專利名稱：軸流風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向上串聯(lián)排列的軸流風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
在家電制品、0Α、ΙΤ設(shè)備中會(huì)搭載用于冷卻發(fā)熱電子部件的冷卻風(fēng)扇。近年來，在市場(chǎng)上，這些家電制品、0Α、ΙΤ設(shè)備的小型化、高性能化正在推進(jìn)。隨著該小型化、高性能化， 由于設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造中的電子部件的高密度化，來自電子部件的發(fā)熱量有增加的趨勢(shì)。針對(duì)來自電子部件的發(fā)熱量增加，作為風(fēng)扇，通常采用小型且易于獲得風(fēng)量的小型軸流風(fēng)扇。但是，在利用小型軸流風(fēng)扇進(jìn)行冷卻的情況下，為了獲得所希望的冷卻風(fēng)量，必須使風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)。但是，通過高速旋轉(zhuǎn)，雖然風(fēng)量增大，但是會(huì)產(chǎn)生噪音增大的問題。另一方面，為了應(yīng)對(duì)電子部件的高密度化所導(dǎo)致的壓力損失的增加，采用了將軸流風(fēng)扇串聯(lián)地排列在風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向上進(jìn)行使用的構(gòu)造。特別是在數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器設(shè)備類所代表的那樣，在以長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)為前提的設(shè)備類中，從確保冗長(zhǎng)性以便不會(huì)因?yàn)槔鋮s風(fēng)扇的故障導(dǎo)致冷卻設(shè)備完全停止的觀點(diǎn)來看，也是采用將多個(gè)軸流風(fēng)扇串聯(lián)排列來使用的結(jié)構(gòu)。因此，在串聯(lián)排列而使用的軸流風(fēng)扇中，冷卻風(fēng)量增加時(shí)的低噪音化技術(shù)被視為是很重要的。專利文獻(xiàn)1 日本專利第4167861號(hào)公報(bào)上述專利文獻(xiàn)1中，在風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)軸方向上串聯(lián)排列有兩個(gè)軸流風(fēng)扇。在該上游側(cè)軸流風(fēng)扇與下游側(cè)軸流風(fēng)扇之間安裝有具有內(nèi)表面和外表面的被稱為定子的框、和具有從該框的中心部放射狀安裝的葉片的裝置(以下稱為整流格柵)。通過該整流格柵來去除由軸流風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流的旋轉(zhuǎn)成分以抑制噪音的產(chǎn)生。然而，專利文獻(xiàn)1中的整流格柵針對(duì)由在氣流方向上置于自身的上游側(cè)的軸流風(fēng)扇吹出的氣流發(fā)揮作用，但是對(duì)從置于下游側(cè)的軸流風(fēng)扇吹出的氣流不發(fā)揮作用。因此，通過所述整流格柵的作用，即使能夠去除由上游側(cè)的軸流風(fēng)扇吹出的氣流的旋轉(zhuǎn)成分，也無法去除由下游側(cè)的軸流風(fēng)扇吹出的氣流的旋轉(zhuǎn)成分。因此，在從串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇整體來看的情況下，專利文獻(xiàn)1未必提供了對(duì)產(chǎn)生噪音這一所述課題有效的手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇的大風(fēng)量化和低噪音化的軸流風(fēng)扇。上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種軸流風(fēng)扇，具有相對(duì)于氣流設(shè)置在上游側(cè)的第一軸流風(fēng)扇；設(shè)置在該第一軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第一整流格柵；設(shè)置在該第一整流格柵的下游側(cè)的第二軸流風(fēng)扇；和設(shè)置在該第二軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第二整流格柵，其中，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是相對(duì)于所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向翹曲的形狀，構(gòu)成所述第二整流格柵的定子葉片是后緣朝向相對(duì)于所述氣流的方向平行的方向的形狀。上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是U字形翹曲的形狀。上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片被分割成兩部分。上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種軸流風(fēng)扇，具有相對(duì)于氣流設(shè)置在上游側(cè)的第一軸流風(fēng)扇；設(shè)置在該第一軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第一整流格柵；設(shè)置在該第一整流格柵的下游側(cè)的第二軸流風(fēng)扇；和設(shè)置在該第二軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第二整流格柵，所述第二軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)與所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)不同，其中，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是相對(duì)于所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向朝向反向的形狀，構(gòu)成所述第二整流格柵的定子葉片成為后緣朝向相對(duì)于所述氣流方向平行的方向的形狀。上述目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)所述第一軸流風(fēng)扇、所述第二軸流風(fēng)扇和所述第一整流格柵、所述第二整流格柵被作為服務(wù)器設(shè)備類的冷卻裝置來使用。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇的大風(fēng)量化和低噪音化的軸流風(fēng)扇。


圖1是軸流風(fēng)扇和整流格柵交替地串聯(lián)排列的概要構(gòu)成圖。圖2是軸流風(fēng)扇單體的側(cè)視圖。圖3是軸流風(fēng)扇單體的立體圖。圖4是整流格柵單體的側(cè)視圖。圖5是整流格柵單體的立體圖。圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇所在的圓筒面。圖7是表示軸流風(fēng)扇的動(dòng)葉片的流入速度與流出速度的關(guān)系的圖。圖8是表示軸流風(fēng)扇的性能曲線與阻力曲線的曲線圖。圖9是表示通過反向預(yù)旋導(dǎo)致的氣流的剝離的圖。圖10是本發(fā)明的實(shí)施例2的軸流風(fēng)扇所在的圓筒面。圖11是具有本發(fā)明的實(shí)施例3的軸流風(fēng)扇和整流格柵的構(gòu)成圖。圖12是本發(fā)明的實(shí)施例3的串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇所在的圓筒面。圖13是具有本發(fā)明的實(shí)施例4的軸流風(fēng)扇和整流格柵的構(gòu)成圖。圖14是本發(fā)明的實(shí)施例4的串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇所在的圓筒面。圖15是本發(fā)明的實(shí)施例5的刀片服務(wù)器的概要構(gòu)成圖。附圖標(biāo)記的說明L···第一軸流風(fēng)扇；2…第一整流格柵；3…第二軸流風(fēng)扇；4…第二整流格柵；101…凸臺(tái)；102…動(dòng)葉片；103…電動(dòng)機(jī)；104…殼體；105…支柱；201…內(nèi)框；202…外框；203…定子葉片。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)

本發(fā)明的一實(shí)施例，使用圖2 圖5來說明串聯(lián)排列的軸流風(fēng)扇和整流格柵的概要結(jié)構(gòu)。圖1是軸流風(fēng)扇和整流格柵交替地串聯(lián)排列的概要構(gòu)成圖。圖2是軸流風(fēng)扇單體的側(cè)視圖。圖3是軸流風(fēng)扇單體的立體圖。圖4是整流格柵單體的側(cè)視圖。圖5是整流格柵單體的立體圖。在圖1中，在箭頭所示的氣流方向上，從上游側(cè)串聯(lián)配置有第一軸流風(fēng)扇1和處于該第一軸流風(fēng)扇1的下游側(cè)的第二整流格柵2。在該第一整流格柵2的下游側(cè)配置有第二軸流風(fēng)扇3，在該第二軸流風(fēng)扇3的下游側(cè)配置有第二整流格柵4。在圖2、圖3中，第一軸流風(fēng)扇1和第二軸流風(fēng)扇3在中央具有凸臺(tái)101。在該凸臺(tái)101的外周安裝有多片動(dòng)葉片102。在所述凸臺(tái)101上連結(jié)有電動(dòng)機(jī)103，通過該電動(dòng)機(jī) 103使凸臺(tái)101旋轉(zhuǎn)，從而使動(dòng)葉片102旋轉(zhuǎn)。支柱105用于將所述電動(dòng)機(jī)103支承在殼體 104 上。在圖4、圖5中，第一整流格柵2和第二整流格柵4具有內(nèi)框201和外框202。該內(nèi)框201和外框202通過從內(nèi)框201以放射狀伸出了多片的定子葉片203連結(jié)。在上述的專利文獻(xiàn)1中，在第一軸流風(fēng)扇1與第二軸流風(fēng)扇3之間夾置有整流格柵2，不存在下游側(cè)的第二整流格柵4。因此，在專利文獻(xiàn)1中，通過整流格柵2的作用，即使能夠去除從第一軸流風(fēng)扇1吹出的氣流的旋轉(zhuǎn)成分也無法去除從第二軸流風(fēng)扇3吹出的氣流的旋轉(zhuǎn)成分。因此，本發(fā)明的發(fā)明人們?cè)诘诙S流風(fēng)扇3的下游側(cè)安裝第二整流格柵4，并且對(duì)第二整流格柵4的定子葉片的形狀進(jìn)行了各種研究之后，得到了如下各實(shí)施例。實(shí)施例1圖6是本發(fā)明的實(shí)施例1的串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇所在的圓筒面。S卩，圖6是將圖1所示的第一軸流風(fēng)扇1和第二軸流風(fēng)扇3的動(dòng)葉片102的剖面、 第一整流格柵2和第二整流格柵4的定子葉片203的剖面作為圓筒面而部分取出的圖。在圖6中，在箭頭所示的氣流方向上，從上游側(cè)開始，有旋轉(zhuǎn)的第一軸流風(fēng)扇1的動(dòng)葉片10加(以下稱為第一動(dòng)葉片102a)存在。在該動(dòng)葉片10 的下游側(cè)，有第一整流格柵2的定子葉片203a(以下稱為第一定子葉片203a)以靜止?fàn)顟B(tài)存在。在該定子葉片203a 的下游側(cè)，有第二軸流風(fēng)扇3的動(dòng)葉片102b (以下稱為第二動(dòng)葉片102b)旋轉(zhuǎn)地存在。在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)葉片102b的下游側(cè)設(shè)置有靜止?fàn)顟B(tài)的第二整流格柵4的定子葉片20 (以下稱為第二定子葉片20 )。所述第一動(dòng)葉片10 和第二動(dòng)葉片102b在同一方向上旋轉(zhuǎn)，并且各自的旋轉(zhuǎn)軸存在于同一直線上。此外，第一定子葉片203a為相對(duì)于動(dòng)葉片10 及動(dòng)葉片102b的旋轉(zhuǎn)方向U字形翹曲的形狀。第二定子葉片20 具有朝向相對(duì)于氣流方向平行的方向的后緣形狀。通過這些整流格柵2、4，氣流在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中以相對(duì)速度302a、在靜止場(chǎng)中以絕對(duì)速度303a流入動(dòng)葉片102a。在通常以三維圓柱坐標(biāo)系表示的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中，相對(duì)速度是作為周速度與絕對(duì)速度的和而被給出。通過了所述動(dòng)葉片10 的氣流在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中以相對(duì)速度302b、在靜止場(chǎng)中以絕對(duì)速度30 流出。圖7是表示通常的軸流風(fēng)扇的動(dòng)葉片中的氣流的流入速度與流出速度的關(guān)系的圖。在圖7中，氣流相對(duì)于定子葉片在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中以相對(duì)流入速度302 (a)及相對(duì)流入角 305 (a)、在靜止場(chǎng)中以絕對(duì)流入速度303 (a)及絕對(duì)流入角304 (a)流入。氣流在通過動(dòng)葉片之后，在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中以相對(duì)流出速度302(b)及相對(duì)流出角305(b)、在靜止場(chǎng)中以絕對(duì)流出速度303(b)及絕對(duì)流出角304(b)流出。關(guān)于氣流因定子葉片的作用而承受的速度的變化， 在旋轉(zhuǎn)場(chǎng)中為所述相對(duì)流入速度305(a)和所述相對(duì)流出速度305(b)的差306(b)，在靜止場(chǎng)中為所述絕對(duì)流出速度303 (b)和所述絕對(duì)流入速度303 (a)的差306 (a)。式1 Pth = ρ μ (V0out-V0in) = PU(w0in_w0out)式1表示由于動(dòng)葉片的作用而氣流所得到的理論全壓升。式中的各個(gè)符號(hào)是，Pth 表示理論全壓升，P表示空氣密度，U表示周速度，W0in表示相對(duì)流入速度的旋轉(zhuǎn)成分，w0。ut 表示相對(duì)流出速度的旋轉(zhuǎn)成分，V0in表示絕對(duì)流入速度的旋轉(zhuǎn)成分，示絕對(duì)流出速度的旋轉(zhuǎn)成分。式1意味著氣流所得到的理論全壓升與由于動(dòng)葉片的作用而氣流所承受的速度的變化成比例。在所述第一動(dòng)葉片10 中，只與相對(duì)于圖6中的所述第一動(dòng)葉片10 的氣流的流入速度及流出速度相對(duì)應(yīng)的理論全壓升能夠由式1得到。從所述第一動(dòng)葉片10 流出的氣流在靜止場(chǎng)中以所述絕對(duì)速度30 流入所述第一定子葉片230a，通過所述第一定子葉片203a的作用而減速并以絕對(duì)速度303c流出。所述第一定子葉片203a具有相對(duì)于所述第二動(dòng)葉片102b的旋轉(zhuǎn)方向以U字形翹曲的形狀， 其結(jié)果是，所述絕對(duì)速度303c具有被稱為反向預(yù)旋的、相對(duì)于所述第二動(dòng)葉片102b的旋轉(zhuǎn)方向逆向的旋轉(zhuǎn)成分。式2
權(quán)利要求
1.一種軸流風(fēng)扇，具有相對(duì)于氣流設(shè)置在上游側(cè)的第一軸流風(fēng)扇；設(shè)置在該第一軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第一整流格柵；設(shè)置在該第一整流格柵的下游側(cè)的第二軸流風(fēng)扇；和設(shè)置在該第二軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第二整流格柵，其特征在于，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是相對(duì)于所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向翹曲的形狀，構(gòu)成所述第二整流格柵的定子葉片是后緣朝向相對(duì)于所述氣流的方向平行的方向的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是U字形翹曲的形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片被分割成兩部分。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述軸流風(fēng)扇是串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇，所述第一軸流風(fēng)扇、所述第二軸流風(fēng)扇和所述第一整流格柵、所述第二整流格柵被作為服務(wù)器設(shè)備類的冷卻裝置來使用。
5.一種軸流風(fēng)扇，具有相對(duì)于氣流設(shè)置在上游側(cè)的第一軸流風(fēng)扇；設(shè)置在該第一軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第一整流格柵；設(shè)置在該第一整流格柵的下游側(cè)的第二軸流風(fēng)扇；和設(shè)置在該第二軸流風(fēng)扇的下游側(cè)的第二整流格柵，所述第二軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)與所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)不同，其特征在于，構(gòu)成所述第一整流格柵的定子葉片是相對(duì)于所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向朝向反向的形狀，構(gòu)成所述第二整流格柵的定子葉片成為后緣朝向相對(duì)于所述氣流方向平行的方向的形狀。
6.如權(quán)利要求5所述的軸流風(fēng)扇，其特征在于，所述軸流風(fēng)扇是串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇，所述第一軸流風(fēng)扇、所述第二軸流風(fēng)扇和所述第一整流格柵、所述第二整流格柵被作為服務(wù)器設(shè)備類的冷卻裝置來使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軸流風(fēng)扇，其能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇的大風(fēng)量化和低噪音化。一種串聯(lián)使用的軸流風(fēng)扇，相對(duì)于氣流方向從上游側(cè)開始設(shè)置有第一軸流風(fēng)扇(100-1)、第一整流格柵(200-2)、第二軸流風(fēng)扇(100-2)和第二整流格柵(200-2)，其中，所述第一整流格柵具有定子葉片，該定子葉片具有相對(duì)于所述第一軸流風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)方向以“く”形翹曲的形狀，所述第二整流格柵具有定子葉片，該定子葉片具有后緣朝向相對(duì)于氣流方向平行的方向的形狀。
文檔編號(hào)H05K7/20GK102338124SQ20111020814
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者內(nèi)山祐介, 巖瀨拓, 椿繁裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所