ファンモジュール及びサーバ機器
【課題】サーバ機器へ軸流ファン実装した時の風量増加と低騒音化の両立が要求されている。
【解決手段】空気を取り入れ排出するファンモジュールにおいて、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁を、前記軸流ファンを構成する動翼の前縁が通過する際には、常に１点で交差するスキューを与えるファンモジュール構成を採用する。
【解決手段】空気を取り入れ排出するファンモジュールにおいて、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁を、前記軸流ファンを構成する動翼の前縁が通過する際には、常に１点で交差するスキューを与えるファンモジュール構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファンモジュール及びサーバ機器に関し、例えば、軸流ファンと整流格子を組み合わせたファンモジュール及びこのファンモジュールを実装した情報機器であるサーバ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＡ・ＩＴ機器や家電製品には、発熱電子部品の冷却用に冷却ファンが搭載されている。近年、市場においてはこれら家電製品やＯＡ・ＩＴ機器の小型化・高性能化が進められている。この小型化・高性能化に伴って機器の内部構造における電子部品の高密度化により電子部品からの発熱量が増加する傾向にある。
【０００３】
電子部品からの発熱量増加に対しては、冷却ファンとして小型でかつ風量の得やすい小型軸流ファンが採用されるのが一般的である。小型軸流ファンは多くの場合ファンベンダーが販売している汎用品を、設計者がそれぞれの用途に合わせたものを機器に実装している。
【０００４】
当然のことながら、汎用小型軸流ファンは実装される機器ごと調整されているわけではないので、多くの機器においてファンは所望される性能を引き出せていない。
【０００５】
特にデータセンタにおけるサーバ機器類に代表される情報機器類のように、機器内部の基盤類が高密度実装されている場合はファンへ流入する空気の乱れや流路幅の減少によりファンの風量は著しく低下し、また騒音は増加する。
【０００６】
したがって情報機器類に実装される汎用小型軸流ファンにおいては、実装時の風量増加と低騒音化を可能とする技術が重要視されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ファンの回転軸方向に対して流れの上流側から順に第一の軸流ファンと第二の軸流ファンの計２個の軸流ファンが直列に配置されており、それぞれの軸流ファンの間には整流装置が配置されていることが記載される。また、前記整流装置は前記第一の軸流ファンから出た流れを転向することで前記第二の軸流ファンに回転方向とは逆向きの旋回流を与えていることが記載される。この効果として前記直列に配置された２個の軸流ファンの静圧特性が向上し風量が増加することが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０６２８３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような従来技術では、風量増加の効果が得られる一方で低騒音化については言及していない。したがって、軸流ファン実装時の風量増加と低騒音化とを両立するという課題がある。また、２個の軸流ファンの直列配置を前提としているため、これに該当しない情報機器類への実装形態では使用することができないという課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、情報機器類に実装時の軸流ファンの風量増加と低騒音化を図ったファンモジュール及びサーバ機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが異なる半径を有する２つの同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする。
【００１２】
また、前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向を逆向きにすることを特徴とする。
【００１３】
また、前記静翼が前記動翼に対し逆予旋回を与えることを特徴とする。
【００１４】
または、前記整流格子を構成する静翼がＵ字状に反る形状であることを特徴とする。
【００１５】
または、前記軸流ファンの下流側にも整流格子が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
または、前記軸流ファンの下流側に配置された前記整流格子を構成する静翼の後縁が前記軸流ファンの回転方向上で前縁の位置に対して正の位置にあることを特徴とする。
【００１７】
または、整流格子を構成する静翼の隣接するもの同士の間隔が指の幅よりも狭いことを特徴とする。
【００１８】
または、前記いずれかのファンモジュールの、整流格子と軸流ファンが一体となっていることを特徴とする。
【００１９】
または、前記いずれかのファンモジュールを、直列または並列に複数個組み合わせることを特徴とする。
【００２０】
または、前記いずれかのファンモジュールをサーバ機器類に実装することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、サーバ機器への実装時の軸流ファンにおける風量増化と低騒音化を図ったファンモジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係るファンモジュールである。
【図２】図１に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図３】図１に示すファンモジュールを構成する軸流ファンである。
【図４】大気開放時の軸流ファンへの流入である。
【図５】情報機器類に実装時の軸流ファンへの流入である。
【図６】大気開放時と実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の比較である。
【図７】図１に示すファンモジュールの一部分を回転軸方向から見たものである。
【図８】本発明の実施例２の効果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例３に係るファンモジュールのある円筒断面である。
【図１０】本発明の実施例４に係るファンモジュールである。
【図１１】図１０に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図１２】本発明の実施例４に係るファンモジュールのある円筒断面である。
【図１３】本発明の実施例５に係るファンモジュールである。
【図１４】図１３に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図１５】本発明の実施例６に係るＰＣサーバの概略構成図である。
【図１６】本発明の実施例７に係るファンモジュールである。
【図１７】本発明の実施例７の効果を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例８に係るファンモジュールである。
【図１９】本発明の実施例９に係るファンモジュールである。
【図２０】本発明の実施例１０に係るブレードサーバの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。まず、図１〜図３を使ってファンモジュールの概略構成を説明する。なお、各図に示された同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、別の図においてそれらの説明を省略する場合がある。図１はファンモジュールである。ファンモジュール１は流れの上流側から順に整流格子２と軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００２４】
図２は整流格子である。整流格子２はボス２１とボスから伸びる静翼２２と静翼を支持する外枠２３とから構成されている。
【００２５】
図３は軸流ファンである。軸流ファン３はモータが取り付けられた回転するボス３１とボスから伸びる動翼３２とボスに取り付けられたモータを支持するモータカップ３３とモータカップ３３を支持する支柱３４と支柱する外枠３５とから構成されている。
【実施例１】
【００２６】
図４、図５、図６を用いて実施例１を説明する。図４は、大気開放時の軸流ファンへの流入の状態を説明する図である。図５は、情報機器類に実装時の軸流ファンへの流入の状態を説明する図である。図６は、大気開放時と実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の比較図である。
【００２７】
各種情報機器類の冷却において、冷却ファンの上流側には基盤等の流れを乱す抵抗体が置かれているのが普通である。これらの抵抗体に乱された流れが情報機器類に実装されたファンに流入すると騒音が発生する。また、図４に示すように、汎用小型軸流ファンは大気開放条件での使用を前提としているため、軸流ファンへの流入ａ１は回転軸方向からだけではなく、回転軸と直交する方向からも想定して設計されている。一方で、実装時の軸流ファンは流路が制限されるため、例えば図５に示すように回転軸方向からのみの流入ａ２となる。このような軸流ファンへの流入条件の違いによる回転軸方向の速度分布の違いを比較すると図６のようになる。図６の縦軸と横軸との交点が、軸流ファンのファン半径０の位置（すなわち軸流ファンのファン中心の位置）を示す。図６からわかるように、実装時の軸流ファン（図６の実線）は流路の制限により回転軸方向の速度が平均的に増加している。すなわち、大気開放時の軸流ファンへ流入する速度分布の平均値に比較して、実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の平均値が早くなる。
【００２８】
したがって、実装時の軸流ファンは本来想定されている状態とは異なる状態で使用されるため、風量と静圧は低下する。
【００２９】
そこで図１に示すファンモジュール１を従来使用されていた軸流ファン同様に各種情報機器類の冷却に使用すると、ファンモジュール上流側に置かれた抵抗体（具体例は後述するが、例えばサーバ機器の冷却対象を意味する。）により乱された流れは整流格子２に整流されて軸流ファン３へと流入する。これにより乱れた流れが軸流ファン３に流入することがないので、発生する騒音は抑制され、また、実装状態でも軸流ファンの設計で想定した流入条件が満たされるように、改善されることで、実装時の軸流ファンの風量と静圧が、上流側に整流格子を有さない軸流ファンと比較して、上昇する。
【実施例２】
【００３０】
一方で、図１に示すように、ファンモジュール１において、整流格子２は軸流ファン３の直前に置かれているため軸流ファン３のモータが取り付けられたボス３１の回転に伴い動翼３２が回転することで、整流格子の静翼２２との動静翼干渉を引き起こし、動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した周波数の騒音が増大することが懸念される。
【００３１】
これに対し本実施例２では静翼２２と動翼３２との位置関係に着目することで、動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した周波数の騒音増大を抑制する。
【００３２】
図７はファンモジュール１を流れの上流側から動翼３２の回転軸方向に見たものの一部分である。前述したように、図中の矢印の向きに回転する動翼３２が静止した静翼２２を通過する際に動静翼干渉が発生する。
【００３３】
整流格子２のボス２１と中心を同じくする任意の異なる半径を有する円４１と円４２について、円４１と静翼２２との交点を点４３、円４２と静翼２２との交点を点４４、円４１と動翼３２との交点を点４５、円４２と動翼３２との交点を点４６とする。点４３と点４４とを結んだ線分を線４７、点４５と点４６とを結んだ線分を線４８としたときに、本実施例２のファンモジュールは円４１上で点４３と点４５とを重ねたとき、または円４２上で点４４と点４６とを重ねたときに、線４７と線４８とが一致しない構成とする。一致しない構成とは、例えば、図７に示すように、動翼３２上の点４６が、静翼上の点４４と重なる位置へ移動した場合、動翼３２上の他の点４５′は、静翼上の点４３と重ならない状態を意味する。
【００３４】
この構成は、空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが、異なる半径を有する２つの仮想の同心円を想定すると、当該同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする構成と考えてよい。
【００３５】
さらに、この構成は、前記整流格子を構成する静翼の後縁を、前記軸流ファンを構成する動翼の前縁が通過する際には、常に１点で交差するスキューを与える構成と考えてよい。
【００３６】
この構成によれば、動翼３２は静翼２２を常にただ一点でのみ通過することとなり、したがって動静翼干渉が同時に生じる面積を最小にすることができる。この効果として動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した騒音の各周波数成分の音圧レベルの増大を抑制することが可能となる。図８は本実施例２の効果を示すグラフである。図８より、図７に示した実施例２のファンモジュールは、翼枚数に起因した翼通過周波数騒音（音圧レベル）を低減していることが確認できる。実施例２を実施した場合、実施例２を未実施の場合と比較して、全体として音圧レベルが小さくなる。なお、図８の横軸の「翼通過周波数の次数」をｎ次とすると、（騒音の周波数／（軸流ファンの回転数×翼の枚数））＝ｎの関係がある。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、実施例１ないし２のファンモジュールにおいて、静翼で流れを転向する構成を加えることにより実装時の風量をさらに増加させる実施例である。図９は本実施例３に係る静翼２２と動翼３２の位置関係を示すファンモジュールのある円筒断面である。空気の流れの上流側から整流格子の静翼２２と軸流ファンの動翼３２が並んでおり、動翼３２は回転方向Ｒの向きに回転している。静翼２２は回転方向Ｒに対してＵ字状に反る断面形状をしている。
【００３８】
ファンモジュールへの流れの速度成分５１は静翼２２によって転向されることで流れの速度成分５２となり、動翼３２へと流入する。したがって、静翼２２の存在により動翼３２には回転方向Ｒとは逆向きの周方向速度である流れの速度成分５４を有する流れが流入していることになる。すなわち、静翼が動翼に対し逆予旋回を与えることになる。通常、軸流ファンを設計する場合、動翼への流れは周方向の速度成分を持たないとして設計されている。しかし、軸流ファンを各種情報機器類等に実装して使用する場合、流れが乱されることにより、軸流ファンの回転方向と同じ方向の周方向の速度成分を有した流れが軸流ファンに流入する。なお、流れの速度成分５３は、ファンモジュールへの流れの速度成分５１と同じ向き、同じ大きさとなる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
式１は軸流ファンの理論全圧を示す式である。この式によれば、軸流ファンの理論全圧は軸流ファン出口の周方向の速度成分である旋回速度Ｃu2と回転速度ｕ2の積から軸流ファン入口の周方向の速度成分であるＣu1と回転速度ｕ1の積を減じたものに空気の密度ρを乗じることで得られる。したがって、この式によれば、軸流ファンへ流入する流れが軸流ファンの回転方向と同じ方向の周方向の速度成分を有する場合、軸流ファンの全圧を低下させてしまうことがわかる。一方、本実施例３の静翼２２は動翼３２の回転方向Ｒとは逆向きの周方向の速度成分を有する流れを動翼３２に与えている。式１によれば、このような流れは軸流ファンの理論全圧を上昇させ、これに伴い静圧は上昇し風量も増加する。
【実施例４】
【００４１】
図１０は実施例４に係るファンモジュール１１である。ファンモジュール１１は流れの上流側から、第一の整流格子２、軸流ファン３、第二の整流格子６の順に配置された構成を有する。第一の整流格子２および軸流ファン３は実施例１ないし３におけるものと同一のものである。
【００４２】
図１１は第二の整流格子６の構成を示す図である。第二の整流格子６はボス６１とボスから伸びる複数の静翼６２と静翼を支持する外枠６３とから構成されている。
【００４３】
図１２は本実施例４に係る静翼２２と動翼３２と静翼６２との位置関係を示すファンモジュールのある円筒断面である。空気の流れの上流側から第一の整流格子の静翼２２と軸流ファンの動翼３２と第二の整流格子の静翼６２が並んでおり、動翼３２は回転方向Ｒの向きに回転している。ここで、静翼６２の後縁は回転方向Ｒにおいて前縁の位置に対して正の位置にある。なお静翼２２に流入し動翼３２に至るまでの流れは図９と同様である。
さらに、動翼３２から出た流れは速度成分５５で静翼６２に流入する。静翼６２を通過した流れは整流され速度成分５６で流出する。
【００４４】
【数２】
【００４５】
式２は第二の整流格子による静圧上昇を示す式である。この式によれば、整流格子の静圧上昇は静翼入口の速度の絶対値Ｖ2の２乗から静翼入口の速度の絶対値の２乗を減じたものを２で割ったものに空気の密度ρと静圧効率ηsを乗じることで得られる。この効果を図１２に対応づけると、速度５５は静翼６２に減速されて速度５６に変化している。すなわち減速分の静圧上昇によって風量が増加する。
【実施例５】
【００４６】
図１３は本実施例５に係るファンモジュール１２である。ファンモジュール１２は流れの上流側から順に整流格子７と軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００４７】
図１４は、図１３の整流格子７の詳細構成を示す図である。整流格子７はボス７１とボスから伸びる複数の静翼７２と一つ以上のガイドリング７３と静翼を支持する外枠７４とから構成されている。静翼７２の翼枚数は隣接するもの同士の間隔が、サーバ機器を取り扱う人間の指の大きさよりも狭くなるようとられており、更にまたガイドリング７３を設けることにより指の進入を完全に防いでいる。
【００４８】
ファンモジュール１２は整流格子７の指の進入を完全に防ぐ効果により、ファンモジュール交換作業時における安全上の対策が施されている。
【００４９】
なお本実施例５においてガイドリング７３は必ずしも必要なく、静翼７２の隣接するもの同士の間隔が指よりも狭ければ、同様の効果が得られる。
【実施例６】
【００５０】
図１５は本実施例６に係るファンモジュールを実装したＰＣサーバの構成概略図である。サーバ機器の一種であるＰＣサーバ８はシャーシ８１とＣＰＵを実装した内部基板を有するユニット８２とファンモジュール１３から構成されている。
【００５１】
ファンモジュール１３としては、実施例１乃至実施例５のいずれかで説明するものを使用でき、本実施例では、ファンモジュール１３は整流格子と軸流ファンとが接着されることにより一体構造となっており、ファンモジュール１３の取り付け作業および交換作業に要する時間を短縮している。
【実施例７】
【００５２】
図１６は本実施例７に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１１はファンモジュール１４とファンモジュール１５を直列に配置した構成である。ファンモジュール１４及び１５としては、実施例１乃至実施例６のいずれかで説明したものを使用できる。
【００５３】
情報機器類の中でも特に、内部構造が高密度化されているものに関しては装置圧損が大きくなるため、静圧上昇により必要な冷却風量を得ることを目的に２台以上の軸流ファンを直列に使用している。軸流ファンを直列に使用することで台数増加分の静圧上昇が期待されるが、一般的にこれだけの効果は得られていない。例として、２台の軸流ファンを単に直列に使用した場合には２倍の静圧上昇が期待されるが、実際は１.５倍程度の静圧しか得られていない。
【００５４】
本実施例７のように、複数の実施例１乃至実施例６のいずれかで説明したファンモジュールを直列に使用した場合には、軸流ファン単体をファンモジュール化することで静圧が上昇し、また流れも整流されているため、図１７に示すように、軸流ファン単体を直列に使用した場合の２倍以上の静圧上昇が得られる。
【００５５】
なお、本実施例７で説明したファンモジュール１１１は２台のファンモジュールを直列に配置したファンモジュールであるが、本実施例７の効果は直列に配置するファンモジュールの個数を限定することなく得られる。また、直列に配置するファンモジュールは必ずしも同じものを使用する必要はない。
【実施例８】
【００５６】
図１８は本実施例８に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１２は流れの上流側から順に第一の軸流ファン３と第一の整流格子６と第二の整流格子２と第二の軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００５７】
そして、前記第二の軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁とが、異なる半径を有する２つの仮想の同心円を想定すると、当該同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする。
【００５８】
さらに、前記第二の軸流ファンは動翼を有し、前記第二の整流格子は、静翼を有し、前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向が逆向きであることが望ましい。
【００５９】
ファンモジュール１１２は実施例７同様に軸流ファン単体を直列に使用した場合以上の静圧上昇が得られ、特にファンモジュールに寸法制約が課せられ、実施例７の構成が採用できない場合、に効果を発揮する。
【実施例９】
【００６０】
図１９は本実施例９に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１３はファンモジュール１６とファンモジュール１７を並列に配置した構成である。
【００６１】
情報機器類の中でも特に、内部構造が低密度なものの風量を増加させる際には軸流ファンを並列に使用することで冷却風量を増加している。本実施例９のようにファンモジュールを並列に使用することで、軸流ファンの並列使用に対して実装時の冷却風量を増加させることが可能となる。
【００６２】
なお本実施例９で説明したファンモジュール１１３は、実施例１乃至実施例８のいずれかで説明した２台のファンモジュールを並列に配置したファンモジュールであるが、並列に配置するファンモジュールの台数を限定することなく、また、並列に配置するファンモジュールは必ずしも同じものを使用する必要はなく効果が得られる。
【実施例１０】
【００６３】
図２０は本実施例１０に係るサーバ機器の一例であるブレードサーバの構成概略図である。ブレードサーバ９は筐体９１とサーバブレードを含む電子機器部９２とファンモジュール１１１１から構成される。
【００６４】
ファンモジュール１１１１としては例えば、実施例１ないし９のファンモジュールを複数個組み合わせた構成とすることで、ブレードサーバ９の風量増加と低騒音化の効果が得られる。
【００６５】
また本実施例１０におけるファンモジュールは用途をブレードサーバのみに限定されるものではなく、ラックサーバやＰＣサーバ等のサーバ機器類全般を対象としたファンモジュールである。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６７】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ ファンモジュール
２ 整流格子
３ 軸流ファン
２１、３１ ボス
２２ 静翼
２３、３５ 外枠
３２ 動翼
３３ モータカップ
３４ 支柱
【技術分野】
【０００１】
本発明はファンモジュール及びサーバ機器に関し、例えば、軸流ファンと整流格子を組み合わせたファンモジュール及びこのファンモジュールを実装した情報機器であるサーバ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＡ・ＩＴ機器や家電製品には、発熱電子部品の冷却用に冷却ファンが搭載されている。近年、市場においてはこれら家電製品やＯＡ・ＩＴ機器の小型化・高性能化が進められている。この小型化・高性能化に伴って機器の内部構造における電子部品の高密度化により電子部品からの発熱量が増加する傾向にある。
【０００３】
電子部品からの発熱量増加に対しては、冷却ファンとして小型でかつ風量の得やすい小型軸流ファンが採用されるのが一般的である。小型軸流ファンは多くの場合ファンベンダーが販売している汎用品を、設計者がそれぞれの用途に合わせたものを機器に実装している。
【０００４】
当然のことながら、汎用小型軸流ファンは実装される機器ごと調整されているわけではないので、多くの機器においてファンは所望される性能を引き出せていない。
【０００５】
特にデータセンタにおけるサーバ機器類に代表される情報機器類のように、機器内部の基盤類が高密度実装されている場合はファンへ流入する空気の乱れや流路幅の減少によりファンの風量は著しく低下し、また騒音は増加する。
【０００６】
したがって情報機器類に実装される汎用小型軸流ファンにおいては、実装時の風量増加と低騒音化を可能とする技術が重要視されている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、ファンの回転軸方向に対して流れの上流側から順に第一の軸流ファンと第二の軸流ファンの計２個の軸流ファンが直列に配置されており、それぞれの軸流ファンの間には整流装置が配置されていることが記載される。また、前記整流装置は前記第一の軸流ファンから出た流れを転向することで前記第二の軸流ファンに回転方向とは逆向きの旋回流を与えていることが記載される。この効果として前記直列に配置された２個の軸流ファンの静圧特性が向上し風量が増加することが記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０６２８３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような従来技術では、風量増加の効果が得られる一方で低騒音化については言及していない。したがって、軸流ファン実装時の風量増加と低騒音化とを両立するという課題がある。また、２個の軸流ファンの直列配置を前提としているため、これに該当しない情報機器類への実装形態では使用することができないという課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、情報機器類に実装時の軸流ファンの風量増加と低騒音化を図ったファンモジュール及びサーバ機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが異なる半径を有する２つの同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする。
【００１２】
また、前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向を逆向きにすることを特徴とする。
【００１３】
また、前記静翼が前記動翼に対し逆予旋回を与えることを特徴とする。
【００１４】
または、前記整流格子を構成する静翼がＵ字状に反る形状であることを特徴とする。
【００１５】
または、前記軸流ファンの下流側にも整流格子が配置されていることを特徴とする。
【００１６】
または、前記軸流ファンの下流側に配置された前記整流格子を構成する静翼の後縁が前記軸流ファンの回転方向上で前縁の位置に対して正の位置にあることを特徴とする。
【００１７】
または、整流格子を構成する静翼の隣接するもの同士の間隔が指の幅よりも狭いことを特徴とする。
【００１８】
または、前記いずれかのファンモジュールの、整流格子と軸流ファンが一体となっていることを特徴とする。
【００１９】
または、前記いずれかのファンモジュールを、直列または並列に複数個組み合わせることを特徴とする。
【００２０】
または、前記いずれかのファンモジュールをサーバ機器類に実装することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、サーバ機器への実装時の軸流ファンにおける風量増化と低騒音化を図ったファンモジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係るファンモジュールである。
【図２】図１に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図３】図１に示すファンモジュールを構成する軸流ファンである。
【図４】大気開放時の軸流ファンへの流入である。
【図５】情報機器類に実装時の軸流ファンへの流入である。
【図６】大気開放時と実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の比較である。
【図７】図１に示すファンモジュールの一部分を回転軸方向から見たものである。
【図８】本発明の実施例２の効果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例３に係るファンモジュールのある円筒断面である。
【図１０】本発明の実施例４に係るファンモジュールである。
【図１１】図１０に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図１２】本発明の実施例４に係るファンモジュールのある円筒断面である。
【図１３】本発明の実施例５に係るファンモジュールである。
【図１４】図１３に示すファンモジュールを構成する整流格子である。
【図１５】本発明の実施例６に係るＰＣサーバの概略構成図である。
【図１６】本発明の実施例７に係るファンモジュールである。
【図１７】本発明の実施例７の効果を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例８に係るファンモジュールである。
【図１９】本発明の実施例９に係るファンモジュールである。
【図２０】本発明の実施例１０に係るブレードサーバの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。まず、図１〜図３を使ってファンモジュールの概略構成を説明する。なお、各図に示された同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、別の図においてそれらの説明を省略する場合がある。図１はファンモジュールである。ファンモジュール１は流れの上流側から順に整流格子２と軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００２４】
図２は整流格子である。整流格子２はボス２１とボスから伸びる静翼２２と静翼を支持する外枠２３とから構成されている。
【００２５】
図３は軸流ファンである。軸流ファン３はモータが取り付けられた回転するボス３１とボスから伸びる動翼３２とボスに取り付けられたモータを支持するモータカップ３３とモータカップ３３を支持する支柱３４と支柱する外枠３５とから構成されている。
【実施例１】
【００２６】
図４、図５、図６を用いて実施例１を説明する。図４は、大気開放時の軸流ファンへの流入の状態を説明する図である。図５は、情報機器類に実装時の軸流ファンへの流入の状態を説明する図である。図６は、大気開放時と実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の比較図である。
【００２７】
各種情報機器類の冷却において、冷却ファンの上流側には基盤等の流れを乱す抵抗体が置かれているのが普通である。これらの抵抗体に乱された流れが情報機器類に実装されたファンに流入すると騒音が発生する。また、図４に示すように、汎用小型軸流ファンは大気開放条件での使用を前提としているため、軸流ファンへの流入ａ１は回転軸方向からだけではなく、回転軸と直交する方向からも想定して設計されている。一方で、実装時の軸流ファンは流路が制限されるため、例えば図５に示すように回転軸方向からのみの流入ａ２となる。このような軸流ファンへの流入条件の違いによる回転軸方向の速度分布の違いを比較すると図６のようになる。図６の縦軸と横軸との交点が、軸流ファンのファン半径０の位置（すなわち軸流ファンのファン中心の位置）を示す。図６からわかるように、実装時の軸流ファン（図６の実線）は流路の制限により回転軸方向の速度が平均的に増加している。すなわち、大気開放時の軸流ファンへ流入する速度分布の平均値に比較して、実装時の軸流ファンへ流入する速度分布の平均値が早くなる。
【００２８】
したがって、実装時の軸流ファンは本来想定されている状態とは異なる状態で使用されるため、風量と静圧は低下する。
【００２９】
そこで図１に示すファンモジュール１を従来使用されていた軸流ファン同様に各種情報機器類の冷却に使用すると、ファンモジュール上流側に置かれた抵抗体（具体例は後述するが、例えばサーバ機器の冷却対象を意味する。）により乱された流れは整流格子２に整流されて軸流ファン３へと流入する。これにより乱れた流れが軸流ファン３に流入することがないので、発生する騒音は抑制され、また、実装状態でも軸流ファンの設計で想定した流入条件が満たされるように、改善されることで、実装時の軸流ファンの風量と静圧が、上流側に整流格子を有さない軸流ファンと比較して、上昇する。
【実施例２】
【００３０】
一方で、図１に示すように、ファンモジュール１において、整流格子２は軸流ファン３の直前に置かれているため軸流ファン３のモータが取り付けられたボス３１の回転に伴い動翼３２が回転することで、整流格子の静翼２２との動静翼干渉を引き起こし、動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した周波数の騒音が増大することが懸念される。
【００３１】
これに対し本実施例２では静翼２２と動翼３２との位置関係に着目することで、動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した周波数の騒音増大を抑制する。
【００３２】
図７はファンモジュール１を流れの上流側から動翼３２の回転軸方向に見たものの一部分である。前述したように、図中の矢印の向きに回転する動翼３２が静止した静翼２２を通過する際に動静翼干渉が発生する。
【００３３】
整流格子２のボス２１と中心を同じくする任意の異なる半径を有する円４１と円４２について、円４１と静翼２２との交点を点４３、円４２と静翼２２との交点を点４４、円４１と動翼３２との交点を点４５、円４２と動翼３２との交点を点４６とする。点４３と点４４とを結んだ線分を線４７、点４５と点４６とを結んだ線分を線４８としたときに、本実施例２のファンモジュールは円４１上で点４３と点４５とを重ねたとき、または円４２上で点４４と点４６とを重ねたときに、線４７と線４８とが一致しない構成とする。一致しない構成とは、例えば、図７に示すように、動翼３２上の点４６が、静翼上の点４４と重なる位置へ移動した場合、動翼３２上の他の点４５′は、静翼上の点４３と重ならない状態を意味する。
【００３４】
この構成は、空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが、異なる半径を有する２つの仮想の同心円を想定すると、当該同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする構成と考えてよい。
【００３５】
さらに、この構成は、前記整流格子を構成する静翼の後縁を、前記軸流ファンを構成する動翼の前縁が通過する際には、常に１点で交差するスキューを与える構成と考えてよい。
【００３６】
この構成によれば、動翼３２は静翼２２を常にただ一点でのみ通過することとなり、したがって動静翼干渉が同時に生じる面積を最小にすることができる。この効果として動翼３２あるいは静翼２２の翼枚数に起因した騒音の各周波数成分の音圧レベルの増大を抑制することが可能となる。図８は本実施例２の効果を示すグラフである。図８より、図７に示した実施例２のファンモジュールは、翼枚数に起因した翼通過周波数騒音（音圧レベル）を低減していることが確認できる。実施例２を実施した場合、実施例２を未実施の場合と比較して、全体として音圧レベルが小さくなる。なお、図８の横軸の「翼通過周波数の次数」をｎ次とすると、（騒音の周波数／（軸流ファンの回転数×翼の枚数））＝ｎの関係がある。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、実施例１ないし２のファンモジュールにおいて、静翼で流れを転向する構成を加えることにより実装時の風量をさらに増加させる実施例である。図９は本実施例３に係る静翼２２と動翼３２の位置関係を示すファンモジュールのある円筒断面である。空気の流れの上流側から整流格子の静翼２２と軸流ファンの動翼３２が並んでおり、動翼３２は回転方向Ｒの向きに回転している。静翼２２は回転方向Ｒに対してＵ字状に反る断面形状をしている。
【００３８】
ファンモジュールへの流れの速度成分５１は静翼２２によって転向されることで流れの速度成分５２となり、動翼３２へと流入する。したがって、静翼２２の存在により動翼３２には回転方向Ｒとは逆向きの周方向速度である流れの速度成分５４を有する流れが流入していることになる。すなわち、静翼が動翼に対し逆予旋回を与えることになる。通常、軸流ファンを設計する場合、動翼への流れは周方向の速度成分を持たないとして設計されている。しかし、軸流ファンを各種情報機器類等に実装して使用する場合、流れが乱されることにより、軸流ファンの回転方向と同じ方向の周方向の速度成分を有した流れが軸流ファンに流入する。なお、流れの速度成分５３は、ファンモジュールへの流れの速度成分５１と同じ向き、同じ大きさとなる。
【００３９】
【数１】
【００４０】
式１は軸流ファンの理論全圧を示す式である。この式によれば、軸流ファンの理論全圧は軸流ファン出口の周方向の速度成分である旋回速度Ｃu2と回転速度ｕ2の積から軸流ファン入口の周方向の速度成分であるＣu1と回転速度ｕ1の積を減じたものに空気の密度ρを乗じることで得られる。したがって、この式によれば、軸流ファンへ流入する流れが軸流ファンの回転方向と同じ方向の周方向の速度成分を有する場合、軸流ファンの全圧を低下させてしまうことがわかる。一方、本実施例３の静翼２２は動翼３２の回転方向Ｒとは逆向きの周方向の速度成分を有する流れを動翼３２に与えている。式１によれば、このような流れは軸流ファンの理論全圧を上昇させ、これに伴い静圧は上昇し風量も増加する。
【実施例４】
【００４１】
図１０は実施例４に係るファンモジュール１１である。ファンモジュール１１は流れの上流側から、第一の整流格子２、軸流ファン３、第二の整流格子６の順に配置された構成を有する。第一の整流格子２および軸流ファン３は実施例１ないし３におけるものと同一のものである。
【００４２】
図１１は第二の整流格子６の構成を示す図である。第二の整流格子６はボス６１とボスから伸びる複数の静翼６２と静翼を支持する外枠６３とから構成されている。
【００４３】
図１２は本実施例４に係る静翼２２と動翼３２と静翼６２との位置関係を示すファンモジュールのある円筒断面である。空気の流れの上流側から第一の整流格子の静翼２２と軸流ファンの動翼３２と第二の整流格子の静翼６２が並んでおり、動翼３２は回転方向Ｒの向きに回転している。ここで、静翼６２の後縁は回転方向Ｒにおいて前縁の位置に対して正の位置にある。なお静翼２２に流入し動翼３２に至るまでの流れは図９と同様である。
さらに、動翼３２から出た流れは速度成分５５で静翼６２に流入する。静翼６２を通過した流れは整流され速度成分５６で流出する。
【００４４】
【数２】
【００４５】
式２は第二の整流格子による静圧上昇を示す式である。この式によれば、整流格子の静圧上昇は静翼入口の速度の絶対値Ｖ2の２乗から静翼入口の速度の絶対値の２乗を減じたものを２で割ったものに空気の密度ρと静圧効率ηsを乗じることで得られる。この効果を図１２に対応づけると、速度５５は静翼６２に減速されて速度５６に変化している。すなわち減速分の静圧上昇によって風量が増加する。
【実施例５】
【００４６】
図１３は本実施例５に係るファンモジュール１２である。ファンモジュール１２は流れの上流側から順に整流格子７と軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００４７】
図１４は、図１３の整流格子７の詳細構成を示す図である。整流格子７はボス７１とボスから伸びる複数の静翼７２と一つ以上のガイドリング７３と静翼を支持する外枠７４とから構成されている。静翼７２の翼枚数は隣接するもの同士の間隔が、サーバ機器を取り扱う人間の指の大きさよりも狭くなるようとられており、更にまたガイドリング７３を設けることにより指の進入を完全に防いでいる。
【００４８】
ファンモジュール１２は整流格子７の指の進入を完全に防ぐ効果により、ファンモジュール交換作業時における安全上の対策が施されている。
【００４９】
なお本実施例５においてガイドリング７３は必ずしも必要なく、静翼７２の隣接するもの同士の間隔が指よりも狭ければ、同様の効果が得られる。
【実施例６】
【００５０】
図１５は本実施例６に係るファンモジュールを実装したＰＣサーバの構成概略図である。サーバ機器の一種であるＰＣサーバ８はシャーシ８１とＣＰＵを実装した内部基板を有するユニット８２とファンモジュール１３から構成されている。
【００５１】
ファンモジュール１３としては、実施例１乃至実施例５のいずれかで説明するものを使用でき、本実施例では、ファンモジュール１３は整流格子と軸流ファンとが接着されることにより一体構造となっており、ファンモジュール１３の取り付け作業および交換作業に要する時間を短縮している。
【実施例７】
【００５２】
図１６は本実施例７に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１１はファンモジュール１４とファンモジュール１５を直列に配置した構成である。ファンモジュール１４及び１５としては、実施例１乃至実施例６のいずれかで説明したものを使用できる。
【００５３】
情報機器類の中でも特に、内部構造が高密度化されているものに関しては装置圧損が大きくなるため、静圧上昇により必要な冷却風量を得ることを目的に２台以上の軸流ファンを直列に使用している。軸流ファンを直列に使用することで台数増加分の静圧上昇が期待されるが、一般的にこれだけの効果は得られていない。例として、２台の軸流ファンを単に直列に使用した場合には２倍の静圧上昇が期待されるが、実際は１.５倍程度の静圧しか得られていない。
【００５４】
本実施例７のように、複数の実施例１乃至実施例６のいずれかで説明したファンモジュールを直列に使用した場合には、軸流ファン単体をファンモジュール化することで静圧が上昇し、また流れも整流されているため、図１７に示すように、軸流ファン単体を直列に使用した場合の２倍以上の静圧上昇が得られる。
【００５５】
なお、本実施例７で説明したファンモジュール１１１は２台のファンモジュールを直列に配置したファンモジュールであるが、本実施例７の効果は直列に配置するファンモジュールの個数を限定することなく得られる。また、直列に配置するファンモジュールは必ずしも同じものを使用する必要はない。
【実施例８】
【００５６】
図１８は本実施例８に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１２は流れの上流側から順に第一の軸流ファン３と第一の整流格子６と第二の整流格子２と第二の軸流ファン３が直列に並ぶことで構成されている。
【００５７】
そして、前記第二の軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁とが、異なる半径を有する２つの仮想の同心円を想定すると、当該同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記第二の整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記第二の軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とする。
【００５８】
さらに、前記第二の軸流ファンは動翼を有し、前記第二の整流格子は、静翼を有し、前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向が逆向きであることが望ましい。
【００５９】
ファンモジュール１１２は実施例７同様に軸流ファン単体を直列に使用した場合以上の静圧上昇が得られ、特にファンモジュールに寸法制約が課せられ、実施例７の構成が採用できない場合、に効果を発揮する。
【実施例９】
【００６０】
図１９は本実施例９に係るファンモジュールである。ファンモジュール１１３はファンモジュール１６とファンモジュール１７を並列に配置した構成である。
【００６１】
情報機器類の中でも特に、内部構造が低密度なものの風量を増加させる際には軸流ファンを並列に使用することで冷却風量を増加している。本実施例９のようにファンモジュールを並列に使用することで、軸流ファンの並列使用に対して実装時の冷却風量を増加させることが可能となる。
【００６２】
なお本実施例９で説明したファンモジュール１１３は、実施例１乃至実施例８のいずれかで説明した２台のファンモジュールを並列に配置したファンモジュールであるが、並列に配置するファンモジュールの台数を限定することなく、また、並列に配置するファンモジュールは必ずしも同じものを使用する必要はなく効果が得られる。
【実施例１０】
【００６３】
図２０は本実施例１０に係るサーバ機器の一例であるブレードサーバの構成概略図である。ブレードサーバ９は筐体９１とサーバブレードを含む電子機器部９２とファンモジュール１１１１から構成される。
【００６４】
ファンモジュール１１１１としては例えば、実施例１ないし９のファンモジュールを複数個組み合わせた構成とすることで、ブレードサーバ９の風量増加と低騒音化の効果が得られる。
【００６５】
また本実施例１０におけるファンモジュールは用途をブレードサーバのみに限定されるものではなく、ラックサーバやＰＣサーバ等のサーバ機器類全般を対象としたファンモジュールである。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。
例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６７】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６８】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１ ファンモジュール
２ 整流格子
３ 軸流ファン
２１、３１ ボス
２２ 静翼
２３、３５ 外枠
３２ 動翼
３３ モータカップ
３４ 支柱
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、
空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、
前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが異なる半径を有する２つの同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とするファンモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のファンモジュールにおいて、
前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向を逆向きにすることを特徴とするファンモジュール。
【請求項３】
請求項１または２記載のファンモジュールにおいて、
前記整流格子を構成する静翼はＵ字上に反る形状であることを特徴とするファンモジュール。
【請求項４】
請求項３記載のファンモジュールにおいて、
前記静翼が前記動翼に対し逆予旋回を与えることを特徴とするファンモジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
前記軸流ファンの下流側にも整流格子が配置されていることを特徴とするファンモジュール。
【請求項６】
請求項５記載のファンモジュールにおいて、
前記軸流ファンの下流側に配置された前記整流格子を構成する静翼の後縁が前記軸流ファンの回転方向上で前縁の位置に対して正の位置にあることを特徴とするファンモジュール。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
前記整流格子を構成する静翼の隣接するもの同士の間隔が指の幅よりも狭いことを特徴とするファンモジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
ファンモジュールを構成する軸流ファンと整流格子が一体となっていることを特徴とするファンモジュール。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のファンモジュールを、直列または並列に複数個組み合わせたことを特徴とするファンモジュール。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のファンモジュールを実装した、サーバ機器。
【請求項１】
空気を取り入れ排出するファンモジュールであって、
空気の流れに対して上流側に設置された整流格子と下流側に設置された軸流ファンとを有し、
前記軸流ファンの回転軸方向から前記ファンモジュールを見た場合に、前記整流格子を構成する静翼の後縁と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁とが異なる半径を有する２つの同心円とそれぞれ２つずつ交点を有し、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の２つの交点を結ぶ直線と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の２つの交点を結ぶ直線とが、前記２つの同心円のうちの一つの同心円上で、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の一つの交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の一つの交点とを重ねた場合に、前記２つの同心円のうちの他の同心円上では、前記整流格子を構成する静翼の後縁上の他の交点と前記軸流ファンを構成する動翼の前縁上の他の交点とが一致しないことを特徴とするファンモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のファンモジュールにおいて、
前記動翼の傾斜方向と前記静翼の傾斜方向を逆向きにすることを特徴とするファンモジュール。
【請求項３】
請求項１または２記載のファンモジュールにおいて、
前記整流格子を構成する静翼はＵ字上に反る形状であることを特徴とするファンモジュール。
【請求項４】
請求項３記載のファンモジュールにおいて、
前記静翼が前記動翼に対し逆予旋回を与えることを特徴とするファンモジュール。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
前記軸流ファンの下流側にも整流格子が配置されていることを特徴とするファンモジュール。
【請求項６】
請求項５記載のファンモジュールにおいて、
前記軸流ファンの下流側に配置された前記整流格子を構成する静翼の後縁が前記軸流ファンの回転方向上で前縁の位置に対して正の位置にあることを特徴とするファンモジュール。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
前記整流格子を構成する静翼の隣接するもの同士の間隔が指の幅よりも狭いことを特徴とするファンモジュール。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のファンモジュールにおいて、
ファンモジュールを構成する軸流ファンと整流格子が一体となっていることを特徴とするファンモジュール。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のファンモジュールを、直列または並列に複数個組み合わせたことを特徴とするファンモジュール。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のファンモジュールを実装した、サーバ機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−４７４６２（Ｐ２０１３−４７４６２Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５４４３（Ｐ２０１１−１８５４４３）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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