串联式轴流风扇的制作方法

串联式轴流风扇
1.本技术是申请号为201911081100.0、申请日为2019年11月7日、发明名称为“串联式轴流风扇”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及串联式轴流风扇。

背景技术：

3.以往，已知沿着规定的中心轴线串联连结两个轴流式的送风单元而成的串联式轴流风扇(例如，参照专利文献1)。
4.专利文献1：日本特开2004-278371号公报
5.在串联式轴流风扇中，能够提高静压，但是另一方面，具有噪音容易变大的缺点。因此，无法实现兼顾低噪音与高静压的串联式轴流风扇。

技术实现要素：

6.根据本发明的一个方式，提供一种串联式轴流风扇，其具备：第一风扇，其具有绕中心轴线旋转的第一叶轮、使所述第一叶轮旋转的第一马达部和包围所述第一叶轮的外周的第一壳体；以及第二风扇，其具有绕中心轴线旋转的第二叶轮、使所述第二叶轮旋转的第二马达部和包围所述第二叶轮的外周的第二壳体，从轴向一侧朝向轴向另一侧依次配置所述第一风扇和所述第二风扇，其中，所述第一壳体具有位于所述第一叶轮的径向外侧的多个第一缝，所述第二壳体具有位于所述第二叶轮的径向外侧的多个第二缝，该串联式轴流风扇具有在轴向上位于所述第一缝与所述第二缝之间的凸缘部件，该凸缘部件从所述第一壳体或者所述第二壳体的外周面向径向外侧扩展。
7.根据本发明的方式，提供一种低噪音并且高静压的串联式轴流风扇。
附图说明
8.图1是示出实施方式的串联式轴流风扇的包括一部分截面的立体图。
9.图2是包括实施方式的串联式轴流风扇的一部分截面的侧视图。
10.图3是实施方式的串联式轴流风扇的剖视图。
11.图4是沿图3所示的iv-iv线的剖视图。
12.图5是变形例的串联式轴流风扇的剖视图。
13.标号说明
14.10：第一风扇；10a：第一叶轮；11：第一马达部；12：第一壳体；12b：第一缝；20：第二风扇；20a：第二叶轮；21：第二马达部；22：第二壳体；22b：第二缝；30：凸缘部件；50、250：外壳；50a：第一开口部；50b：第二开口部；53：空气过滤器；100、200：串联式轴流风扇；j：中心轴线。
具体实施方式
15.在各图中，z轴方向是以正侧作为上侧，以负侧作为下侧的上下方向。各图中适当示出的假想轴线即中心轴线j的轴向与z轴方向、即上下方向平行。在以下的说明中，只要没有特别说明，将与中心轴线j的轴向平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线j为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线j为中心的周向简称为“周向”。
16.在本实施方式中，下侧相当于轴向一侧，上侧相当于轴向另一侧。另外，上侧与下侧仅是用于对各部分的相对位置关系进行说明的名称，实际的配置关系等也可以是这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。
17.图1是示出本实施方式的串联式轴流风扇的包括一部分截面的立体图。图2是包括本实施方式的串联式轴流风扇的一部分截面的侧视图。图3是本实施方式的串联式轴流风扇的剖视图。
18.本实施方式的串联式轴流风扇100例如作为空气净化器的送风装置而使用。
19.如图1所示，串联式轴流风扇100具备第一风扇10、第二风扇20、凸缘部件30以及外壳50。外壳50为上下开口的方筒状的箱体。第一风扇10收纳于外壳50的下部。第二风扇20收纳于外壳50的上部。第一风扇10与第二风扇20从轴向一侧朝向轴向另一侧沿轴向依次配置。凸缘部件30是在外壳50的内部从第一风扇10与第二风扇20的轴向的中间位置向径向外侧扩展的板状部件。
20.串联式轴流风扇100从外壳50的下表面吸入空气，并从上表面喷射空气。在串联式轴流风扇100中，第一风扇10配置于吸气侧，第二风扇20配置于排气侧。
21.如图2与图3所示，第一风扇10具备第一叶轮10a、第一马达部11、第一壳体12以及多个第一支承肋13。
22.第一叶轮10a具有以中心轴线j为中心呈放射状等间距地配置的多个第一叶片10a。第一叶轮10a通过第一马达部11绕中心轴线j向规定方向旋转。第一叶轮10a的第一叶片10a的数量在本实施方式中为七个，但也可以根据串联式轴流风扇100的设计进行变更。
23.第一壳体12为包围第一叶轮10a的径向外侧的筒状的箱体。第一壳体12例如是树脂制或者金属制的。第一壳体12具有沿轴向延伸的筒状的周壁部12a以及沿径向贯通周壁部12a的多个第一缝12b。
24.在沿径向观察时，第一缝12b分别沿与中心轴线j交叉的方向延伸。第一缝12b的长度方向与第一叶片10a的径向的外周端缘的棱线以大概90
°
的角度交叉。多个第一缝12b彼此沿相互平行的方向延伸。多个第一缝12b在沿周向绕周壁部12a一周的区域等间隔地排列。
25.第一壳体12通过周壁部12a的内周面构成气流f的流路。在本实施方式的情况下，第一风扇10的吸气侧即周壁部12a的下侧的端部具有随着朝向下侧而沿径向扩展的形状。在周壁部12a中，从收纳第一叶轮10a的部分起上侧的部分为圆筒状。
26.周壁部12a的上侧的开口部配置有多个第一支承肋13。本实施方式的第一风扇10具有四个第一支承肋13。多个第一支承肋13以中心轴线j为中心呈放射状延伸。第一支承肋13的径向外侧的端部与周壁部12a的内周面连接。第一支承肋13的径向内侧的端部与支承第一马达部11的马达支承部13a连接。
27.如图3所示，第一马达部11安装于马达支承部13a的下表面。在本实施方式的情况
下，第一马达部11为内转子型的马达。第一马达部11具有以中心轴线j为中心的轴11a。轴11a从第一马达部11的马达壳体11b向下侧延伸。轴11a的下端部固定有第一叶轮10a。第一马达部11也可以是外转子型的马达。
28.第二风扇20具备第二叶轮20a、第二马达部21、第二壳体22以及多个第二支承肋23。
29.第二叶轮20a具有以中心轴线j为中心呈放射状等间距地配置的多个第二叶片20a。第二叶轮20a通过第二马达部21绕中心轴线j向与第一叶轮10a相同的方向旋转。由此，第二叶轮20a产生与由第一叶轮10a产生的空气的流动相同方向的空气的流动。即，第一叶轮10a与第二叶轮20a均产生从下侧向上侧的空气的流动。第二叶轮20a的第二叶片20a的数量在本实施方式中为五个，但也可以根据串联式轴流风扇100的设计进行变更。
30.第二壳体22包围第二叶轮20a的径向外侧。第二壳体22具有沿轴向延伸的筒状的周壁部22a以及沿径向贯通周壁部22a的多个第二缝22b。
31.在沿径向观察时，第二缝22b分别沿与中心轴线j交叉的方向延伸。第二缝22b的长度方向与第二叶片20a的径向的外周端缘的棱线以大概90
°
的角度交叉。多个第二缝22b彼此沿相互平行的方向延伸。多个第二缝22b在沿周向绕周壁部22a一周的区域等间隔地排列。
32.第二壳体22通过周壁部22a的内周面构成气流f的流路。在本实施方式的情况下，第二风扇20的排气侧即周壁部22a的上侧的端部具有随着朝向上侧而沿径向扩展的形状。在周壁部22a中，从收纳第二叶轮20a的部分起下侧的部分为圆筒状。
33.周壁部22a的下侧的开口部配置有多个第二支承肋23。本实施方式的第二风扇20具有四个第二支承肋23。多个第二支承肋23以中心轴线j为中心呈放射状延伸。第二支承肋23的径向外侧的端部与周壁部22a的内周面连接。第二支承肋23的径向内侧的端部与支承第二马达部21的马达支承部23a连接。
34.第二马达部21安装于马达支承部23a的上表面。在本实施方式的情况下，第二马达部21为内转子型的马达。第二马达部21具有以中心轴线j为中心的轴21a。轴21a从第二马达部21的马达壳体21b向上侧延伸。轴21a的上端部固定有第二叶轮20a。第二马达部21也可以是外转子型的马达。
35.如图3所示，第一风扇10与第二风扇20以周壁部12a的上侧的开口部与周壁部22a的下侧的开口部对接的状态沿轴向排列配置。周壁部12a的内径与周壁部22a的内径一致，从而周壁部12a与周壁部22a构成沿轴向相连的一个流路。
36.在沿轴向观察时，第一风扇10的马达支承部13a与第二风扇20的马达支承部23a彼此重叠地配置。在沿轴向观察时，第一风扇10的多个第一支承肋13与第二风扇20的多个第二支承肋23配置为至少一部分重叠。空气沿轴向在沿周向相邻的第一支承肋13彼此的间隙以及沿周向相邻的第二支承肋23彼此的间隙流通。
37.外壳50具备具有底壁部51a并沿上下方向延伸的方筒状的主体部51、安装于主体部51的上侧的上盖部52以及安装于主体部51的下侧的空气过滤器53。
38.主体部51具有朝向下侧开口的第一开口部50a以及朝向上侧开口的第二开口部50b。即，外壳50在轴向一侧具有第一开口部50a，并在轴向另一侧具有第二开口部50b，空气过滤器53安装于第一开口部50a。通过具备空气过滤器53与主体部51，能够防止风不经由空
气过滤器53流入。由此，能够容易地将串联式轴流风扇100作为空气净化器的送风装置来使用。另外，在串联式轴流风扇100的气流f朝下的情况下，空气过滤器53安装于上侧的第二开口部50b。
39.外壳50的主体部51收纳有第一风扇10与第二风扇20。如图1至图3所示，第一风扇10与第二风扇20的轴向的中间位置配置有从第一壳体12的外周面向径向外侧扩展的平板状的凸缘部件30。
40.凸缘部件30是具有沿轴向贯通凸缘部件30的圆形的贯通孔的矩形状的板材。凸缘部件30的内周面与第一壳体12的外周面接触。凸缘部件30的外周面与主体部51的内周面接触。凸缘部件30将被外壳50的内周面与第一壳体12和第二壳体22包围的空间上下分隔。
41.在本实施方式中，凸缘部件30只要是阻碍轴向的空气的流通的部件即可，凸缘部件30的内周端与外周端也可以不一定被密封。凸缘部件30的内周侧的端面与第一壳体12的外周面之间也可以有一些间隙，凸缘部件30的外周侧的端面与外壳50的内周面之间也可以有一些间隙。即，凸缘部件30也可以构成为将第一壳体12和第二壳体22与外壳50之间的空间沿轴向划分。
42.在本实施方式中，凸缘部件30配置于第一壳体12的外周面，但凸缘部件30的轴向位置能够变更。凸缘部件30能够在从第一缝12b的上端到第二缝22b的下端位置的范围变更轴向位置。而且，在上述范围内，凸缘部件30也可以设置有多个。
43.而且，可以是，凸缘部件30与第一壳体12或者第二壳体22为一个部件。凸缘部件30也可以与外壳50的主体部51为一体的部件。凸缘部件30也可以在周向上被多个板材分割。
44.外壳50的主体部51的高度与在轴向上将第一风扇10和第二风扇20重叠而得到的高度一致。第一风扇10的周壁部12a的下端与底壁部51a的上表面接触。由此，在第一风扇10的下侧的开口部抑制了与外壳50内部之间沿径向产生空气的流通。如图1至图3所示，通过该结构，串联式轴流风扇10具有被第一壳体12、外壳50以及凸缘部件30包围的空间100a。
45.第二风扇20的上侧的开口部的轴向位置与主体部51的上侧的开口部的轴向位置一致。上盖部52安装于外壳50的第二开口部50b。上盖部52的下表面与第二风扇20的周壁部22a的上端以及主体部51的上端接触。由此，在第二风扇20的上侧的开口部以及主体部51的上侧的开口部抑制了与外壳50内部之间沿径向产生空气的流通。如图1至图3所示，通过该结构，串联式轴流风扇100具有被第二壳体22、外壳50以及凸缘部件30包围的空间100b。
46.上盖部52在沿轴向观察时位于第二风扇20的开口部的内侧的区域具有网状部52a。网状部52a具有沿轴向贯通上盖部52的多个贯通孔。网状部52a作为防止手指从第二开口部50b向第二风扇20的内部插入的护手板而发挥功能。
47.在本实施方式的串联式轴流风扇100中，在第一壳体12具有第一缝12b，在第二壳体22具有第二缝22b。由此，在第一风扇10以及第二风扇20动作时，能够经由第一缝12b以及第二缝22b，在空间100a以及100b与第一壳体12以及第二壳体22的内部之间使空气出入。即，能够在第一风扇10以及第二风扇20各自的风洞中使用第一壳体12以及第二壳体22的外侧的空气作为压力缓冲器。其结果，容易分别在第一风扇10以及第二风扇20中将风洞内部的压力维持在适当范围内。因此，能够抑制因风洞内部的压力变动而导致的噪音的产生。
48.而且，通过凸缘部件30，第一壳体12以及第二壳体22与外壳50之间的空间在轴向上被分割为两个空间100a、100b。由此，在排气侧的第二风扇20中，从第二缝22b向空间100b
排出的空气不会从吸气侧的第一风扇10的第一缝12b被吸入风洞内。如果从第二缝22b排出的空气从第一缝12b被吸入，则会在外壳50内产生不会有助于串联式轴流风扇100的气流f的循环风，从而串联式轴流风扇100的静压降低。在串联式轴流风扇100中，通过具备凸缘部件30，能够抑制因设置第一缝12b以及第二缝22b而导致的静压的降低。因此根据本实施方式，提供兼顾低噪音与高静压的串联式轴流风扇100。
49.在本实施方式中，外壳50为沿轴向延伸的方筒状，在轴向上，第一壳体12以及第二壳体22的至少从第一缝12b到第二缝22b的部分为圆筒状。根据该结构，能够成为更高静压的串联式轴流风扇。以下，参照图4进行说明。
50.图4是沿图3所示的iv-iv线的剖视图。
51.如图4所示，圆筒状的第二壳体22与方筒状的主体部51的径向的间隔在主体部51的角部处较宽，在主体部51的侧壁的中央部处较窄。第二壳体22的外周面与主体部51的内周面最接近的位置成为周向上的空气的流路较窄的狭窄部105。在本实施方式的串联式轴流风扇100中，空间100b在周向的四处具有狭窄部105。
52.通过凸缘部件30，空间100a与空间100b的空气流通得到抑制，空间100b在第二壳体22的外侧沿周向连接为一周。因此，在空间100b内沿周向产生空气的流动。当空气在第二壳体22的外侧在周向的较宽的范围流动时，一部分从第二缝22b排出的空气在第二壳体22的外侧沿周向绕行，从而产生从其他第二缝22b流入第二壳体22内的循环风。这样的循环风无法作为串联式轴流风扇200的气流f而被利用，因此成为使串联式轴流风扇200的静压特性降低的原因。
53.在本实施方式中，为了抑制上述周向的循环风，在空间100b的周向的多个部位具备狭窄部105。空间100b被四处狭窄部105在周向上划分为四个空间101、102、103、104。由此，例如，从第二缝22b向空间101排出的空气的周向的流动被狭窄部105阻碍，从而从狭窄部105附近的第二缝22b被吸入风洞，而几乎不向相邻的空间102或者空间104流动。
54.这样，在本实施方式的串联式轴流风扇100中，在第二壳体22的外侧，在周向上被划分的四个空间101～104内使空气流通，因此能够抑制在第二壳体22外侧产生沿周向流动的循环风。因此根据本实施方式，得到高静压的串联式轴流风扇100。
55.另外，在上述内容中，对第二风扇20侧的空间100b的狭窄部105的作用效果进行了说明，但在第一风扇10侧的空间100a也得到相同的作用效果。在狭窄部105中，第二壳体22与主体部51也可以接触。
56.本发明人针对本实施方式的结构进行了关于静音化的验证。确认了与不具备第一缝12b、第二缝22b以及凸缘部件30的以往结构的串联式轴流风扇相比，在能够得到相同风量的条件下，本实施方式的串联式轴流风扇100能够实现1.5db以上的静音化。
57.在上述实施方式中，构成为第一风扇10、第二风扇20以及凸缘部件30收纳于外壳50内，但串联式轴流风扇100也可以构成为不具备外壳50。在这种情况下，在轴向上，凸缘部件30也配置于第一壳体12的径向外侧的空间与第二壳体22的径向外侧的空间之间。因此，能够抑制从第二缝22b排出的空气从第一缝12b流入第一壳体12内。由此，能够使串联式轴流风扇100静音化。
58.在串联式轴流风扇100中，也可以将第一叶轮10a与第二叶轮20a中的任意一方更换为送风方向为相反侧的叶轮，从而成为使第一叶轮10a与第二叶轮20a向彼此相反的方向
旋转的双重反转式风扇。通过成为双重反转式风扇，与两个叶轮向相同方向旋转的串联式轴流风扇相比，能够实现高静压化与大风量化。
59.(变形例)
60.图5是变形例的串联式轴流风扇200的剖视图。串联式轴流风扇200具备收纳与上述实施方式相同的第一风扇10与第二风扇20的圆筒状的外壳250。
61.串联式轴流风扇200在第一风扇10与第二风扇20的轴向的中间位置具有从第一壳体12或者第二壳体22的外周面向径向外侧扩展的圆环板状的凸缘部件30。即，串联式轴流风扇200具备如下结构：外壳250为沿轴向延伸的圆筒状，在轴向上，第一壳体12以及第二壳体22的至少从第一缝12b到第二缝22b的部分为圆筒状。
62.进而，串联式轴流风扇200具有在外壳250的内周面与第二壳体22的外周面之间沿径向架设的多个第二分隔板240。本实施方式的串联式轴流风扇200具有沿周向以90
°
间隔配置的四个第二分隔板240。第二分隔板240的数量没有特别限定。另外，虽然省略了图示，但串联式轴流风扇200在下侧的第一壳体12的外侧具有从第一壳体12的外周面向外壳250的内周面沿径向延伸的多个第一分隔板。
63.图5所示的四个第二分隔板240将被外壳250、第二壳体22以及凸缘部件30包围的空间沿周向分割为四个空间201、202、203、204。第二分隔板240截断相邻的空间201与空间202之间的周向的空气的流通。设置于第一壳体12的外周侧的多个第一分隔板也与第二分隔板240相同，将第一壳体12的径向外侧的空间分割为沿周向排列的多个空间。
64.根据变形例的串联式轴流风扇200，通过多个第二分隔板240，第二壳体22的径向外侧的空间被划分为四个空间201～204。由此，例如，防止从第二缝22b向第二壳体22的外侧的空间201排出的空气通过第二壳体22的外侧向相邻的空间202、204流动。
65.因此，根据变形例的串联式轴流风扇200，能够抑制在第二壳体22的外侧产生周向的循环风，从而能够抑制循环风所导致的静压特性的降低。因此根据串联式轴流风扇200，能够兼顾静音与高静压。
66.另外，也可以在图1至图4所示的串联式轴流风扇100中设置上述第一分隔板以及第二分隔板240。例如，也可以在图4所示的狭窄部105设置沿径向延伸的第二分隔板240。根据该结构，在串联式轴流风扇100中，能够进一步减少经由狭窄部105的周向的空气的流通。由此，进一步抑制静压的降低，对静音化也有利。

技术特征：

1.一种串联式轴流风扇，其具备：第一风扇，其具有绕中心轴线旋转的第一叶轮、使所述第一叶轮旋转的第一马达部和包围所述第一叶轮的外周的第一壳体；以及第二风扇，其具有绕中心轴线旋转的第二叶轮、使所述第二叶轮旋转的第二马达部和包围所述第二叶轮的外周的第二壳体，从轴向一侧朝向轴向另一侧依次配置所述第一风扇和所述第二风扇，其中，所述第一壳体具有位于所述第一叶轮的径向外侧的多个第一缝，所述第二壳体具有位于所述第二叶轮的径向外侧的多个第二缝，该串联式轴流风扇具有在轴向上位于所述第一缝与所述第二缝之间的凸缘部件，该凸缘部件从所述第一壳体或者所述第二壳体的外周面向径向外侧扩展。2.根据权利要求1所述的串联式轴流风扇，其中，该串联式轴流风扇具有收纳所述第一壳体和所述第二壳体的外壳，所述凸缘部件将所述第一壳体和所述第二壳体与所述外壳之间的空间沿轴向划分。3.根据权利要求2所述的串联式轴流风扇，其中，所述外壳为沿轴向延伸的方筒状，在轴向上，所述第一壳体和所述第二壳体的至少从所述第一缝到所述第二缝的部分为圆筒状。4.根据权利要求2所述的串联式轴流风扇，其中，所述外壳为沿轴向延伸的圆筒状，在轴向上，所述第一壳体和所述第二壳体的至少从所述第一缝到所述第二缝的部分为圆筒状。5.根据权利要求2～4中的任意一项所述的串联式轴流风扇，其中，该串联式轴流风扇具有将所述第一壳体的外周面与所述外壳的内周面之间的空间沿周向划分为多个空间的分隔板以及将所述第二壳体的外周面与所述外壳的内周面之间的空间沿周向划分为多个空间的分隔板。6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的串联式轴流风扇，其中，该串联式轴流风扇是所述第一叶轮与所述第二叶轮向彼此相反的方向旋转的双重反转风扇。7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的串联式轴流风扇，其中，所述外壳在轴向一侧具有第一开口部并且在轴向另一侧具有第二开口部，所述第一开口部和所述第二开口部中的至少一方具有空气过滤器。

技术总结

提供串联式轴流风扇，其具备具有第一叶轮、第一马达部和第一壳体的第一风扇以及具有第二叶轮、第二马达部和第二壳体的第二风扇，从轴向一侧朝向轴向另一侧依次配置第一风扇与第二风扇。第一壳体具有多个第一缝，第二壳体具有多个第二缝，该串联式轴流风扇具有在轴向上位于第一缝与第二缝之间的凸缘部件，该凸缘部件从所述第一壳体或者所述第二壳体的外周面向径向外侧扩展。周面向径向外侧扩展。周面向径向外侧扩展。