TW200839101A - Series axial flow fan - Google Patents

Description

200839101 九、發明說明： c發明所屬之技術領域2 發明領域 本發明係有關於直列式軸流風扇者。 5 【先前技術】 發明背景 個人電腦或網路伺服器等電子機器中，設有用以冷卻 框體内部電子零件之冷卻風扇，隨著框體内部電子零件之 安裝兹度的日盈提高而更加要求提升冷卻風扇的性能。特 10別是’在伺服器等較大型的電子機器所搭載的冷卻風扇而 言，會要求高的靜壓且大的風量之特性。對應這樣的要求， 例如，提供沿著預定中心轴在同軸連結2個動翼之直列式軸 流風扇（例如，参考專利文獻1} 【專利文獻1】日本專利公報第37178〇3號 15 【明内】 發明概要 仁疋為了有效地冷卻電子機器内部之電子零件，必 須直接對電子零件供給冷卻空氣。一般的轴流風扇中 受葉輪旋轉所伴隨的離心力影響，而有向捏方向往 20的傾向。因此，使用軸流風扇作為冷卻風扇時，因氣流月 擴散，=無法充分對電子零件供給冷卻空氣的問題Γ 本七月之目的係馨於先前技術存在之前 成者，且提供—葙士 畸.、、名而作 種限制乳/瓜的 >瓜出方向之直列式幸 扇，使該直列式鉍法η 6产+ 、稍机風 飞轴机風扇之氣流不會向徑方向外擴散。 5 200839101 v第2 ，係—财狀減風屬，包 s 輪，係具有多數配置在旋轉中心軸周圍之I置， 亚耩_而產生沿著前述旋轉中心轴方向之氣流者鸪

10 15

Ϊ部第前述旋轉中心軸為中心而使前述第1葉輪旋轉 者，爾輪，係配置成在軸方向上與前述第 鄰接’且具有多數配置在旋轉中心軸周圍之第2翼，並= 轉而產生與前述第1葉輪所產生之氣流同方向之氣流者^ 2馬達部’係以前述旋轉中心軸為中心而使前述第2葉輪旋 贿’係在徑方向上包圍前述第1葉輪與^述 弟葉輪者，及多數支持肋，係在前物葉輪與前述第2葉 輪之間、’，以前述旋射心、軸為中錢成放射狀，各支持肋 的外侧W端連接在前祕體上，叫目對於前歧體至少支 持前述第1馬達部者，前述各支持肋具有面向該支持狀前 述第1葉輪側之傾斜面，且該傾斜面係傾斜成使任意獲方向 截面之前述第1葉輪側端緣較前述第2葉輪侧端緣更位於前 述第1葉輪之旋轉方向之上游側，前述傾斜面相對於前述旋 轉中心軸方向之角度與藉前述第丨葉輪所產生之氣流相對 於前述旋轉中心軸方向之角度大致相同。 該直列式軸流風扇中，前述第1葉輪之前述各第1翼係 20 傾斜成使翼前緣相對翼後緣位於旋轉方向上，且前述各第j 翼之至少翼後緣與前述支持肋之傾斜面所形成之角度可設 定在100度以下，若該角度設定在8〇度〜100度的範圍更佳。 又’上述本發明之直列式軸流風扇，其中前述各支持 肋之傾斜面的傾斜角度係形成為從垂直於前述旋轉中心幸由 6 200839101 之徑方向的内側至外側逐漸變小者。再者，前述各支持肋 之放射狀延伸方向之任一位置處，在以前述旋轉中心軸為 中心的圓筒面上之截面係可具有與前述延伸方向之其他位 置的截面相異之形狀。 5 各支持肋從前述第1馬達部側之最内端相對垂直前述 旋轉中心軸徑方向之直線而可向前述第1葉輪旋轉方向或 反轉方向傾斜或彎曲。此時，支持肋傾斜或彎曲之形狀係 设成從第1馬達部側連結殼體接續端最短距離之徑方向直 線以外之形狀。 10 本發明之直列式軸流風扇，其中前述殼體係以包圍前 述第1葉輪外周之第1殼體構件、及包圍前述第2葉輪外周之 第2殼體構件所構成。又，其中藉第1馬達部旋轉之第丨葉輪 與藉第2馬達部旋轉之第2葉輪係可互相以同一方向轉，亦 可互相以相反之方向旋轉。 15 又，前述各支持肋係由多數第1支持肋及多數第2支持 肋所構成，該等第丨支持肋從前述第丨馬達部設成放射狀， 各弟1支持肋之外側前端連接於前述殼體以相對於前述辦 體支持前述第丨馬達部；該等第2支持肋從前述第2馬達部設 成放射狀，各第2支持肋之外侧前端連接於前述毂體以相對 20於前述殼體支持前述第2馬達部，且前述第1支持肋及前述 第2支持肋配置在第丨葉輪與第2葉輪之間，前述第丨支持肋 與前述第2支持肋設置有同一數量，並且藉由前述各第1支 持肋與前述各第2支持肋在前述旋轉中心軸的方向上接 觸，構成前述傾斜面。 7 200839101 接前述多數:;Γ係可由在徑方向包圍前述第1葉輪並連 5 10 15 20 述第2葉輪並、車i第1殼體構件、及包圍徑方向中前 成。此時，多數第2支持肋之第2殼體構件所構 反方向旋轉2葉輪係以與前述第1葉輪之旋轉方向相 本發明之另一種直列式轴流風扇，包含 具有多數配置錢轉中心麵之第〗翼，並藉系 :著前述旋轉中心轴方向之氣流者a馬達错::::生 紅轉中心軸為中心而使前述幻葉減轉者苹』述 配置成在軸方向上與前述第旧輪相對並鄰接H係 配置在旋轉中心軸周圍之第2翼，並藉旋_&=；；數 1葉輪所產生之氣流同方向之氣流者；第2馬達部=述第 述旋轉中心軸為中心而使前述第2葉輪旋轉者 係在控方向上包圍前述第1葉輪與前述第2葉輪者；风 多數支持肋，係在前述第！葉輪與前述第2葉輪之二二 述疑轉中心㈣巾心設成放躲，各支持肋料側前 ^在則述殼體上’以相對於前述殼體至少支持前述第i馬達 P者則述各支持肋具有面向該支持肋之前述^葉輪側之 傾斜面，且該傾斜面係傾斜成使任意徑方向截面之前述第工 葉輪侧緣lx $述第2葉輪侧端緣更位於前述第丨葉輪之旋 轉方向之Jl游侧，轉前述帛lt輪之帛$所產生之空氣 氣流方向與前述傾斜面大致平行。 本务明中’不只提昇直列式軸流風扇之風量特性（風 里及靜C)亦可抑制從直列式軸流風扇排出之氣流朝徑方 8 200839101 向向外擴散。藉此，從直列式軸流風扇排出之氣流可有效 率地供給至電子零件等被冷卻體，而可提升冷卻效率。 圖式簡單說明 【第1圖】顯示有關於本發明之一實施形態的直列式軸流風 5扇之斜視圖。 、 【第2圖】第1圖之直列式軸流風扇之分解斜視圖。 【第3圖】第1圖之直列式軸流風扇之縱截面圖。 _ 【第4圖】第1圖之直列式軸流風扇之第1轴流風扇之平面 圖。 10【第5圖】第1圖之直列式軸流風扇之第2轴流風扇之平面 圖。 【第6圖】顯示於第1圖之直列式轴流風扇中的第1支持肋與 弟2支持肋之抵接狀態之斜視圖。 【第7圖】第1圖之直列式軸流風扇（無葉輪）之平面圖。 5【第8圖】於第1圖之直列式軸流風扇中的第1支持肋及第2 % 支持肋之截面圖。 【第9圖】將於第1圖之直列式軸流風扇中的第丨翼、第1支 持肋、第2支持肋、第2翼以中心軸】為中心並沿著任意之 直徑之圓弧於軸方向切斷的截面圖。 、 【第10圖】顯示組合第1支持肋、第2支持肋而得之支持肋 的變形例之圖。 t货旅方式3 較佳實施例之詳細說明 參考第1圖〜第10圖，詳細說明本發明之較佳實施態 9 200839101 樣。在本發明之說明中，相異的構成要素間之位置關係及 傾向使用「上」、「下」、「左」、「右」來敘述時，該等敘述 是作為顯示圖面之方向、傾向。不是顯示該等構成要素組 裝後的方向及傾向。又，以下說明中，「軸方向」是平行旋 5轉轴的方向，「徑方向」是垂直旋轉軸的方向。 第1圖係顯示本發明之一實施態樣之直列式軸流風扇1 之斜視圖。第2圖係顯示直列式軸流風扇1之分解斜視圖。 直列式軸流風扇1係’例如’可作為空冷伺服器等電子機器 之電動是冷卻風扇來使用。如弟1圖所不’直列式軸流風扇 10 1係具有第1圖中配置在上側之第1軸流風扇2及沿著中心軸 j並連接第1軸流風扇2而配置在第1圖中下側之第2軸流風 扇3。第1軸流風扇2及第2軸流風扇3係藉螺絲（省略圖示） 連結而成一體。此時，如第3圖所示，直列式軸流風扇1以 第2軸流風扇3在中心轴J的方向上反轉的狀態固定在第1轴 15 流風扇2的排氣側。 有關本實施態樣之直列式軸流風扇1係所謂的雙重反 轉式轴流風扇，藉第2圖所示之第1轴流風扇2的第1葉輪21 與第2軸流風扇3的第2葉輪31互相相反方向旋轉’從第1圖 中的上側（即，第1軸流風扇2側）抽入空氣，朝下側（即， 20第2軸流風扇3側）送出而產生中心軸J方向的氣流。在以下 說明的中心軸j方向中，抽入空氣側之第1圖中的上侧稱為 「吸氣側」，排出空氣側之第1圖中的下側稱為「排氣側j。 直列式軸流風扇1係藉第2圖所示之第1葉輪21的旋轉方向 與第2葉輪31之旋轉方向以互相相反方向旋轉，相較於2個 10 200839101 葉輪以相同方向旋轉的情形，可實現高靜壓及大風量。 弟Θ係將直列式軸流風扇1以包含中心軸J之平面切 斷之縱截面圖，第4圖係從吸氣侧所見第1減風扇2之平面 圖。如第3圖及第4圖所示，第！軸流風扇2係包含有，具有 5以中。軸J作為中心並於圓周方向以等間距配置的7片第工 翼211之第1葉輪h ;藉由使第1葉輪以以中心轴】作為中心 並於第2圖及第4圖中的順時針旋轉而產生沿著中心軸J方 向的氣流（亦即自第3圖中的上側朝向下側之氣流）的第滿 達部22 ;於徑向包圍第1葉輪21之第1殼體23 ;以及，於第1 10葉輪21下側（即於“葉輪21及第2葉輪31之間），以中心轴! 作為中。自第1馬達部22放射狀延伸，且各前端部連接第i 殼體23而支持“馬達部22之多數幻支持肋24。於本實施 形態中有四條第1支持肋24。於第】轴流風扇2中於第灌 體23之内側係配置有第1葉輪21,馬達部22及第i支持肋 15群。第4圖中的箭頭R1係表示第】葉輪21的旋轉方向。 又於第3圖中，為了方便圖示，針對第1翼211及第1 支持助24係各自顯示從侧方所見的概略形狀；而針對第鳩 達部22之各構成係省略了表示截面的平行斜線圖示。再 者，針對後述之第2軸流風扇3之第2翼311及第2支持肋料， 20亦與第以叫及第i支持肋24相同，各自顯示從侧方所見的 概略形狀；而針對第2馬達部32之各構成，亦與仏馬達部 22相同，省略表示截面的平行斜線圖示。 如第3圖射’第i馬料22係包含有蚊組合體之 定子部221及旋轉組合體之轉子部瓜，轉子部222係被支 11 200839101 持而可以後叙軸承機構為巾介独巾^ 5

10 於定子部221旋轉。於以下說明中，雖為求方便而沿著中 =軸j將轉子部222側作為上側、定子部221側作為下側 來說明，但中心軸；並不—定要與重力方向—致。 2子部221包含有於平視中以中心輪】為中心之略圓 城基部2211，而基部2211係如第3圖及第4圖所示，以 多數第1支持肋24為中介固定於第i殼體23之 的匕内周面231而維持定子部221之各部分。基部灿係樹 脂製，且與同樣是樹脂製的多數第丨切肋％及第】殼體 23 —起藉由射出成形來形成。 < 如第3圖所示，於基部2211之中央部係固定有自基部 15 下部 I211向上侧（亦即，轉子部222側）突出的略圓筒狀轴承 、准持部2212。於軸承維持部2212之内側，成為轴承機構一 部分的球軸承則、2214储置射叫；方向之

定子部22i係更包含有設置於轴承維持部2212外周的 電樞加，以及設置於電樞挪下側且同時組入有電性連 接電樞2215之線圈而可控制對線圈通電的控制電路之略圓 環板狀電路基板讓。電路基板2216係以多數導線抽成= 20導線群為中介而與設於直列式轴流風扇1之外部的外部電 源連接。又，於第3圖中係省略導線群及外部電源之圖示: 轉子部222係包含有：以中心轴j為中心的略圓筒狀、 -、有盍邻並以具磁性金屬材料形成的輛部2221 ;固定於車厄 部2221之周壁部的内侧面且與電才區2犯方向相對的略圓 12 200839101 筒狀場磁鐵2222;以及自輛部2221之蓋部的中心部向下突 出的軸部2223。 軸部2223係插入軸承維持部2212中，且藉由球軸承 2213、2214而可旋轉地被支持。於第丨軸流風扇2中，軸 5部2223及球軸承2213、2214係扮演支持軛部2221而使其 可以中心軸J為中心相對於基部2211旋轉之軸承機構的角 色。 第1葉輪21係包含有覆蓋第1馬達部22之軛部2221 外側的有蓋略圓筒狀轂部212，及自轂部212之周壁部外側 1〇 (即外側面）放射狀延伸，且於周方向等間隔配置之多數 第1翼211。於本實施形態中轂部212為樹脂製，且與同樣 是樹脂製的第1翼211 一起藉由射出成形來形成。、' 於第1軸流風扇2中，以第！馬達部22之電路基板2216 為中介對電樞2215供給驅動電流，且於電樞2215與場磁 鐵2222之間產生以中心軸j為中心的轉矩，並藉由控制電 路來控制驅動電流，以使設置於轉子部222的第1葉輪21 之多數第1翼211以中心軸j為中心且於第4圖中之順時 針方向以預定的旋轉數旋轉。於本實施形態中係以約 1〇〇〇〇啊來旋轉。藉此，自第3圖中之上側（即第i馬達部 20 22之轉子^ 222側）引入空氣並送至下側（即第2軸流風扇3 側）。 一第5圖係自吸氣側所見的第2軸流風扇3之平面圖。 如第3圖及第5圖所示，第2軸流風扇3係包含有沿著中 心轴J且鄰接於第1葉輪21配置的第2葉輪3卜且第2 13 200839101 5 荦輪31係具有以中心軸J為中心而放射狀延伸且同時於圓. 周方向等間距配列的5片第2翼311。 第2軸流風扇3更包含有：以中心軸J為中心使第2 葉輪31以與第1葉輪21相反方向（即於第5圖中的逆時針 旋轉）而以箭頭R2所示的方向旋轉，藉此產生與因第1葉 輪21而產生的氣流相同方向的氣流（即自第3圖中的上側 朝向下側的中心軸J方向的氣流)之第2馬達部32;於徑向 包圍第2葉輪31的第2殼體33 ;以及，於第2葉輪31之 下側（即於第2葉輪31的與第1葉輪21相反之側），以中心 10 轴J為中心自第2馬達部放射狀延伸且連接第2殼體33而 支持第2馬達部32之多數第2支持肋34。於本實施形態 中’第2支持肋34與第1支持肋24相同為4條。 15 於弟2轴流風扇3中，在第2殼體33之内側係配置有 第2葉輪31、第2馬達部32及第2支持肋群。再者，將直 列式軸流風扇1以全體觀之時，於連續的第1殼體23及第 2殼體33之内侧中氣流動的流動路徑中，係自第3圖中的 上側（即吸氣側）依序配置第1葉輪21、第1支持肋群、 第2支持肋群、第2葉輪31。此時，第ι支持肋群與第2 支持肋群之各支持肋係於巾，峰〗方向抵接。 - 20 22如第3圖所示，第2馬達部32之構成係與第j馬達部 22之構成相同，係具有定子部切，以及配置於定子部321 上側（即吸氣側）且被支持以可相對於定子部321旋 轉子部322。 疋子# 321係包含有··以多數第2支持肋34為中介固定於 14 200839101 第2殼體33之略圓筒狀的内周面331 1而維持定子部321之 =分的基部狐·㈣賴有球料32i3、32i4之 同狀軸承維持部3212;設置於軸承维拷 32H. 八、准持部切2外周_區 以及設置於電樞3215下倒 5 10 15 20 ^ _ Π4組入有電性連接電 樞3215之線_可控冊_通電的控财路之略圓環板 狀電路基板3216。 又 於本實施形態中，基部3211為椒昨制 μ 為树月曰製，且與同樣是樹 月曰衣的多數第2支持肋34及第2殼體33—起藉由射出成 形來形成。電路基板3216係以多數導線捆成的導線群為中 介而與設於直列式軸流風扇！之外部的外部電源連接。 轉子部322係包含有金屬製的輛部3221、固定於㈣ 3221内側面的場磁鐵3222及自軛部3221向下突出的軸部 3223。軸部3223於軸承維持部3212内藉由球軸承321/、 3214被可旋轉地支持。於第2軸流風扇3中，軸部3223 及球轴承3213、3214係扮演支持軛部3221而使其可以中 心轴J為中心相對於基部3211旋轉的軸承機構之角色。 第2葉輪31係包含有覆蓋第2馬達部32之軛部 外侧的有蓋略圓筒狀轂部312,及自轂部312之周壁外侧面 放射狀延伸之多數第2翼311。轂部312為樹脂製，且與同 樣是樹脂製的第2翼311—起藉由射出成形來形成。一 於第2軸流風扇3中，藉由驅動第2馬達部32，而使 第2葉輪31之多數第2翼311以中心軸j為中心且於第5 圖中的逆時針方向以預定的旋轉數旋轉。於本實施形態中 係以約8000rPm來旋轉。藉此，自第3圖中之上侧（即第2 15 200839101 支持肋34側）引入空氣並送至下侧（即第i轴流風扇之側）。 5 10 15 20 第6圖係表示直列式轴流風扇1的第1支持肋24與第 2支持肋34之抵接狀態的斜視圖。如第6圖所示，於第1 葉輪21與第2葉輪31之間，係配置有兩軸流風扇2、 各自具備的第1支持肋Μ及第2支持肋34。帛ljt 24係被關周方向㈣隔配置，” 2支持肋34亦被 周方向«祕置。當簡料連接第丨減風扇2與第\ 軸流風扇3時，第1支持肋24與第2支持肋34係於 向抵接’且4條之第2支持肋34係各自配置於*條第 持肋24之第2葉輪31側（即排氣側）。於平視(即自中 J方向所見)的情形中’各第2支持肋34係與第〗 24跨越全長互相重疊。於以下的說明中，係將 寺： 24與第2支㈣34合祕單_「讀肋44」稱之^ 言之’藉由包含有多數第丨支持肋24與多數第2支持肋Μ 之多數支持肋44，第1 .;查立Rq 弟馬達# 22及第2馬達部32係於 1葉輪21與第2葉輪31之間被支持。 誠如上所述，11由使第1支制24與第2支持肋34 2編構成支持肋44。切肋44係於第丨支持肋Μ 二弟支持肋34的邊界部，以大致無段差的狀態互相重 豐矣!之，係以第1支持助24的面向氣流上游侧之第】 !^1=侧面241，與第2支持肋34的面向氣流上游侧 :讀和側面341，形敍致無段差之連續 _，以第1支持肋24的面向氣流下游側之第！支持肋第 側面SC，與第2支持肋34的面向氣流下游侧之第2支 16 200839101 持肋第2侧面342，形成大致無段差之連續面。也就是說， 支持肋44雖本為使第1支持肋24與第2支持肋34互相重 疊而構成者，卻形成宛如-條支持肋。以下，將以第！支 持肋第1侧面241與第2支持肋第工侧面⑷所形成的連 續面稱為支持肋第1側面州。再者，將以第i支持肋第2 側面242與第2支持肋第2側面342所形成的連續面稱為 支持肋第2側面442。 10 15 20

第7圖係自軸方向所見的直列式轴流風扇平面圖。於 第7圖中係省略葉輪。第8圖係於沿著第7圖中A — A線、 B —B線、C —C線於轴方向切斷之各截面圖。該等A-A 線、B —B線、C —C線係表示各自以中心軸J為中心之圓 弧線。第9圖係將第1#211、支持純、第之翼祀以 中心軸】為中心並沿著任意直徑的圓弧於軸方向切 面圖，以下，稱為於圓筒面之戴面。再者，於第 箭頭R1係表示第！葉輪21之旋轉方向 示第的 請之移動方向。再者，箭頭R2係表示第2葉輪= =方=同時表示第2翼311之移動方向 所不，在支持肋44之前述於ϋ筒面_面中之長邊^ 係使其軸方向上端較下端相對於中心⑴傾斜 葉=之旋轉方向之相反側。支持肋44被配置以橫斷葬 由弟1殼體Μ與第2殼體33所構成的氣流路。據此，： 持肋盡:Γ能地被配置得可使氣流之能量損失變小 、4明支持肋44的配置之前，先針對第！置 之構造進行跡第1翼211的彻嶋第4圖所示， 17 200839101 並非對徑向直線延伸，而是成為隨著自徑向内側至外側行 進而朝著與第1葉輪21之旋轉方向之相反侧擴大的扇形。 再者，以第1翼211的中心轴j為中心的於圓筒面之截面 形狀’如第9圖所示，係使第1翼211之上緣（即旋轉方向 月丨』緣)較下緣（即旋轉方向後緣）傾斜及彎曲以位於第1葉 輪21之旋轉方向下游側的弧狀。通常，用於冷卻電子機器

内部的軸流風扇，係依據電子機器内的系統阻抗與轴流風 扇之風量以及靜壓來選定。於此，系統阻抗係指於電子機 器内的靜壓與風量的關係，亦即於系統内的氣流的流動難 10度、系統内的氣流的阻力之意。大多於電子機器内，電子 令件及電源等係緊密集中於狹小的空間中，而多會成為高 系統阻抗，且會成為系統内之氣流阻力値大的狀態。因此， 對用於電子機斋内部冷卻的軸流風扇係要求高靜壓。 15 20 於軸流風扇中達成高靜壓的方法，係有減小於第〗軸 流風扇2於平視中相鄰的第！翼211的間隔之方法。此時， 可將在第1翼2U之前述於圓筒面之截面中的弧狀部分之 弧長隨著自徑向内侧至外側之行進而增長。於此，第工。 211·的前述弧狀部分之弧長係指將弧狀部分之厚度方向 中間点連結之弧長度之意。然而，將第i mi之^的 狀部分之弧長增長，則會造成第」翼211之中心輕7弧 之高度隨著自徑向内側至外側之行進而變高。藉由減了向 徑向内侧與外侧第1翼211之輪方向高度差，力Γ 體所構成的風洞部内的第1翼叫所占的有物(= 轴方向所見的第1翼211之面積輿第mu之轴^由 18 200839101 度之乘積會變大），而可獲得一方面具有高風量且—方面達 成高靜壓之第！軸流風扇2。實現其之—個指標，係如第9 圖所示，可在第！翼211之前述於圓筒面之截面的弧狀部 分中，隨著徑向内例至外側行進而增大特別是後緣部分之 ‘ 5相對於中心軸J的倾斜（以下稱為第i傾斜角α)。此後緣 - 部分係定位於氣流之下游側，且亦為規定第1葉輪21之氣 流的產生方向之部分。 〃 _ 為了減少支因持肋44而造成的氣流損失，支持肋44 《侧面（亦即支持肋第i側面441、支持肋第2侧面 10係較佳如第9圖所示般配置，以使其與自第1軸流風扇2 產生的氣流之流速方向大致平行，亦即大致對第1翼叫 之後緣部分垂直。換言之，從氣流之流動方向來看支持肋 T ’支持肋44係較佳配置以使支持肋44之投影面積成為 取小。當氣流與支持肋44之側面平行時，通過支持肋料 15附近的空氣，其因支持肋第1侧面441、支持肋第2側面 • 442而造成的能量損失很少。支持肋44之上端面243雖被 配置成與氣流相對，但於本實施形態中並非平行於氣流， 而疋對於氣流以銳角角度交錯。因此，可抑制氣流於上端 . 面243干涉時之空氣損失。於本實施形態、中，上端面243 2〇之形_為平面，但不限於此，而亦可形成例如彎曲面。 第1葉輪21旋轉後所產生的空氣之流動方向，合成為 與T於第！翼211之後緣部分的9〇度方向大致传。也 2疋况’右疋規定第1傾斜如之第1翼211的後緣部分 ”支持肋44之截面的長邊方向係呈9〇度構成，則藉由第1 19 200839101 5 葉輪21產生的氣流與支持肋44之截面的長邊方向會呈大 致平行。但是，此氣流會依第1葉輪21之旋轉速度、周圍 環境等而變化流速、角度等。於前述情形中，支持肋44之 截面的長邊方向之相對於中心軸J的角度β，可因應第1 葉輪21之旋轉速度、周圍環境等適當地變更。此時，第1 翼211之後緣部分與支持肋44之截面的長邊方向所形成的 角度為100度以下，而以行成80度〜100度為宜。也就是 說，第1傾斜角α與支持肋44之截面的長邊方向之角度β 的和係成為80度〜100度。 10 藉由上述構成，因第1葉輪21旋轉而產生的氣流，幾 乎不會改變流動方向且可將能量損失減至最小限度而通過 支持肋44。通過支持肋44的空氣係朝向第2翼311流動。 以第2翼311之中心軸J為中心的於圓筒面之截面形狀， 如第9圖所示，係使得第2翼311之上緣（即旋轉方向前緣) 15 較下緣（即旋轉方向後緣)傾斜及彎曲以位於第2葉輪31之 • 旋轉方向下游侧的弧狀。第2翼311之前述於圓筒面之弧 狀截面的長邊方向之特別定位於氣流之上游側的前緣部 分，其相對於中心軸J的傾斜（以下稱為第2翼傾斜角γ)， 係設定成比氣流流入第2葉輪31之角度（近似支持肋44 * 20 的角度β)為小。 一般而言，自軸流風扇排出的空氣之氣流，概括分類 係具有3種速度分量。即軸方向分量（軸方向之流速）、迴 旋分量（葉輪旋轉方向之流速）、離心分量（朝徑向外部之 流速）之3種速度分量。為了使直列式軸流風扇1之送風 20 200839101 特性提升，必須於上述3種速度分量中提高轴方向分量之 比例。換言之，必須盡可能地將迴旋分量及離心分量變換 成軸方向分量。 —其次，針對將前述誠分量絲心分量變換成轴方向 5分量之作用進行說明。進入第：翼阳的空氣，如第9圖 所丁胃於第2異311之旋轉方向中與前進側翼面3山碰 才里第2異311自其中段至後緣部分係彎曲成朝旋轉方向 前方彎曲，而前進侧翼面3111係傾斜成朝向徑向内部側。 據此，與第2翼311碰撞的空氣會被限制以朝徑向内部流 10動，而會進行氣流之速度向量的變換。據此，氣流之速度 分量中的離心方向分量，會朝向徑向内部。因此，可抑制 氣流彳主徑向外部之擴散。 進入第2翼311的空氣之迴旋分量，係藉由與第2翼 311之前進侧翼面3111碰撞而變換成軸方向分量。據此， 15第2翼311之作用，係於自翼211排出的空氣之流速 之中，將廻旋分量與離心分量變換成軸方向分量。藉此， 自直列式轴流風扇1排出的空氣之氣流，係不會朝徑向外 部擴散地被供給至被冷卻部材。 於僅包含有1個葉輪的軸流風扇單品（非直列式的一 20般風扇）中，縱使完成了最適當的翼設計，仍無法使伴隨 著葉轔旋轉的廻旋分夏成為零。然而，於直列式轴流風扇j 中，<藉由與弟1葉輪21反方向旋轉的第2葉輪31回收 第1葉輪21所產生的氣流之題旋分量，而因此可提供靜壓 斗寺j生高的轴流風扇。 21 200839101 於此會成為重點的是，當自第丨葉輪21排出的空氣通 過支持肋44時，氣流之流速方向並未被變換。目前，於已 為公眾所知的直列式軸流風扇中，有很多在第1葉輪與第2 葉輪之間配置有静翼。此時，自第i葉輪排出的空氣之流 5 速的迴旋分量，會藉由静翼被回收而變換成轴方向分量。 藉由静翼變換成軸方向分量的氣流，會以藉第2葉輪軾予 迴旋分量之狀態從第2葉輪被排出。換言之，藉由在第j 葉輪與第2葉輪之間配置靜翼，自直列式軸流風扇排出的 空氣會變得以具有廻旋分量的狀態被排出。因此，藉由此 10 種的直列式軸流風扇所產生的氣流，會因其廻旋分量，而 於自直列式軸流風扇被排出後，朝向徑向外部擴散，而無 法充分地對被冷卻部材供給氣流。據此，於直列式軸流風 扇中，不宜在第1葉輪與第2葉輪之間設置静翼。 其次’針對於本發明中支持肋44的詳細形狀進行說 15明。如上所述，第1翼211係具有以中心軸J為中心的於 圓筒面之截面形狀之弧狀截面相對於中心軸J方向的傾斜 角’其傾斜角係隨著向徑向外側行進而變大。因此，藉由 旋轉第1葉輪21而自第丨翼211產生的氣流之流速角度會 因徑向的位置而異。詳言之，因於徑向内侧中第1翼截面 20之傾斜角很小，氣流之流速角度相對於中心軸J方向雖具 有大角度，但因於徑向外側中第〗翼截面之傾斜角很大， 故氣流之流速角度係相對於中心軸j方向具有小角度。因 此，為求減低因支持肋44而造成的氣流之能量損失，必須 要依徑向變化支持肋44之傾斜角度。於本發明中，係將具 22 200839101 有第1傾斜角α的第1翼211之後緣部分，與以支持肋44 之中心軸J作為中心的於圓筒面之截面的長邊方向所形成 的角度設定成1〇〇度以下（詳言之，8〇度〜1〇〇度左右）。 理想上，希望該角度呈90度。 5 再者’自第1葉輪21排出的氣流，不僅其相對於中心 轴J之角度係因應徑向位置而異，其流速亦因應徑向位置 而異。於第1翼211之徑向外侧中流速大，而於徑向内側

中流速小。因此，通過支持肋44的氣流之能量損失係希望 能於徑向外侧減小。再者，若支持肋44之截面形狀隨著朝 10径向外侧订進縮小自空氣之流動方向所見的投影面積，則 可減少能量損失。換言之，可使支持肋44之截面形狀係依 徑向適當變化。 15 20 支持肋44之截面形狀理想為空氣阻力盡量少的形狀。 第1—0圖係表示支持肋44之截面形狀之變形例。支持肋可 為第1支持肋24a之氣流上游側及第2支持肋34a之氣流 下游側各自形成平滑曲面者。再者，可將第i支持肋·

Si::則與第2支持肋3仆之氣流下游側各1作成銳 角的截面形狀而構成支持肋。更甚者，亦可為僅將第工支 持肋24e之氣流上游側作成平滑曲面而將第2 作成截面菱形之支持肋。或者，亦可一方面僅將第C 肋24d之氣流上游側作成平滑曲面，而另—方自叉符 肋24d至第2支持肋34d緩緩地將截面變細般 支持 除此之外，亦可如第1支持肋24e、第2支持肋34、^° 截面形狀作成流線形狀。此時，通過第丨支持肋2 I將 、24 e、第 23 200839101 2支持肋34 e的氣流之能量損失可更加被抑制。但，不論 於哪，種截面形狀中，支持肋皆被配置以使自第ι葉輪二 排出的氣流之流速與支持肋截面之長邊方向成為同—方 向。 5 A上雖朗了本剌之較佳實施例，但於不脫離本發 明之範圍及精神的範圍中的種種變更、修正係熟習此藝者 所能明暸者。因此本發明之範圍係僅藉由所附的申請專利 範圍所規定。 【闽式簡單說明】 10【第1圖】顯示有關於本發明之一實施形態的直列式軸流風 扇之斜視圖。 【第2圖】第1圖之直列式軸流風扇之分解斜視圖。 【第3圖】第1圖之直列式轴流風扇之縱截面圖。 【第4圖】第1圖之直列式軸流風扇之第1軸流風扇之平面 15 圖。 【第5圖】第1圖之直列式軸流風扇之第2轴流風扇之平面 圖。 【弟6圖】顯示於第1圖之直列式軸流風扇中的第1支持肋與 第2支持肋之抵接狀態之斜視圖。 【弟7圖】弟1圖之直列式轴流風扇（無葉輪）之平面圖。 【第8圖】於第1圖之直列式軸流風扇中的第1支持肋及第2 支持肋之截面圖。 【第9圖】將於第i圖之直列式軸流風扇中的第1翼、第1支 持肋、第2支持肋、第2翼以中心轴J為中心並沿著任意之 24 200839101 直徑之圓弧於軸方向切斷的截面圖。 【第10圖】顯示組合第1支持肋、第2支持肋而得之支持肋 的變形例之圖。 【主要元件符號說明】 1...直列式軸流風扇 231...内周面 2...第1軸流風扇 24·.·第1支持肋 21...第1葉輪 24a…第1支持肋 211...第1翼 24b···第1支持肋 212…轂部 24c…第1支持肋 22...第1馬達部 24d...第1支持肋 221...定子部 24e…第1支持肋 2211.··基部 241…第1支持肋第1側面 2212…軸承保持部 242…第1支持肋第2側面 2213".球軸承 243...上端面 2214"·球軸承 3…第2軸流風扇 2215...電樞 31...第2葉輪 2216…電路基板 311...第 2翼 222...轉子部 312···轂部 2221…輛部 3111…前進侧翼面 2222_ · ·場石兹鐵 32…第2馬達部 2223...軸部 321...定子部 23···第1殼體 3211···基部 25 200839101 3212··.軸承保持部 34a·.·第2支持肋 3213···球軸承 34b…第2支持肋 3214".球軸承 34c·.·第2支持肋 3215...電樞 34d··.第2支持肋 3216···電路基板 34e··.第2支持肋 322...轉子部 341···第2支持肋第1側面 3221··.軛部 342…第2支持肋第2侧面 3222…場磁鐵 44…支持肋 3223…軸部 441…支持肋第1側面 33.··第2殼體 442…支持肋第2側面 331...内周面 34…第2支持肋 J...中心軸 26

Claims (1)

1. 200839101 十、申請專利範圍： 種直列式軸流風扇，包含： 第1葉輪，係具有多數配置在旋轉中心軸周圍之第1 翼，並藉旋轉而產生沿著前述旋轉中心軸方向之氣流 、 5 者； ♦ 第1馬達部，係以前述旋轉中心軸為中心而使前述 弟1葉輪旋轉者； 馨 。第2葉輪，係配置成在軸方向上與前述第丨葉輪相對 ι〇 並鄰接，且具有多數配置在旋轉中心軸周圍之第2翼， 〇 細產生與前述第1葉輪所產生之氣流同方向之 氣流者； 第2馬達部，係以前述旋轉中心軸為中心而使前述 弟2葉輪旋轉者； 冑狀之喊體’係在徑方向上包圍前述第1葉輪與前 15 述第2葉輪者；及 • 乡數支持肋，係在前述第1葉輪與前述第2葉輪之 間，以前述旋轉中心軸為中心設成放射狀，各支持肋的 外侧前端連接在前述殼體上，以相對於前述殼體至少支 持前述第1馬達部者， ” 20 前述各支持肋具有面向該支持肋之前述第丨葉輪側 ， 之傾斜面，且該傾斜面係傾斜成使任意徑方向截面之前 述第1葉輪側端緣較前述第2葉輪侧端緣更位於前述第J 葉輪之旋轉方向之上游側，前述傾斜面相對於前述旋轉 中心轴方向之角度與藉前述幻葉輪所產生之對 27 200839101 於前述旋轉中心軸方向之角度大致相同。 2. 如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述第1 葉輪之前述各第1翼係傾斜成使翼前緣相對翼後緣位於 旋轉方向上，且前述各第1翼之至少翼後緣與前述支持 5 肋之傾斜面所形成之角度設定在100度以下。 3. 如申請專利範圍第2項之直列式軸流風扇，其中前述各 第1翼之至少翼後緣與前述支持肋之傾斜面所形成之角 度設定在80度〜100度的範圍。 4. 如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述各 10 支持肋之傾斜面的傾斜角度係形成為從垂直於前述旋 轉中心軸之徑方向的内侧至外側逐漸變小者。 5. 如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述各 支持肋之放射狀延伸方向之任一位置處，在以前述旋轉 中心軸為中心的圓筒面上之截面具有與前述延伸方向 15 之其他位置的截面相異之形狀。 6. 如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述各 支持肋從前述第1馬達部側之最内端相對垂直前述旋轉 中心軸的徑方向之直線，向前述第1葉輪旋轉方向或反 轉方向傾斜或彎曲。 2〇 7.如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述殼 體係以包圍前述第1葉輪外周之第1殼體構件、及包圍前 述第2葉輪外周之第2殼體構件所構成。 8.如申請專利範圍第1項之直列式軸流風扇，其中前述第2 葉輪係以與前述第1葉輪之旋轉方向相反之方向旋轉。 28 200839101 如申明專利範園第1項之直列式軸流風扇，其中前述各 支t肋係由多㈣1支㈣及鋒第2支持輯構成，該 等第1支持肋從前述第1馬達部設成放射狀，各第1支持 肋之外側前端連接於前述殼體以相對於前述殼體支持 月J述第1馬達部；該等第2支持肋從前述第2馬達部設成 射狀各第2支持肋之外側前端連接於前述殼體以相 ^於則述殼體支持前述第2馬達部，且前述第1支持肋及 刖述弟2支持肋配置在第1葉輪與第2葉輪之間，前述第1 、^韵述第2支持肋設置有同一數量，並且藉由前 述各第1支持肋與前述各第2支持肋在前述旋轉中心輛 的方向上_，構成前述傾斜面。 如申明專利1_第9項之直列式軸流風扇，其中前述殼 體係以在搜方向包圍前述第1葉輪並連接前述多數第！ 、、 第體構件、及在徑方向包圍前述第2葉輪並 連D述夕數第2支持肋之第2殼體構件所構成。 如申巧專利關第9項之直列式軸流風扇，其中前述第2 葉輪係以與則述以葉輪之㈣方向相反方向。 •一齡列式轴流風扇，包含·· 羽第葉輪，係具有多數配置在旋轉中心轴周圍之第1 ;並藉旋轉而產生沿著前述旋轉中心轴方向之氣流 第1馬達部，係以旋轉中心轴為中心雨使 葉輪旋轉者； 第2葉輪’係配置成在轴方向上與前述第1葉輪相對 29 200839101 並鄰接，且具有多數配置在旋轉中心軸周圍之第2翼， 並藉旋轉而產生與前述第1葉輪所產生之氣流同方向之 氣流者， 第2馬達部，係以前述旋轉中心轴為中心而使前述 5 第2葉輪旋轉者； 筒狀之殼體，係在徑方向上包圍前述第1葉輪與前 述第2葉輪者；及 多數支持肋，係在前述第1葉輪與前述第2葉輪之 間，以前述旋轉中心軸為中心設成放射狀，各支持肋的 10 外側前端連接在前述殼體上，以相對於前述殼體至少支 持前述第1馬達部者， 前述各支持肋具有面向該支持肋之前述第1葉輪側 之傾斜面，且該傾斜面係傾斜成任意徑方向截面之前述 第1葉輪侧端緣較前述第2葉輪側端緣更位於前述第1葉 15 輪之旋轉方向之上游側，且藉前述第1葉輪之第1翼所產 生之空氣氣流方向與前述傾斜面大致平行。 30