通過(guò)采用樹(shù)脂材料的注塑成型來(lái)形成。電路基板3216通過(guò)由多根導(dǎo)線集束 形成的導(dǎo)線組與設(shè)于串聯(lián)配置軸流扇1外側(cè)的外部電源相連接。
轉(zhuǎn)子部322包括金屬制的磁軛3221，其具有磁性，并形成為以中 心軸線J1為中心的大致圓筒狀；大致圓筒狀的勵(lì)磁用磁鐵3222，其固定 于磁軛3221的側(cè)壁部?jī)?nèi)側(cè)(即內(nèi)側(cè)面)，并與電樞3215在徑向上對(duì)置； 以及軸3223，其與中心軸線J1同軸配置，并且從后述的輪轂312的中央 向下側(cè)突出。軸3223在軸承保持部3212內(nèi)由球軸承3213、 3214支撐成 能夠旋轉(zhuǎn)。在第二軸流風(fēng)扇3中，軸3223和球軸承3213、 3214起到軸 承機(jī)構(gòu)的作用，將磁軛3221支撐成能夠以中心軸線Jl為中心相對(duì)于基 座部3211旋轉(zhuǎn)。
第二葉輪31包括將第二電動(dòng)機(jī)部32的磁軛3221的外側(cè)覆蓋起來(lái) 的有蓋大致圓筒狀的輪轂312;以及多個(gè)第二翼311，它們從輪轂312的 外側(cè)面向徑向外側(cè)伸出。并且，多個(gè)第二翼3U以中心軸線Jl為中心沿 周向并列排列。輪轂312為樹(shù)脂制，其與同為樹(shù)脂制的第二翼311 —起 通過(guò)注塑成型來(lái)形成。
在第二軸流風(fēng)扇3中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)第二電動(dòng)機(jī)部32，以此在圖2中從 上側(cè)觀察時(shí)，第二葉輪31的多個(gè)第二翼311以預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速以中心軸 線J1為中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由此，將空氣從圖2中的上側(cè)(即，第一軸流 風(fēng)扇2側(cè))吸入并向下側(cè)(即，第二靜翼34側(cè))送出。在本實(shí)施方式中， 轉(zhuǎn)速設(shè)定為約3000rpm。
在本實(shí)施方式中，第一軸流風(fēng)扇2和第二軸流風(fēng)扇3采用結(jié)構(gòu)完全 相同、發(fā)揮的風(fēng)量和靜壓也完全相同的兩個(gè)軸流風(fēng)扇。并且，通過(guò)在兩 個(gè)軸流風(fēng)扇之間夾設(shè)后述的整流裝置4，能夠發(fā)揮是一個(gè)軸流風(fēng)扇的2倍 以上的靜壓值。此外，通過(guò)采用相同的軸流風(fēng)扇，生產(chǎn)線的管理能夠變 得容易，生產(chǎn)效率也能夠提高。并且，考慮到風(fēng)量值的平衡，也可以使 第一軸流風(fēng)扇2和第二軸流風(fēng)扇3的形狀相同，但存在使轉(zhuǎn)速不同等差 異。此外，第一軸流風(fēng)扇2和第二軸流風(fēng)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(fēng)扇2和第二軸流 風(fēng)扇3之間配置有整流裝置4。整流裝置4包括風(fēng)洞部41、基座部42和多個(gè)整流板43。
風(fēng)洞部41的中心軸線Jl方向的上側(cè)的端面形狀如圖2所示，形成 為與第一軸流風(fēng)扇2的排氣側(cè)端面的形狀大致相同。因而，通過(guò)將第一 軸流風(fēng)扇2與整流裝置4連接起來(lái)，第一軸流風(fēng)扇2的第一機(jī)殼23的內(nèi) 周面與風(fēng)洞部41的內(nèi)周面形成了連續(xù)的面。此外，如圖2所示，風(fēng)洞部 41的中心軸線J1方向的下側(cè)的端面的形狀形成為與第二軸流風(fēng)扇3的吸 氣側(cè)的端面大致相同。因而，通過(guò)將第二軸流風(fēng)扇3與整流裝置4連接 起來(lái)，第二軸流風(fēng)扇3的第二機(jī)殼33的內(nèi)周面與風(fēng)洞部41的內(nèi)周面形 成了連續(xù)的面。根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，能夠?qū)牡谝惠S流風(fēng)扇2送出的空氣順 暢地從第一機(jī)殼23開(kāi)始沿風(fēng)洞部41和第二機(jī)殼33的內(nèi)周面從第二軸流 風(fēng)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(gè)整流板43 (在本實(shí)施方式中，為17根，在下面有時(shí)會(huì)將17根整流 板43合起來(lái)總稱作"整流板組"。)從基座部42的外側(cè)面向徑向外側(cè)伸出， 以中心軸線Jl為中心沿周向并列排列，并且與風(fēng)洞部41連接?；?42為鋁制，其與同為鋁制的多個(gè)整流板43和機(jī)殼41 一起通過(guò)鑄鋁形成。 其中，基座部42、整流板43和機(jī)殼41使用的材料以及制造方法并不限 定于例如鋁和鑄鋁，例如也可以通過(guò)采用樹(shù)脂材料的注塑成型來(lái)形成。
如圖3所示，第一靜翼24和整流板43構(gòu)成為從中心軸線J1方向 上側(cè)觀察時(shí)，第一靜翼24的下側(cè)的端面與整流板43的上側(cè)的端面大致 一致。在圖3中，僅對(duì)多個(gè)第一靜翼24中的一個(gè)以及與其對(duì)應(yīng)的整流板 43 —部分進(jìn)行示出，然而第一靜翼24的上側(cè)的整個(gè)端面和整流板43的 上側(cè)的整個(gè)端面構(gòu)成為從中心軸線Jl方向上側(cè)觀察時(shí)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(kāi)時(shí)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(kāi)的狀態(tài)的剖視圖。另外，在圖4中，為了便于說(shuō)明，將第 一靜翼24、第二靜翼34與整流板43分離開(kāi)進(jìn)行圖示。
第一靜翼24具有位于第一翼211側(cè)的上側(cè)邊緣241和位于整流板43 側(cè)的下側(cè)邊緣242。上側(cè)邊緣241構(gòu)成為在旋轉(zhuǎn)方向Rl上位于比下側(cè)邊緣242靠上游側(cè)的位置。由此，承受由第一翼211的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣 流的受風(fēng)面243，具有相對(duì)于中心軸線Jl朝向排氣方向側(cè)彎曲并傾斜的 部位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由第一翼211旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流所具有的與旋轉(zhuǎn) 方向Rl大致相同方向的回轉(zhuǎn)速度分量通過(guò)與第一靜翼24干涉，變換成 中心軸線J1方向的速度分量。在下面，在本實(shí)施方式中，所謂回轉(zhuǎn)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(guò)第一靜翼24的受風(fēng)面243后的空氣通過(guò)與第一靜翼24連續(xù)地 形成的整流板43的傾斜面433。整流板43具有位于第一靜翼24側(cè)的上 側(cè)邊緣431和位于第二翼311側(cè)的下側(cè)邊緣432。上側(cè)邊緣431構(gòu)成為在 第一翼211的旋轉(zhuǎn)方向Rl上位于比下側(cè)邊緣432更靠下游側(cè)的位置。由 此，承受從受風(fēng)面243流來(lái)的空氣的傾斜面433具有相對(duì)于中心軸線Jl 朝向吸氣側(cè)方向彎曲并傾斜的部位。由此，在從受風(fēng)面243送出的空氣 通過(guò)傾斜面433時(shí)，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(zhuǎn)方向Rl相反方向的回轉(zhuǎn)速度分量。
在將第一靜翼24與第一整流部43組合起來(lái)的狀態(tài)下，受風(fēng)面243 和傾斜面433雙方的面如圖3所示順暢地組合起來(lái)，這是理想的方式。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在受風(fēng)面243的表面上流動(dòng)的空氣被順暢地送出到傾斜面 433。此外，從受風(fēng)面243到傾斜面433，相對(duì)于中心軸線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(cè)的空氣具有相對(duì)于第二翼311 的旋轉(zhuǎn)方向朝向上游側(cè)的回轉(zhuǎn)速度分量。因而，通過(guò)第二翼311能夠?qū)?從整流板41流入到第二軸流風(fēng)扇3的空氣的回轉(zhuǎn)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(fēng)扇3的空氣與第二翼311 的面向旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的面干涉，其回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)方向下游側(cè)的面相對(duì)于中心軸線J1的傾斜角度、 以及在該旋轉(zhuǎn)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(guò)旋轉(zhuǎn)著的第二翼311對(duì)空氣作用的力的向量之和來(lái)決定流速方向。
如圖4所示，第二靜翼34包括位于第二翼311側(cè)的上側(cè)邊緣341和 位于排氣側(cè)的下側(cè)邊緣342。上側(cè)邊緣341構(gòu)成為在第二翼311的旋轉(zhuǎn)方 向R1上位于比下側(cè)邊緣342靠上游側(cè)的位置。由此，承受由第二翼311 的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣流的受風(fēng)面343，具有相對(duì)于中心軸線Jl朝向排氣方 向側(cè)彎曲并傾斜的部位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由第二翼311的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的空氣 流所具有的與旋轉(zhuǎn)方向Rl大致相同方向的回轉(zhuǎn)速度分量通過(guò)與第二靜 翼34干涉，變換成中心軸線Jl方向的速度分量。
由葉輪21、 31旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流具有如上所述的回轉(zhuǎn)速度分量。 然而，通過(guò)高效地將回轉(zhuǎn)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(cè)向排氣側(cè)送出。此外，通過(guò)將回轉(zhuǎn)速度分量變換 成中心軸線J1方向的速度分量，對(duì)空氣賦予靜壓能量，從而提高了串聯(lián) 配置軸流風(fēng)扇1的靜壓特性。在流入第二軸流風(fēng)扇3的空氣的回轉(zhuǎn)速度 分量包括與第二葉輪31的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向的速度分量的情況下，不 能通過(guò)第二葉輪31對(duì)空氣賦予充分的靜壓能量。此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)， 通過(guò)使空氣高效地從吸氣側(cè)流到排氣側(cè)，提高了串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1自 身的效率。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1的耗電量的降低。
在將從第一軸流風(fēng)扇2流入的空氣的流速方向通過(guò)多個(gè)整流板43進(jìn) 行變換時(shí)，不能進(jìn)行急劇的變換。使流速方向急劇變換的時(shí)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(nèi)部產(chǎn)生渦旋。然而， 通過(guò)平緩地變換流速方向，在空氣流內(nèi)部難以產(chǎn)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(duì)于中心軸線Jl的傾斜角從吸氣 側(cè)到排氣側(cè)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(zhǎng)度。整流板43的中心軸線J1方向上的長(zhǎng)度為軸流風(fēng)扇2、 3的中 心軸線Jl方向上的長(zhǎng)度的大約一半左右是比較理想的。
其中，從第一軸流風(fēng)扇2中排出的空氣有隨著離幵第一軸流風(fēng)扇2 而靜壓能量下降的傾向。因而，第一軸流風(fēng)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(zhǎng)度 較長(zhǎng)時(shí)，有著通過(guò)整流板43將空氣流的速度分量變換成回轉(zhuǎn)分量的同時(shí)使靜壓能量下降的可能。因此，優(yōu)選使整流板43的中心軸線Jl方向的 長(zhǎng)度不要過(guò)長(zhǎng)。整流板43的中心軸線Jl方向的長(zhǎng)度構(gòu)成為比軸流風(fēng)扇2、 3的長(zhǎng)度要短是比較理想的。
在上述中，示出了第一軸流風(fēng)扇2和第二軸流風(fēng)扇3具有第一靜翼 24和第二靜翼34的結(jié)構(gòu)，然而由于第一靜翼24和第二靜翼34僅是將基 座部22U、 3211與第一機(jī)殼23、第二機(jī)殼33連接起來(lái)，因此也可以通 過(guò)沒(méi)有靜翼效果的支撐肋來(lái)構(gòu)成。在該情況下，由第一葉輪21的旋轉(zhuǎn)產(chǎn) 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(guò)多個(gè)整流板43變換成在第二葉輪31的旋轉(zhuǎn)方向上朝向上游 側(cè)的回轉(zhuǎn)速度分量的空氣流，因此相對(duì)于沒(méi)有構(gòu)成整流裝置4的串聯(lián)配 置軸流風(fēng)扇，能夠提高靜壓特性和風(fēng)量特性。
此外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，第一軸流風(fēng)扇2、第二軸流風(fēng)扇3和整流裝 置為將各自獨(dú)立的部件組合起來(lái)的結(jié)構(gòu)，然而也可以以單一部件一體地 形成第一軸流風(fēng)扇2的第一機(jī)殼23、第二軸流風(fēng)扇3的第二機(jī)殼33以及 整流裝置4的機(jī)殼41。
在上面對(duì)串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇1進(jìn)行了說(shuō)明，然而上述結(jié)構(gòu)僅為一個(gè) 示例，只要是由第一軸流風(fēng)扇2產(chǎn)生的空氣流通過(guò)整流裝置4變換成相 對(duì)于第二葉輪31的旋轉(zhuǎn)方向朝向上游側(cè)的回轉(zhuǎn)速度分量的結(jié)構(gòu)，并不限 定于上述的形狀和結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側(cè)伸出、并且以中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第一翼；第一電動(dòng)機(jī)部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第一葉輪旋轉(zhuǎn)；第二葉輪，其與第一葉輪相對(duì)地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑向外側(cè)伸出、并且以所述中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第二翼；第二電動(dòng)機(jī)部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第二葉輪旋轉(zhuǎn)；整流裝置，其配置于所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及機(jī)殼，其包圍所述第一葉輪和所述第二葉輪，并構(gòu)成空氣流動(dòng)的流路，通過(guò)第一葉輪的旋轉(zhuǎn)和第二葉輪的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大致相同方向的空氣流，所述整流裝置具有多個(gè)整流板，所述多個(gè)整流板分別具有位于所述第一葉輪側(cè)的第一邊緣和位于所述第二葉輪側(cè)的第二邊緣，并且所述第一邊緣具有相對(duì)于所述第二邊緣位于所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向下游側(cè)的部位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述機(jī)殼由以下部分構(gòu)成包圍所述第一葉輪的第一機(jī)殼；包圍所述第二葉輪的第二機(jī)殼；以及包圍所述多個(gè)整流板的風(fēng)洞部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(dòng)機(jī)部向徑向外側(cè)伸出，并與所述第一機(jī)殼在徑向外側(cè)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述多根第一支撐肋各自的朝向所述第一葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的面被設(shè)置成在所述中心軸線方向上，以朝向所述第二葉輪側(cè)的方式相對(duì)于所述中心軸線彎曲或者傾斜。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(dòng)機(jī)部向徑向外側(cè)伸出，并與所述第二機(jī)殼在徑向外側(cè)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述多根第二支撐肋各自的朝向所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的面被設(shè)置成以朝向與所述第二葉輪相反一側(cè)的方式相對(duì)于所述中心軸線彎曲或者傾斜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，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(gè)整流板從所述基座部開(kāi)始朝向徑向外側(cè)伸出，并與所述風(fēng)洞部在徑向外側(cè)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，^f述基座部形成為大致圓筒形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述多個(gè)整流板的個(gè)數(shù)與所述多根第一支撐肋的根數(shù)相同，在所述中心軸線方向上從第一葉輪側(cè)觀察時(shí)，所述多個(gè)整流板各自的所述第一葉輪側(cè)的端部與所述多個(gè)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(jù)權(quán)利要求2至9中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，^f述第一機(jī)殼的所述風(fēng)洞部側(cè)的端面形狀與所述風(fēng)洞部的所述第一機(jī)殼側(cè)的端面形狀大致相同，所述風(fēng)洞部的所述第二機(jī)殼側(cè)的端面形狀與所述第二機(jī)殼的所述風(fēng)洞部側(cè)的端面形狀大致相同。
11. —種串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇具有第一葉輪，其具有朝向徑向外側(cè)伸出、并且以中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第一翼；第一電動(dòng)機(jī)部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第一葉輪旋轉(zhuǎn)；第二葉輪，其與第一葉輪相對(duì)地沿所述中心軸線配置，具有朝向徑 向外側(cè)伸出、并且以所述中心軸線為中心沿周向并列配置的多個(gè)第二翼； 第二電動(dòng)機(jī)部，其以所述中心軸線為中心并用于使所述第二葉輪旋轉(zhuǎn)；整流裝置，其配置于所述第一葉輪和所述第二葉輪之間；以及 機(jī)殼，其包圍所述第一葉輪和所述第二葉輪，并構(gòu)成空氣流動(dòng)的流路，通過(guò)第一葉輪的旋轉(zhuǎn)和第二葉輪的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大致相同方向的空氣 流，所述整流裝置具有多個(gè)整流板，通過(guò)所述多個(gè)整流板對(duì)由所述第一 葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流賦予與所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向的 流速分量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 所述機(jī)殼由以下部分構(gòu)成-包圍所述第一葉輪的第一機(jī)殼； 包圍所述第二葉輪的第二機(jī)殼；以及 包圍所述多個(gè)整流板的風(fēng)洞部。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 該串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(dòng)機(jī)部向徑向外側(cè)伸出，并與所述第一機(jī)殼在徑向外側(cè)連 接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 所述多根第一支撐肋各自的朝向所述第一葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的面被設(shè)置成在所述中心軸線方向上，以朝向所述第二葉輪側(cè)的方式相 對(duì)于所述中心軸線彎曲或者傾斜。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，該串聯(lián)配置軸流風(fēng)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(dòng)機(jī)部向徑向外側(cè)伸出，并與所述第二機(jī)殼在徑向外側(cè)連 接。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 所述多根第二支撐肋各自的朝向所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向上游側(cè)的面被設(shè)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(cè)的方式相對(duì)于所述中心軸線彎曲或者傾斜。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12至16中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇， 其特征在于，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(gè)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(cè)伸出，并與所述風(fēng) 洞部在徑向外側(cè)連接。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 所述基座部形成為大致圓筒形狀。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于， 所述多個(gè)整流板的個(gè)數(shù)與所述多根第一支撐肋的根數(shù)相同，在所述中心軸線方向上從第一葉輪側(cè)觀察時(shí)，所述多個(gè)整流板各自的所述第一 葉輪側(cè)的端部與所述多個(gè)整流板各自的所述第二邊緣大致重疊。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12至19中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇， 其特征在于，所述第一機(jī)殼的所述風(fēng)洞部側(cè)的端面形狀與所述風(fēng)洞部的所述第一 機(jī)殼側(cè)的端面形狀大致相同，所述風(fēng)洞部的所述第二機(jī)殼側(cè)的端面形狀 與所述第二機(jī)殼的所述風(fēng)洞部側(cè)的端面形狀大致相同。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述第一葉輪和所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相同。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中的任一項(xiàng)所述的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇，其 特征在于，所述第一葉輪的旋轉(zhuǎn)速度比所述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)速度快，或者與所 述第二葉輪的旋轉(zhuǎn)速度相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及將兩個(gè)軸流風(fēng)扇串聯(lián)配置的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中的提高風(fēng)量特性的技術(shù)。串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇包括第一軸流風(fēng)扇的第一葉輪(211)、沿中心軸線與第一軸流風(fēng)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(fēng)扇的第二葉輪(311)。通過(guò)整流裝置(43)對(duì)由第一葉輪(211)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的空氣流賦予朝向第二葉輪(311)的旋轉(zhuǎn)方向(R1)上游側(cè)的回轉(zhuǎn)分量。因此，第二葉輪相對(duì)于向第二葉輪進(jìn)入的空氣流的相對(duì)旋轉(zhuǎn)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(fā)明的串聯(lián)配置軸流風(fēng)扇中能夠發(fā)揮高靜壓特性。
文檔編號(hào)F04D25/16GK101529099SQ20078003971
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者基 神 申請(qǐng)人:日本電產(chǎn)伺服有限公司