JP3717803B2 - 直列ファン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直列ファンに関し、特に、１つのファンガード中に複数の動翼を直列に連結して設ける軸流ファンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸流ファンは簡単な構造、低コスト、高送風率といった特徴を有する。そのため、空調や換気装置などの様々なシステムで広く利用されてきた。例えばコンピューターシステムの換気ファンである。
【０００３】
一般に、ファンの故障により運転が中断されるのを防ぐために、直列に連結した１組の待機ファンシステムを前述したファンシステムに提供することにより、システムや装置の破損を防いでいた。さらに、軸流ファンの総合の圧力が比較的低いため、抵抗の高いシステム内において軸流ファンは高い送風率を十分に達成することができなかった。そのため、高い総合の圧力が必要な場合、２つあるいはそれ以上の軸流ファンを直列に連結することにより高い総合の圧力を提供していた。
【０００４】
一般的に、いわゆる直列ファンは２つの独立したファンユニットを特別な回路設計により組み立てて構成していた。また各ファンユニットはファンガードと回転翼装置を含んでいた。図１において、第１ファンユニットはファンガード１３と、モータ１１並びにモータ１１に連結したシャフトリング１２１及びシャフトリング１２１の周辺表面に設けた複数の羽根１２２を有する動翼１２を含む回転翼装置とにより構成される。同様に、第２ファンユニットもファンガード１６と、モータ１４並びにモータ１４に連結したシャフトリング１５１及びシャフトリング１５１の周辺表面に設けた複数の羽根１５２を有する動翼１５を含む回転翼装置とにより構成される。第１ファンユニットと第２ファンユニットとをそれぞれ組み立てた後、両者をネジ（図中表示せず）で結合して、直列ファンを完成させる。しかしながら、このような設計は複雑であり、直列ファンを組み立てる上で長い時間と高い製作コストが必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した方法によると、従来の直列ファンは２つの独立したファンユニットを直列に連結したものであることが分かる。しかしながら、２つのファンユニットを直列に連結したからといってファンから排出される送風の総合の圧力が２倍になることが保証されたわけではなかった。一方のファンのみが作動し、他方のファンが待機していても、両者間の抵抗が増加するため、その待機しているファンが運転時における総合の圧力を減少させて、全体の運転効率を減少させる。例えば、空気流が図１の構造を有するこれら２つのファンガード１３，１６を通ると、複数のリブ１３１，１６１に当たって乱流を発生し、送風圧の増大には逆効果であった。そして結果的にファンの放熱効果が減少した。そのため、ある状況下では、２つの軸流ファンを直列に連結する時、両者間の干渉が最小になるように互いの距離を大きくしていた。しかし、この方法は配置される空間が制限されている場合には適用することが出来なかった。
【０００６】
そのため、広い空間を占めず、構造が簡単であり、２つのファンの間の干渉を効果的に除去することができる複数の動翼を有する軸流直列ファンを開発することが望まれていた。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、簡単に素早く都合よく組み立てられて、強い結合構造を有する直列ファンを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、１つのファンガード中に複数の動翼を直列に連結して設けた軸流ファンを提供することにより、ファンの間の干渉を効果的に除去することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかる直列ファンは、メインフレームと、直列ファンの軸方向でメインフレーム中で直列に連結する複数の動翼と、メインフレームの内側に設けられるとともにメインフレームと連結して複数の動翼の１つを支持する第１サポートと、第１サポートと分離可能に連結して複数の動翼のもう１つを支持する第２サポートとを含む。
【００１０】
この発明の特徴の一つによると、第１サポートがそのベース上に設けた第１係合部材を含み、第２サポートがそのベース上に設けた第２係合部材を含んで、第１係合部材と係合することにより、第１サポートと第２サポートとが互いに強く組み合わさる。第１係合部材は第１サポートのベース上に形成された複数の保持溝を含み、第２係合部材は複数の保持溝によりそれぞれ受けられる複数のつめ構造を含む。第１係合部材の構造は第２係合部材の構造と交換することができる。
【００１１】
また、第１サポートのベースはフランジを含み、第２サポートのベースは外側に伸びる周壁を含む。周壁の外径が第１サポートのフランジの内径より少し小さいため、第１サポートのベースと第２サポートのベースとが互いに係合する。あるいは、第２サポートのベースはフランジを含み、第１サポートのベースは外側に伸びる周壁を含む。周壁の外径が第２サポートのフランジの内径より少し小さいため、第１サポートのベースと第２サポートのベースとが互いに係合する。
【００１２】
本発明の他の特徴によると、直列ファンは、それぞれ第１サポートと第２サポートに受けられて複数の動翼を回転させる複数のモータをさらに含む。
【００１３】
直列第１サポートは、ベースと、実質的にベース中央に位置して複数のモータの１つと複数の動翼の１つを受ける中空円筒とを含むのが好ましい。同様に、第２サポートも、実質的にベースの中央に位置して、別の複数のモータの１つと、別の複数の動翼の１つとを受ける中空円筒を含む。第２サポートはプラスチックあるいは金属で作られる。
【００１４】
本発明のその他の特徴によると、第１サポートは、メインフレーム中に複数のガード羽根を放射状に設けてメインフレームの内表面にその端部で固定することによりメインフレームと連結する。各複数のガード羽根は、複数の動翼の羽根と実質的に同じ形状を有して放熱効果を増大する。第１サポートとメインフレームと複数のガード羽根は一体に形成されて、プラスチックあるいは金属でそれぞれ作られるのが好ましい。
【００１５】
本発明の他の好ましい実施例によると、直列ファンは２つの隣り合うモータ間の磁界の影響を防ぐセパレータを更に含む。セパレータは、第１サポート及び第２サポートの１つと複数のモータの１つとの間か、第１サポートと第２サポートとの間に設けられ、メタルプレートであるのが好ましい。特に、セパレータは金属成分を含み第１サポートのベースまたは第２サポートのベースに貼り付けられる接着テープであるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明の第１実施例にかかる直列ファンの組立分解図である。直列ファンはメインフレーム２１、第１動翼２６、第２動翼２８、モータ２５，２７、第１サポート２２、及び第２サポート２４を含む。第１動翼２６と第２動翼２８はその外側にそれぞれ複数の羽根を有する。
【００１７】
メインフレーム２１内に複数のガード羽根２３を放射状に設けて、その各端部でメインフレーム２１の内部表面に固定することにより、第１サポート２２をメインフレーム２１内に連結して固定する。各複数のガード羽根はその形状が各動翼と実質的に同じであり、ファンの風圧を増加して放熱効果を増大させる。第１サポートとメインフレームと複数のガード羽根は一体に形成され、目的に応じてそれぞれプラスチック、金属、あるいはプラスチックと金属以外の材料で作られる。
【００１８】
第１サポート２２はベースと、モータ２５および第１動翼２６を順に受けるために実質上ベースの中央に位置する中空円筒２２１とを含む。また、第２サポート２４もベースと、モータ２７および第２動翼２８を順に受けるために実質上ベースの中央に位置する中空円筒２４２とを含む。第２サポートは目的に応じてプラスチック、金属、あるいはプラスチックと金属以外の材料で作られる。さらに、図３（Ａ）と図３（Ｂ）で示すように、第２サポートのベースは更に複数のつめ構造２４１を含み、図４（Ａ）と図４（Ｂ）で示すように、第１サポート２２のベースはつめ構造２４１の形状及び位置に対応する複数の保持溝２２２を含む。第２サポート２４と第１サポート２２を組み立てる場合、第２サポート２４を図４（Ａ）で示す矢印の方向へ回転すると、図５（Ａ）と図５（Ｂ）で示すように保持溝２２２とつめ構造２４１がかみ合い第１サポート２２と第２サポート２４は堅く組み合わさる。
【００１９】
さらに、第１サポート２２のベースはフランジ２２３を備え、第２サポート２４のベースは外側へ伸びる周壁２４３を備える。その外径はフランジ２２３の内径より少し小さいため、第１サポートのベースと第２サポートのベースとは図６で示すようにお互いにかみ合わせることができる。このように、これら２つの構造の組み合わせにより更に、直列ファンの軸方向と垂直方向の振動を防止することができる。
【００２０】
第１サポート２２が第１動翼２６を回転させるモータ２５と第１動翼２６とを順に受けて、第２サポート２４が、第１サポート２２と係合することにより、第２動翼２８を回転させるモータ２７と第２動翼とを順に受けると、直列ファンの組立が完成し、メインフレーム２１中で第１動翼と第２動翼を直列ファンの軸方向へ直列に連結する。
【００２１】
第２サポート２４は分離可能に第１サポート２２と連結しているため、第２サポート２４のベースを第１サポート２２のベースにはめ込んで第２サポート２４を回転させるだけで、ネジあるいは他の材料を必要とすることなく第１サポートと第２サポートとを堅く組み合わせることができる。そのため、従来の直列ファンと較べると、本発明の直列ファンは簡単で素早く組み立てることができ、ネジや他の材料のコストを節約することもできる。
【００２２】
図７は本発明のもう一つの実施例を示す。この直列ファンの構造は、セパレータを含む以外は上述の構造と実質的に同じである。全ての部品が組み合わされた後の２つのモータ３５，３７間、そして磁石間（図中表示せず）の距離が比較的短いため、セパレータ３９を２つのモータ３５，３７間に設けることにより、２つの隣接するモータ間における磁界の影響を防ぐ。
【００２３】
セパレータ３９は第１サポート３２とモータ３５の間と、第２サポート３４とモータ３７の間と、第１サポート３２と第２サポート３４の間とに設けることができる。セパレータは磁界を遮断する機能を有するあらゆる材料で作ることができる。セパレータはメタルプレートであるのが好ましく、特に、金属成分を含み、第１サポートあるいは第２サポートのベースと実質的に同じ形状と大きさにカットされ、第１サポートのベースあるいは第２サポートのベース（中空円筒を有するサポートの側面、あるいはもう１つのサポートのベースを向いている反対側）に直接貼り付けられる接着テープであるのが好ましい。図８では、第１サポート３２がセパレータ３９、モータ３５、第１動翼３６をその上に受け、第２サポート３４がモータ３７と第２動翼３８をその上に受けた後の各部品の相対位置を示す。
【００２４】
第１動翼の回転速度、回転方向、羽根の数、羽根の傾斜角度は第２動翼のそれらと同じでも異なっていてもよい。これらは直列ファンの放熱効率をさらに増大させるという目的を達成させる実際のニーズと適用に応じて調整することができる。さらに、同じ効果を達成するために第１サポートと第２サポートの構造を交換することもできる。
【００２５】
以上のごとく、この発明を好適な実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【００２６】
【発明の効果】
上記構成により、この発明は、下記のような長所を有する。
本発明は、簡単に素早くそして都合よく組み立てることができて、強い結合構造を有する直列ファンを提供する。これによりネジや他の部品のコストを節約できるだけでなく、組立時間も短くすることもできる。また、２つの隣り合うモータが近すぎることにより生じるモータ間の磁界の影響を防ぐため、本発明は２つのモータの間にセパレータを設けて効果的に磁界の影響を消去する。さらに、本発明はシングルファンガード（あるいはメインフレーム）中で複数の動翼が直列に接続した軸流ファンを提供して、複数のガード羽根を放射状にメインフレーム中に設けて、メインフレームの内部表面に各端部で固定することにより、第１サポート２２をメインフレーム２１中に結合して固定する。各ガード羽根は各動翼と実質的に同じ形状を有することにより、ファンが排出する際の送風圧力を増加して放熱効果を増大することができる。従って、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の直列ファンを示す組立分解図である。
【図２】本発明の第１実施例にかかる直列ファンを示す組立分解図である。
【図３】（Ａ）は本発明にかかる直列ファンの第２サポート上部を示す斜視図である。（Ｂ）はこの発明にかかる直列ファンの第２サポート底部を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は本発明にかかる直列ファンの第１サポートと第２サポートが互いに係合する前の平面図である。（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ部分の拡大縦断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明にかかる直列ファンの第１サポートと第２サポートが互いに係合した後の平面図である。（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ部分の拡大縦断面図である。
【図６】モータと動翼を上にそれぞれ受ける第１サポートと第２サポートの組立を示す図４（Ａ）のＡ−Ａ部分の拡大縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施例にかかる直列ファンの組立分解図である。
【図８】直列ファンの軸に沿った、セパレータと、モータと動翼を上にそれぞれ受けた第１サポートと第２サポートとの組立を示す、部分拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１１、１４、２５、２７、３５、３７ モータ
１２、１５ 動翼
１３、１６、３１ ファンガード
２１ メインフレーム
１２１、１５１ シャフトリング
１２２、１５２ 羽根
１３１、１６１ リブ
２２、３２ 第１サポート
２３、３３ ガード羽根
２４、３４ 第２サポート
２６、３６ 第１動翼
２８、３８ 第２動翼
３９ セパレータ
２２２ 保持溝
２２３ フランジ
２４１、３４１ つめ構造
２２１、２４２ 中空円筒
２４３ 周壁

Claims (21)

1. メインフレームと、
   直列ファンの軸方向で前記メインフレームの中で直列に配列される複数の動翼と、
   前記メインフレームの内側に設けられるとともに前記メインフレームと連結して前記複数の動翼の１つを支持する第１サポートと、
   前記第１サポートと分離可能に連結して前記複数の動翼のもう１つを支持する第２サポートと
   からなり、
   上記第１サポートがそのベース上に設けた第１係合部材を含み、上記第２サポートがそのベース上に設けた第２係合部材を含んで、前記第２係合部材が前記第１係合部材と係合することにより前記第１サポートと前記第２サポートを互いに強く組み合わせ、
   それぞれ上記第１サポートと上記第２サポートに受けられて、上記複数の動翼を回転させる複数のモータを更に含むことを特徴とする直列ファン。
2. 上記第１係合部材が上記第１サポートの上記ベース上に形成された複数の保持溝を含み、上記第２係合部材が前記複数の保持溝にそれぞれ受けられる複数のつめ構造を含むことを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
3. 上記第１係合部材が上記第１サポートの上記ベース上に形成された複数のつめ構造を含み、上記第２係合部材が前記複数のつめ構造とそれぞれ係合する、上記第２サポートの上記ベース上に形成された複数の保持溝を含むことを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
4. 上記第１サポートの上記ベースがフランジを含み、上記第２サポートの上記ベースが外側に伸びる周壁を含み、周壁の外径を前記第１サポートの前記フランジの内径より少し小さくすることで、前記第１サポートのベースと前記第２サポートの前記ベースとを互いに係合させることを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
5. 上記第２サポートの上記ベースがフランジを含み、上記第１サポートの上記ベースが外側に伸びる周壁を含み、前記周壁の外径を前記第２サポートの前記フランジの内径より少し小さくすることで、前記第１サポートのベースと前記第２サポートの前記ベースとを互いに係合させることを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
6. 上記第１サポートが、ベースと、実質上前記ベース中央に位置して上記複数のモータの１つと上記複数の動翼の１つを受ける中空円筒とを含むことを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
7. 上記第２サポートが、実質上上記ベースの中央に位置して他の上記複数のモータの１つと、他の上記複数の動翼の１つを受ける中空円筒とを更に含むことを特徴とする請求項６記載の直列ファン。
8. 上記第２サポートが、プラスチック及び金属からなる群より選択される材料で作られることを特徴とする請求項７記載の直列ファン。
9. ２つの隣り合うモータ間の磁界の影響を防ぐセパレータを更に含むことを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
10. 上記セパレータが、上記第１サポート及び上記第２サポートの１つと、上記複数のモータの１つとの間に設けられることを特徴とする請求項９記載の直列ファン。
11. 上記セパレータが、上記第１サポートと上記第２サポートとの間に設けられて、２つの隣り合うモータ間の磁界の影響を防ぐことを特徴とする請求項９記載の直列ファン。
12. 上記セパレータがメタルプレートであることを特徴とする請求項９記載の直列ファン。
13. 上記セパレータが金属成分を含み上記第１サポートの上記ベースに直接貼り付けられる接着テープであることを特徴とする請求項９記載の直列ファン。
14. 上記セパレータが金属成分を含み上記第２サポートの上記ベースに直接貼り付けられる接着テープであることを特徴とする請求項９記載の直列ファン。
15. 上記メインフレーム内に複数のガード羽根を放射状に設けて、その各端部で上記メインフレームの内部表面に固定することにより、上記第１サポートを上記メインフレーム内に連結することを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
16. 上記複数のガード羽根が、上記複数の動翼の各羽根と実質的に同じ形状を有して放熱効果を増大することを特徴とする請求項１５記載の直列ファン。
17. 上記第１サポートと上記メインフレームと上記複数のガード羽根が一体に形成されることを特徴とする請求項１５記載の直列ファン。
18. 上記第１サポートと上記メインフレームと上記複数のガード羽根とが、プラスチック及び金属からなる群より選択される材料でそれぞれ作られることを特徴とする請求項１５記載の直列ファン。
19. 上記直列ファンが軸流ファンであることを特徴とする請求項１記載の直列ファン。
20. メインフレームと、
    直列ファンの軸方向で前記メインフレームの中で直列に配列される複数の動翼と、
    前記メインフレーム内で一体成型されるとともに前記メインフレームと連結して前記複数の動翼の１つを支持する第１サポートと、
    前記第１サポートと結合して前記複数の動翼のもう１つを支持する第２サポートと、
    前記第１サポートまたは前記第２サポートに受けられるとともに前記動翼内に収められる少なくとも１つのモータと
    からなり、
    上記第１サポートがそのベース上に設けた第１係合部材を含み、上記第２サポートがそのベース上に設けた第２係合部材を含んで、前記第２係合部材が前記第１係合部材と係合することにより前記第１サポートと前記第２サポートを互いに強く組み合わせることを特徴とする直列ファン。
21. メインフレームと、
    直列ファンの軸方向で前記メインフレームの中で直列に配列される複数の動翼と、
    前記メインフレームの内側に設けられるとともに前記メインフレームと連結して前記複数の動翼の１つを支持する第１サポートと、
    前記第１サポートと結合して前記複数の動翼のもう１つを支持する第２サポートと、
    前記第１サポートと前記メインフレームとの間に設けられて風圧を増加させる複数のガード羽根と
    からなり、
    上記第１サポートがそのベース上に設けた第１係合部材を含み、上記第２サポートがそのベース上に設けた第２係合部材を含んで、前記第２係合部材が前記第１係合部材と係合することにより前記第１サポートと前記第２サポートを互いに強く組み合わせることを特徴とする直列ファン。

Images