CN107615566B - 温度调节单元、温度调节系统、车辆 - Google Patents

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Abstract

温度调节单元(10)具备叶轮(110)、旋转驱动源(200)、风扇罩(120)、壳体(300)、吸气侧后置腔(311a)、吸气侧前置腔(311d)和隔绝壁(311)。吸气侧后置腔(311a)与被调节温度对象相接，贮存空气。吸气侧前置腔(311d)用于使空气从外部流入，向吸气侧后置腔流出空气。隔绝壁(311)将吸气侧后置腔(311a)与吸气侧前置腔(311d)隔绝。

Description

温度调节单元、温度调节系统、车辆
技术领域
本发明涉及一种对被调节温度对象进行温度调节的温度调节单元、温度调节系统和具备这些的车辆。特别是涉及一种对搭载于电动汽车或混合动力汽车等车辆上的蓄电装置或逆变器装置等进行温度调节的温度调节单元、温度调节系统等。
背景技术
在具备多个动力源、搭载有二次电池作为其中之一的混合动力汽车等车辆中，二次电池的电池单元因为由于充放电而在电池内部流动的电流、电池单元的内部电阻和电池单元连接体的接触电阻等而发热。二次电池的温度对寿命产生很大影响。基于常温的空气的送风等进行的电池单元的冷却或者极低温时的加温对电池系统的输出提高和电池单元数量削减来说非常重要。
但是，由于确保车辆内的空间，因此要获取足够广的二次电池的设置区域存在限制，要在有限的尺寸的壳体的内部排列多个电池单元。通常，使用强制冷却单元来利用空气的送风谋求空气冷却，对作为被调节温度对象的二次电池的温度进行调节。当然，如果电池的输出密度高，则对温度调节单元和温度调节系统等装置要求高输出化。当谋求高输出化时，存在导致装置的大型化的倾向。另一方面，也要求装置的小型化。像这样，同时实现高输出化和小型化是难度高的课题，这是自不待言的。
在专利文献1、专利文献2等所示的以往的车载用二次电池的冷却装置中经常利用使用涡壳的离心送风机。在使用涡壳的离心送风机中，在壳出口处需要某种程度的直线状流路。因此，从壳体到送风机的距离长，需要多的设置区域。另外，来自叶轮(离心风扇)的吹出流偏向涡壳侧壁的外侧。因此，为了使壳体的内部的温度分布均匀，需要分流管道等整流机构。在谋求进一步的小型化时，这方面成为问题。
在此，图18是表示比较例的温度调节单元的截面图。在图18所示的比较例的温度调节单元的壳体310的内部容纳有被调节温度对象350。在涡壳1120内，从前向风扇400吹出的空气在周向上累积。在涡壳1120中，侧壁1121相距旋转轴1112a的距离逐渐变大。因而，从前向风扇400吹出的空气的流动301偏向侧壁1121的内周面1121a侧。因而，为了使供给到壳体310内的空气的流动301均匀，需要在壳体310的内部安装管道1311等整流机构1310。
然而，关于使用前向风扇400的离心送风机1100，从离心送风机1100的重心G到吹出孔1123为止的距离L变长。因而，在将离心送风机1100安装于壳体310的情况下，温度调节单元1010的平衡变差，变得不稳定。因而，有时温度调节单元1010借助安装部1124来固定于周围的构件。在该情况下，安装部1124为了适于使用温度调节单元1010的环境而被要求多种形状变更。
特别是，在整流机构1310与壳体310分离地构成的情况下，需要考虑从重心G到整流机构1310为止的距离。一般来说，从重心G到整流机构1310的距离变长。因而，温度调节单元的平衡进一步变差。
另外，以往，在对被调节温度对象350送风的情况下，采取在发热体附近配置送风机构的方法(例如参照专利文献3)。然而，在相对于壳体来说被调节温度对象大且密集地配置有多的发热体的电设备中，送风阻力即压力损耗变高。
另外，在以往的温度调节单元中，壳体的通风阻力高，因此对送风机构要求高输出，送风机构自然会大型化，难以在壳体内容纳送风机构。因此，一般采取在壳体外设置送风机构，利用管道等连结送风机的吹出孔和壳体的流入口来构成流路(例如参照专利文献1)。因此，难以进行包括被调节温度对象和温度调节系统的电设备的小型化。
专利文献1：日本特开2004-288527号公报
专利文献2：日本特开2010-80134号公报
专利文献3：日本特开平10-93274号公报
发明内容
为了解决上述问题，本发明的温度调节单元具备叶轮、旋转驱动源、风扇罩、壳体、吸气侧后置腔、吸气侧前置腔以及隔绝壁。叶轮具有：实质上呈圆板形状的叶轮盘，其在中心部包括旋转轴，配置在与旋转轴垂直的方向的面上；以及多个动翼，所述多个动翼竖立设置于叶轮盘的靠吸气孔侧的一面。旋转驱动源包括轴，经由轴来与叶轮连结。风扇罩具有：以旋转轴为中心形成的实质上呈圆筒状的侧壁；与旋转轴垂直的面上的以旋转轴为中心的圆形状的吸气孔，；以及位于在沿着旋转轴的方向上侧壁的与吸气孔相反的一侧的吹出孔。壳体包括用于安装风扇罩的外表面，在壳体的内部容纳被调节温度对象。吸气侧后置腔与被调节温度对象相接，贮存空气。吸气侧前置腔用于使空气从外部流入，向吸气侧后置腔流出空气。隔绝壁将吸气侧后置腔与吸气侧前置腔隔绝。
如以上那样，根据本发明，能够以简易的构造提供一种对在内部包括有高密度地配置的部件的壳体也能够高效地送风的小型的温度调节单元。
附图说明
图1A是表示本发明的实施方式1的温度调节单元的截面图。
图1B是表示本发明的实施方式1的温度调节单元的立体图。
图1C是关于图1A所示的温度调节单元的一例的主要部分放大图。
图2是表示本发明的实施方式1的温度调节单元的其它结构的截面图。
图3是表示本发明的实施方式1的温度调节单元的另一其它结构的截面图。
图4是表示本发明的实施方式2的温度调节单元的结构的截面图。
图5是表示本发明的实施方式2的温度调节单元的其它结构的截面图。
图6是表示本发明的实施方式3的温度调节单元的结构的截面图。
图7A是表示比较例中的温度调节单元所用的叶轮的动翼形状(前向风扇的翼形状)的图。
图7B是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮的动翼形状(后向风扇的翼形状)的图。
图8A是将图7A所示的动翼(前向风扇的翼形状)的主要部分放大来表示绝对流出角的图。
图8B是将图7B所示的动翼(后向风扇的翼形状)的主要部分放大来表示绝对流出角的图。
图8C是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮和比较例的叶轮的效率特性的曲线图。
图8D是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮和比较例的叶轮的流量系数与压力系数特性之间的关系的曲线图。
图8E是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮和比较例的叶轮的风量与风压之间的关系的曲线图。
图9A是表示对本发明的实施方式5中的叶轮附加有扩散器的情况的情形的立体图。
图9B是表示本发明的实施方式5中的扩散器的前方立体图。
图9C是表示本发明的实施方式5中的扩散器的后方立体图。
图10A是表示本发明的实施方式6的温度调节单元的内部构造的概要的立体图。
图10B是表示本发明的实施方式6的温度调节单元的截面图。
图11是表示本发明的实施方式7的温度调节单元的结构的截面图。
图12A是将本发明的实施方式7的温度调节单元的主要部分放大后的图。
图12B是表示本发明的实施方式的扩散器的立体图。
图13是表示本发明的实施方式8中的温度调节系统的概要的系统结构图。
图14是表示本发明的实施方式8中的其它温度调节系统的概要的系统结构图。
图15是表示本发明的实施方式8中的另一其它温度调节系统的概要的系统结构图。
图16是表示本发明的实施方式8中的车辆的概要的概要图。
图17是表示本发明的实施方式8中的其它车辆的概要的概要图。
图18是表示比较例的温度调节单元的截面图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明。此外，并不通过以下的实施方式来限定本发明。图的记载并不限定实际设置的上下。下面，将从送风机100吹出的空气的流动(气流)记述为吹出流。此外，图中所画的白色的箭头的显示示意性地示出空气的流动(气流)和吹出流的情形。
(实施方式1)
图1A是表示本发明的实施方式1的温度调节单元10的截面图。图1B是表示该温度调节单元10的立体图。图1C是关于图1A所示的温度调节单元的一例的主要部分放大图。图2是表示本发明的实施方式1的温度调节单元10的其它结构例的截面图。图3是表示本发明的实施方式1的温度调节单元的另一其它结构的截面图。温度调节单元10被壳体300封装。壳体300包括用于安装风扇罩120的外表面302。在壳体300的内部容纳以下记述的结构元件。作为离心送风机元件的送风机100包括：叶轮110(离心风扇)，其具备多个动翼111以及连结动翼111且实质上呈圆板状的叶轮盘112；以及风扇罩120，其具备以叶轮110的旋转轴为中心形成的实质上呈圆筒状的侧壁121、以及与旋转轴垂直的面上的以旋转轴为中心的圆形状的吸气孔122。叶轮110借助轴210连结固定于作为旋转驱动源的电动机200。作为旋转驱动源的电动机200包括轴210。
作为旋转驱动源的电动机200进行旋转驱动，由此叶轮110旋转，从风扇罩120的吸气孔122流入后通过动翼111被提供了能量的空气向实质上与旋转轴垂直的方向吹出。吹出流由于第一气流引导形状即风扇罩120的侧壁121而被向旋转轴的与吸入方向相反的方向变换方向。此外，优选的是侧壁121的内壁的形状为不妨碍气流的流动的平滑的曲面。从风扇罩120的吹出孔123流出的气流的流动连通于与被调节温度对象350相接的吸气侧后置腔311a。蓄积在吸气侧后置腔311a的空气被大致均匀地送到被调节温度对象350，对电池组等部件进行冷却或加温。也有时用于控制被调节温度对象350的电子设备部320与被调节温度对象350置于同一空间内。送风机100的吸入部所面对的区域与吸气侧后置腔311a隔绝。隔绝壁311既可以与风扇罩120分体地以在风扇罩120与隔绝壁311之间不产生泄漏流动的方式进行设置，也可以是隔绝壁311与风扇罩120构成为一体。
叶轮110包括多个动翼111和实质上呈圆板形状的叶轮盘112，所述叶轮盘112在中心部包括作为旋转驱动源的电动机200的旋转轴112a，且配置在与旋转轴112a垂直的方向的面上，所述多个动翼111竖立设置于叶轮盘112的靠吸气孔侧的一面。叶轮110包括护罩114。护罩114的样态为以在吸气孔侧覆盖叶轮110的动翼111的各个端部的方式设置的环状板体。
护罩114的形状为在中央部具有孔部的漏斗状、牵牛花状或喇叭状。呈使护罩114的广口侧朝向叶轮盘112一侧、使护罩114的窄口侧朝向吸气孔侧的结构。叶轮盘112的外周端部具备向送气方向倾斜的倾斜部113，来谋求对于气流的流动的送风阻力的降低。在本实施方式中，优先送风机效率而设为这样的形状，但即使是平面状的护罩也具有足够的效果，即使为了制造工序的简化而省略护罩，也发挥作为送风机的功能。
以往，在向被调节温度对象送风的情况下，采取在发热体附近配置送风机构的方法。但是，在像本实施方式这样相对于壳体而言被调节温度对象大且密集地配置有多的发热体的电设备中，送风阻力即压力损耗变高。因此，在被调节温度对象相对于壳体的占有体积大的情况下，设置流体的流动得到加速的吸气侧前置腔、流体贮存在被调节温度对象的流入面的吸气侧后置腔、以及流体贮存在被调节温度对象的流出面的排气侧腔。通过这些，向被调节温度对象大致均匀地送风。吸气侧前置腔、吸气侧后置腔以及排气侧腔为了电设备的小型化而大多被抑制成最小区域。另一方面，由于壳体的通风阻力高，对送风机构要求高输出，送风机构自然会大型化，难以在壳体内容纳送风机构。因此，一般采取在壳体外设置送风机构，利用管道等连结送风机的吹出孔和壳体的流入口来构成流路。因此，难以进行包括被调节温度对象和温度调节系统的电设备的小型化。
另一方面，本实施方式的温度调节单元10采用静压高的离心送风机元件，由此即使吸气侧前置腔311d、吸气侧后置腔311a以及排气侧腔311b的样态为扁平形状也能够使足够的冷却风通过。作为离心送风机元件的送风机100也可以没有排气侧腔311b。图1A表示在隔开吸气侧后置腔311a与吸气侧前置腔311d的隔绝壁311处设置有作为离心送风机元件的送风机100的情形。图1C是图1A所示的温度调节单元的主要部分放大图。吸气侧前置腔311d内的压力比大气压低。吸气侧后置腔311a内的压力比大气压高。因而，空气的流动301从吸气侧前置腔311d到吸气侧后置腔311a被加速。能够通过第一气流引导形状即风扇罩120的侧壁121的实质上的圆筒形状的轴向长度来使叶轮110的吹出流的方向分量(气流的朝向)任意地变化。例如，如图2所示，当设为轴向尺寸短的第一气流引导形状即风扇罩120的侧壁121时，叶轮110的吹出流为径向分量多的流动，从吹出孔123吹出。如图3所示，当设为轴向尺寸长的第一气流引导形状即风扇罩120的侧壁121时，叶轮110的吹出流沿着壁面成为轴向分量多的流动，从吹出孔123吹出。按送风机100的径向尺寸和被调节温度对象350的体格而叶轮110、护罩114以及扩散器的优选的尺寸和形状均不同，因此使用科学的方法进行选择。当然，越唯一地要求叶轮110、护罩114和扩散器的合适的尺寸和形状，则越不简便。
如以上那样，通过包括被调节温度对象350和送风机构的电设备的小型化，例如当将其搭载于车辆时，能够扩大车辆的室内空间。因而，乘坐者的舒适性得到提高。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元10具备叶轮110、旋转驱动源200、风扇罩120、壳体300、吸气侧后置腔311a、吸气侧前置腔311d、隔绝壁311。叶轮110具有实质上呈圆板状的叶轮盘112以及多个动翼111，该叶轮盘112在中心部包括旋转轴112a，配置在与旋转轴112a垂直的方向的面上，多个动翼111竖立设置于叶轮盘112的靠吸气孔122侧的一面。旋转驱动源200a包括轴210，经由轴210来与叶轮110连结。风扇罩120具有：以旋转轴112a为中心形成的实质上呈圆筒状的侧壁121；与旋转轴112a垂直的面上的以旋转轴112a为中心的圆形状的吸气孔122；以及位于在沿着旋转轴112a的方向上侧壁121的与吸气孔122相反的一侧的吹出孔123。壳体300包括用于安装风扇罩120的外表面302，在壳体300的内部容纳被调节温度对象350。吸气侧后置腔311a与被调节温度对象350相接，贮存空气。吸气侧前置腔311d用于使空气从外部流入，向吸气侧后置腔311a流出空气。隔绝壁311隔绝吸气侧后置腔311a与吸气侧前置腔311d。
由此，能够提供一种即使对在内部包括有高密度配置的部件的壳体300也能够高效地送风的小型的温度调节单元10。
另外，叶轮110包括护罩114，护罩114可以为在吸气孔122侧以覆盖动翼111的各个端部的方式设置的环状板体。由此，能够实现对于气流的流动的送风阻力的降低。
另外，旋转驱动源也可以是电动机200。
另外，旋转驱动源的定子绕线也可以含有铜、铜合金、铝或铝合金。
另外，叶轮110也可以含有金属或树脂。
(实施方式2)
图4是表示本发明的实施方式2的温度调节单元的结构的截面图。图5是表示本发明的实施方式2的温度调节单元的其它结构的截面图。
如图4所示，温度调节单元具备第一气流引导形状即风扇罩的侧壁121的实质上的圆筒壁突出到吸气侧后置腔311a的内部的突出壁120g。由此，不使吸气侧后置腔区域狭窄就能够使叶轮的吹出流的轴向分量多。另外，为了确保吸气侧后置腔区域并且使叶轮的吹出流的径向分量多，如图5所示的那样，可以在突出壁120g设置辅助孔124，该突出壁120g是位于吸气侧后置腔内的、第一气流引导形状即风扇罩的侧壁的圆筒壁突出到吸气侧后置腔的内部来形成的。按送风机的径向尺寸和被调节温度对象的体格而辅助孔124的形状和尺寸均不同，因此使用科学的方法进行选择。越唯一地要求辅助孔124的合适的尺寸和形状，则越不简便。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元10的第一气流引导形状的与旋转轴方向平行的实质上的圆筒壁突出到吸气侧后置腔311a内。由此，不使吸气侧后置腔区域狭窄就能够使叶轮110的吹出流的轴向分量多。
另外，也可以是，本实施方式的温度调节单元10的第一气流引导形状的与旋转轴方向平行的实质上的圆筒壁延长到吸气侧后置腔311a内，在第一气流引导形状的实质上的圆筒形状设置用于排出叶轮110的吹出流的空隙。
(实施方式3)
当为了小型化而在被设计为最小区域的吸气侧后置腔内设置送风机时，有时无法确保足够的从送风机的吸入口到在内部包括被调节温度对象的壳体的壁面为止的距离。当该距离短时，送风机的流入部的流路面积在局部变得狭小，流入损耗增加，招致送风机的效率下降。图6是表示本发明的实施方式3的温度调节单元的结构的截面图。如图6所示，温度调节单元具备使壳体300的与送风机的吸入口相对的部分呈凸形状的壳体部分凸部300a。由此，能够扩大吸入流路面积，因此能够使电设备整体的大小保持大致相同并且抑制压力损耗，从而能够改善送风机的效率。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元10具备使设置于壳体300的与送风机100的吸入口相对的部分呈凸形状的壳体部分凸部300a。由此，能够扩大吸入流路面积，因此能够使电设备整体的大小保持大致相同并且抑制压力损耗，从而能够改善送风机的效率。
(实施方式4)
图7A是表示比较例中的温度调节单元所用的叶轮的动翼形状(前向风扇的翼形状)的图。图7B是表示本发明中的温度调节单元所用的叶轮的动翼形状(后向风扇的翼形状)的图。图8A是将图7A所示的动翼(前向风扇的翼形状)的主要部分放大来表示绝对流出角的图。图8B是将图7B所示的动翼(后向风扇的翼形状)的主要部分放大来表示绝对流出角的图。
在图7A中表示前向风扇的与旋转轴垂直的面中的翼截面形状。在图7B中表示后向风扇的与旋转轴垂直的面中的翼截面形状。图8A和图8B表示风扇的翼出口的绝对流出角的速度三角形的比较。在使用使至少一部分构成为向旋转方向前方呈凸形状的后向风扇的情况下，绝对流出角α2比使用前向风扇的情况下的绝对流出角α1大，接近90度。即，由于流动的径向分量大，因此能够使流动到达远方，从而能够向比风扇罩外径大的被调节温度对象送风。
当如果降低风扇罩的侧壁而来自叶轮的吹出流的径向分量变多、变高时，吹出流由于风扇罩而被转换方向的量增加，因此轴向分量多。像这样，能够通过风扇罩的侧壁的轴向高度来任意地调整吹出流的轴向分量与径向分量的比例。在前向风扇中，仅靠风扇静压不会上升，利用风扇罩使静压恢复。在后向风扇中，翼长在径向上长，因此翼的入口和出口处的流速差大，能够由于风扇自身使静压上升。因而，在后向风扇中，即使降低风扇罩的侧壁也能够得到足够的静压。此外，后向风扇通过动翼而相对速度得到加速，相比于前向风扇，二次流动损耗低，因此送风机效率高。
(与比较例的对比)
图18是表示比较例的温度调节单元的截面图。
对本发明的实施方式1所示的温度调节单元与在图18中所示的以往的温度调节单元进行比较。比较例的温度调节单元1010具有也用于以往的车载用空调装置的涡壳1120。
在涡壳1120的内部安装有前向风扇400。前向风扇400也称作多叶片风扇。前向风扇400将从图18的纸面侧朝向里侧吸入的空气朝向前向风扇400的周向吹出。从前向风扇400吹出的空气的流动301沿着涡壳1120的侧壁1121流向吹出孔1123。
进一步详细地进行说明。
在作为比较例示出的涡壳1120内，从前向风扇400吹出的空气在周向上累积。在涡壳1120中，侧壁1121相距旋转轴1112a的距离逐渐变大。因而，从前向风扇400吹出的空气的流动301偏向侧壁1121的外周面1121a侧。因而，为了使供给到壳体310内的空气的流动301均匀，需要在壳体310的内部安装管道1311等整流机构1310。
然而，关于使用前向风扇400的离心送风机1100，从离心送风机1100的重心G到吹出孔1123为止的距离L变长。因而，在将离心送风机1100安装于壳体310的情况下，温度调节单元1010的平衡变差，变得不稳定。因而，有时温度调节单元1010借助安装部1124固定于周围的构件。在该情况下，安装部1124为了适于使用温度调节单元1010的环境而被要求多种形状变更。
特别是，在整流机构1310与壳体310分离地构成的情况下，需要考虑从重心G到整流机构1310为止的距离。一般来说，从重心G到整流机构1310的距离变长。因而，温度调节单元的平衡进一步变差。
另一方面，如图1A所示的那样，根据本实施方式1中的温度调节单元10，从送风机100吹出的空气的流动301能够对壳体300的内部提供偏向少的气流。因而，即使不安装整流机构，也能够有效地调节被容纳在壳体300内的被调节温度构件的温度。因而，本实施方式1中的温度调节单元10不需要管道等整流机构。也就是说，本实施方式1中的温度调节单元10能够降低在比较例中由于安装整流机构而产生的空气的流动301中的压力损耗、摩擦损耗。其结果，本实施方式1中的温度调节单元10能够实现送风机100的高效化、温度调节单元10的构造的简单化和小型化以及减少构成温度调节单元10的部件。
并且，本实施方式1中的温度调节单元10能够降低设置送风机100时的高度H。这起因于送风机100对于壳体300的安装方向。即，在比较例所示的温度调节单元1010中，前向风扇400的旋转轴1112a与朝向吹出孔123的空气的流动301交叉。因而，在比较例所示的温度调节单元1010中，从壳体310朝向外部需要确保前向风扇400的直径尺寸L的空间。
(前向风扇与后向风扇的对比)
图8C是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮与比较例的叶轮的效率特性的曲线图。图8D是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮和比较例的叶轮的流量系数与压力系数特性之间的关系的曲线图。图8E是表示本发明的实施方式中的温度调节单元所用的叶轮和比较例的叶轮的风量与风压之间的关系的曲线图。
一般来说，前向风扇的动翼间的相对速度的减速率大，二次流动损耗高。因而，相比于后向风扇，前向风扇的效率低。
图8D中表示关于前向风扇和后向风扇的流量系数与压力系数之间的关系。
如图8D所示，前向风扇与后向风扇相比工作系数高。然而，在以低流量进行动作的情况下，在前向风扇中存在压力系数从向右下降变为向右上升地产生特性变化的不稳定区域410。
另一方面，后向风扇与前向风扇相比工作系数低。然而，后向风扇中不存在如前向风扇那样特性发生变化的不稳定区域。因而，后向风扇能够在整个区域中稳定地使用。因而，后向风扇能够通过高速旋转来得到高输出。
在图7A、图7B中，关于作为比较例而例示的前向风扇和本发明的各实施方式中采用的后向风扇，示出与风扇的旋转轴112a垂直的面中的动翼的截面形状。在图8A、图8B中，示出前向风扇与后向风扇的动翼出口处的速度三角形的比较。
如图7A、图8A所示的那样，在前向风扇中，动翼1111的与旋转轴112a交叉的方向的截面形状为朝向叶轮盘1112所进行旋转的方向呈凹状的圆弧状。动翼1111的位于旋转轴112a侧的内周侧端部1111a位于比位于与旋转轴侧相反的一侧的外周侧端部1111b靠后方的位置。
在使前向风扇旋转的情况下，从各个动翼1111吹出的空气的绝对流出角α1为与叶轮盘1112的外周的切线方向接近的角度。因而，在使用前向风扇的情况下，空气的流动的朝向叶轮盘1112的径向的分量小，因此难以使空气的流动到达远方。
另一方面，如图7B、图8B所示的那样，在后向风扇中，动翼111的与旋转轴112a交叉的方向的截面形状为朝向叶轮盘112所进行旋转的方向呈凸状的圆弧状。动翼111的位于旋转轴112a侧的内周侧端部111a位于比位于与旋转轴侧相反的一侧的外周侧端部111b靠前方的位置。
在使后向风扇旋转的情况下，从各动翼111吹出的空气的绝对流出角α2为从叶轮盘112的外周的切线方向大幅打开的角度。因而，在使用后向风扇的情况下，由于空气的流动的朝向叶轮盘112的径向的分量大，因此能够使空气的流动到达远方。
如图8E所示的那样，关于前向风扇，仅靠风扇静压不会上升。因而，在使用前向风扇的情况下，使用涡壳等来利用风扇罩实现静压恢复。
另一方面，如图7B所示的那样，关于后向风扇，动翼111在叶轮盘112的径向上长。因而，在叶轮110旋转时，在动翼111的入口即内周侧端部111a与动翼111的出口即外周侧端部111b之间，流动的空气的流速差大。因而，如图8E所示的那样，后向风扇能够由于风扇自身使静压上升。因而，如果使用本发明的各实施方式中的温度调节单元，则伴随着容纳在壳体300内的被调节温度构件的安装密度变高，动作点从A变化为B。
通过利用该特性，本发明的各实施方式中的温度调节单元实现小型化。
如以上的那样，在本实施方式的温度调节单元10中，空气在风扇罩120的内壁即第一气流引导形状和叶轮盘112的外周侧端部111b即第二气流引导形状中流动。由此，能够实现温度调节单元10的小型化。
另外，第一气流引导形状也可以为风扇罩120的内壁的弯曲面。另外，也可以是，第二气流引导形状为叶轮盘112的外周侧端部111b的弯曲面，弯曲面向吹出孔123的方向弯曲，弯曲面的凸面位于吸气孔122侧，弯曲面的凹面位于吹出孔123侧。由此，能够实现温度调节单元10的小型化。
另外，也可以是，动翼111的后缘位于叶轮盘112的外周侧，动翼111的前缘位于旋转轴112a的中心侧且比后缘靠叶轮110的旋转方向的前进侧的位置。
另外，也可以是，动翼的后缘位于叶轮盘112的外周侧，动翼111的前缘位于旋转轴112a的中心侧且比后缘靠叶轮110的旋转方向前方侧的位置，动翼111具有向叶轮110的旋转方向前方侧呈凸形状的弯曲面。由此，空气的流动的径向分量大，因此能够使流动到达远方，从而能够对比风扇罩外径大的被调节温度对象送风。
另外，被调节温度对象350也可以是二次电池。
另外，被调节温度对象350也可以是电力转换装置。
(实施方式5)
图9A是表示在本发明的实施方式5中的叶轮附加有扩散器的情况的情形的立体图。图9B是表示该扩散器的前方立体图。图9C是表示该扩散器的后方立体图。
实施方式5对在实施方式1～4的叶轮110附加扩散器115的结构。扩散器115配置在叶轮110与作为旋转驱动源的电动机200之间。扩散器115具备实质上呈圆板形状的扩散器板116和多个静翼117，该扩散器板116配置在与电动机200的旋转轴垂直的方向的面上，该多个静翼117竖立设置于扩散器板116的靠吸气孔侧的一面，对从叶轮110吹出的离心风进行整流。
扩散器115发挥使来自叶轮110的输出风(离心风)在扩散器115的静翼117的翼间减速并且升高压力的作用，来提高来自送风机100的输出风的压力。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元10包括配置在叶轮110与旋转驱动源之间来对从叶轮110吹出的离心风进行整流的扩散器115。由此，能够提高来自送风机100的输出风的压力。
另外，温度调节单元10包括配置在叶轮110与旋转驱动源之间的扩散器115，扩散器115具备实质上呈圆板形状的扩散器板116和多个静翼117，该扩散器板116配置在与旋转驱动源的旋转轴垂直的方向的面上，该多个静翼117竖立设置于扩散器板116的靠吸气孔侧的一面来对从叶轮110吹出的离心风进行整流。由此，能够提高来自送风机100的输出风的压力。
另外，扩散器115也可以含有金属或树脂。
(实施方式6)
图10A是表示本发明的实施方式6的温度调节单元10的内部构造的概要的立体图。图10B是表示该温度调节单元10的截面图。
在实施方式6的温度调节单元10中，吸气侧后置腔311a由多个空间构成。在该结构中，如图10A和图10B所示的那样，呈在作为相邻的吸气侧后置腔311a的边界的分隔部311c的部分配置送风机100和电动机200的结构。分隔壁311c不是发热体，不需要冷却，因此能够在分隔部311c的一部分配置送风机100和电动机200。
在除了实施方式6以外的其它实施方式的温度调节单元10中，需要向与电动机200的反吸入面附近(电动机200的输出轴的非负载连接侧的面的中央部附近)相对的部分吹出空气，来冷却被调节温度对象。但是，在本实施方式6的温度调节单元10中，在电动机的反吸入面附近(电动机的输出轴的非负载连接侧的面的中央部附近)没有被调节温度对象，也不需要吹出用于冷却的空气。因而，贮存在吸气侧后置腔311a中的空气被送到被调节温度对象，对电池组等部件进行冷却或加温的效果得到提高。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元10的吸气侧后置腔311a也可以由多个空间构成。
另外，关于温度调节单元10，也可以是，设置于壳体300的送风机100的吹出孔123只存在于与吸气侧后置腔311a相对的部分。
(实施方式7)
图11是表示本发明的实施方式7的温度调节单元10的结构的截面图。
图11所示的温度调节单元10对温度调节单元10的外形形状有限制。由于壳体300的内部的被调节温度对象350的配置，配置送风机100的部位不是与被调节温度对象的具有最大面积的面相向的位置，而是与同该面垂直的面相向的位置。在该情况下，优选的是，设为利用风扇罩120向叶轮110的旋转轴方向引导的吹出流只存在于与吸气侧后置腔311a面对的周向的一部分。
图12A是将本发明的实施方式7的温度调节单元10的主要部分放大后的图。图12B是表示本发明的实施方式7的扩散器的立体图。
在将扩散器115a配置于叶轮110的外周的情况下，只在如图12A和图12B所示的吹出孔123a那样开口的部分设置扩散器，或者在如吹出孔123b那样封闭的部分缩短扩散器的径向的翼长。这是为了，由于在吹出孔封闭的部分处来自叶轮110的吹出流冲撞到风扇罩120、堵塞吹出部的壳体的支柱等，流动的紊乱变大，因此利用具有向固定的方向整流的效果的扩散器来避免非有意的冲撞损耗、壁面摩擦损耗的增加。在吹出流被封闭的区域即相当于吹出孔123b的部分不配置扩散器115a以避免妨碍周向分量。由此，能够抑制损耗的增加。
如以上那样，关于本实施方式的温度调节单元10，也可以只在与吹出孔123a相对的部分配置扩散器115a。
(实施方式8)
图13是表示本发明的实施方式8中的温度调节系统20的概要的系统结构图。图14是表示本发明的实施方式8中的其它温度调节系统20a的概要的系统结构图。图15是表示本发明的实施方式8中的另一其它温度调节系统20b的概要的系统结构图。
另外，图16是表示本发明的实施方式8中的车辆30的概要的概要图。图17是表示本发明的实施方式8中的其它车辆30a的概要的概要图。
此外，对与实施方式1中的温度调节单元相同的结构标注相同符号，引用说明。
如图13至图15所示的那样，本发明的实施方式8中的温度调节系统为以下的结构。
如图13所示的那样，本实施方式8中的温度调节系统20具备第一温度调节单元711a、第二温度调节单元711b、多个管道700、700a、700b、700c及700d、切换部701、转速控制部702和控制部703。
第一温度调节单元711a和第二温度调节单元711b能够使用实施方式1中所说明的温度调节单元10。在图13中示出在实施方式1中使用图1A所说明的温度调节单元。
作为多个管道的一部分的管道700b、700c将第一温度调节单元711a所具有的排气孔125a与第二温度调节单元711b所具有的吸气孔122b连接。吸气孔122b用于向壳体内吸入空气。排气孔125a用于向壳体外排出所吸入的空气。
或者，作为多个管道的一部分的管道700、700a将第一温度调节单元711a所具有的吸气孔122a与第二温度调节单元711b所具有的排气孔125b连接。
切换部701对管道700、700a、700d的连接状态进行切换。
转速控制部702至少控制第一温度调节单元711a所具有的电动机200a的转速和第二温度调节单元711b所具有的电动机200b的转速中的任一方。
控制部703对切换部701和转速控制部702进行控制。控制部703控制在多个管道700、700a、700b、700c、700d内流动的空气的流路或空气的风量。
如图14所示的那样，实施方式8中的温度调节系统20a具备第一温度调节单元720a、第二温度调节单元720b、多个管道700、700e、700f、切换部701、转速控制部702和控制部703。
第一温度调节单元720a和第二温度调节单元720b能够使用实施方式1中所说明的温度调节单元。在图14中示出在实施方式1中使用图1A所说明的温度调节单元。
作为多个管道的一部分的管道700、700e将第一温度调节单元720a所具有的吸气孔122a与第二温度调节单元720b所具有的吸气孔122b连接。
或者，多个管道700、700e和700f也可以将第一温度调节单元720a所具有的排气孔125a与第二温度调节单元720b所具有的排气孔125b连接。
切换部701对多个管道700、700e、700f的连接状态进行切换。
转速控制部702至少控制第一温度调节单元720a所具有的电动机200a的转速和第二温度调节单元720b所具有的电动机200b的转速中的任一方。
控制部703控制切换部701和转速控制部702。控制部703控制在多个管道700、700e、700f内流动的空气的流路或空气的风量。
或者，如图15所示的那样，实施方式8中的温度调节系统20b具备温度调节单元10a、第一管道730、730a、730b、第二管道730c、730d、切换部701a、701b、转速控制部702和控制部703。
温度调节单元10a能够使用实施方式1中所说明的温度调节单元。在图15中示出在实施方式1中使用图1A所说明的温度调节单元。
第一管道730、730a、730b能够使空气不经由温度调节单元10a地流动。
第二管道730c用于使向温度调节单元10a供给的空气流动。第二管道730d用于使从温度调节单元10a排出的空气流动。此外，从吸气孔122吸入空气。从排气孔125排出空气。
在切换部701a、701b上连接有第一管道730、730a、730b和第二管道730c、730d。切换部701a、701b切换空气的流动。
转速控制部702至少控制温度调节单元10a所具有的电动机200的转速。
控制部703控制切换部701a、701b和转速控制部702。控制部703控制在第一管道730、730a、730b内和第二管道730c、730d内流动的空气的流路或空气的风量。
图16是表示本发明的实施方式8中的车辆30的概要的概要图。车辆30具备动力源800、驱动轮801、行驶控制部802以及温度调节系统803。
驱动轮801通过从动力源800提供的动力被驱动。行驶控制部802控制动力源800。温度调节系统803能够利用上述的温度调节系统20、20a、20b。
图17是表示本发明的实施方式8中的其它车辆30a的概要的概要图。车辆30a具备动力源800、驱动轮801、行驶控制部802以及温度调节单元804。
驱动轮801通过从动力源800提供的动力被驱动。行驶控制部802控制动力源800。温度调节单元804能够利用实施方式1中所说明的各温度调节单元。
使用图16和17进一步详细地进行说明。
如图16所示的那样，实施方式8中的温度调节系统803搭载于车辆30。在将温度调节系统803搭载于车辆30时，如果采用以下的结构，则能够有效地进行被调节温度构件的冷却和加温。
也就是说，本实施方式8中的温度调节系统803能够利用多个上述的本发明的实施方式中的温度调节单元。温度调节系统803具备将各温度调节单元所具有的吸气孔和通气孔之间连接的多个管道。温度调节系统803具备对于在管道内流动的气流的量或者用于使气流流动的路径进行切换的切换部。
例如，在吸气侧的气温比常温低的情况下，通过管道将多个温度调节单元连接。如果设为本结构，则能够高效地对被调节温度构件进行温度调节。
另外，本实施方式8中的温度调节系统803具有与温度调节单元的吸气孔及通气孔连接的多个管道。温度调节系统803具备对在管道内流动的气流的量或者用于使气流流动的路径进行切换的切换部。
例如，多个管道连接到本实施方式中的温度调节单元所具有的吸气孔和通气孔。
如图15所示的那样，管道730的一端连接到车辆的外部，另一端连接到切换部701a。管道730a的一端连接到切换部701a，另一端连接到切换部701b。另外，管道730c的一端连接到切换部701a，另一端连接到温度调节单元10a所具有的吸气孔122。管道730d的一端连接到温度调节单元10a所具有的排气孔125，另一端连接到切换部701b。
在本结构中，在车辆30的外部气温处于规定的范围内的情况下，能够经由管道直接将车外的空气取入到车辆30内。在车辆30的外部气温处于规定范围外的情况下，能够经由管道和温度调节单元将车外的空气取入到车辆30内。
也就是说，温度调节系统803能够根据车辆的外部气温来对提供给被调节温度构件的空气进行切换。因而，温度调节系统803能够在实现高效且节能化的同时实现被调节温度构件的温度调节。
此外，在温度调节系统803中，根据目的来适当地设定用于切换管道的车辆的外部气温的阈值即可。另外，在上述的温度调节系统803中，关于用于切换管道的车辆外部的空气的取入，能够设为根据气压进行切换，来代替根据车辆外部的气温进行切换。
另外，关于图17所示的车辆30a，通过将图16所示的车辆30的温度调节系统803替换为温度调节单元804，能够引用其说明。
在上述的各实施方式中，作为一例设为混合动力车的电池的温度调节装置来进行了说明，但并不限定于此。除此以外，本发明的实施方式的温度调节单元还能够应用于发动机控制单元、逆变器装置、电动机的温度调节等。
如以上那样，本实施方式的温度调节单元还具有将被吸入到壳体内的空气排出到壳体外的排气孔。由此，能够将被吸入到壳体内的空气排出到壳体外。
如以上那样，本实施方式的温度调节系统20或20a具备：第一温度调节单元；第二温度调节单元；以及将第一温度调节单元所具有的排气孔122a或吸气孔125a与第二温度调节单元所具有的吸气孔122b或排气孔125b连接的多个管道。另外，本实施方式的温度调节系统具备：切换多个管道连接的状态的切换部；至少控制第一温度调节单元所具有的旋转驱动源的转速和第二温度调节单元所具有的旋转驱动源的转速中的任一方的转速控制部702；以及控制切换部和转速控制部702来控制在多个管道内流动的空气的流路或空气的风量的控制部703。由此，本实施方式的温度调节系统能够在实现高效且节能化的同时实现被调节温度构件的温度调节。
另外，本实施方式的温度调节系统20b具备：温度调节单元10a；用于使空气不经由温度调节单元10a地流动的第一管道730、730a、730b；用于使向温度调节单元10a供给的空气流动或使从温度调节单元10a吹出的空气流动的第二管道730c、730d；以及与第一管道及第二管道连接来切换空气的流动的切换部701a、701b。另外，本实施方式的温度调节系统20b具备：对温度调节单元10a所具有的旋转驱动源的转速进行控制的转速控制部702；以及控制切换部701a、701b和转速控制部702来控制在多个管道内流动的空气的流路或空气的风量的控制部703。由此，本实施方式的温度调节系统能够在实现高效且节能化的同时实现被调节温度构件的温度调节。
本实施方式的车辆30具备动力源800、通过从动力源800供给的动力被驱动的驱动轮801、控制动力源800的行驶控制部802以及温度调节系统803。由此，温度调节系统803能够根据车辆的外部气温来切换提供给被调节温度构件的空气。因而，温度调节系统803能够在实现高效且节能化的同时实现被调节温度构件的温度调节。
另外，车辆30a具备动力源800、通过从动力源800供给的动力被驱动的驱动轮801、控制动力源800的行驶控制部802以及温度调节单元804。由此，温度调节单元804能够根据车辆的外部气温来切换提供给被调节温度构件的空气。因而，温度调节单元804能够在实现高效且节能化的同时实现被调节温度构件的温度调节。
产业上的可利用性
本发明的温度调节单元、温度调节系统能够达成小型化、高输出化、高效率化，对于车载温度调节用途等有用。另外，将本发明的温度调节单元和温度调节系统搭载于车辆能够抑制过剩的振动、噪音。
附图标记说明
10：温度调节单元；10a：温度调节单元；20：温度调节系统；20a：温度调节系统；20b：温度调节系统；30：车辆；30a：车辆；100：送风机；110：叶轮(离心风扇)；111：动翼；111a：内周侧端部；111b：外周侧端部；112：叶轮盘；112a：旋转轴；113：倾斜部；114：护罩；115：扩散器；115a：扩散器；116：扩散器板；117：静翼；120：风扇罩；120g：突出壁；121：侧壁；122：吸气孔；122a：吸气孔；122b：吸气孔；123：吹出孔；123a：吹出孔；123b：吹出孔；124：辅助孔；125：排气孔；125a：排气孔；125b：排气孔；α1：绝对流出角；α2：绝对流出角；200：电动机；200a：电动机；200b：电动机；210：轴；300：壳体；300a：壳体部分凸部；301：空气的流动；302：外表面；310：壳体；311：隔绝壁；311a：吸气侧后置腔；311b：排气侧腔；311c：分隔部；311d：吸气侧前置腔；320：电子设备部；350：被调节温度对象；700：管道；700a：管道；700b：管道；700c：管道；700d：管道；700e：管道；700f：管道；701：切换部；701a：切换部；701b：切换部；702：转速控制部；703：控制部；711a：第一温度调节单元；711b：第二温度调节单元；720a：第一温度调节单元；720b：第二温度调节单元；730：第一管道；730a：第一管道；730b：第一管道；730c：第二管道；730d：第二管道；800：动力源；801：驱动轮；802：行驶控制部；803：温度调节系统；804：温度调节单元；1010：温度调节单元；1111：动翼；1112：叶轮盘；1121：侧壁；1121a：内周面；1123：吹出孔；1311：管道。

Claims (25)

1.一种温度调节单元，具备：
叶轮，其具有：实质上呈圆板形状的叶轮盘，其在中心部包括旋转轴，配置在与所述旋转轴垂直的方向的面上；以及多个动翼，所述多个动翼竖立设置于所述叶轮盘的靠吸气孔侧的一面；
旋转驱动源，其包括轴，经由所述轴来与所述叶轮连结；
风扇罩，其具有：以所述旋转轴为中心形成的实质上呈圆筒状的侧壁；与所述旋转轴垂直的面上的以所述旋转轴为中心的圆形状的吸气孔；以及位于在沿着所述旋转轴的方向上所述侧壁的与所述吸气孔相反的一侧的吹出孔，
壳体，其包括用于安装所述风扇罩的外表面，在所述壳体的内部容纳被调节温度对象；
吸气侧后置腔，其与所述被调节温度对象相接，贮存空气；
吸气侧前置腔，其用于使所述空气从外部流入，向所述吸气侧后置腔流出所述空气；以及
隔绝壁，其将所述吸气侧后置腔与所述吸气侧前置腔隔绝，
其中，所述空气从所述吸气孔流入风扇罩，从位于侧壁的与所述吸气孔相反的一侧的所述吹出孔流出，以及
所述空气在所述风扇罩的内壁即第一气流引导形状和所述叶轮盘的外周侧端部即第二气流引导形状中流动。
2.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
还具有排气孔，所述排气孔用于将被吸入到所述壳体内的空气排出到所述壳体外。
3.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述第一气流引导形状为所述风扇罩的所述内壁的弯曲面。
4.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述第二气流引导形状为所述叶轮盘的所述外周侧端部的弯曲面，所述弯曲面向所述吹出孔的方向弯曲，所述弯曲面的凸面位于所述吸气孔侧，所述弯曲面的凹面位于所述吹出孔侧。
5.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述叶轮包括护罩，
所述护罩为在所述吸气孔侧以覆盖所述动翼中的各个动翼的端部的方式设置的环状板体。
6.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述动翼的后缘位于所述叶轮盘的外周侧，
所述动翼的前缘位于所述旋转轴的中心侧且比所述后缘靠所述叶轮的旋转方向的前进侧的位置。
7.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述动翼的后缘位于所述叶轮盘的外周侧，
所述动翼的前缘位于所述旋转轴的中心侧且比所述后缘靠所述叶轮的旋转方向前方侧的位置，
所述动翼具有向所述叶轮的旋转方向前方侧呈凸形状的弯曲面。
8.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述第一气流引导形状的与旋转轴方向平行的实质上的圆筒壁突出到所述吸气侧后置腔内。
9.根据权利要求7所述的温度调节单元，其特征在于，
所述第一气流引导形状的与旋转轴方向平行的实质上的圆筒壁突出到所述吸气侧后置腔内，所述第一气流引导形状的实质上的圆筒形状设置有用于排出所述叶轮的吹出流的空隙。
10.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
包括扩散器，所述扩散器配置在所述叶轮与所述旋转驱动源之间，对从所述叶轮吹出的离心风进行整流。
11.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
包括扩散器，所述扩散器配置在所述叶轮与所述旋转驱动源之间，
所述扩散器具备：实质上呈圆板形状的扩散器板，其配置在与所述旋转驱动源的旋转轴垂直的方向的面上；以及多个静翼，所述多个静翼竖立设置于所述扩散器板的靠所述吸气孔侧的一面，对从所述叶轮吹出的离心风进行整流。
12.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述温度调节单元具备使设置于所述壳体的与送风机的吸入口相对的部分呈凸形状的壳体部分凸部。
13.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述吸气侧后置腔包括多个空间。
14.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
设置于所述壳体的送风机的所述吹出孔只存在于与所述吸气侧后置腔相对的部分。
15.根据权利要求14所述的温度调节单元，其特征在于，
扩散器只配置于与所述吹出孔相对的部分。
16.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述旋转驱动源为电动机。
17.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述被调节温度对象为二次电池。
18.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述被调节温度对象为电力转换装置。
19.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述旋转驱动源的定子绕线含有铜、铜合金、铝或铝合金。
20.根据权利要求1所述的温度调节单元，其特征在于，
所述叶轮含有金属或树脂。
21.根据权利要求11所述的温度调节单元，其特征在于，
所述扩散器含有金属或树脂。
22.一种温度调节系统，具有两个根据权利要求2所述的温度调节单元，
将各个所述温度调节单元中的一个设为第一温度调节单元，并且将另一个设为第二温度调节单元，所述温度调节系统具备：
多个管道，其将所述第一温度调节单元所具有的所述排气孔或所述吸气孔与所述第二温度调节单元所具有的所述吸气孔或所述排气孔连接；
切换部，其对所述多个管道连接的状态进行切换；
转速控制部，其至少控制所述第一温度调节单元所具有的旋转驱动源的转速或所述第二温度调节单元所具有的旋转驱动源的转速中的任一方；以及
控制部，其控制所述切换部和所述转速控制部，来对在所述多个管道内流动的空气的流路或所述空气的风量进行控制。
23.一种温度调节系统，具备：
根据权利要求2所述的温度调节单元；
第一管道，其用于使空气不经由所述温度调节单元地流动；
第二管道，其用于使向所述温度调节单元供给的所述空气流动或者使从所述温度调节单元吹出的所述空气流动；
切换部，其连接有所述第一管道和所述第二管道，用于切换所述空气的流动；
转速控制部，其控制所述温度调节单元所具有的旋转驱动源的转速；以及
控制部，其控制所述切换部和所述转速控制部，来对在多个所述管道内流动的空气的流路或所述空气的风量进行控制。
24.一种车辆，具备：
动力源；
驱动轮，其通过从所述动力源供给的动力被驱动；
行驶控制部，其控制所述动力源；以及
根据权利要求22所述的温度调节系统。
25.一种车辆，具备：
动力源；
驱动轮，其通过从所述动力源供给的动力被驱动；
行驶控制部，其控制所述动力源；以及
根据权利要求1所述的温度调节单元。
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