JP2022096823A - 直列軸流ファン - Google Patents

Abstract

【課題】直列軸流ファンのＰＱ特性を向上する。
【解決手段】直列軸流ファンは、第１軸流ファン１と、第２軸流ファン２と、整流部３と、を備える。第２軸流ファンは、第１軸流ファンよりも軸方向一方に配置されるとともに、整流部を挟んで第１軸流ファンと直列に接続される。整流部は、中心軸を囲む筒状の筐体３１と、筐体の径方向内側面から径方向内方に延びる整流翼部３２と、整流翼部の径方向内方に設けられる空送空間３３と、を有する。整流翼部は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方から軸方向一方に向かうにつれて周方向他方に傾く。空送空間は、整流翼部の径方向内方において気流が流通可能な一体の空間である。
【選択図】図１

Description

本発明は、直列軸流ファンに関する。

従来、２つの軸流ファンを軸方向に連結することで、ＰＱ特性を向上させた直列軸流ファンが知られている。２つのファンの間には、複数の整流翼片を有する気流整流装置が連結される。上流のファンが回転する際、気流は、上流のファンのブレードから静翼、そして整流翼片に流れる。（たとえば特開２００８－１４４７４８号公報参照）

特開２００８－１４４７４８号公報

しかしながら、整流装置に整流翼片が用いられた直列軸流ファンのＰＱ特性は、サージングにより中間領域で右上がりの特性になることがある。このような領域では、サージングにより圧力差と風量の両方が低下するので、圧力差によって風量が安定せず大きく変化する虞がある。

本発明は、直列軸流ファンのＰＱ特性を向上することを目的とする。

本発明の例示的な直列軸流ファンは、第１インペラを有する第１軸流ファンと、第２インペラを有する第２軸流ファンと、整流部と、を備える。前記第１インペラは、第１動翼を有する。前記第１動翼は、軸方向に延びる中心軸を中心にして周方向一方側に回転可能である。前記第２インペラは、第２動翼を有する。前記第２動翼は、前記中心軸を中心にして回転可能である。前記第２軸流ファンは、前記第１軸流ファンよりも軸方向一方に配置されるとともに、前記整流部を挟んで前記第１軸流ファンと直列に接続される。前記整流部は、筐体と、整流翼部と、空送空間と、を有する。前記筐体と、前記中心軸を囲む筒状である。前記整流翼部は、前記筐体の径方向内側面から径方向内方に延びる。前記空送空間は、前記整流翼部の径方向内方に設けられる。前記整流翼部は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方から軸方向一方に向かうにつれて周方向他方に傾く。前記空送空間は、前記整流翼部の径方向内方において気流が流通可能な一体の空間である。

本発明の例示的な直列軸流ファンによれば、ＰＱ特性を向上することができる。

図１は、実施形態に係る直列軸流ファンの構成例を示す断面図である。 図２は、直列軸流ファンの斜視図である。 図３は、整流部の構成例を示す斜視図である。 図４は、軸方向から見た整流部の構成例を示す概念図である。 図５は、軸方向から見た整流部の他の構成例を示す概念図である。 図６は、径方向から見た整流翼部の構成例を示す断面図である。 図７は、径方向から見た整流翼部の他の構成例を示す断面図である。 図８は、実施形態の第１変形例に係る直列軸流ファンの構成例を示す断面図である。 図９は、実施形態の第２変形例に係る直列軸流ファンの構成例を示す断面図である。

以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。

なお、本明細書では、直列軸流ファン１００において、中心軸ＣＡと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。軸方向のうち、後述する第１軸流ファン１から第２軸流ファン２への向きを「軸方向一方Ｄａ１」と呼び、第２軸流ファン２から第１軸流ファン１への向きを「軸方向他方Ｄａ２」と呼ぶ。各々の構成要素において、軸方向一方Ｄａ１における端部を「軸方向一方端部」と呼び、軸方向他方Ｄａ２における端部を「軸方向他方端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の表面において、軸方向一方Ｄａ１を向く面を「軸方向一方端面」と呼び、軸方向他方Ｄａ２を向く面を「軸方向他方端面」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡに直交する方向を「径方向」と呼ぶ。径方向のうち、中心軸ＣＡへと近づく向きを「径方向内方」と呼び、中心軸ＣＡから離れる向きを「径方向外方」と呼ぶ。各々の構成要素において、径方向内方における端部を「径方向内端部」と呼び、径方向外方における端部を「径方向外端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、径方向内方を向く側面を「径方向内側面」と呼び、径方向外方を向く側面を「径方向外側面」と呼ぶ。

また、中心軸ＣＡを中心とする回転方向を「周方向」と呼ぶ。各々の構成要素において、周方向における端部を「周方向端部」と呼ぶ。また、周方向一方Ｄｃ１における端部を「周方向一方端部」と呼び、周方向他方Ｄｃ２における端部を「周方向他方端部」と呼ぶ。また、各々の構成要素の側面において、周方向を向く側面を「周方向側面」と呼ぶ。さらに、周方向一方Ｄｃ１を向く側面を「周方向一方側面」と呼び、周方向他方Ｄｃ２を向く側面を「周方向他方側面」と呼ぶ。

また、本明細書において、「環状」は、中心軸ＣＡを中心とする周方向の全域に渡って切れ目の無く連続的に一繋がりとなる形状のほか、中心軸ＣＡを中心とする全域の一部に１以上の切れ目を有する形状を含む。また、中心軸ＣＡを中心として、中心軸ＣＡと交差する曲面において閉曲線を描く形状も含む。

また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに９０度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。

なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。

＜１．実施形態＞
図１は、実施形態に係る直列軸流ファン１００の構成例を示す断面図である。図２は、直列軸流ファン１００の斜視図である。なお、図１は、図２の二点鎖線Ａ－Ａを含み且つ軸方向と垂直な仮想の平面で切断した直列軸流ファン１００の断面構造を示す。

＜１－１．直列軸流ファンの構成＞
図１に示すように、直列軸流ファン１００は、第１インペラ１１を有する第１軸流ファン１と、第２インペラ２１を有する第２軸流ファン２と、整流部３と、を備える。直列軸流ファン１００は、前段の第１軸流ファン１と後段の第２軸流ファン２とが整流部３を挟んで直列に連結された送風装置である。直列軸流ファン１００は、第１軸流ファン１の軸方向他方端部の開口から気流Ｆを吸気し、第２軸流ファン２の軸方向一方端部の開口から気流Ｆを送出する。第２軸流ファン２は、第１軸流ファン１よりも軸方向一方Ｄａ１に配置されるとともに、整流部３を挟んで第１軸流ファン１と直列に接続される。

整流部３は、第１軸流ファン１から軸方向一方Ｄａ１に送出される気流Ｆを整流する。第２軸流ファン２は、整流部３により整流された気流Ｆを吸引する。整流された気流Ｆは、旋回成分が少なく、第２軸流ファン２にて軸方向に流れ易い。これにより、第２軸流ファン２から送出される気流Ｆの圧力及び風量が、増加する。その結果、直列軸流ファン１００が吸引又は送出する空気の量を増加させることができる。従って、直列軸流ファン１００の送風効率をさらに向上させることができる。

＜１－２．第１軸流ファン＞
次に、図１及び図２を参照して、第１軸流ファン１の構成を説明する。

前述の如く、第１軸流ファン１は、第１インペラ１１を有する。第１インペラ１１は、第１モータ部１２の後述する第１ロータ１２１に取付けられる。たとえば、第１インペラ１１は、有蓋筒状の第１インペラベース１１２を有する。第１インペラベース１１２は、第１ロータ１２１の軸方向他方端部及び径方向外側面を覆う。また、第１インペラ１１は、第１動翼１１１をさらに有する。第１動翼１１１は、軸方向に延びる中心軸ＣＡを中心にして周方向一方Ｄｃ１側に回転可能である。つまり、第１軸流ファン１の駆動時において、第１インペラ１１は、周方向一方Ｄｃ１に回転する。

第１動翼１１１は、本実施形態では、第１インペラベース１１２の径方向外側面から径方向外方に延びる。なお、この例示に限定されず、第１インペラ１１は、第１インペラベース１１２を有さず、第１動翼１１１は第１ロータ１２１の径方向外側面に配置されてもよい。

軸方向において、第１動翼１１１は、軸方向他方Ｄａ２に向かうにつれて回転方向前方（つまり周方向一方Ｄｃ１）に向かって延びる。また、第１動翼１１１の少なくとも軸方向他方Ｄａ２側の部分において、第１動翼１１１の径方向外端部は、軸方向他方Ｄａ２に向かうにつれて径方向内方に向かう。つまり、軸方向から見て、第１動翼１１１の最も軸方向他方Ｄａ２側の部分は、第１動翼１１１の最も径方向外方側の部分よりも径方向内方にある。

また、第１軸流ファン１は、第１モータ部１２と、第１ハウジング１３と、をさらに有する。

第１モータ部１２は、第１シャフト１２１１と、第１ロータ１２１と、第１ステータ１２２と、を有する。第１シャフト１２１１は、中心軸ＣＡに沿って軸方向に延びる。第１シャフト１２１１の軸方向他方端部には、第１ロータ１２１が取り付けられる。第１ロータ１２１は、第１シャフト１２１１とともに、中心軸ＣＡを中心として回転可能である。第１ステータ１２２は、第１ロータ１２１と径方向に対向し、通電に応じて第１ロータ１２１を回転させる。

第１モータ部１２が第１ロータ１２１とともに第１インペラ１１を回転させることにより、第１動翼１１１は、中心軸ＣＡを中心に回転する。これにより、第１軸流ファン１は、直列軸流ファン１００の軸方向他方Ｄａ２側の空気を第１軸流ファン１の軸方向他方端部にて吸引する。また、第１軸流ファン１は、軸方向一方Ｄａ１側へと流れる気流Ｆを発生させ、この気流Ｆを第１軸流ファン１の軸方向一方端部から送出する。

次に、第１ハウジング１３は、第１ブラケット部１３１と、第１ベアリングホルダ１３２と、第１ハウジング筒部１３３と、第１静翼１３４と、を有する。

第１ブラケット部１３１は、第１軸流ファン１の軸方向一方端部に配置される。第１ブラケット部１３１は、第１底蓋部１３１１と、第１ベアリングホルダ保持部１３１２と、第１外壁部１３１３と、を有する。第１底蓋部１３１１は、中心軸ＣＡを囲む環状であり、径方向に延びる。第１底蓋部１３１１の径方向内端部には、第１ベアリングホルダ保持部１３１２が配置される。第１ベアリングホルダ保持部１３１２は、軸方向他方Ｄａ２に延びる筒状であり、第１ベアリングホルダ１３２を保持する。第１底蓋部１３１１の径方向外端部には、軸方向他方Ｄａ２に突出する環状の第１外壁部１３１３が設けられる。第１底蓋部１３１１の軸方向他方端部は、第１ロータ１２１の軸方向一方端部と軸方向に対向する。

第１ベアリングホルダ１３２は、軸方向に延びる筒状であり、第１ベアリングホルダ保持部１３１２の内側に挿通されて固定される。第１ベアリングホルダ１３２は、第１モータ部１２及び基板（符号省略）を支持する。たとえば、第１ベアリングホルダ１３２の径方向外側面には、第１ステータ１２２が固定される。また、第１ベアリングホルダ１３２は、複数の第１ベアリング１３２１を介して、第１シャフト１２１１を回転可能に支持する。たとえば、第１ベアリングホルダ１３２の径方向内側面には、複数の第１ベアリング１３２１の外輪が固定される。複数の第１ベアリング１３２１の内輪は、第１シャフト１２１１の径方向外側面に固定される。

第１ハウジング筒部１３３は、軸方向に延びる筒状であり、第１インペラ１１及び第１モータ部１２を内部に収容する。また、第１ブラケット部１３１及び第１ベアリングホルダ１３２は、第１ハウジング筒部１３３よりも径方向内方に配置される。第１ハウジング筒部１３３の軸方向一方端部は、整流部３を介して、第２ハウジング筒部２３３の軸方向他方端部と軸方向に連結される。

第１静翼１３４は、第１ブラケット部１３１よりも径方向外方に配置され、第１ハウジング筒部１３３よりも径方向内方に配置される。第１静翼１３４の径方向内端部は第１外壁部１３１３の径方向外側面に接続され、第１静翼１３４の径方向外端部は第１ハウジング筒部１３３の径方向内側面に接続される。第１静翼１３４は、第１動翼１１１よりも軸方向一方Ｄａ１側に配置され、且つ、整流部３の後述する整流翼部３２よりも軸方向他方Ｄａ２側に配置される。第１軸流ファン１は、第１静翼１３４を有する。軸方向において、第１静翼１３４は、少なくとも軸方向に延び、軸方向一方Ｄａ１に向かうにつれて第１動翼１１１の回転方向前方（つまり周方向一方Ｄｃ１）に向かって延びる。軸方向から見て、第１静翼１３４は、第１動翼１１１とは逆方向に傾く。これにより、第１軸流ファン１での騒音の発生を抑制できる。

＜１－３．第２軸流ファン＞
次に、図１及び図２を参照して、第２軸流ファン２の構成を説明する。

前述の如く、第２軸流ファン２は、第２インペラ２１を有する。第２インペラ２１は、第２モータ部２２の後述する第２ロータ２２１に取付けられる。たとえば、第２インペラ２１は、有蓋筒状の第２インペラベース２１２を有する。第２インペラベース２１２は、第２ロータ２２１の軸方向他方端部及び径方向外側面を覆う。また、第２インペラ２１は、第２動翼２１１をさらに有する。第２動翼２１１は、中心軸ＣＡを中心にして周方向一方Ｄｃ１側に回転可能である。つまり、第２軸流ファン２の駆動時において、第２インペラ２１は、周方向一方Ｄｃ１に回転する。周方向において、第２インペラ２１を第１インペラ１１と同じ向きに回転させることにより、直列軸流ファン１００がタンデムファンとして機能できる。但し、この例示に限定されず、第２軸流ファン２の駆動時において、第２インペラ２１は、周方向他方Ｄｃ２に回転してもよい。周方向において、第２インペラ２１を第１インペラ１１とは逆の向きに回転させることにより、直列軸流ファン１００が反転ファンとして機能できる。

第２動翼２１１は、第２インペラベース２１２の径方向外側面から径方向外方に延びる。なお、本実施形態の例示に限定されず、第２インペラ２１は第２インペラベース２１２を有さず、第２動翼２１１は第２ロータ２２１の径方向外側面に配置されてもよい。

軸方向において、第２動翼２１１は、軸方向他方Ｄａ２に向かうにつれて回転方向前方（つまり周方向一方Ｄｃ１）に向かって延びる。また、第２動翼２１１の少なくとも軸方向他方Ｄａ２側の部分において、第２動翼２１１の径方向外端部は、軸方向他方Ｄａ２に向かうにつれて径方向内方に向かう。つまり、第２動翼２１１の最も軸方向他方Ｄａ２側の部分は、第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分よりも径方向内方にある（後述する図６及び図７の破線Ｌ１，Ｌ２参照）。

また、第２軸流ファン２は、第２モータ部２２と、第２ハウジング２３と、をさらに有する。

第２モータ部２２は、第２シャフト２２１１と、第２ロータ２２１と、第２ステータ２２２と、を有する。第２シャフト２２１１は、中心軸ＣＡに沿って軸方向に延びる。第２シャフト２２１１の軸方向他方端部には、第２ロータ２２１が取り付けられる。第２ロータ２２１は、第２シャフト２２１１とともに、中心軸ＣＡを中心として回転可能である。第２ステータ２２２は、第２ロータ２２１と径方向に対向し、通電に応じて第２ロータ２２１を回転させる。

第２モータ部２２が第２ロータ２２１とともに第２インペラ２１を回転させることにより、第２動翼２１１は、中心軸ＣＡを中心に回転する。これにより、第２軸流ファン２は、整流部３内の気流Ｆを第２軸流ファン２の軸方向他方端部にて吸引する。第２軸流ファン２は、軸方向一方Ｄａ１側へと流れる気流Ｆを発生させ、この気流Ｆを第２軸流ファン２の軸方向一方端部から送出する。

次に、第２ハウジング２３は、第２ブラケット部２３１と、第２ベアリングホルダ２３２と、第２ハウジング筒部２３３と、第２静翼２３４と、を有する。

第２ブラケット部２３１は、第２軸流ファン２の軸方向一方端部に配置される。第２ブラケット部２３１は、第２底蓋部２３１１と、第２ベアリングホルダ保持部２３１２と、第２外壁部２３１３と、を有する。第２底蓋部２３１１は、中心軸ＣＡを囲む環状であり、径方向に延びる。第２底蓋部２３１１の径方向内端部には、第２ベアリングホルダ保持部２３１２が配置される。第２ベアリングホルダ保持部２３１２は、軸方向他方Ｄａ２に延びる筒状であり、第２ベアリングホルダ２３２を保持する。第２底蓋部２３１１の径方向外端部には、軸方向他方Ｄａ２に突出する環状の第２外壁部２３１３が設けられる。第２底蓋部２３１１の軸方向他方端部は、第２ロータ２２１の軸方向一方端部と軸方向に対向する。

第２ベアリングホルダ２３２は、軸方向に延びる筒状であり、第２ベアリングホルダ保持部２３１２の内側に挿通されて固定される。第２ベアリングホルダ２３２は、第２モータ部２２及び基板（符号省略）を支持する。たとえば、第２ベアリングホルダ２３２の径方向外側面には、第２ステータ２２２が固定される。また、第２ベアリングホルダ２３２は、複数の第２ベアリング２３２１を介して、第２シャフト２２１１を回転可能に支持する。たとえば、第２ベアリングホルダ２３２の径方向内側面には、複数の第２ベアリング２３２１の外輪が固定される。複数の第２ベアリング２３２１の内輪は、第２シャフト２２１１の径方向外側面に固定される。

第２ハウジング筒部２３３は、軸方向に延びる筒状であり、第２インペラ２１及び第２モータ部２２を内部に収容する。また、第２ブラケット部２３１及び第２ベアリングホルダ２３２は、第２ハウジング筒部２３３よりも径方向内方に配置される。第２ハウジング筒部２３３の軸方向一方端部は、整流部３を介して、第２ハウジング筒部２３３の軸方向他方端部と軸方向に連結される。

第２静翼２３４は、第２ブラケット部２３１よりも径方向外方に配置され、第２ハウジング筒部２３３よりも径方向内方に配置される。第２静翼２３４の径方向内端部は第２外壁部２３１３の径方向外側面に接続され、第２静翼２３４の径方向外端部は第２ハウジング筒部２３３の径方向内側面に接続される。第２静翼２３４は、第２動翼２１１よりも軸方向一方Ｄａ１に配置される。第２静翼２３４は、少なくとも軸方向に延び、軸方向一方Ｄａ１に向かうにつれて第２動翼２１１の回転方向前方（つまり周方向一方Ｄｃ１）に向かって延びる。軸方向から見て、第２静翼２３４は、第２動翼２１１とは逆方向に傾く。これにより、第２軸流ファン２での騒音の発生を抑制できる。

＜１－４．整流部＞
次に、図１から図３を参照して、整流部３の構成を説明する。図３は、整流部３の構成例を示す斜視図である。

整流部３は、第１軸流ファン１の第１ハウジング１３と第２軸流ファン２の第２ハウジング２３との連結部に配置される。整流部３の材料は、本実施形態ではアルミニウムであるが、この例に限定されず、他の金属材料、セラミック材料、樹脂材料などであってもよい。

整流部３は、筐体３１と、整流翼部３２と、空送空間３３と、を有する。筐体３１は、中心軸ＣＡを囲む筒状である。整流翼部３２は、筐体３１の径方向内側面から径方向内方に延びる。空送空間３３は、整流翼部３２の径方向内方に設けられる。整流翼部３２は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方Ｄａ２から軸方向一方Ｄａ１に向かうにつれて周方向他方Ｄｃ２に傾く。空送空間３３は、整流翼部３２の径方向内方において気流Ｆが流通可能な一体の空間である。

第１軸流ファン１と第２軸流ファン２との間に配置される整流部３の筐体３１の径方向内側面に整流翼部３２を設けることにより、整流翼部３２が設けられない構成と比べて、直列軸流ファン１００のＰＱ特性及び送風効率が向上する。また、整流翼部３２よりも径方向内方に空送空間３３を設けることで、直列軸流ファン１００のＰＱ特性をさらに向上できる。

筐体３１は、第１軸流ファン１の第１ハウジング１３と第２軸流ファン２の第２ハウジング２３との間に配置される。筐体３１の軸方向他方端部は第１ハウジング１３の軸方向一方端部に接続され、筐体３１の軸方向一方端部は第２ハウジング２３の軸方向他方端部に接続される。筐体３１、第１ハウジング１３、及び第２ハウジング２３は、軸方向において連続的に繋がる風洞を形成する。

本実施形態では、整流部３は、第１軸流ファン１の一部ではなく、且つ、第２軸流ファン２の一部でもない。但し、この例示に限定されず、整流部３は、第１軸流ファン１及び第２軸流ファン２のうちの一方のファンの一部ではないが、他方のファンの一部であってもよい。言い換えると、好ましくは、整流部３は、第１軸流ファン１及び第２軸流ファン２のうちの少なくともいずれかとは別の部材であればよい。こうすれば、直列軸流ファン１００の部品を複雑化させないようにすることができる。従って、直列軸流ファン１００の設計の自由度を向上できる。

＜１－４－１．整流翼部＞
次に、図３から図７を参照して、整流翼部３２の詳細を説明する。図４は、軸方向から見た整流翼部３２の配置例を示す概念図である。図５は、軸方向から見た整流翼部３２の他の配置例を示す概念図である。図６は、径方向から見た整流翼部３２の構成例を示す断面図である。図７は、径方向から見た整流翼部３２の他の構成例を示す断面図である。なお、図４及び図５において、円形の荒い破線Ｌ１は、第２インペラ２１の回転時における第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分の軸方向から見た軌跡を示す。破線Ｌ１よりも細かい円形の破線Ｌ２は、第２インペラ２１の回転時における第２動翼２１１の最も軸方向他方Ｄａ２側の部分の軸方向から見た軌跡を示す。すなわち、第２動翼２１１の最も軸方向他方Ｄａ２側の部分は、第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分よりも径方向内方にある。

図４及び図５において、整流翼部３２の径方向内端部は、破線Ｌ１よりも径方向内方にあり、つまり、第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分よりも径方向内方に配置される。但し、この例示に限定されず、整流翼部３２の径方向内端部は、第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分と同じ径方向位置であってよいし、第２動翼２１１の最も径方向外方側の部分よりも径方向外方に配置されてもよい。

また、図４及び図５において、整流翼部３２は、破線Ｌ２よりも径方向外方にある。つまり、整流翼部３２は、第２動翼２１１の最も軸方向他方Ｄａ２側の部分よりも径方向外方に配置される。こうすれば、空送空間３３内の気流Ｆの乱れを抑制できるので、ＰＱ特性のサージングが発生し難くなる。さらに、ＰＱ特性を向上できる。なお、サージングは、軸流ファンの排気側と吸気側との圧力差、及び風量の両方が低下する現象である。

整流翼部３２は、複数であり、筐体３１の径方向内側面において周方向に並ぶ。本実施形態では図４に示すように、複数の整流翼部３２が周方向において等間隔に並ぶ。こうすれば、少なくとも軸方向一方Ｄａ１に向かう整流翼部３２間の気流Ｆを、周方向において偏りなく整流できる。従って、気流Ｆが乱れ難くなる。

但し、整流翼部３２の配列は、図４の例示に限定されない。たとえば、図５に示すように、周方向に並ぶ複数の整流翼部３２の少なくとも一部が他の一部とは異なる間隔で並んでもよい。整流翼部３２が等間隔に並ぶ場合、各々の整流翼部３２にて同じタイミングで騒音が発生すると、共振によって騒音が整流翼部３２の数に応じて増大することがある。従って、周方向に並ぶ整流翼部３２の少なくとも一部の間隔を他の一部とは異なる間隔にして、騒音が発生するタイミングをずらすことにより、上述のような騒音の共振を抑制できる。

好ましくは、整流翼部３２の数は、第１静翼１３４の数以上である。整流翼部３２をより多く設けることで、整流部３における気流Ｆの整流効果をより高くすることができる。なお、整流翼部３２は、中心軸ＣＡを囲む筒状の筐体３１の径方向内側面に設けられるため、中心軸ＣＡから離れている。従って、整流翼部３２の配置数を増やすことは容易である。但し、この例示は、整流翼部３２の数が第１静翼１３４の数未満である構成を排除しない。

また、好ましくは、整流翼部３２の数は、第１動翼１１１及び第２動翼２１１のうちの少なくともどちらかの翼部の数と素である。２つ以上の整流翼部３２が上記少なくともどちらかの翼部と同じタイミングで周方向に交差する場合、２つ以上の整流翼部３２にて同じタイミングで騒音が発生する。同じタイミングで発生した騒音は、共振によって増大することがある。従って、第１動翼１１１及び第２動翼２１１のうちの少なくともどちらかの翼部の数と整流翼部３２の数とを互いに素にして、騒音が発生するタイミングをずらすことにより、上述のような騒音の共振を抑制できる。但し、この構成は、整流翼部３２の数が第１動翼１１１の数及び第２動翼２１１の数の両方と素でない構成を排除しない。

次に、前述の如く、整流翼部３２は、少なくとも軸方向に延びる。本実施形態では、全ての整流翼部３２の軸方向における長さは、筐体３１の軸方向における長さ未満である（図１参照）。たとえば軸方向において、整流翼部３２の軸方向他方端部の位置は、筐体３１の軸方向他方端部の位置と同じである。整流翼部３２の軸方向一方端部は、筐体３１の軸方向一方端部よりも軸方向一方Ｄａ１にある。

整流翼部３２の軸方向一方Ｄａ１側の部分は、第１静翼１３４と同じ方向に傾く。たとえば、第１静翼１３４は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方Ｄａ２から軸方向一方Ｄａ１に向かうにつれて周方向他方Ｄｃ２に傾く。第１静翼１３４及び整流翼部３２が軸方向において同じ周方向に傾くので、第１静翼１３４で整流された気流Ｆは、整流翼部３２に当たって乱れることなく、整流翼部３２に沿って流れる。そして、気流Ｆは、第２インペラ２１によって軸方向一方Ｄａ１に加速される。従って、より高いＰＱ特性が得られる。

また、整流翼部３２は、図３などに示すように、筐体３１の径方向内側面から径方向内方に延びる。整流翼部３２の周方向幅は、径方向外方から径方向内方に向かうにつれて徐々に狭くなる。こうすれば、整流翼部３２付近を流れる気流Ｆに乱れが生じ難くなるので、ＰＱ特性の向上に寄与できる。

また、図６及び図７に示すように、整流翼部３２は、第１湾曲部３２１を有する。第１湾曲部３２１は、整流翼部３２の軸方向一方端部に配置される。第１湾曲部３２１は、径方向から見た断面視において、軸方向一方Ｄａ１且つ周方向他方Ｄｃ２に向かって突出する曲面を有する。整流翼部３２の軸方向一方Ｄａ１側の先端部が径方向から見て丸みを帯びることにより、ＰＱ特性を向上できる。但し、図６及び図７の例示は、整流翼部３２が第１湾曲部３２１を有さない構成を排除しない。

好ましくは図７に示すように、整流翼部３２は、第２湾曲部３２２を有する。第２湾曲部３２２は、整流翼部３２の軸方向他方端部に配置される。第２湾曲部３２２は、径方向から見た断面視において、軸方向他方Ｄａ２に向かって突出する曲面を有する。整流翼部３２の軸方向他方端部が径方向から見て丸みを帯びることにより、ＰＱ特性をさらに向上できる。

＜２．実施形態の変形例＞
次に、図８及び図９を参照して、実施形態の第１変形例及び第２変形例を説明する。図８は、実施形態の第１変形例に係る直列軸流ファン１００の構成例を示す断面図である。図９は、実施形態の変形例に係る直列軸流ファン１００の構成例を示す断面図である。なお、図８及び図９はそれぞれ、図２の二点鎖線Ａ－Ａを含み且つ軸方向と垂直な仮想の平面で切断した直列軸流ファン１００の断面構造に対応する。また、以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

＜２－１．第１変形例＞
第１変形例では、少なくとも１つの整流翼部３２の軸方向における長さは、筐体３１の軸方向における長さよりも長い。たとえば、図８に示すように、整流翼部３２の軸方向における長さは、筐体３１の軸方向における長さよりも長くてもよい。また、整流翼部３２の軸方向一方端部は、筐体３１の軸方向一方端部よりも軸方向一方Ｄａ１にあってもよい。また、整流翼部３２の軸方向他方端部は、筐体３１の軸方向他方端部よりも軸方向他方Ｄａ２にあってもよい。なお、これらの関係は、図８では全ての整流翼部３２に適用されている。但し、図８の例示に限定されず、上述の関係は、一部の整流翼部３２に適用され、残りの一部の整流翼部３２には適用されなくてもよい。上述の少なくとも１つの整流翼部３２の軸方向端部を第１軸流ファン１及び／又は第２軸流ファン２の内部に入れ込むことができる。これにより、整流翼部３２から第１軸流ファン１への気流Ｆの乱れ、及び／又は、第２軸流ファン２から整流翼部３２への気流Ｆの乱れが生じ難くなる。従って、直列軸流ファン１００のＰＱ特性の向上に寄与できる。

但し、実施形態（図１参照）及びその第１変形例（図８参照）の例示に限定されず、少なくとも１つの整流翼部３２の軸方向における長さは、筐体３１の軸方向における長さと同じであってもよい。また、軸方向において、整流翼部３２の軸方向一方端部の位置は、筐体３１の軸方向一方端部の位置と同じであってもよい。

＜２－２．第２変形例＞
第２変形例では、直列軸流ファン１００は、内壁部４１をさらに備える。たとえば図９では、第１軸流ファン１は、内壁部４１を有する。内壁部４１は、軸方向に延びる筒状である。内壁部４１は、第１ブラケット部１３１の軸方向一方端面に取り付けられる。内壁部４１は、筐体３１に収容され、整流翼部３２よりも径方向内方に配置される。空送空間３３は、内壁部４１よりも径方向外方に設けられる。第２変形例では、空送空間３３は、整流翼部３２よりも径方向内方において環状に広がる。なお、図９では、内壁部４１の全体が筐体３１に収容される。但し、この例示に限定されず、筐体３１には、内壁部４１の一部が収容されてもよい。つまり、軸方向において、内壁部４１の軸方向一方端部及び軸方向他方端部のうちの少なくとも一方は、筐体３１からはみ出てもよい。この場合、たとえば、内壁部４１の軸方向他方端部は、第１軸流ファン１の第１ハウジング筒部１３３に収容されてもよい。また、内壁部４１の軸方向一方端部は、第２軸流ファン２の第２ハウジング筒部２３３に収容されてもよい。こうすれば、第１軸流ファン１から第２軸流ファン２に向かう気流Ｆの一部が、整流部３の筐体３１内にて径方向内方に流れ込むことを抑制できる。従って、気流Ｆは、その一部が中心軸ＣＡ付近で滞ることなく、第２軸流ファン２に向けて流れることができる。

好ましくは、直列軸流ファン１００は、内翼部４２をさらに備える。たとえば図９では、第１軸流ファン１は、内翼部４２をさらに有する。内翼部４２は、内壁部４１の径方向外側面から径方向外方に延びる。内翼部４２は、整流翼部３２よりも径方向内方に配置される。内翼部４２は、複数であり、内壁部４１の径方向外側面において周方向に並ぶ。内翼部４２は、少なくとも軸方向に延びる。好ましくは、内翼部４２は、径方向から見て整流翼部３２と同じ方向に傾く。たとえば、内翼部４２は、軸方向他方Ｄａ２から軸方向一方Ｄａ１に向かうにつれて周方向他方Ｄｃ２に傾く。また、径方向において、内翼部４２と整流翼部３２との間には、空送空間３３が設けられる。こうすれば、気流Ｆを第１軸流ファン１から第２軸流ファン２に向けてスムーズに流すことができる。なお、図９の例示に限定されず、内翼部４２は、省略されてもよい。

なお、上述の第２変形例では、内壁部４１及び内翼部４２は、第１軸流ファン１の一部である。但し、この例示に限定されず、内壁部４１及び内翼部４２は、第２軸流ファン２の一部であってもよい。たとえば、内壁部４１は、図示しない支持部を介して第２ハウジング筒部２３３に接続されてもよい。或いは、内壁部４１及び内翼部４２は、整流部３の一部であってもよい。たとえば、内壁部４１は、図示しない支持部を介して筐体３１に接続されてもよい。

＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、２つの軸流ファンが直列に連結される装置に有用である。

１００・・・直列軸流ファン、１・・・第１軸流ファン、１１・・・第１インペラ、１１１・・・第１動翼、１１２・・・第１インペラベース、１２・・・第１モータ部、１２１・・・第１ロータ、１２１１・・・第１シャフト、１２２・・・第１ステータ、１３・・・第１ハウジング、１３１・・・第１ブラケット部、１３１１・・・第１底蓋部、１３１２・・・第１ベアリングホルダ保持部、１３１３・・・第１外壁部、１３２・・・第１ベアリングホルダ、１３２１・・・第１ベアリング、１３３・・・第１ハウジング筒部、１３４・・・第１静翼、２・・・第２軸流ファン、２１・・・第２インペラ、２１１・・・第２動翼、２１２・・・第２インペラベース、２２・・・第２モータ部、２２１・・・第２ロータ、２２１１・・・第２シャフト、２２２・・・第２ステータ、２３・・・第２ハウジング、２３１・・・第２ブラケット部、２３１１・・・第２底蓋部、２３１２・・・第２ベアリングホルダ保持部、２３１３・・・第２外壁部、２３２・・・第２軸受ホルダ、２３２１・・・ベアリング、２３３・・・第２ハウジング筒部、２３４・・・第２静翼、３・・・整流部、３１・・・筐体、３２・・・整流翼部、３２１・・・第１湾曲部、３２２・・・第２湾曲部、３３・・・空送空間、４１・・・内壁部、４２・・・内翼部、ＣＡ・・・中心軸、Ｆ・・・気流、Ｄａ１・・・軸方向一方、Ｄａ２・・・軸方向他方、Ｄｃ１・・・周方向一方、Ｄｃ２・・・周方向他方

Claims (15)

1. 第１インペラを有する第１軸流ファンと、第２インペラを有する第２軸流ファンと、整流部と、を備え、
   前記第１インペラは、軸方向に延びる中心軸を中心にして周方向一方側に回転可能な第１動翼を有し、
   前記第２インペラは、前記中心軸を中心にして回転可能な第２動翼を有し、
   前記第２軸流ファンは、前記第１軸流ファンよりも軸方向一方に配置されるとともに、前記整流部を挟んで前記第１軸流ファンと直列に接続され、
   前記整流部は、
   前記中心軸を囲む筒状の筐体と、
   前記筐体の径方向内側面から径方向内方に延びる整流翼部と、
   前記整流翼部の径方向内方に設けられる空送空間と、
   を有し、
   前記整流翼部は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方から軸方向一方に向かうにつれて周方向他方に傾き、
   前記空送空間は、前記整流翼部の径方向内方において気流が流通可能な一体の空間である、直列軸流ファン。
2. 前記第１軸流ファンは、前記第１動翼よりも軸方向一方側且つ前記整流翼部よりも軸方向他方側に配置される静翼をさらに有し、
   前記静翼は、少なくとも軸方向に延びて、軸方向他方から軸方向一方に向かうにつれて周方向他方に傾く、請求項１に記載の直列軸流ファン。
3. 前記整流翼部の数は、前記静翼の数以上である、請求項２に記載の直列軸流ファン。
4. 前記整流翼部は、前記整流翼部の軸方向一方端部に配置される第１湾曲部を有し、
   前記第１湾曲部は、径方向から見た断面視において、軸方向一方且つ周方向他方に向かって突出する曲面を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
5. 前記整流翼部は、前記整流翼部の軸方向他方端部に配置される第２湾曲部を有し、
   前記第２湾曲部は、径方向から見た断面視において、軸方向他方に向かって突出する曲面を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
6. 前記整流翼部の周方向幅は、径方向外方から径方向内方に向かうにつれて徐々に狭くなる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
7. 前記整流翼部の数は、前記第１動翼の数と前記第２動翼の数とのうちの少なくともどちらかの翼部と素である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
8. 複数の前記整流翼部が周方向において等間隔に並ぶ、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
9. 周方向に並ぶ複数の前記整流翼部の少なくとも一部が他の一部とは異なる間隔で並ぶ、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
10. 前記整流翼部は、前記第２動翼の最も軸方向他方側の部分よりも径方向外方に配置される、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
11. 前記整流部は、前記第１軸流ファン及び前記第２軸流ファンのうちの少なくともいずれかとは別の部材である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
12. 少なくとも１つの前記整流翼部の軸方向における長さは、前記筐体の軸方向における長さよりも長い、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
13. 前記第１軸流ファンは、軸方向に延びる筒状の内壁部をさらに有し、
    前記内壁部は、前記筐体に収容され、前記整流翼部よりも径方向内方に配置され
    前記空送空間は、前記内壁部よりも径方向外方に設けられる、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。
14. 前記第１軸流ファンは、前記内壁部の径方向外側面から径方向外方に延びる内翼部をさらに有し、
    前記内翼部は、前記整流翼部よりも径方向内方に配置される、請求項１３に記載の直列軸流ファン。
15. 前記第２インペラは、周方向一方に回転する、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の直列軸流ファン。

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