JP2003113799A - 空気移動アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで高性能な空気移動アセンブリを
提供する。 【解決手段】 空気移動アセンブリは、少なくとも１つ
の空気移動装置および固定子３８０を有する。固定子
は、アセンブリを通過中の空気流の１つの膨張および／
または１つの収縮を少なくとも減少させるように機能し
得る。固定子３８０は好ましくは、固定子を通過中の空
気流の渦３７０を与えるまたは調節するようにも機能し
得る。少なくとも１つの実施の形態では、与えられたま
たは調節された渦３７０は、空気移動装置のインペラの
回転とは反対向きに回転する。その結果、少なくとも１
つの実施の形態では、空気アセンブリを抜け出ている空
気流は回転成分を全く有しない。空気移動アセンブリ
は、空気移動装置および／または固定子を追加で有して
も良い。少なくとも１つの実施の形態では、空気移動ア
センブリは、共有の支材アセンブリ６２０に連結された
第１および第２の空気移動アセンブリを備える。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、空気動力学的流れ
に関するシステムおよび方法に関し、更に詳細には、高
性能空気移動アセンブリおよびその構成要素に関する。 【０００２】 【従来の技術】ファン（扇風機）および送風機（ブロ
ワ）のような空気移動装置は、現在の電子装置（たとえ
ば、中央処理装置（ＣＰＵ）のようなコンピュータ装
置、記憶装置、サーバ装置、ビデオカード）に採用され
ている冷却システムのような冷却システムの重要な一面
である。電子装置の場合には、このような空気移動装置
は通常、熱溜め（ヒートシンク）を横断するように空気
を押したり、または引出したりするほかに、電子装置の
構成要素から廃熱を除去するのにも使用されている。そ
の上、電子装置を通過する空気流を発生する他に、ファ
ン、送風機などは、システムの背圧にも打ち勝たなけれ
ばならない。背圧は、装置での空気動力学的抵抗によっ
て失われる圧力である。システムの背圧は、装置にある
熱溜めの数の他に、装置内の他の構成要素の数、のよう
な事項によって決まる。 【０００３】一つのファンが故障すると、残りのファン
が機能しないファンを補償するのに十分な流れを与える
ことができないことが通常なので、上述の冷却設備に採
用されているファン、送風機などにとって、特に上位モ
デルの電子装置用の場合には、信頼性が必要である。残
念ながら、これらのファンなどの故障率は高く、その最
も多い原因は軸受故障である。このため、ほとんどのシ
ステム設計者は、単一のファンの故障を補償するために
Ｎ＋１ファン構成を採用している。Ｎ＋１システム設計
の例を図１Ａおよび図１Ｂに示してある。 【０００４】Ｎ＋１構成には二つの期待される恩恵があ
る。第１に、Ｎ＋１構成では、一つのファンが故障する
と、冗長ファンがシステムを通じて空気を押し込み続
け、それによって冷却システムの信頼性が増大する。第
２に、Ｎ＋１直列構成では、特に図１Ｂの構成では、Ｎ
および＋１のファンの両方が動作すれば、理論的に、単
一のファンによって与えられるものに比較して直列を成
す二つのファンによって（圧力は加算的であると仮定し
て）２倍の圧力が与えられるはずである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかし、たとえあった
としても、期待される第２の恩恵が生ずることはめった
に無い。この一つの理由は、第１のファンを出る空気流
に通常幾らかの「渦」があるということであり、これ
は、空気流の速度に回転成分がある他に、軸方向成分も
あることを意味する。この現象を図２に示してある。図
２で見ることができるように、ファン２１０に入る空気
流は、図２に速度ベクトル２００で表わした速度を有し
ている。ファン２１０を通過してから、速度ベクトル２
００は、軸方向成分２２０および回転成分２３０の両方
を発生する。第１のファン２１０によって与えられる渦
は通常、第２のファン２４０の性能を低下させる。この
一つの理由は、通常第１のファン２１０を出る空気流は
第２のファン２４０の羽根の回転と同じ方向に旋回しな
がら進むことである。その結果、第２のファン２４０の
羽根の回転速度が実質的に減少する。 【０００６】上記に加えて、Ｎ＋１構成には別の顕著な
短所があり、それは、Ｎ＋１構成を組み込むのにかなり
な空間が必要であることである。多くの場合、電子装置
および／または冷却システムに対する望ましい構成は、
Ｎ＋１構成に十分な空間を残さない。その結果、冷却シ
ステムの構成および／または電子装置の構成をＮ＋１構
成を収容するように妥協しなければならない。 【０００７】従来技術の空気移動アセンブリの別の短所
は、空気がアセンブリを通過するときの空気流の膨張お
よび収縮による損失である。 【０００８】また、Ｎ＋１構成の短所には、一つのファ
ンが故障すると、機能しないファンが冷却システムに大
きいインピーダンス（すなわち、空気流の妨害）を発生
するということが含まれる。したがって、一つのファン
が機能していない状態で直列に構成されている二つのフ
ァンは、冷却システムにとって、一つのファンのみの場
合よりも悪い。 【０００９】Ｎ＋１構成の他の望ましくない副作用は、
音響うなり周波数を含む、望ましくない雑音である。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明は、高性能空気移
動アセンブリを対象としている。一実施形態では、空気
移動アセンブリは、第１の空気移動装置（たとえば、フ
ァン、送風機）および固定子を備えており、固定子はア
センブリを通過する空気流の一つの膨張および／または
収縮を少なくとも減らすように機能する。好適には、固
定子は、前記固定子を通過する空気流に渦を与えるよう
に、または渦を調節するようにも機能できる。少なくと
も一つの実施形態では、固定子は何らかの渦を与えるか
または調節することによって、空気移動アセンブリを出
るや否や空気流には渦がほとんどまたは全く無いように
なる。更に、本発明の空気移動アセンブリのさまざまな
実施形態は、二つ以上の空気移動装置および／または二
つ以上の固定子を備えている。少なくとも一つの実施形
態では、本発明の空気移動アセンブリは、電子装置の冷
却用に採用されている。 【００１１】その上、少なくとも一つの実施形態では、
空気移動アセンブリは、第１の空気移動装置の他に、支
材アセンブリに結合された第２の空気移動装置をも備え
ている。これらの実施形態のうちの少なくとも一つで
は、支材アセンブリは、第１の空気移動装置を出る空気
流の渦の方向を逆にするように機能できる固定子を備え
ている。 【００１２】本発明の少なくとも一つの実施形態の一側
面の一つの技術的長所は、従来技術の空気移動装置の効
率を通常妨害する望ましくない渦が打ち消され、その結
果性能の高い空気移動装置となることを認識すべきであ
る。加えて、膨張および収縮のような、従来技術のシス
テムに生ずる特定の損失が本発明のさまざまな実施形態
では減少している（および特定の場合には、除去されて
いる）。その上、本発明の少なくとも一つの実施形態で
は、貴重な装置スペースが構成要素を空気移動装置間で
共有すること（たとえば、共有支材アセンブリ）によっ
て節約される。更に、少なくとも一つの実施形態では、
本発明の空気移動アセンブリは、機能しないファン（す
なわち、故障したファンの状態）から生ずるインピーダ
ンスを、少なくとも部分的に補償するのに役立ってい
る。他に、少なくとも一つの実施形態では、音響うなり
周波数が本発明によって制限されている。 【００１３】 【発明の実施の形態】図３Ａは、本発明の空気移動アセ
ンブリの例示の実施形態を示す。図３Ａの実施形態で
は、図３Ａに速度ベクトル３１０によって表してある一
定の速度を有する空気流がファンアセンブリ３００のフ
ァン３２０を通過する。ファン３２０を通過する結果、
速度ベクトル３１０は軸方向成分３４０および回転成分
３５０（「渦」または半径方向速度ともいう）を共に発
達させる。図３Ａの実施形態では、ファン３２０の羽根
は時計回りに回転している。したがって、回転成分３５
０は時計回り回転成分である。 【００１４】ファン３２０を通過した後の或る時点で、
空気流は、固定子（ステータ）３８０を通過して変化す
る。好適な実施形態では、回転成分の方向が反転する。
したがって、固定子３８０を通過してから、空気流の速
度ベクトル３１０は、軸方向成分３６０および反時計回
り回転成分３７０を有する。 【００１５】固定子３８０を通過してから、空気流はフ
ァン３３０を通過する。図３の実施形態では、ファン３
３０の羽根がファン３２０の方向と同じ方向に回転す
る。好適な実施形態では、ファン３３０を通過した後の
空気流の速度は、軸方向成分３９０だけを有しており、
すなわち、回転成分を持たない。ファン３３０に入る空
気流とファン３３０の羽根との間の、回転方向における
差によって、少なくとも部分的に空気流の回転成分が除
去されることが促進されることが望ましい。というの
は、空気流の回転成分を除去することによって、渦に付
随する運動エネルギが、圧力の所望の増加という観点に
おいて位置エネルギに変換されるからである。 【００１６】図３Ｂは、ファン３２０および３３０の他
に固定子３８０がアセンブリ３００を通過する空気流に
どう影響するかを、上から見た斜視図で示している。図
３Ｂで、ファン３２０に入る空気流は速度ベクトル３１
０で表した速度を有している。理解できるように、ファ
ン３２０に入る際には、空気流の速度は軸方向成分Ｖ _a
だけを有する。しかし、ファン３２０を通過している
間、回転羽根３２５−１、３２５−２、および３２５−
ｎ（ファン３２０の羽根を表す）が空気流をら旋運動す
るように偏向し、それによって速度を加速し、空気流が
ファン３２０の羽根を出るとき、空気流の速度がＶ_aか
らＶ_totalまで増大しているようになる。Ｖ _totalは、軸
方向成分Ｖ_aの他に、回転成分（Ｖ_r）および所定の渦巻
き角（角度θ）（渦巻き角は空気流の回転角である）を
有している。図示したように、羽根３２５−１、３２５
−２、および３２５−ｎ（ファン３２０の羽根を表す）
は時計回りに回転している。したがって、図３Ｂの実施
形態では、Ｖ_rは時計回りである。 【００１７】ファン３２０の羽根を出た後の或る時点
で、空気流は固定子３８０を通過し、その結果、空気流
に対するＶ_rが変化する。特に、固定子３８０を通過す
る間、空気流は固定子羽根３８５−１、３８５−２、お
よび３８５−ｎ（固定子３８０の固定子羽根を表す）の
等高線（ｃｏｎｔｏｕｒ ｌｉｎｅ）に従い、空気流が
固定子３８０を出るとき、Ｖ_rの方向が逆転している。 【００１８】図３Ｂの実施形態では、固定子３８０を出
てから、空気流は、羽根３３５−１、３３５−２、およ
び３３５−ｎ（ファン３３０の羽根を表す）を通過す
る。理解できるように、羽根３３５−１、３３５−２、
および３３５−ｎは時計回りに回転している。したがっ
て、ファン３３０が回転すると、空気流が多かれ少なか
れ軸方向に戻り、それによって空気速度がＶ_totalから
Ｖ_aまで減少する（すなわち、空気流は軸方向成分だけ
を有する状態でファン３３０の羽根を出る）。先に説明
したように、空気流の速度は減少するが、全圧力は増大
する。 【００１９】図３Ａに話を戻すと、ファン３２０および
３３０を、プロペラファン、チューブ軸流ファン、ベー
ン軸流ファン、遠心ファン、軸流ファン、前曲型車輪送
風機、後曲型車輪送風機、かご型送風機、などを含め
て、現在公知の、または将来開発される幾つかのファン
または他の空気移動装置のどんなものとしてもよい。フ
ァンアセンブリ３００の少なくとも一つの実施形態で
は、ファン３３０の構造はファン３２０の構造と同一で
ある。しかし、ファン３３０の構造をファン３２０の構
造と違えてよいことが認識されよう。 【００２０】図４は、ファン３２０および／または３３
０として採用できるファン４００の例示実施形態を示
す。ファン４００は、モータアセンブリ４７０を備えて
いる。モータアセンブリ４７０にインペラ４８０が結合
している。少なくとも一つの実施形態では、インペラ４
８０は、ハブ４１０およびそれと一体化されたまたはそ
れに取り付けられた一つ以上の羽根（図４で羽根４２０
−１および４２０−２で表した一つ以上の羽根）を備え
ている。少なくとも一つの実施形態では、アセンブリ４
７０は、インペラ４８０と共に、支材４９０がかけ渡さ
れており開放された内部領域を備えている基体４４０内
に設置され、好適にはそれに固定されている。支材４９
０は、アセンブリ４７０の他にインペラ４８０も取付け
られている中心位置４３０を支持している。少なくとも
一つの実施形態では、基体４４０は更に、既知のやり方
で、通常はハブ４１０を中心として回転対称を成すエー
ロフォイルに似た内面を有する静止（固定）ベンチュリ
（図示せず）を備えている。静止ベンチュリは回転羽根
４２０−１および４２０−ｎの遠端を越えた部分で半径
方向に密接して設置されている。その上、好適には、基
体４４０に取付けられるかまたは基体４４０と一体化さ
れているのは、第１のフィンガーガード４５０および第
２のフィンガーガード４６０である。更に、羽根４２０
−１および４２０−ｎは、合衆国特許出願０９／８６
７，１９４号に説明されているようにウィングレットを
備えることができる。 【００２１】図５Ａおよび図５Ｂは、固定子３８０の例
示の実施形態を示す。図５Ａの実施形態では、固定子３
８０は枠５２０を備え、枠５２０自身は、長方形外面５
３０および長方形内面５４０を備えている。また図５Ａ
の実施形態が備えているのは固定子ハブ５００である。
ハブ５００および枠５２０に結合した（たとえば、それ
と一体化された）羽根５１０−１および５１０−ｎのよ
うな一つ以上の固定子羽根（案内羽根（ベーン）ともい
う）がある。ハブ５００および羽根５１０−１および５
１０−ｎは静止しており、すなわち、ハブ５００の中心
軸の周りを回転しない。更に、固定子羽根は真っすぐな
羽根であり、各羽根の弦線（ｃｈｏｒｄｌｉｎｅ）が真
っすぐであることを意味している（弦線は羽根の前縁の
中心と後縁の中心とを結ぶ線である）。少なくとも一つ
の実施形態では、羽根５１０−１および５１０−ｎの縁
の一つ以上が丸められて空気動力学特性を向上させてい
る。その上、少なくとも一つの実施形態では、固定子羽
根はエーロフォイル形状をしている。 【００２２】図５Ｂの実施形態では、図５Ａと同様に、
固定子３８０は枠５５０を備えている。しかし、枠５２
０と異なり、枠５５０は、長方形外面５６０および円形
内面５７０を備えている。また、固定子３８０（図５
Ｂ）は固定子ハブ５８０を備えている。ハブ５８０およ
び枠５５０と結合されおよび／または一体化されている
のは、羽根５９０−１および５９０−ｎのような、一つ
以上の固定子羽根である。ハブ５８０ならびに羽根５９
０−１および５９０−ｎは静止して（固定されて）お
り、すなわち、ハブ５８０の中心軸の周りを回転しな
い。その上、図５Ａの固定子と異なり、図５Ｂの固定子
羽根は曲がり（カーブの付けられた）羽根であり、羽根
に対する弦線が曲線になっていることを意味する。 【００２３】少なくとも一つの実施形態では、固定子３
８０は、アセンブリ３００を通過する空気流の一つの膨
張および／または一つの収縮を少なくとも減らす（好適
には無くす）ように作用することが可能である。一実施
形態では、固定子３８０は、その環状域がファン３２０
および／またはファン３３０の表面と合致する表面を備
えることによって、一つの膨張および／または一つの収
縮を少なくとも減らして（好適には無くして）いる。加
えて、少なくとも一つの実施形態では、固定子３８０の
ハブの環状域は、ファン３２０および／またはファン３
３０の環状域と合致させられて膨張および／または収縮
を十分に減らし、または好適には解消している。その
上、少なくとも一つの実施形態では、固定子３８０の厚
さは、ファン３２０および３３０の厚さと同程度であ
る。 【００２４】加えて、少なくとも一つの実施形態では、
固定子３８０の第１の表面の環状域はアセンブリ３００
の一方の構成要素の表面の環状域と合致するが、固定子
３８０の第２の表面の環状域は、アセンブリ３００の他
方の構成要素の表面の環状域と合致し、後者の構成要素
の表面は、前者の構成要素の表面の環状域とは異なる環
状域を備えている。たとえば、図５Ｃは、ファン３３０
と空気ダクト３９５との間に設置された固定子３８０の
一実施形態の側面図を示す。ファン３３０をダクト３９
５の入口または出口に置いてよい。理解できるように、
ファン３３０の少なくとも一つの表面の環状域は、空気
ダクト３９５の少なくとも一つの表面の環状域とは異な
っている。アセンブリ３００を通過する空気流の少なく
とも一つの膨張および／または少なくとも一つの収縮を
減らす（好適には無くす）には、固定子３８０の少なく
とも一方の表面の環状域がファン３３０の少なくとも一
方の表面の環状域と合致するが、固定子３８０の少なく
とも他方の表面の環状域が空気ダクト３９５の少なくと
も他方の表面の環状域と合致する。この合致の一部とし
て、図５Ｃの実施形態では、固定子３８０の内面がファ
ン３３０の表面の環状域から空気ダクト３９５の表面の
環状域まで先細になっている。図５Ｄの実施形態では、
固定子３８０の内面が先細になっているばかりでなく、
外面も同様に先細になっている。固定子３８０の固定子
羽根（図５Ｃおよび図５Ｄには示してない）は、先細内
面が広がっている内部領域のどこかに設置されている。
図５Ｃおよび図５Ｄでは固定子３８０の内面がファン３
３０の右の構成要素の表面の環状域からその左にある構
成要素の表面の環状域まで先細になっているが、或る実
施形態では、その反対も成り立つことが認識されよう。 【００２５】好適には、固定子３８０が備えている固定
子羽根の数は、ファン３２０および／または３３０が備
えているファン羽根の数よりも多い。固定子３８０の特
定の実施形態に対する羽根の好適な数は、固定子３８０
がそこを通過する空気流に与える所要の影響（効果）に
よって決まる。羽根の好適数を決定する一つの方法は、
所要の影響が得られるまで羽根の数について実験するこ
とである。 【００２６】同様に、固定子３８０の一つ以上の羽根に
対する羽根角は、固定子３８０の一実施形態がそれを通
過する空気流に及ぼす所要の影響によって決まる（羽根
角は、羽根の弦線と空気流の軸方向の平面との間の角度
である）。たとえば、上に説明したように、少なくとも
一つの実施形態では、固定子３８０がそれを通過する空
気流の速度の回転成分の方向を逆転することが望まし
い。したがって、このような実施形態では、固定子３８
０の一つ以上の羽根に対する好適な羽根角は、回転成分
の方向を逆転しやすくする羽根角となる。 【００２７】上記を達成する適切な羽根角は、一つ以上
の方法で決定できる。限定を目的としない例として、固
定子３８０が空気流に所要の影響を与えやすい適切な羽
根角を、以下のように決定し得る。 ・固定子３８０の羽根のさまざまな羽根角について繰り
返して固定子３８０および／もしくはファンアセンブリ
３００を出る空気流の実験的測定（コンピュータ・シミ
ュレーションを含んでよい）を行なう ・ファンアセンブリ３００の機械的モックアップの実験
的測定（コンピュータ・シミュレーションを含んでよ
い）を行なう ・空気流ネットワーク法を使用する羽根角の計算、なら
びに／または、 ・流体動力学のコンピュータ・ソフトウェアを使用する
羽根角の計算。 一実施形態では、上の方法または全く異なる一つ以上の
他の方法の一部として、固定子３８０に入る空気流の渦
巻き角を以下の公式を使用して決定する。 【００２８】 【数１】 【００２９】 【数２】 【００３０】 【数３】 次に渦巻き角を使用して、回転成分に与える所要影響を
達成する適切な羽根角度を決定する。更に、少なくとも
一つの実施形態では、所要の羽根角の決定には、少なく
とも部分的に、ファン３２０および／またはファン３３
０の動作点の決定が関わってくる。 【００３１】その上、固定子３８０の一つ以上の羽根の
曲率は、固定子３８０の一実施形態がそこを通過する空
気流に及ぼす所要の影響によって決まる。記したとお
り、少なくとも一つの実施形態について、固定子３８０
がそこを通過する空気流の速度の回転成分の方向を逆転
させることが望ましい。したがって、このような実施形
態では、固定子３８０の一つ以上の羽根の好適な曲率
は、回転成分の方向の逆転を促進する曲率である。 【００３２】更に、先の説明と同様であるが、固定子３
８０の一つ以上の羽根の適切な曲率を、 ・固定子３８０の一つ以上の羽根の曲率についてさまざ
まに繰り返して固定子３８０および／もしくはファンア
センブリ３００を出る空気流を実験的に測定（コンピュ
ータ・シミュレーションを含むことがある）することに
よって、 ・ファンアセンブリ３００の機械的モックアップの実験
的測定（コンピュータ・シミュレーションを含むことが
ある）によって、 ・空気流ネットワーク法を使用する曲率の計算によっ
て、ならびに／または、 ・流体動力学のコンピュータ・ソフトウェアを使用する
曲率の計算によって、決定できる。更に、少なくとも一
つの実施形態では、所要の影響を発生させるために、固
定子３８０の羽根の曲率をファン３２０を出る空気流の
渦巻き角に合わせている。 【００３３】一実施形態では、固定子３８０はシートメ
タルから製作されている。代わりの実施形態では、固定
子３８０は射出成形によって形成されている。これらの
実施形態のうちの一つでは、枠、ハブ、および羽根は、
別々の部品として形成された後に互いに結合されてい
る。別の実施形態では、枠、ハブ、および羽根は、一体
物として形成されている。少なくとも一つの実施形態で
は、固定子３８０を上述のいずれかの組合せで形成する
ことができる。 【００３４】少なくとも一つの実施形態では、固定子３
８０は、Ｎ＋１直列ファン構成の性能を増すようにＮ＋
１直列ファン構成の二つのファンの間に挿入できるドロ
ップイン・モジュールである。その上、少なくとも一つ
の実施形態では、固定子３８０を既知の空気移動装置に
採用して（たとえば、前または後で結合または挿入し
て）装置の性能を上げることができる。たとえば、固定
子３８０を管（チューブ）軸流ファンに採用して羽根
（ベーン）軸流ファンを有効に作ることができる。 【００３５】図５Ａおよび図５Ｂに示した固定子３８０
の構成は単なる例示であり、固定子３８０に多数の他の
構成を与えることができることが認識されよう。たとえ
ば、枠５２０は円形内面を有することができる。同様
に、枠５５０は長方形内面を有することができる。その
上、枠５２０および／または枠５５０が円形外面および
円形内面の双方を、または長方形もしくは円形以外の任
意の形状を有することができる。他に、図５Ａおよび図
５Ｂに示したように、ハブ・羽根構成として組み込むの
ではなく、固定子３８０が代わりにハニカム（蜂の巣）
構成を有することができる。 【００３６】図５Ａおよび図５Ｂに示した固定子３８０
の構成が単なる例示というだけでなく、図３Ａに示した
ファンアセンブリ３００の構成も同様であり、というの
は、ファンアセンブリ３００は幾つかの構成を有するこ
とができるからである。たとえば、ファンアセンブリ３
００は、図３Ａに示したものよりも多くの数のファンお
よび固定子を備えることができる。たとえば、一実施形
態では、ファンアセンブリ３００を通過する空気流は、
ファン３２０に入る前に固定子を通過できる。同様に、
一実施形態では、ファンアセンブリ３００を通過する空
気流は、ファン３００を出てから固定子を通過できる。
その上、ファンアセンブリ３００は、図３Ａに示すもの
以外の構成要素を備えることができる。 【００３７】図３Ａにおけるファン３２０と固定子３８
０との間の距離および／または固定子３８０とファン３
３０との間の距離は例に用いただけであり、ファン３２
０、ファン３３０、および固定子３８０の間の距離につ
いて図３Ａに示したより小さくまたは大きくしてよいこ
とに注目すべきである。事実、少なくとも一つの実施形
態では、固定子３８０は、ファン３２０および／または
ファン３３０のフィンガーガードに組み込まれている。
その上、一実施形態では、ファンアセンブリ３００は、
一つ以上のスタンドアロン固定子と一つ以上のフィンガ
ーガード固定子との組合せを備えている。加えて、少な
くとも一つの実施形態では、固定子３８０はファン３２
０および／またはファン３３０につながれている。 【００３８】少なくとも一つの実施形態では、アセンブ
リ３００は、図３Ａに示したものよりも少ない数のファ
ンを備えている。たとえば、少なくとも一つの実施形態
では、アセンブリ３００は、ファン３２０を備えていな
い。少なくとも一つの実施形態では、固定子３８０は、
その回転方向がファン３３０の羽根の回転方向とは反対
である空気流に渦をもたらす。その結果、好適な実施形
態では、ファン３３０を出る空気流はその速度に軸方向
成分しか有していない。その上、少なくとも一つの実施
形態では、アセンブリ３００は、ファン３３０を備えて
いない。少なくとも一つの実施形態では、固定子３８０
は、ファン３２０から生ずる渦を減らしている（または
好適には除去している）。先に記したとおり、上述の構
成の一つの長所は、渦に関連する運動エネルギの位置エ
ネルギへの変換から生ずる圧力の増大である。 【００３９】少なくとも一つの実施形態では、ファンア
センブリ３００は固定子を備えていない。図６は、この
ような実施形態を示している。図６の実施形態では、フ
ァンアセンブリ３００は、第１のモータアセンブリ６１
０を備えている。図６の実施形態で第１のモータアセン
ブリ６１０に結合しているのは第１のインペラ６２５
で、このインペラ自身、第１のハブ６３０、およびこれ
に組み込まれたまたは取付けられた一つ以上の羽根（図
６では羽根６３５−１および６３５−ｎで表してある）
を備えている。図６の実施形態では、第１のモータアセ
ンブリ６１０、ひいては、それに結合している第１のイ
ンペラ６２５が支材アセンブリ６２０に結合している。
図６の実施形態では、支材アセンブリ６２０は支材６７
５を備えている。支材６７５は、モータアセンブリ６１
０およびインペラ６２５が取付けられている中心位置６
７０を支持している。また、図６の実施形態で中心位置
６７０に取付けられているのは第２のモータアセンブリ
６１５である。好適には、第２のモータアセンブリ６１
５に第２のインペラ６４０が結合し、インペラ６４０自
身が、第２のハブ６４５、およびそれに一体化されたま
たは取付けられた一つ以上の羽根（図６では６５０−１
および６５０−ｎで示してある）を備えている。図６の
実施形態では、第１のモータアセンブリ６１０、第１の
インペラ６２５、支材アセンブリ６２０、第２のモータ
アセンブリ６１５、および第２のインペラ６４０から成
るこの集合体（アセンブリ）がハウジング６５０の内部
に設置され、好適には、そこに固定されている。更に、
少なくとも一つの実施形態では、ハウジング６５０に第
１のフィンガーガード６６０および第２のフィンガーガ
ード６６５が取付けられるか、または一体化されてい
る。 【００４０】図６の実施形態では、第１のインペラ６２
５から生ずる渦を補償するために、第２のインペラ６４
０を第１のインペラ６２５の回転方向とは逆の方向に回
転させることができる。その上、このような実施形態で
は、羽根６５０−１および６５０−ｎの寸法および向き
は羽根６３５−１および６３５−ｎの鏡像であるから、
第２のインペラ６４０から少なくとも部分的に生ずる空
気流は、第１のインペラ６２５から少なくとも部分的に
生ずる空気流と同じ方向である。 【００４１】図６に示したファンアセンブリ３００の実
施形態は別の構成を備えることができる。たとえば、図
６のファンアセンブリ３００は、図６に示したものより
少ないかまたは多い数の構成要素を備えることができる
他に、図６に示したもの以外の一つ以上の構成要素をも
備えることができる。たとえば、少なくとも一つの実施
形態では、第１のモータアセンブリ６１０および第２の
モータアセンブリ６１５は、別々の支材アセンブリに結
合されている。更に、一実施形態では、第１のモータア
センブリ６１０および第２のモータアセンブリ６１５
は、電子回路を共有できる。更に、一実施態では、第１
のインペラ６２５および第２のインペラ６４０は、モー
タアセンブリを共有できる。加えて、ハウジング６５０
は更に、既知のやり方で、通常はハブ６３０および／ま
たはハブ６４５の周りに回転対称を成すエーロフォイル
に似た内面を有する静止ベンチュリ（図示せず）を備え
ることができる。このエーロフォイルは、回転羽根６３
５−１および６３５−ｎおよび／または６５０−１およ
び６５０−ｎの遠端を越えた部分で半径方向に密接して
設置されている。更に、羽根６３５−１および６３５−
ｎおよび／または６５０−１および６５０−ｎは、アメ
リカ合衆国特許出願、出願番号０９／８６７，１９４に
関して先に説明したようなウィングレットを備えること
ができる。更に、少なくとも一つの実施形態では、上述
の逆回転ではなく、図６のファンアセンブリを第１のイ
ンペラ６２５および第２のインペラ６４０が同じ方向に
回転するように構成できる。 【００４２】ファンアセンブリ３００の少なくとも一つ
の実施形態では、ファンアセンブリの組込み電子回路
を、第１のモータアセンブリ６１０または第２のモータ
アセンブリ６１５が故障すれば、残りの機能するモータ
アセンブリがそれに結合しているインペラの回転の速さ
を上げて故障したファンを補償するように設計できる。
その上、一実施形態では、第１のインペラ６２５および
第２のインペラ６４０の回転を、音響うなり周波数の数
を制限するように同期させることができる。 【００４３】付け加えると、図６に示したファンアセン
ブリ３００の実施形態は、固定子が存在しない構成に限
定されない。少なくとも一つの実施形態では、固定子
（たとえば、固定子３８０）は、第１のインペラ６２５
と第２のインペラ６４０との間に設置されている。その
上、少なくとも一つの実施形態では、固定子（たとえ
ば、固定子３８０）は、支材（ストラット）アセンブリ
６２０の一部（たとえば、支材６９０および／または中
心位置６７０の一部）として設けられている。少なくと
も一つの実施形態では、第１のインペラ６２５および第
２のインペラ６４０は同じ方向に回転できる。さらに、
第１のインペラ６２５と第２のインペラ６４０との間に
設置されている固定子に加えて、またはその代わりに、
ファンアセンブリ３００が別の場所に一つ以上の固定子
を備えることができる。たとえば、固定子を第１のフィ
ンガーガード６６０および／または第２のフィンガーガ
ード６６５に取付けるか、またはそれと一体化させるこ
とができる。その上、ハウジング６５０に取付け、一体
化または内部に設置されてはいない固定子がファンアセ
ンブリに存在しても良い。 【００４４】少なくとも一つの実施形態では、上述の空
気移動アセンブリ、またはその少なくとも幾つかの構成
要素を電子装置の冷却用に採用している。 【００４５】 【発明の効果】本発明のさまざまな実施形態は従来技術
に付随する問題を克服している。たとえば、本発明のさ
まざまな実施形態は従来技術の装置の効率を阻害する不
必要な渦を打ち消すことができる。本発明の少なくとも
一つの実施形態では、不必要な渦が打ち消されているの
で、従来技術によって予想されている所要の圧力増加が
達成され、いくつかの実施形態では、それが予想を上回
った。その上、本発明の少なくとも一つの実施形態で
は、所要圧力増加が、従来技術では好ましくない渦と考
えられているものを意図的に与えることによって達成さ
れている。 【００４６】更に、従来技術のシステムで生ずる、膨張
損失および収縮損失のような一定の損失が本発明のさま
ざまな実施形態では減っている（或る場合には、除去さ
れている）。少なくとも一つの実施形態では、固定子
は、固定子と空気移動装置との間の一つの膨張および／
または一つの収縮を少なくとも減らすのに十分な寸法を
備えている。たとえば、少なくとも一つの実施形態で
は、固定子の表面の環状域は、アセンブリの一つ以上の
他の構成要素（たとえば、空気移動装置）の表面の環状
域と同じである。 【００４７】同様に、さまざまな実施形態において、本
発明の実施形態の固定子を、既知の空気移動装置および
／もしくはアセンブリに挿入するか、またはさもなくば
そのような装置および／もしくはアセンブリと共に使用
するかして、このような装置および／もしくはアセンブ
リの性能を増進させることができる。たとえば、一実施
形態では、固定子をＮ＋１直列構成の二つのファンの間
に挿入してその構成の性能を増進させることができる。
他の例として、他の実施形態では、固定子を使用して、
あまり高価でない管軸流ファンを比較的高価な羽根軸流
ファンに変えることができる。 【００４８】他に、本発明の少なくとも一つの実施形態
では、空気移動装置間で構成要素を共有することによっ
て（たとえば、共有支材アセンブリ、共有モータアセン
ブリ、共有電子回路、および／または共有ハウジン
グ）、貴重な装置スペースを節約している。したがっ
て、冷却システム設計および／または電子装置設計を、
従来技術で必要だったように、何らかの空気移動システ
ム構成（たとえば、Ｎ＋１構成）に適応するように妥協
して設計する必要がない。 【００４９】少なくとも一つの実施形態では、本発明の
空気移動アセンブリは、固定子および／または逆回転フ
ァンを用いて、実施の形態のファンアセンブリによって
生ずる全圧力を増大させることによって、機能しないフ
ァン（すなわち、故障したファンの状態）から生ずるイ
ンピーダンスを補償するのに役立っている。 【００５０】その他に、少なくとも一つの実施形態で
は、音響うなり周波数の数を制限するようにファンの回
転を同期させている。以上のように本発明には様々な態
様が存在するが、例えば以下のような態様が可能であ
る。 【００５１】［実施の態様１］ 空気の流れを発生する
ように動作できる空気移動アセンブリであって、空気移
動装置と、固定子（３８０）とを備え、前記固定子が、
前記アセンブリを通過する空気流の一つの膨張または一
つの収縮を少なくとも減らすように機能できるアセンブ
リ。 【００５２】［実施の態様２］ 前記固定子（３８０）
が、前記アセンブリを通過する空気流の一つの膨張また
は一つの収縮を少なくとも減らすように機能できる実施
の態様１に記載のアセンブリ。 【００５３】［実施の態様３］ 前記固定子（３８０）
が、前記アセンブリを通過する空気流の一つの膨張およ
び一つの収縮を無くすように機能できる実施の態様２に
記載のアセンブリ。 【００５４】［実施の態様４］ 前記固定子（３８０）
の表面の環状域が、前記空気移動装置の表面の環状域に
合致する実施の態様１に記載のアセンブリ。 【００５５】［実施の態様５］ 前記固定子（３８０）
の別の表面の環状域が、前記空気移動アセンブリの別の
構成要素の表面の環状域に合致する実施の態様４に記載
のアセンブリ。 【００５６】［実施の態様６］ 前記空気移動装置の前
記表面の前記環状域が、該空気移動アセンブリの前記別
の構成要素の前記表面の前記環状域とは異なっている実
施の態様５に記載のアセンブリ。 【００５７】［実施の態様７］ 少なくとも別の空気移
動装置を更に備える実施の態様１に記載のアセンブリ。 【００５８】［実施の態様８］ 前記固定子が更に、前
記空気移動装置のインペラの回転方向とは反対の方向の
渦（３７０）を与える実施の態様１に記載のアセンブ
リ。 【００５９】［実施の態様９］ 前記固定子が前記空気
移動装置よりも多くの羽根を備える実施の態様１に記載
のアセンブリ。 【００６０】［実施の態様１０］ 前記固定子が前記空
気移動装置のフィンガーガードの一部である実施の態様
１に記載のアセンブリ。

【図面の簡単な説明】 【図１】 例示のＮ＋１並列ファンシステム構成（A）
と、例示のＮ＋１直列ファンシステム構成（B）を示す
模式図である。 【図２】 例示のファンを通過する空気流によって生ず
る渦現象を示す模式図である。 【図３】 本発明による空気移動アセンブリの一つの例
示の実施形態を示す模式図（Ａ）と、図３（Ａ）の空気
移動アセンブリを通過する空気流によって生ずる変化を
示す模式図（Ｂ）である。 【図４】 図３（Ａ）のファンアセンブリに採用できる
ファンの例示の実施形態を示す断面図である。 【図５】 本発明による固定子の第１および第２の例示
の実施形態を示す斜視図（Ａ，Ｂ）と、本発明による固
定子の第３および第４の例示の実施形態を示す模式図
（Ｃ，Ｄ）である。 【図６】 本発明の空気移動アセンブリの第２の例示の
実施形態を示す断面図である。 【符号の説明】 ３００ ファンアセンブリ ３７０ 渦 ３８０ 固定子 ４８０，６２５，６４０ インペラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリスチャン エル ビレイディ アメリカ合衆国 テキサス75070 マッキ ニー アンハーストサークル 2202 (72)発明者 マイク デボン ヒラルド アメリカ合衆国 テキサス75287 ダラス ティンバーグレンロード 4607 アパー トメント2536 (72)発明者 グレン シー サイモン アメリカ合衆国 カリフォルニア95603 オーバーン スノウウィオウルウェイ 10085 Ｆターム(参考） 3H034 AA02 AA11 BB02 BB08 CC03 DD05 EE08 5E322 BA04 BA05 BB03

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 空気の流れを発生するように動作できる
   空気移動アセンブリであって、 空気移動装置と、 固定子（３８０）とを備え、 前記固定子が、前記アセンブリを通過する空気流の一つ
   の膨張または一つの収縮を少なくとも減らすように機能
   できるアセンブリ。