JP6931778B2 - 温度調和システムおよび車両 - Google Patents

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Description

本発明は、温度調和ユニット、温度調和システム、および、温度調和ユニットまたは温度調和システムを搭載する車両に関し、特に、温度調和ユニットの騒音の軽減に関する。
二次電池等の蓄電デバイス、および、インバータおよびコンバータ等の電力変換装置(以下、まとめて被温度調和体と称する)は、電流が流れる際、内部抵抗および外部抵抗により発熱する。被温度調和体の温度が過度に高くなると、被温度調和体の性能が十分に発揮されない。また、寒冷地での使用等、周囲の温度が過度に低い場合にも、被温度調和体の性能は十分に発揮されない。すなわち、被温度調和体の温度は、被温度調和体の出力特性あるいは電力変換特性、さらには被温度調和体の寿命に大きく影響する。
これらの被温度調和体は、ハイブリッド車、電気自動車(Electric Vehicle(EV))等に搭載され得る。車両内部の居住空間を確保するため、被温度調和体の設置領域は制限されている。そのため、二次電池を構成する複数の電池セルは、これらが収容される筐体内に密接するように設置されており、放熱され難い。電力変換装置も同様に、放熱され難い環境下に置かれる。さらに、ハイブリッド車およびEV等には、広い温度域で使用可能であることが求められる。これに搭載される被温度調和体にも、広い温度域での動作が求められる。
特許文献1では、被温度調和体を収容する筐体内に吸排気機(送風機)により、強制的に気体を送り込み、筺体内を二次電池の出力または電力変換装置の動作に適した温度に調整している。近年、ハイブリッド車に搭載される二次電池には、高出力化および小型化が求められている。これにより、二次電池および電力変換装置の放熱あるいは加温は、益々重要な課題になってきている。
被温度調和体からの放熱あるいは被温度調和体の加温を促進するため、複数の吸排気機を併用することが考えられる。しかし、複数の吸排気機を併用すると、吸排気機から生じる音(騒音)が著しく大きくなる場合がある。
特開2010−80134号公報
本発明の温度調和ユニットの一局面は、第1の吸排気機と、第2の吸排気機と、被温度調和体を収容する筐体と、を備える。第1の吸排気機および第2の吸排気機が各々、シャフトと、シャフトを回転させる回転駆動源と、を備える回転駆動装置と、シャフトと中心部で係合し、シャフトと交差する方向に延伸する面を有するインペラディスクと、インペラディスクから立設する複数の動翼と、を備えるインペラと、インペラの周囲を取り囲む側壁と、吸気口と、筺体の内部に連通する送風口と、を有するファンケースと、を備える。複数の動翼が、インペラディスクの中心部から外周部に向かって、シャフトの回転方向に突出する円弧状に延伸している。第1の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数と、第2の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数とが異なる。
本発明の温度調和システムの一側面は、温度調和ユニットと、第1の吸排気機および第2の吸排気機の吸気口に接続する吸気ダクトと、吸気ダクトに気体を供給する複数の供給ダクトと、複数の供給ダクトの中から1以上を選択して、吸気ダクトに気体を供給するシステム制御部と、を備える。
本発明の温度調和システムの他の一側面は、第1の温度調和ユニットと、第2の温度調和ユニットと、第1の温度調和ユニットが具備する第1の吸排気機および第2の吸排気機の吸気口に接続する第1吸気ダクトと、第1の温度調和ユニットの排出口から気体を排出する第1排気ダクトと、第2の温度調和ユニットが具備する第1の吸排気機および第2の吸排気機の吸気口に接続する第2吸気ダクトと、第2の温度調和ユニットの排出口から気体を排出する第2排気ダクトと、第1排気ダクトおよび第2排気ダクトの中から1以上を選択して、第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトの少なくとも一方に気体を供給する循環制御部と、を備える。
本発明の温度調和システムのさらに他の一側面は、第1の温度調和ユニットと、第2の温度調和ユニットと、第1の温度調和ユニットが具備する第1の吸排気機および第2の吸排気機の吸気口に接続する第1吸気ダクトと、第2の温度調和ユニットが具備する第1の吸排気機および第2の吸排気機の吸気口に接続する第2吸気ダクトと、分岐して第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトに接続する接続ダクトと、第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトにおける気体の流量を制御する流量制御部と、を備える。
本発明の車両の一側面は、温度調和ユニットを搭載する。
本発明の車両の他の一側面は、温度調和システムを搭載する。
本発明によれば、複数の吸排気機を備える温度調和ユニットが発生する騒音が抑制される。
図1Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニットを模式的に示す斜視図である。 図1Bは、図1Aに示す温度調和ユニットの1B−1B面における断面図である。 図2Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機を示す斜視図である。 図2Bは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機を示す縦断面図である。 図3Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に配置されるインペラを示す斜視図である。 図3Bは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に配置される第1動翼の上面図である。 図3Cは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第2の吸排気機に配置されるインペラを示す斜視図である。 図3Dは、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第2の吸排気機に配置される第2動翼の上面図である。 図4は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機および第2の吸排気機が発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。 図5は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に配置される第1動翼によって生じる気流を示す説明図である。 図6は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に配置される前進翼によって生じる気流を示す説明図である。 図7は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に配置される第1動翼および前進翼によって生じる気流の風量と圧力との関係を示すグラフである。 図8は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に、第1動翼を用いる場合および前進翼を用いる場合の吸排気機の比速度とファン効率との関係を示すグラフである。 図9は、第1の実施の形態の温度調和ユニットの第1の吸排気機に、第1動翼を用いる場合および前進翼を用いる場合の吸排気機の流量係数と圧力係数との関係を示すグラフである。 図10は、第1の実施の形態の第1の温度調和システムを説明するブロック図である。 図11は、第1の実施の形態の第2の温度調和システムを説明するブロック図である。 図12は、第1の実施の形態の第3の温度調和システムを説明するブロック図である。 図13Aは、第1の実施の形態の車両を示す模式図である。 図13Bは、第1の実施の形態の別の車両を示す模式図である。 図14Aは、第2の実施の形態の第1の吸排気機を示す縦断面図である。 図14Bは、第2の実施の形態の第2の吸排気機を示す縦断面図である。 図15は、第3の実施の形態の第1の吸排気機を示す断面斜視図である。 図16は、第3の実施の形態のインペラおよび静翼を示す斜視図である。 図17Aは、第4の実施の形態の温度調和ユニットを模式的に示す斜視図である。 図17Bは、図17Aに示す温度調和ユニットの17B−17B面における断面図である。 図18Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニットを模式的に示す斜視図である。 図18Bは、図18Aに示す温度調和ユニットの18B−18B面における断面図である。 図19Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機を示す斜視図である。 図19Bは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機を示す縦断面図である。 図20Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機に配置されるインペラを示す斜視図である。 図20Bは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機に配置される第3動翼の上面図である。 図20Cは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第4の吸排気機に配置されるインペラを示す斜視図である。 図20Dは、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第4の吸排気機に配置される第4動翼の上面図である。 図21は、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機および第4の吸排気機が発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。 図22は、第5の実施の形態の温度調和ユニットの第3の吸排気機を吸気口側からみた断面図である。 図23は、第5の実施の形態の第4の温度調和システムを説明するブロック図である。 図24は、第5の実施の形態の第5の温度調和システムを説明するブロック図である。 図25は、第5の実施の形態の第6の温度調和システムを説明するブロック図である。 図26Aは、第5の実施の形態の車両を示す模式図である。 図26Bは、第5の実施の形態の別の車両を示す模式図である。 図27Aは、第6の実施の形態の第3の吸排気機を示す縦断面図である。 図27Bは、第6の実施の形態の第4の吸排気機を示す縦断面図である。 図28Aは、第7の実施の形態の温度調和ユニットを模式的に示す斜視図である。 図28Bは、図28Aに示す温度調和ユニットの28B−28B面における断面図である。
吸排気機から発生する代表的な騒音として、動翼による空力音が挙げられる。空力音は、BPFノイズ(Blade Passing Frequency Noise)あるいは離散化周波数騒音とも呼称される。BPFノイズのうち、エネルギーがピークとなるときの周波数Fb(Hz)は、以下の式1により算出される。
式1: Fb=m×r/60×N
式1中、mは1以上の整数、rはインペラの回転数(rpm)、Nは動翼の枚数である。
被温度調和体の冷却効率には、吸排気機から供給あるいは排出される気体の圧力(静圧)および風量が影響する。そのため、筺体に複数の吸排気機を配置する場合、通常、各吸排気機のインペラを同型にするとともに、インペラの回転数rが同じになるように各吸排気機を駆動させる。これにより、各吸排気機から供給あるいは排出される気体の圧力および風量は同程度になる。よって、被温度調和体は均等に冷却あるいは加温される。この場合、式1で求められるBPFノイズの周波数Fbは、吸排気機間で等しくなる。つまり、吸排気機におけるBPFノイズのエネルギーのピークが一致する。このため、発生する騒音は最大となる。なお、一般的に、式1で算出されるBPFノイズの周波数Fbのうち、最も低い周波数(すなわち、m=1のとき)におけるエネルギーのピークは、最も高い。
本発明の実施の形態では、筺体に2以上の吸排気機を配置する場合、そのうちの少なくとも1つの吸排気機が発生する音(BPFノイズ)のピークエネルギーを有する周波数Fbが、他の吸排気機が発生するBPFノイズのピークエネルギーを有する周波数Fbに重ならないようにする。これにより、複数の吸排気機を用いた場合の、BPFノイズのピークを分散させる。
ここで、BPFノイズのピークエネルギーを有する周波数Fbは、式1で示されるように、動翼の枚数Nおよび動翼の回転数rによって変化する。以下、動翼の枚数Nの異なる2つの吸排気機を用いた第1の実施の形態、回転数rの異なる2つの吸排気機を用いた第2の実施の形態、および、これらの変形例(第3の実施の形態)について説明する。
(第1の実施の形態)
本実施の形態の温度調和ユニットは、第1の吸排気機と、第2の吸排気機と、被温度調和体を収容する筐体と、を備える。第1の吸排気機と第2の吸排気機とは、動翼の枚数が互いに異なっている。
以下、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xについて、図1A〜図4を参照しながら、具体的に説明する。図1Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xを模式的に示す斜視図である。図1Bは、図1Aに示す温度調和ユニット100Xの1B−1B面における断面図である。図2Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aを示す斜視図である。図2Bは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aを示す縦断面図である。図3Aは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに配置されるインペラ110Aを示す斜視図である。図3Bは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに配置される第1動翼112Aの上面図である。図3Cは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第2の吸排気機20Aに配置されるインペラ210Aを示す斜視図である。図3Dは、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第2動翼212Aの上面図である。図3Bおよび図3Dでは、シュラウド113A、213Aを省略している。図3Bおよび図3Dでは、インペラディスク111A、211Aを破線で示している。図4は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aが発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。それぞれの図において、同じ機能を有する部材には同じ符号を付している。
(温度調和ユニット)
温度調和ユニット100Xは、図1Aおよび図1Bに示すように、第1の吸排気機10Aと、第2の吸排気機20Aと、筐体30と、を備える。筐体30には、被温度調和体50が収容されている。筐体30には、外部の気体を取り入れる少なくとも1つの取入口30a、および、筐体30内の気体を排出する少なくとも1つの排出口30bが、設けられている。
第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aは、それぞれの送風口123が取入口30aに対向するように取り付けられている。すなわち、本実施の形態では、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aは送風デバイスとして機能する。取入口30aは、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aを介して、外部空間、後述する排気ダクトあるいは吸気ダクトに連通している。排出口30bもまた、外部空間、後述する排気ダクトあるいは吸気ダクトに連通している。これにより、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aを介して筐体30の内部に気体が流入する。
図1Bに示すように、被温度調和体50は、筐体30の内部を、取入口30aを備える吸気側チャンバ31と、排出口30bを備える排気側チャンバ32とに区切るように配置される。第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aによって取入口30aから強制的に送り込まれた気体は、吸気側チャンバ31内に拡散した後、被温度調和体50内部の隙間、あるいは、被温度調和体50と筐体30との間を通過して、やがて排気側チャンバ32に流入する。その際、被温度調和体50は、冷却あるいは加温される。排気側チャンバ32に流入した気体は、排出口30bから外部空間へ排出される。このときの気体の流れの一例を、白抜き矢印で示す。
吸気側チャンバ31の容積と排気側チャンバ32の容積とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。なかでも、吸気側チャンバ31の容積は、排気側チャンバ32の容積よりも大きい方が好ましい。吸気側チャンバ31の内圧は、通常、排気側チャンバ32の内圧よりも大きい。吸気側チャンバ31の容積をより大きくすることにより、吸気側チャンバ31内の圧力抵抗が小さくなって、吸気側チャンバ31内の圧力分布が一様になる。その結果、気体は被温度調和体50の全体に偏りなく行き渡って、被温度調和体50の全体が効率的に冷却あるいは加温される。
温度調和ユニット100Xは、排出口30bの個数が1であってもよいし、2以上であってもよい。温度調和ユニット100Xに配置される吸排気機の個数も、2以上であれば特に限定されない。被温度調和体50の配置も特に限定されず、用途または被温度調和体50の種類等に応じて、適宜設定すればよい。
(吸排気機)
第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの構成について、第1の吸排気機10Aを例に挙げて説明する。第1の吸排気機10Aと第2の吸排気機20Aとは、動翼の枚数が異なる以外、同様の構成を有してもよいし、動翼の枚数以外の構成(例えば、インペラディスクの大きさ)が異なっていてもよい。
第1の吸排気機10Aは、図2Aおよび図2Bに示すように、インペラ110Aとファンケース120と回転駆動装置130とを備える。インペラ110Aは、インペラディスク111Aと複数の第1動翼112Aとを備える。ファンケース120は、側壁121と吸気口122と送風口123とを備える。回転駆動装置130は、シャフト131と、シャフト131を回転させる回転駆動源132と、を備える。
(インペラ)
インペラ110Aは、インペラディスク111Aと、複数の第1動翼112Aと、を備える。インペラ110Aは、さらにシュラウド113Aを備えてもよい。
(インペラディスク)
インペラディスク111Aは、シャフト131と交差する方向(好ましくは、シャフト131に垂直な方向)に延伸する面を有しており、実質的に円形である。インペラディスク111Aの一方の主面からは、複数の第1動翼112Aが立設している。インペラディスク111Aの中心部111AC(図3Bを参照)の一部は開口している。この開口にシャフト131を挿入することにより、インペラディスク111Aとシャフト131とは係合される。回転駆動源132が回転駆動することにより、インペラ110Aは回転する。インペラディスク111Aの外周部111AP(図3Bを参照)の一部は、図2Bに示すように、送風口123に向けて屈曲されていてもよい。これにより、第1の吸排気機10Aに取り込まれた気体は、送風口123へとスムーズに流れる。
(シュラウド)
シュラウド113Aはリング状の板材からなり、第1動翼112Aを介してインペラディスク111Aに対向するように配置される。インペラ110Aをシャフト131の軸方向からみたとき、インペラディスク111Aの外周縁とシュラウド113Aの外周縁とは、ほぼ一致している。このとき、インペラディスク111Aの外周部111APの一部は、シュラウド113Aにより覆われる。第1動翼112Aの一部はシュラウド113Aに接合している。インペラ110Aの内部に取り込まれた気体は、第1動翼112Aに沿うように流れた後、インペラディスク111Aの外周縁から流出して、側壁121に衝突し、送風口123へと導かれる。シュラウド113Aは、インペラディスク111Aの外周縁から流出した気体が、吸気口122から流出するのを抑制する。シュラウド113Aは、隣接する2枚の第1動翼112Aにより構成される翼間流路内から流出する気体が、これに隣接する翼間流路内に入り込むのを抑制する。シュラウド113Aは、気流の乱れが抑制されるために、吸気口122に向かって狭まり、なだらかな曲面を備える漏斗状あるいはテーパー状であることが好ましい。
(動翼)
複数の第1動翼112Aは、インペラディスク111Aの一方の主面から立設している。第1動翼112Aは、図3Bに示すように、インペラディスク111Aの中心部111ACから外周部111APに向かって、シャフト131の回転方向Dに突出する円弧状に延伸している。
図3Cおよび図3Dに示すように、第2の吸排気機20Aに配置される複数の第2動翼212Aもまた、インペラディスク211Aの中心部211ACから外周部211APに向かって、回転方向Dに突出する円弧状に延伸している。第2の吸排気機20Aが備えるインペラ210Aは、インペラ110Aと同様の構成を有している。インペラ210Aは、さらにシュラウド213Aを備えていてもよい。
このとき、第1動翼112Aの枚数N1と第2動翼212Aの枚数N2とは、関係式1および関係式2を満たす。
関係式1: N1≠N2×n1(ただし、n1は1以上の整数)
関係式2: N1≠N2/n2(ただし、n2は2以上の整数)
つまり、第1動翼112Aの枚数N1と第2動翼212Aの枚数N2とは異なっており、かつ、枚数N1は、枚数N2の整数倍でもなく、枚数N2を整数で除した値でもない。そのため、第1の吸排気機10Aから発生されるBPFノイズの周波数Fb1と、第2の吸排気機20Aから発生されるBPFノイズの周波数Fb2とは、整数mにかかわらず一致しない。これにより、BPFノイズのエネルギーが分散されて、温度調和ユニット100Xから発生する騒音が抑制される。
図4は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aが発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。回転次数とは、計測された周波数Fを、吸排気機の回転周波数(r/60)で除したものである。一般的に、回転次数が動翼の枚数Nの倍数であるとき、BPFノイズのエネルギーは大きくなる。図4の破線は、第1の吸排気機10Aと第2の吸排気機20Aとを備える実施例の温度調和ユニット100XのBPFノイズのエネルギーを示す。図4の実線は、第1の吸排気機10Aを2台備える比較例の温度調和ユニットのBPFノイズのエネルギーを示す。実施例におけるBPFノイズのエネルギーのピークは分散されており、BPFノイズが抑制されていることがわかる。温度調和ユニットのオーバーオール値(各温度調和ユニットから発生する音の全周波数におけるエネルギーの総和)を比較すると、実施例では比較例よりも約2%低減されていた。なお、図4は、第1の吸排気機10Aが11枚の第1動翼112Aを備え、第2の吸排気機20Aが9枚の第2動翼212Aを備える場合の、BPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示しているが、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの動翼の枚数を変えた場合であっても、同様の傾向がみられる。
第1動翼112Aの枚数N1および第2動翼212Aの枚数N2は、特に限定されない。第1動翼112Aの枚数N1および第2動翼212Aの枚数N2は、インペラ110Aおよび210Aの大きさ、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの風量および圧力等を考慮して適宜設定すればよい。第1動翼112Aの枚数N1は、例えば、5〜30枚である。第2動翼212Aの枚数N2は、例えば、8〜15枚である。枚数N1と枚数N2との差は、関係式1および関係式2を満たす限り、特に限定されず、1以上であればよい。第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの風量および圧力等を考慮すると、枚数N1と枚数N2との差は、1以上、5以下であることが好ましい。
ここで、回転駆動装置130として電動機を用いる場合、電動機には固定子が配置される。固定子の極数は、通常、偶数である。そのため、第1動翼112Aの枚数N1、および第2動翼212Aの枚数N2の少なくとも一方が偶数である場合、第1動翼112Aおよび第2動翼212Aが加振力となって、回転駆動装置130、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの振動がともに励起され、騒音が増大し得る。よって、この場合には、第1動翼112Aの枚数N1、および第2動翼212Aの枚数N2はいずれも奇数であることが好ましい。極数とは、回転駆動装置130で生じる磁極の数である。また、固定子のスロット数と、第1動翼の枚数N1および第2動翼212Aの枚数N2の少なくとも一方とが、一致するか、あるいは整数倍の関係である場合も、騒音が増大し得る。よって、第1動翼の枚数N1および第2動翼212Aの枚数N2は、スロット数と一致しないように、かつ、整数倍の関係を満たさないように、設定されることが好ましい。
図3Bに示すように、第1動翼112Aは、中心部111ACの任意の地点を始点112Asとして、外周部111APの任意の地点(終点112Ae)に向かって、シャフト131の回転方向Dに突出する円弧状に延伸している。第1動翼112Aが回転方向Dに突出する凸部を備える。これにより、第1の吸排気機10Aに取り込まれた気体は、気流を大きく乱すことなく、凸部に沿うように、中心部111ACから外周部111APに向かって流出することができる。ここで、インペラディスク111Aの中心部111ACは、インペラディスク111Aの半径をrとするとき、インペラディスク111Aと同心の半径1/2×rの円である。インペラディスク111Aの外周部111APは、中心部111ACを取り囲むドーナツ型の領域である。
通常、動翼がインペラディスクの半径方向に長い場合、インペラから発生する流体エネルギーは大きくなり易い。上記のような凸部を備える第1動翼112Aは気流を乱し難いため、第1動翼112Aは、インペラディスク111Aの半径方向に長くすることができる。流体エネルギーがより大きくなり易いため、終点112Aeは、インペラディスク111Aの外周縁近傍に位置していることが好ましい。同様の観点から、始点112Asは、中心Cの近傍(例えば、インペラディスク111Aと同心の半径1/3×rの円の内部)にあることが好ましい。
第1動翼112Aの形状は、凸部を有する限り、特に限定されない。例えば、インペラ110Aをシャフト131の軸方向から見たとき、第1動翼112Aの始点112Asとインペラディスク111Aの中心Cとを結ぶ直線Lsは、第1動翼112Aの終点112Aeとインペラディスク111Aの中心Cとを結ぶ直線Leよりも回転方向Dに進んだ位置にあってもよい。
(ファンケース)
ファンケース120は、インペラ110Aの周囲を取り囲む側壁121と、吸気口122と、筺体30の内部に連通する送風口123と、を備える。図2Bでは、ファンケース120として、吸気口122と送風口123とが、シャフト131の軸方向において対向するように配置される場合を示しているが、ファンケース120の形状はこれに限定されない。例えば、ファンケース120は、シャフト131から側壁121までの距離が回転方向Dに向かって大きくなる、スクロール形状であってもよい。この場合、吸気口122から吸気される気体の流れは、シャフト131の軸方向に沿っている。送風口123から送風される気体の流れは、シャフト131の軸方向に交差する方向である。なかでも、小型化が容易である点で、図2Aおよび図2Bに示すファンケース120が好ましい。この場合、ファンケース120(具体的には、側壁121)の一部を、筺体30の内部に入り込ませることにより、温度調和ユニット100Xをさらに小型化することができる。以下、図2Aおよび図2Bに示すファンケース120について説明する。
側壁121は、例えば、シャフト131を中心とする実質的な円筒形である。シャフト131から側壁121までの距離はほぼ一定である。側壁121は、吸気口122側の開口端部近傍に段差121Sを有している。段差121Sによって、吸気口122側の直径は、送風口123側の開口端部の直径よりも小さくなっている。吸気口122は、例えば、シャフト131を中心とする実質的な円形である。送風口123は、例えば、シャフト131を中心とし、インペラディスク111Aを取り囲むドーナツ形状である。
吸気口122と送風口123とは、シャフト131の軸方向において対向するように配置されている。吸気口122の周囲の気体(通常、大気)は、第1動翼112Aの回転によって吸気口122から取り込まれる。同時に、吸気口122から取り込まれた気体は、エネルギーが与えられて、速度を速め、第1動翼112Aに沿ってインペラディスク111Aの外周縁から流出する。続いて、気体は、ファンケース120の側壁121に衝突して方向転換させられた後、送風口123から筐体30の内部に流れ込む。このとき、気流の乱れが抑制されるために、段差121Sは、なだらかな曲面により形成されることが好ましい。
インペラディスク、動翼、シュラウド、側壁および後述する静翼の材質は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択される。材質としては、各種の金属材料および樹脂材料、あるいはこれらの組み合わせが例示できる。
(回転駆動装置)
回転駆動装置130は、シャフト131と、シャフト131を回転させる回転駆動源132と、を備える。回転駆動源132によりシャフト131が回転駆動すると、インペラ110Aが回転し、吸気口122からファンケース120の内部に気体が取り込まれる。
回転駆動装置130は、例えば、電動機である。電動機とは、磁場と電流の相互作用による力(ローレンツ力)を利用して、回転運動を出力する電力機器である。電動機において、回転駆動源132は、回転子と、回転子を回転させるための力を発生する固定子(いずれも図示せず)と、を備える。回転子および固定子の形状および材質は、特に限定されず、電動機として公知のものを使用すればよい。電動機の出力は、特に限定されず、所望の風量および圧力等に応じて適宜設定すればよい。例えば、温度調和ユニット100Xがハイブリッド車に搭載される場合、電動機の出力は数十ワット程度である。
固定子には固定子巻線が巻かれる。固定子巻線に電流が流れると、固定子巻線の周囲に磁界が形成される。磁界によって回転子が回転する。固定子巻線の材質は、導電性を有する限り、特に限定されない。なかでも、低抵抗である点で、固定子巻線は、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
(送風制御部)
図10は、第1の実施の形態の第1の温度調和システム500を説明するブロック図である。温度調和ユニット100Xは、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aを制御する送風制御部40(図10を参照)を備えてもよい。送風制御部40は、例えば、各インペラの回転数、各吸気口に供給する気体の量等を制御する。
(被温度調和体)
被温度調和体50は特に限定されない。被温度調和体50としては、例えば、電気自動車またはハイブリッド自動車などの車両に搭載される、各種機器が挙げられる。各種機器としては、二次電池等の蓄電デバイス、インバータおよびコンバータ等の電力変換装置、エンジンコントロールユニット、および電動機等が例示される。蓄電デバイスは、例えば、複数の二次電池が組み合わされた電池パックにより構成されている。このとき、隣接する二次電池同士の間に隙間が形成されており、この隙間を気体が通過する。電力変換装置の場合も同様に、電力変換装置の構成部品の間に隙間が形成され、この隙間を気体が通過する。
筺体30内に収容される被温度調和体50の数は、1以上であればよく、2以上であってもよい。2以上の被温度調和体50が筺体30内に収容される場合、筺体30の内部は、被温度調和体50の数に応じて区切られていてもよい。第1の吸排気機10Aから送風される気体の風路と、第2の吸排気機20Aから送風される気体の風路とは、独立していてもよいし、接続されていてもよい。第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの少なくとも一つの風路は、被温度調和体50の数に応じて分岐していてもよい。
以下、図5〜図9を参照しながら、第1動翼112Aと、第1動翼112Aとは反対に、回転方向Dとは反対向きに突出する凸部を備える動翼(以下、前進翼912)とを比較する。図5は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに配置される第1動翼112Aによって生じる気流Cを示す説明図である。図6は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに配置される前進翼912によって生じる気流C912を示す説明図である。図5では、第1動翼112Aの終点112Aeは、インペラディスク111Aの外周縁近傍に位置している。図6では、前進翼912の終点912eは、前進翼912が立設するインペラディスク911の外周縁近傍に位置している。
第1動翼112Aを回転させると、図5に示すように、第1動翼112Aにより生じる気流Cは、インペラディスク111Aの終点112Aeにおける接線Liに対して、角度θ1をもって流れる。前進翼912を回転させると、図6に示すように、前進翼912により生じる気流C912は、インペラディスク911の終点912eにおける接線Lifに対して、角度θ2をもって流れる。このとき、角度θ1は角度θ2よりも大きい。つまり、第1動翼112Aにより生じる気流Cのうち、第1動翼112Aの終点112Aeにおける接線Lbの方向に流れる成分Cbは、前進翼912の終点912eにおける接線Lfの方向に流れる成分Cfに比べて大きい。そのため、第1動翼112Aを用いる場合、インペラ110Aから発生する流体エネルギーは、前進翼912を用いる場合に比べて大きくなる。
図7は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに配置される第1動翼112Aおよび前進翼912によって生じる気流の風量Qと圧力Pとの関係を示すグラフである。上記のとおり、第1動翼112Aは、インペラディスク111Aの半径方向に長くすることができる。第1動翼112Aがインペラディスク111Aの半径方向に長い場合、インペラ110Aが回転すると、始点112Asと終点112Aeとの間において、気流の流速差が大きくなる。よって、図7に示すように、第1動翼112Aを備える吸排気機10Aは、ファンケースの形状にかかわらず、高い圧力で送風することができる。一方、前進翼912は気流を乱し易いため、第1動翼112Aと比較して、インペラディスク911の半径方向に長くすることはできない。よって、前進翼912を備える吸排気機は、通常、スクロール形状(前述参照)のファンケースにより圧力を高めている。すなわち、第1動翼112Aを備える第1の吸排気機10Aは、小型化することが可能である。さらに、高圧力であるため、小型化されることにより圧力抵抗の高くなった被温度調和体50の冷却または加温に適している。
図8は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに、第1動翼112Aを用いる場合および前進翼912を用いる場合の吸排気機の比速度nとファン効率η(%)との関係を示すグラフである。前進翼912を用いる場合、比速度nが大きくなる程、エネルギー損失も大きくなって、ファン効率ηが低下する。第1動翼112Aを用いる場合、比速度nが大きくなる程、エネルギー損失は大きくなるものの、前進翼912を用いる場合と比較して、高いファン効率ηを示す。
比速度nは、式2で求められる。
式2: n=r×√Q/(gH)3/4
ここで、rは回転速度(/分)であり、Qは流量(m/分)であり、gは重力加速度(m/秒)であり、Hは揚程(ヘッド)(m)である。
ファン効率ηは、式3で求められる。
式3: η=E/P
ここで、Eは気体がインペラから毎秒有効に受け取ったエネルギー(J/秒)であり、Pは駆動軸動力(W)である。
図9は、第1の実施の形態の温度調和ユニット100Xの第1の吸排気機10Aに、第1動翼112Aを用いる場合および前進翼912を用いる場合の吸排気機の流量係数φと圧力係数ψとの関係を示すグラフである。前進翼912を用いる場合、流量係数φにかかわらず、第1動翼112Aを用いる場合に比べて吸排気機の圧力係数ψは高い。しかし、流量係数φの増大に伴って、吸排気機の圧力係数ψはプラス側およびマイナス側に大きく変動し、傾向が一定していない。一方、第1動翼112Aを用いる場合、流量係数φが大きくなっても、吸排気機の圧力係数ψは緩やかに減少するに留まる。すなわち、第1動翼112Aを備える吸排気機10Aは、流量係数φに大きく影響されることなく安定した圧力係数ψを示すため、風量を増大すべく高速回転することが可能となる。
圧力係数ψは、式4で求められる。
式4: ψ=2×g×H/u
ここで、Hは揚程(ヘッド、m)、uは複数の第1動翼の終点112Aeを繋いで形成される円の外周(ファン外径)の周速(m/s)である。なお、本実施の形態では、インペラディスク111Aおよび外径とシュラウド113Aの外径は、上記のファンの外径に一致している。
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット100Xは、第1の吸排気機10Aと、第2の吸排気機20Aと、被温度調和体50を収容する筐体30と、を備える。第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aが各々、シャフト131と、シャフト131を回転させる回転駆動源132と、を備える回転駆動装置130と、シャフト131と中心部111ACで係合し、シャフト131と交差する方向に延伸する面を有するインペラディスク111Aと、インペラディスク111Aから立設する第1動翼112Aに相当する複数の動翼と、を備えるインペラ110Aと、インペラ110Aの周囲を取り囲む側壁121と、吸気口122と、筺体30の内部に連通する送風口123と、を有するファンケース120と、を備える。複数の動翼が、インペラディスクの中心部111ACから外周部111APに向かって、シャフト131の回転方向に突出する円弧状に延伸している。第1の吸排気機10Aが発生する音のエネルギーがピークとなる周波数Fb1と、第2の吸排気機20Aが発生する音のエネルギーがピークとなる周波数Fb2とが異なる。
これにより、複数の吸排気機を備える温度調和ユニットが発生する騒音が抑制される。
ここで、吸気口122および送風口123が、シャフトの軸方向において対向するように配置されている。
また、第1の吸排気機10Aの第1動翼112Aの枚数N1と、第2の吸排気機20Aの第2動翼212Aの枚数N2とが、
N1≠N2×n1(ただし、n1は1以上の整数)、および、
N1≠N2/n2(ただし、n2は2以上の整数)
の関係を満たすことが好ましい。
また、温度調和ユニット100Xは、さらに、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aを制御する送風制御部40を備えてもよい。
また、被温度調和体50が二次電池であってもよい。
また、被温度調和体50が電力変換装置であってもよい。
また、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの少なくとも一方の回転駆動装置130が、電動機であってもよい。
また、電動機の固定子巻線が、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
また、ファンケース120のシャフト131から側壁121までの距離が、シャフト131の回転方向Dに向かって大きくなってもよい。
また、吸気口122から吸気される気体の流れが、シャフト131に沿う方向であり、送風口123から送風される気体の流れが、シャフト131に交差する方向であることが好ましい。
(温度調和システム)
次に、温度調和システムについて説明する。
温度調和ユニット100Xには、複数のダクトが接続され、温度調和システムが構成される。以下、第1の実施の形態の温度調和システムを、図10〜図12を参照しながら具体的に説明する。図10は、第1の実施の形態の第1の温度調和システム500を説明するブロック図である。図11は、第1の実施の形態の第2の温度調和システム600を説明するブロック図である。図12は、第1の実施の形態の第3の温度調和システム700を説明するブロック図である。図中、同じ機能を有する部材には、同じ符号を付している。以下、各温度調和システムが、ハイブリッド車に搭載される場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(第1の温度調和システム)
第1の温度調和システム500は、例えば、図10に示すように、吸気ダクト511と、複数の供給ダクトと、システム制御部530と、を備える。吸気ダクト511は、温度調和ユニット100Xが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの各吸気口に接続する。複数の供給ダクトは、吸気ダクト511に気体を供給し、図10では、第1供給ダクト512A、第2供給ダクト512B、第3供給ダクト512Cである。システム制御部530は、温度調和ユニット100Xへの気体の供給元を制御する。
吸気ダクト511と各供給ダクト512A〜512Cとは、供給元切替部510を介して接続している。第1供給ダクト512Aの一端は車外に接続しており、他端は供給元切替部510に接続している。第2供給ダクト512Bの一端は車内に接続しており、他端は供給元切替部510に接続している。第3供給ダクト512Cの一端は、後述する排出先切替部520に接続しており、他端は供給元切替部510に接続している。なお、第3供給ダクト512Cの一端は、温度調和ユニット100Xの排出口(図示せず)に直接、接続していてもよい。
供給元切替部510は、システム制御部530によって制御されている。供給元切替部510は、各供給ダクト512A〜512Cとの接続部を開閉して、温度調和ユニット100Xへの気体の供給元を切り替える。各供給ダクト512A〜512Cのいずれかから供給された気体は、吸気ダクト511を通って、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの各吸気口からインペラ内に取り込まれる。第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aへの気体の供給量は、送風制御部40によって制御される。システム制御部530は、温度調和ユニット100Xへの気体の供給元である供給元切替部510を制御する。システム制御部530は、吸気ダクト511に供給される気体の流量を制御してもよい。システム制御部530は、さらに、送風制御部40を制御してもよい。
車外の気温が被温度調和体50を冷却するのに適した温度(以下、冷却温度)である場合、供給元切替部510は、車外の気体を温度調和ユニット100Xに供給するため、第1供給ダクト512Aとの接続部を開放する。車内の気温が、冷却温度あるいは被温度調和体50を加熱するのに適した温度(以下、加熱温度)である場合、供給元切替部510は、車内の気体を温度調和ユニット100Xに供給するため、第2供給ダクト512Bとの接続部を開放する。温度調和ユニット100Xからの排気が冷却温度あるいは加熱温度である場合、供給元切替部510と第3供給ダクト512Cとの接続部を開放して、排気を温度調和ユニット100Xに供給してもよい。
第1の温度調和システム500は、さらに、温度調和ユニット100Xの排出口に接続する排出ダクト521と、車外に気体を排気する排気ダクト522Aと、車内に気体を排出する排気ダクト522Bと、を備える。排出ダクト521と排気ダクト522Aまたは排気ダクト522Bとは、排出先切替部520を介して接続している。排気ダクト522Aの一端は車外に接続しており、他端は排出先切替部520に接続している。排気ダクト522Bの一端は車内に接続しており、他端は排出先切替部520に接続している。さらに、排出先切替部520には、上記のとおり、第3供給ダクト512Cの他端が接続している。
排出先切替部520もまた、システム制御部530によって制御されている。排出先切替部520は、排気ダクト522A、排気ダクト522Bおよび第3供給ダクト512Cとの接続部を開閉して、温度調和ユニット100Xからの気体の排出先を切り替える。システム制御部530は、温度調和ユニット100Xからの気体の排出先を切り替えるとともに、排出ダクト521に排出される気体の流量を制御してもよい。
排出される気体の温度は、通常、吸気される気体の温度よりも高い。そのため、車内(特に、居住空間内)の温度が低い場合、排出先切替部520は、排気ダクト522Bとの接続部を開放することが好ましい。これにより、暖かい気体が車内に排出されて、車内を暖めることができる。一方、車内の温度が十分に高い場合、排出先切替部520は、排気ダクト522Aとの接続部を開放し、車外に排気する。
以上のように、本実施の形態の第1の温度調和システム500は、温度調和ユニット100Xと、第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口122に接続する吸気ダクト511と、吸気ダクト511に気体を供給する第1供給ダクト512A、第2供給ダクト512B、第3供給ダクト512Cに相当する複数の供給ダクトと、複数の供給ダクトの中から1以上を選択して、吸気ダクト511に気体を供給するシステム制御部530と、を備える。
このように、第1の温度調和システム500は、車外および車内、さらには温度調和ユニット100Xから排出される気体の温度に応じて、被温度調和体50に供給する気体の供給元、および被温度調和体50から排出される気体の排出先を切り替えることができる。すなわち、第1の温度調和システム500によれば、気体を車外あるいは車内から取り込む、あるいは、気体を車内に排出する。これにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体50を適温に調整することができる。また、気体を、車外あるいは車内の閉じられた空間(閉空間)内から取り込む、あるいは、気体を車外あるいは車内の閉空間に排出することにより、気体の吸気量と排出量とを均等にして、車内の気圧変化を抑制することができる。
(第2の温度調和システム)
ハイブリッド車には、複数の温度調和ユニット100Xが配置される場合もある。この場合、エネルギーの有効活用の観点から、温度調和ユニット100Xの風路を互いに接続し、気体を循環させるシステムにしてもよい。これにより、気体の吸気量と排出量とは均等になり易く、車内の気圧変化が抑制される。
複数の温度調和ユニット間で気体を循環させる第2の温度調和システム600は、例えば、図11に示すように、第1の温度調和ユニット100XAと、第2の温度調和ユニット100XBと、吸気ダクト611と、排気ダクト612と、吸気ダクト621と、排気ダクト622と、循環制御部630と、を備える。吸気ダクト611は、第1の温度調和ユニット100XAが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口に接続する。排気ダクト612は、第1の温度調和ユニット100XAの排出口から気体を排出する。吸気ダクト621は、第2の温度調和ユニット100XBが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口に接続する。排気ダクト622は、第2の温度調和ユニット100XBの排出口から気体を排出する。循環制御部630は、排気ダクト612および排気ダクト622の中から、吸気ダクト611および吸気ダクト621の少なくとも一方に接続させる排気ダクトを決定する。
吸気ダクト611、吸気ダクト621、排気ダクト612、および排気ダクト622は、循環切替部640を介して相互に接続している。すなわち、吸気ダクト611の一端は、第1の温度調和ユニット100XAの吸気口に接続し、他端は、循環切替部640に接続している。排気ダクト612の一端は、第1の温度調和ユニット100XAの排出口に接続し、他端は、循環切替部640に接続している。吸気ダクト621の一端は、第2の温度調和ユニット100XBの吸気口に接続し、他端は、循環切替部640に接続している。排気ダクト622の一端は、第2の温度調和ユニット100XBの排出口に接続し、他端は、循環切替部640に接続している。循環切替部640には、さらに、ダクト650の一端が接続していてもよい。ダクト650の他端は、例えば、車外あるいは車内に接続している。ダクト650は、必要に応じて、車外あるいは車内から気体を取り込む、あるいは、車外あるいは車内に気体を排出する。
循環切替部640は循環制御部630によって制御されている。循環制御部630は、排気ダクト612および排気ダクト622の中から、吸気ダクト611および吸気ダクト621の少なくとも一方に接続させる排気ダクトを決定する。循環切替部640は、この決定に基づいて、吸気ダクト611、吸気ダクト621、排気ダクト612、および排気ダクト622との接続部を開閉して、第1の温度調和ユニット100XAおよび第2の温度調和ユニット100XBへの気体の供給元あるいは気体の排出先を切り替える。循環制御部630は、さらに各ダクトに流れる気体の流量を制御してもよい。各温度調和ユニットが備える各吸排気機への気体の供給量は、送風制御部40によって制御される。循環制御部630は、さらに、送風制御部40を制御してもよい。
以上のように、本実施の形態の第2の温度調和システム600は、第1の温度調和ユニット100XAと、第2の温度調和ユニット100XBと、第1の温度調和ユニット100XAが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口122に接続する吸気ダクト611に相当する第1吸気ダクトと、第1の温度調和ユニット100XAの排出口30bから気体を排出する排気ダクト612に相当する第1排気ダクトと、第2の温度調和ユニット100XBが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口122に接続する吸気ダクト621に相当する第2吸気ダクトと、第2の温度調和ユニット100XBの排出口30bから気体を排出する排気ダクト622に相当する第2排気ダクトと、第1排気ダクトおよび第2排気ダクトの中から1以上を選択して、第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトの少なくとも一方に気体を供給する循環制御部630と、を備える。
第2の温度調和システム600によれば、複数の温度調和ユニット間で気体を循環させることにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体50を適温に調整することができる。このようなシステムは、第1の温度調和ユニット100XAあるいは第2の温度調和ユニット100XBから排出される気体の温度が、被温度調和体50を冷却あるいは加熱するのに適した温度である場合に有用である。なお、図示例では、第2の温度調和システム600が2つの温度調和ユニット100XAおよび100XBを備える場合を示したが、これに限定されない。例えば、第2の温度調和システム600は、1つの温度調和ユニット100XAあるいは100XBと、これ以外の温度調和ユニット(例えば、吸排気機を1つ備える温度調和ユニット)とを備えていてもよい。また、第2の温度調和システム600が具備する温度調和ユニットの数は3以上であってもよく、少なくとも2つの温度調和ユニット間で、気体を循環させればよい。さらに、図示例では、温度調和ユニット100XAおよび100XBがいずれも2つの吸排気機10Aおよび20Aを備える場合を示したが、これに限定されない。例えば、温度調和ユニット100XAおよび100XBは、3以上の吸排気機を備えていてもよい。温度調和ユニット100XAおよび100XBに配置される吸排気機は、同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。後述する第3の温度調和システムについても同様である。
(第3の温度調和システム)
複数の温度調和ユニット100Xが配置される場合、各温度調和ユニット100Xを並列に接続し、各温度調和ユニット100Xに吸気される気体の量を一括して制御してもよい。これにより、エネルギーを有効に活用することができる。
複数の温度調和ユニット100Xを並列に接続する第3の温度調和システム700は、例えば、図12に示すように、第1の温度調和ユニット100XAと、第2の温度調和ユニット100XBと、吸気ダクト711と、吸気ダクト721と、吸気接続ダクト710と、流量制御部730と、を備える。吸気ダクト711は、第1の温度調和ユニット100XAが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口に接続する。吸気ダクト721は、第2の温度調和ユニット100XBが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口に接続する。吸気接続ダクト710は、分岐して、吸気ダクト711および吸気ダクト721に接続する。流量制御部730は、吸気ダクト711および吸気ダクト721における気体の流量を制御する。
吸気接続ダクト710と、吸気ダクト711および吸気ダクト721とは、供給量調整部740を介して接続している。吸気接続ダクト710は、例えば、車外または車内に接続している。供給量調整部740は、流量制御部730によって制御されている。供給量調整部740は、吸気ダクト711および吸気ダクト721との接続部を開閉して、第1の温度調和ユニット100XAおよび第2の温度調和ユニット100XBへの気体の供給量をそれぞれ調整する。各温度調和ユニットが備える第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aへの気体の供給量は、送風制御部40によって制御される。流量制御部730は、さらに、送風制御部40を制御してもよい。
第3の温度調和システム700は、さらに、排気ダクト712と、排気ダクト722と、排気接続ダクト720と、を備えていてもよい。排気ダクト712は、第1の温度調和ユニット100XAの排出口に接続する。排気ダクト722は、第2の温度調和ユニット100XBの排出口に接続する。排気接続ダクト720は、排気ダクト712および排気ダクト722と接続する。
排気接続ダクト720と、排気ダクト712および排気ダクト722とは、排出量調整部750を介して接続している。排気接続ダクト720は、例えば、車外あるいは車内に接続している。排出量調整部750は、流量制御部730によって制御されている。排出量調整部750は、排気ダクト712および排気ダクト722との接続部を開閉して、第1の温度調和ユニット100XAおよび第2の温度調和ユニット100XBからの気体の排出量をそれぞれ調整する。
以上のように、本実施の形態の第3の温度調和システム700は、第1の温度調和ユニット100XAと、第2の温度調和ユニット100XBと、第1の温度調和ユニット100XAが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口122に接続する吸気ダクト711に相当する第1吸気ダクトと、第2の温度調和ユニット100XBが具備する第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの吸気口122に接続する吸気ダクト721に相当する第2吸気ダクトと、分岐して、第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトに接続する吸気接続ダクト710に相当する接続ダクトと、第1吸気ダクトおよび第2吸気ダクトにおける気体の流量を制御する流量制御部730と、を備える。
第3の温度調和システム700によれば、複数の温度調和ユニット(図12では、第1の温度調和ユニット100XAおよび第2の温度調和ユニット100XB)に吸気される気体の量を一括して制御することにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体50を適温に調整することができる。
(車両)
温度調和ユニット100X、温度調和システム500、温度調和システム600、または温度調和システム700は、例えば、ハイブリッド車等の車両に搭載される。
図13Aは、第1の実施の形態の車両800Aを示す模式図である。車両800Aは、動力源810と、駆動輪820と、走行制御部830と、温度調和ユニット100Xと、を備える。動力源810は、駆動輪820に動力を供給する。走行制御部830は、動力源810を制御する。
図13Bは、第1の実施の形態の別の車両800Bを示す模式図である。車両800Bは、動力源810と、駆動輪820と、走行制御部830と、温度調和システム500、600、または700と、を備える。車両800Aおよび車両800Bは、騒音が抑制された状態で二次電池等を適温で作動させることができるため、居住性に優れるとともに、高い性能を発揮する。
以上のように、本実施の形態の車両800Aは、温度調和ユニット100Xを搭載してもよい。
また、車両800Bは、温度調和システム500を搭載してもよい。
また、車両800Bは、温度調和システム600を搭載してもよい。
また、車両800Bは、温度調和システム700を搭載してもよい。
(第2の実施の形態)
本実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、用いる複数の吸排気機に配置される各動翼の枚数Nを同じにするとともに、少なくとも1つの吸排気機(第1の吸排気機)のインペラが、他の吸排気機(第2の吸排気機)のインペラとは異なる回転数rで回転することである。これら以外の、温度調和ユニット、温度調和システム、および車両は、第1の実施の形態と同様である。インペラの回転数rを変えることにより、第1の吸排気機から発生されるBPFノイズの上記周波数Fb1と、第2の吸排気機から発生されるBPFノイズの上記周波数Fb2とが一致しなくなる。これにより、BPFノイズのピークが分散されて、温度調和ユニットから発生する騒音が抑制される。
回転数rを変えると、得られる風量も変わる。冷却効率および制御の容易さを考慮すると、一つの温度調和システムに配置される複数の吸排気機の風量は、同程度であることが好ましい。回転数rを変えながら風量を同程度とするため、本実施の形態では、第1の吸排気機のインペラディスクをシャフトの軸方向からみたときの最大径L1と、第2の吸排気機のインペラディスクの最大径L2とを変える。小さいインペラディスクを備えるインペラの回転数を他方よりも多くすることにより、風量は同程度に調整される。
本実施の形態の吸排気機を、図14Aおよび図14Bを参照しながら説明する。図14Aは、第2の実施の形態の第1の吸排気機10Bを示す断面図である。図14Bは、第2の実施の形態の第2の吸排気機20Bを示す断面図である。第1の吸排気機10Bと第2の吸排気機20Bとは、インペラディスク111Bをシャフトの軸方向からみたときの最大径が異なる以外、同様の構成を備えていてもよい。すなわち、第1の吸排気機10Bの第1動翼112Bと、第2の吸排気機20Bの第2動翼212Bとは、同じ枚数を有する。第1の吸排気機10Bおよび第2の吸排気機20Bのファンケース120の外径も同じである。第1の吸排気機10Bおよび第2の吸排気機20Bの構成はこれに限定されず、配置される動翼の枚数は異なっていてもよいし、ファンケース120の外径は異なっていてもよい。図14Aおよび図14Bでは、第1の吸排気機10Bおよび第2の吸排気機20Bは、第1の吸排気機10Aと同様の構成を備えるが、これに限定されるものではない。なお、図14Aおよび図14Bでは、最大径L1>最大径L2の場合を示している。
最大径L1と最大径L2との比であるL1/L2は、特に限定されず、所望の風量と吸排気機の回転数等を考慮して、適宜決定すればよい。L1>L2の場合、L1/L2は、例えば、1より大きく、1.7以下であり、好ましくは、1より大きく、1.4以下である。この場合、第1の吸排気機10Bと第2の吸排気機20Bとで、回転駆動源の動作点を大きく変えなくてもよい。このため、第1の吸排気機10Bおよび第2の吸排気機20Bに、同種の回転駆動源132を使用することができる。動作点とは、回転駆動源の電流に対する回転数を示す速度特性曲線と、電流に対するトルクを示すトルク特性曲線との交点である。
以上のように、本実施の形態の温度調和ユニット100Xは、第1の吸排気機10Aのインペラディスク111Aをシャフト131の軸方向からみたときの最大径L1と、第2の吸排気機20Aのインペラディスク211をシャフト131の軸方向からみたときの最大径L2とが異なる。これにより、BPFノイズのピークが分散されて、温度調和ユニットから発生する騒音が抑制される。
(第3の実施の形態)
本実施の形態は、第1の吸排気機が、さらに、側壁と動翼との間に配置される複数の静翼を備えること以外、第1の実施の形態または第2の実施の形態の温度調和ユニット、温度調和システム、および車両と同様である。
本実施の形態を、図15および16を参照しながら説明する。図15は、第3の実施の形態の第1の吸排気機10Aを示す断面斜視図である。図16は、第3の実施の形態のインペラ110Aおよび静翼141を示す斜視図である。なお、図15および図16では、第1の吸排気機10Aが静翼141を備える場合を例示しているが、これに限定されない。第1の吸排気機10Aに替えて、第1の吸排気機10Bが静翼141を備えていてもよいし、第2の吸排気機20Aあるいは20Bが静翼141を備えていてもよいし、第1の吸排気機10Aあるいは10B、および、第2の吸排気機20Aあるいは20Bのいずれもが静翼141を備えていてもよい。静翼141を配置することにより、インペラ110Aから流出した風は減速し、吸排気機から送風される風の圧力が高まる。
複数の静翼141は、ディフューザリング142(図16を参照)の吸気口122側の主面から、例えば等間隔に立設した状態で、側壁121と第1動翼112Aとの間に配置される。複数の静翼141は、さらに、側壁121の内側に接合されてもよい。ディフューザリング142は、リング状の板材であって、インペラディスク111Aの最大径L1よりも大きな内径を有している。
ここで、静翼141を配置する場合、静翼141の間で生じる圧力差または乱流等に起因して、BPFノイズが発生し得る。第1の吸排気機10Aが静翼141を備える場合、BPFノイズのエネルギーをさらに分散させる。このため、第1の吸排気機10Aの動翼112Aの枚数N1と、第1の吸排気機10Aの静翼141の枚数Nd1とは、関係式3および関係式4を満たすことが好ましい。
関係式3: N1≠Nd1×n3(ただし、n3は1以上の整数)
関係式4: N1≠Nd1/n4(ただし、n4は2以上の整数)
静翼141の枚数Nd1は、関係式3および関係式4を満たす限り特に限定されず、吸排気機の大きさまたは所望の風量等を考慮して、適宜設定すればよい。静翼141の枚数Nd1は、例えば5〜30枚であり、好ましくは8〜15枚である。なかでも、整流効果の観点から、枚数Nd1は枚数N1よりも多いことが好ましい。静翼141の枚数Nd1が第1動翼112Aの枚数以下であると、隣接する静翼141同士の間が、これより内側にある第1動翼112A同士の間よりも広くなるため、整流効果が低下し易い。一方、静翼141が過剰に多いと、気体の側壁121による摩擦損失が増加する。枚数N1と枚数Nd1との差も特に限定されず、1以上であればよい。枚数N1と枚数Nd1との差は、例えば、1以上、5以下である。なお、静翼141に起因するBPFノイズのうち、エネルギーがピークとなるときの周波数Fdは、式1に、動翼の枚数Nに替えて、静翼141の枚数Ndを代入することにより算出される。
第2の吸排気機20Aが静翼141を備える場合も同様に、第2の吸排気機20Aの動翼212Aの枚数N2と、第2の吸排気機20Aの静翼の枚数Nd2とは、関係式5および関係式6を満たすことが好ましい。
関係式5: N2≠Nd2×n5(ただし、n5は1以上の整数)
関係式6: N2≠Nd2/n6(ただし、n6は2以上の整数)
静翼141の配置は特に限定されず、インペラディスク111Aの最大径または第1動翼112Aの配置等に応じて、適宜設定すればよい。なかでも、インペラ110Aから流出した風が効率よく減速される点で、静翼141は、その主面が、第1動翼112Aにより生じる気流C(図5を参照)に沿うように、配置されることが好ましい。言い換えれば、静翼141は、回転方向Dに向かって開くような角度で配置されることが好ましい。この場合、静翼141の大きさも特に限定されず、静翼141同士の間から、所望の風量および圧力で送風されるように適宜設定すればよい。
以上のように、本実施の形態の第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20Aの少なくとも一方が、さらに、ファンケース120の側壁121と第1動翼112Aに相当する動翼との間に配置される複数の静翼141を備えてもよい。
また、第1の吸排気機10Aが、複数の静翼141を備えており、第1の吸排気機10Aの第1動翼112Aに相当する複数の動翼の枚数N1と、第1の吸排気機10Aの複数の静翼141の枚数Nd1とが、
N1≠Nd1×n3(ただし、n3は1以上の整数)、および、
N1≠Nd1/n4(ただし、n4は2以上の整数)
の関係を満たすことが好ましい。
また、第2の吸排気機20Aが、複数の静翼141を備えており、第2の吸排気機20Aの第1動翼112Aに相当する複数の動翼の枚数N2と、第2の吸排気機20Aの複数の静翼141の枚数Nd2とが、
N2≠Nd2×n5(ただし、n5は1以上の整数)、および、
N2≠Nd2/n6(ただし、n6は2以上の整数)
の関係を満たすことが好ましい。
(第4の実施の形態)
本実施の形態の温度調和ユニット100Yは、第1および第2の吸排気機の吸気口122が排出口30bに対向するように取り付けられていること以外、第1の実施の形態、第2の実施の形態あるいは第3の実施の形態の温度調和ユニット、温度調和システムおよび車両と同様である。ただし、温度調和システムにおける吸気ダクトおよび排気ダクト等は、適宜入れ替えて、温度調和ユニット100Yに接続させる。これにより、筐体30の内部の気体が、各吸排気機を介して排出される。すなわち、本実施の形態では、各吸排気機は排出デバイスとして機能する。
以下、本実施の形態の温度調和ユニット100Yについて、図17Aおよび17Bを参照しながら具体的に説明する。図17Aは、第4の実施の形態の温度調和ユニット100Yを模式的に示す斜視図である。図17Bは、図17Aに示す温度調和ユニット100Yの17B−17B面における断面図である。なお、図17Aにおいて、各吸排気機の内部構造を省略している。第1の吸排気機10Cおよび第2の吸排気機20Cは、それぞれ第1の吸排気機10Aおよび第2の吸排気機20A、あるいは、それぞれ第1の吸排気機10Bおよび第2の吸排気機20B、と同様の構成を備える。なお、温度調和ユニット100Yの構成は、これに限定されるものではない。
被温度調和体50は、上記と同様に、例えば、筐体30の内部を、取入口30aを備える吸気側チャンバ31と排出口30bを備える排気側チャンバ32とに区切るように配置される。排気側チャンバ32内の気体が、第1の吸排気機10Cおよび第2の吸排気機20Cによって排出口30bから強制的に排出されると、排気側チャンバ32の内圧が小さくなる。そのため、取入口30aから外部の気体が積極的に取り込まれて、吸気側チャンバ31内に拡散した後、被温度調和体50内部の隙間あるいは被温度調和体50と筐体30との間を通過して、やがて排気側チャンバ32に流入する。その際、被温度調和体50は、冷却あるいは加温される。このときの気体の流れの一例を、白抜き矢印で示す。
吸気側チャンバ31の容積と排気側チャンバ32の容積とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。なかでも、上記と同様、吸気側チャンバ31の容積は、排気側チャンバ32の容積よりも大きい方が好ましい。被温度調和体50の全体が効率的に冷却あるいは加温されるためである。
(第5の実施の形態)
本実施の形態の温度調和ユニットは、第3の吸排気機と、第4の吸排気機と、被温度調和体を収容する筐体と、を備える。第3の吸排気機と第4の吸排気機とは、動翼の枚数が互いに異なっている。
以下、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xを図18A〜図22を参照しながら具体的に説明する。図18Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xを模式的に示す斜視図である。図18Bは、図18Aに示す温度調和ユニットの18B−18B面における断面図である。図19Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aを示す斜視図である。図19Bは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aを示す縦断面図である。図20Aは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aに配置されるインペラ160Aを示す斜視図である。図20Bは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aに配置される第3動翼162Aの上面図である。図20Cは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第4の吸排気機70Aに配置されるインペラ260Aを示す斜視図である。図20Dは、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第4の吸排気機70Aに配置される第4動翼262Aの上面図である。図20Bおよび図20Dでは、シュラウド163A、263Aを省略するとともに、インペラディスク161A、261Aを破線で示している。図21は、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aが発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。図22は、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aを吸気口172側からみた断面図である。図中、同じ機能を有する部材には同じ符号を付している。
(温度調和ユニット)
温度調和ユニット150Xは、図18Aおよび図18Bに示すように、第3の吸排気機60Aと、第4の吸排気機70Aと、筐体80と、を備える。筐体80には、被温度調和体99が収容されている。筐体80には、外部の気体を取り入れる少なくとも1つの取入口80a、および、筐体80内の気体を排出する少なくとも1つの排出口80bが、設けられている。
第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aは、それぞれの送風口173が取入口80aに対向するように取り付けられている。すなわち、本実施の形態では、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aは送風デバイスとして機能する。取入口80aは、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aを介して、外部空間、後述する排気ダクトあるいは吸気ダクトに連通している。排出口80bもまた、外部空間、後述する排気ダクトあるいは吸気ダクトに連通している。これにより、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aを介して筐体80の内部に気体が流入する。
被温度調和体99は、筐体80の内部を、取入口80aを備える吸気側チャンバ81と排出口80bを備える排気側チャンバ82とに区切るように配置される。第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aによって取入口80aから強制的に送り込まれた気体は、吸気側チャンバ81内に拡散した後、被温度調和体99内部の隙間、あるいは被温度調和体99と筐体80との間を通過して、やがて排気側チャンバ82に流入する。その際、被温度調和体99は、冷却あるいは加温される。排気側チャンバ82に流入した気体は、排出口80bから外部空間へ排出される。このときの気体の流れの一例を、白抜き矢印で示す。
図18Bに示すように、吸気側チャンバ81の容積と排気側チャンバ82の容積とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。なかでも、吸気側チャンバ81の容積は、排気側チャンバ82の容積よりも大きい方が好ましい。吸気側チャンバ81の内圧は、通常、排気側チャンバ82の内圧よりも大きい。吸気側チャンバ81の容積をより大きくすることにより、吸気側チャンバ81内の圧力抵抗が小さくなって、吸気側チャンバ81内の圧力分布が一様になる。その結果、気体は被温度調和体99の全体に偏りなく行き渡って、被温度調和体99の全体が効率的に冷却あるいは加温される。
温度調和ユニット150Xは、排出口80bの個数が1であってもよいし、2以上であってもよい。温度調和ユニット150Xに配置される吸排気機の個数も、2以上であれば特に限定されない。被温度調和体99の配置も特に限定されず、用途または被温度調和体99の種類等に応じて、適宜設定すればよい。
(吸排気機)
第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの構成について、第3の吸排気機60Aを例に挙げて説明する。第3の吸排気機60Aと第4の吸排気機70Aとは、動翼の枚数が異なる以外、同様の構成を有してもよいし、動翼の枚数以外の構成(例えば、インペラディスクの大きさ)が異なっていてもよい。温度調和ユニット150Xから気体を排出する排気口(図示せず)の個数は、特に限定されず、1であってもよいし、2以上であってもよい。
(吸排気機)
第3の吸排気機60Aは、図19Aおよび図19Bに示すように、インペラ160Aとファンケース170と回転駆動装置180とを備える。インペラ160Aは、インペラディスク161Aと複数の第3動翼162Aとを備える。ファンケース170は、側壁171と吸気口172と送風口173とを備える。回転駆動装置180は、シャフト181と、シャフト181を回転させる回転駆動源182と、を備える。
(インペラ)
インペラ160Aは、インペラディスク161Aと、複数の第3動翼162Aと、を備える。インペラ160Aは、さらにシュラウド163Aを備えていてもよい。
(インペラディスク)
インペラディスク161Aは、シャフト181と交差する方向に延伸する面を有しており、実質的に円形である。インペラディスク161Aの一方の主面からは、複数の第3動翼162Aが立設している。インペラディスク161Aの中心部161AC(図20Bを参照)の一部は開口している。この開口にシャフト181を挿入することにより、インペラディスク161Aとシャフト181とは係合される。回転駆動源182が回転駆動することによりインペラ160Aは回転する。
(シュラウド)
シュラウド163Aはリング状の板材からなり、第3動翼162Aを介してインペラディスク161Aに対向するように配置される。インペラ160Aをシャフト181の軸方向からみたとき、インペラディスク161Aの外周縁とシュラウド163Aの外周縁とは、ほぼ一致している。このとき、インペラディスク161Aの外周部161AP(図20Bを参照)の一部は、シュラウド163Aにより覆われる。第3動翼162Aの一部はシュラウド163Aに接合している。インペラ160Aの内部に取り込まれた気体は、第3動翼162Aに沿うように流れた後、インペラディスク161Aの外周縁から流出して側壁171に衝突し、送風口173へと導かれる。このとき、シュラウド163Aは、インペラディスク161Aの外周縁から流出する気体が、吸気口172から流出するのを抑制する。また、シュラウド163Aは、隣接する2枚の第3動翼162Aにより構成される翼間流路内から流出する気体が、これに隣接する翼間流路内に入り込むのを抑制する。シュラウド163Aは、気流の乱れが抑制されるために、吸気口172に向かって狭まり、なだらかな曲面を備える漏斗状あるいはテーパー状であることが好ましい。
(動翼)
複数の第3動翼162Aは、インペラディスク161Aから立設している。第3動翼162Aは、図20Bに示すように、インペラディスク161Aの中心部161ACから外周部161APに向かって、シャフト181の回転方向Dとは反対側に突出する円弧状に延伸している。
図20Cおよび図20Dに示すように、第4の吸排気機70Aに配置される複数の第4動翼262Aもまた、インペラディスク261Aの中心部261ACから外周部261APに向かって、シャフト181の回転方向Dとは反対側に突出する円弧状に延伸している。第4の吸排気機70Aが備えるインペラ160Aと同様の構成を有している。インペラ260Aは、さらにシュラウド263Aを備えていてもよい。
このとき、第3動翼162Aの枚数N3と第4動翼262Aの枚数N4とは、関係式7および関係式8を満たす。
関係式7: N3≠N4×n3(ただし、n3は1以上の整数)
関係式8: N3≠N4/n4(ただし、n4は2以上の整数)
つまり、第3動翼162Aの枚数N3と第4動翼262Aの枚数N4とは異なっており、かつ、枚数N3は、枚数N4の整数倍でもなく、枚数N4を整数で除した値でもない。そのため、第3の吸排気機60Aから発生されるBPFノイズの周波数Fb3と、第4の吸排気機70Aから発生されるBPFノイズの周波数Fb4とは、整数mにかかわらず一致しない。これにより、BPFノイズのエネルギーが分散されて、温度調和ユニット150Xから発生する騒音が抑制される。
図21は、第5の実施の形態の温度調和ユニット150Xの第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aが発生するBPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示すグラフである。回転次数とは、計測された周波数Fを、吸排気機の回転周波数(r/60)で除したものである。一般的に、回転次数が動翼の枚数Nの倍数であるとき、BPFノイズのエネルギーは大きくなる。図21の破線は、第3の吸排気機60Aと第4の吸排気機70Aとを備える実施例の温度調和ユニット150XのBPFノイズのエネルギーを示す。図21の実線は、第3の吸排気機60Aを2台備える比較例の温度調和ユニットのBPFノイズのエネルギーを示す。実施例におけるBPFノイズのエネルギーのピークは分散されており、BPFノイズが抑制されていることがわかる。温度調和ユニットのオーバーオール値(各温度調和ユニットから発生する音の全周波数におけるエネルギーの総和)を比較すると、実施例では比較例よりも約2%低減されていた。なお、図21は、第3の吸排気機60Aが43枚の第3動翼162Aを備え、第4の吸排気機70Aが37枚の第4動翼262Aを備える場合の、BPFノイズのエネルギーと回転次数との関係を示しているが、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの動翼の枚数を変えた場合であっても、同様の傾向がみられる。
第3動翼162Aの枚数N3および第4動翼262Aの枚数N4は特に限定されない。第3動翼162Aの枚数N3および第4動翼262Aの枚数N4は、インペラ160Aおよび260Aの大きさ、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの風量および圧力等を考慮して適宜設定すればよい。第3動翼の枚数N3は、例えば、25〜50枚であり、第4動翼262Aの枚数N4は、例えば、30〜45枚である。枚数N3と枚数N4との差は、関係式7および関係式8を満たす限り特に限定されず、1以上であればよい。第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの風量および圧力等を考慮すると、枚数N3と枚数N4との差は、1以上、5以下であることが好ましい。
ここで、回転駆動装置180として電動機を用いる場合、電動機には固定子が配置される。固定子の極数は、通常、偶数である。そのため、第3動翼の枚数N3、および第4動翼262Aの枚数N4の少なくとも一方が偶数である場合、第3動翼162Aおよび第4動翼262Aが加振力となって回転駆動装置180および第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの振動がともに励起され、騒音が増大し得る。よって、この場合には、第3動翼162Aの枚数N3および第4動翼262Aの枚数N4はいずれも奇数であることが好ましい。極数とは、回転駆動装置180で生じる磁極の数である。また、固定子のスロット数と第3動翼の枚数N3および第4動翼262Aの枚数N4の少なくとも一方とが、一致するか、あるいは整数倍の関係である場合も、騒音が増大し得る。よって、第3動翼の枚数N3および第4動翼262Aの枚数N4は、スロット数と一致しないように、かつ、整数倍の関係を満たさないように、設定されることが好ましい。
図20に示すように、第3動翼162Aは、外周部161APの任意の地点を始点162Asおよび終点162Aeとして、中心部161ACから外周部161APに向かう方向に延伸している。このとき、第3動翼162Aは、シャフト181の回転方向Dとは反対側に突出する円弧を形成する。インペラディスク161Aの中心部161ACは、インペラディスク161Aの半径をrとするとき、インペラディスク161Aと同心の半径1/2×rの円であり、インペラディスク161Aの外周部161APは、中心部161ACを取り囲むドーナツ型の領域である。
気流の乱れを抑制する観点から、終点162Aeは、インペラディスク161Aの外周縁近傍に位置していることが好ましい。同様の観点から、第3動翼162Aのインペラディスク161Aの半径方向の長さは短い方が好ましい。例えば、始点162Asは、インペラディスク161Aと同心の半径2/3×rの円とインペラディスク161Aの外周縁とで囲まれた領域にあることが好ましい。
第3動翼162Aの形状は、凸部を有する限り、特に限定されない。例えば、インペラディスク161Aをシャフト181の軸方向から見たとき、第3動翼162Aの終点162Aeとインペラディスク161Aの中心Cとを結ぶ直線Leは、第3動翼162Aの始点162Asとインペラディスク161Aの中心Cとを結ぶ直線Lsよりも回転方向Dに進んだ位置にあってもよい。
(ファンケース)
ファンケース170は、インペラ160Aの周囲を取り囲む側壁171と、吸気口172と、筺体80の内部に連通する送風口173と、を備える。ファンケース170の形状は特に限定されない。なかでも、気体の圧力が高まる点で、図22に示すように、シャフト181から側壁171までの距離が回転方向Dに向かって大きくなるスクロール形状であることが好ましい。この場合、吸気口172から吸気される気体の流れは、シャフト181の軸方向に沿っており、送風口173から送風される気体Wの流れは、シャフト181の軸方向に交差する方向である。
インペラディスク、動翼、シュラウドおよび側壁の材質は、特に限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。材質としては、例えば、各種金属材料および樹脂材料、あるいはこれらの組み合わせが例示できる。
(回転駆動装置)
回転駆動装置180は、シャフト181と、シャフト181を回転させる回転駆動源182と、を備える。回転駆動源182によりシャフト181が回転駆動すると、インペラ160Aが回転し、吸気口172からファンケース170の内部に気体が取り込まれる。
回転駆動装置180は、例えば、電動機である。電動機とは、磁場と電流の相互作用による力(ローレンツ力)を利用して、回転運動を出力する電力機器である。電動機において、回転駆動源182は、回転子と、回転子を回転させるための力を発生する固定子(いずれも図示せず)と、を備える。回転子および固定子の形状および材質は、特に限定されず、電動機として公知のものを使用すればよい。電動機の出力は、特に限定されず、所望の風量および圧力等に応じて適宜設定すればよい。例えば、温度調和ユニット150Xがハイブリッド車に搭載される場合、電動機の出力は数十ワット程度である。
固定子には固定子巻線が巻かれる。固定子巻線に電流が流れると、固定子巻線の周囲に磁界が形成される。磁界によって回転子が回転する。固定子巻線の材質は、導電性を有する限り、特に限定されない。なかでも、低抵抗である点で、固定子巻線は、銅、銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金よりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
(送風制御部)
図23は、第5の実施の形態の第4の温度調和システム1500を説明するブロック図である。温度調和ユニット150Xは、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aを制御する送風制御部90(図23を参照)を備えてもよい。送風制御部90は、例えば、インペラ160Aおよび260Aの回転数、各吸排気機の吸気口に供給する気体の量等を制御する。
(被温度調和体)
被温度調和体99の構成は、第1の実施の形態の被温度調和体50と同じである。
(温度調和システム)
次に、温度調和システムについて説明する。
温度調和ユニット150Xには、複数のダクトが接続され、温度調和システムが構成される。以下、第5の実施の形態の温度調和システムを、図23〜図25を参照しながら、具体的に説明する。図23は、第5の実施の形態の第4の温度調和システム1500を説明するブロック図である。図24は、第5の実施の形態の第5の温度調和システム1600を説明するブロック図である。図25は、第5の実施の形態の第6の温度調和システム1700を説明するブロック図である。図中、同じ機能を有する部材には、同じ符号を付している。以下、温度調和システムが、ハイブリッド車に搭載される場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(第4の温度調和システム)
第4の温度調和システム1500は、例えば、図23に示すように、吸気ダクト1511と、複数の供給ダクトと、システム制御部1530と、を備える。吸気ダクト1511は、温度調和ユニット150Xが具備する第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの各吸気口に接続する。複数の供給ダクトは、吸気ダクト1511に気体を供給し、図23では、第4供給ダクト1512A、第5供給ダクト1512B、第6供給ダクト1512Cである。システム制御部1530は、温度調和ユニット150Xへの気体の供給元を制御する。
吸気ダクト1511と供給ダクト1512A〜1512Cとは、供給元切替部1510を介して接続している。第4供給ダクト1512Aの一端は車外に接続しており、他端は供給元切替部1510に接続している。第5供給ダクト1512Bの一端は車内に接続しており、他端は供給元切替部1510に接続している。第6供給ダクト1512Cの一端は、後述する排出先切替部1520に接続しており、他端は供給元切替部1510に接続している。なお、第6供給ダクト1512Cの一端は、温度調和ユニット150Xの排気口(図示せず)に直接、接続していてもよい。
供給元切替部1510は、システム制御部1530によって制御されている。供給元切替部1510は、供給ダクト1512A〜1512Cとの接続部を開閉して、温度調和ユニット150Xへの気体の供給元を切り替える。供給ダクト1512A〜1512Cのいずれかから供給された気体は、吸気ダクト1511を通って、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの吸気口から各インペラ内に取り込まれる。第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aへの気体の供給量は、送風制御部90によって制御される。システム制御部1530は、温度調和ユニット150Xへの気体の供給元を制御する。システム制御部1530は、吸気ダクト1511に供給される気体の流量を制御してもよい。システム制御部1530は、さらに、送風制御部90を制御してもよい。
車外の気温が被温度調和体99を冷却するのに適した温度(以下、冷却温度)である場合、供給元切替部1510は、車外の気体を温度調和ユニット150Xに供給するため、第4供給ダクト1512Aとの接続部を開放する。車内の気温が、冷却温度あるいは被温度調和体99を加熱するのに適した温度(以下、加熱温度)である場合、供給元切替部1510は、車内の気体を温度調和ユニット150Xに供給するため、第5供給ダクト1512Bとの接続部を開放する。温度調和ユニット150Xからの排気が冷却温度あるいは加熱温度である場合、供給元切替部1510と第6供給ダクト1512Cとの接続部を開放して、排気を温度調和ユニット150Xに供給してもよい。
第4の温度調和システム1500は、さらに、温度調和ユニット150Xの排気口に接続する排出ダクト1521と、車外に気体を排気する排気ダクト1522Aと、車内に気体を排出する排気ダクト1522Bと、を備える。排出ダクト1521と排気ダクト1522Aまたは排気ダクト1522Bとは、排出先切替部1520を介して接続している。排気ダクト1522Aの一端は車外に接続しており、他端は排出先切替部1520に接続している。排気ダクト1522Bの一端は車内に接続しており、他端は排出先切替部1520に接続している。さらに、排出先切替部1520には、上記のとおり、第6供給ダクト1512Cの他端が接続している。
排出先切替部1520もまた、システム制御部1530によって制御されている。排出先切替部1520は、排気ダクト1522A、排気ダクト1522Bおよび第6供給ダクト1512Cとの接続部を開閉して、温度調和ユニット150Xからの気体の排出先を切り替える。システム制御部1530は、温度調和ユニット150Xからの気体の排出先を切り替えるとともに、排出ダクト1521に排出される気体の流量を制御してもよい。
排出される気体の温度は、通常、吸気される気体の温度よりも高い。そのため、車内(特に、居住空間内)の温度が低い場合、排出先切替部1520は、排気ダクト1522Bとの接続部を開放することが好ましい。これにより、暖かい気体が車内に排出されて、車内を暖めることができる。一方、車内の温度が十分に高い場合、排出先切替部1520は、排気ダクト1522Aとの接続部を開放し、車外に排気する。
このように、第4の温度調和システム1500は、車外および車内、さらには温度調和ユニット150Xから排出される気体の温度に応じて、被温度調和体99に供給する気体の供給元および被温度調和体99から排出される気体の排出先を切り替えることができる。すなわち、第4の温度調和システム1500によれば、気体を車外あるいは車内から取り込む、あるいは、気体を車内に排出する。これにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体99を適温に調整することができる。また、気体を、車外あるいは車内の閉じられた空間(閉空間)内から取り込む、あるいは、気体を車外あるいは車内の閉空間に排出することにより、気体の吸気量と排出量とが均等にして、車内の気圧変化を抑制することができる。
(第5の温度調和システム)
ハイブリッド車には、複数の温度調和ユニット150Xが配置される場合もある。この場合、エネルギーの有効活用の観点から、温度調和ユニット150Xの風路を互いに接続し、気体を循環させるシステムにしてもよい。これにより、気体の吸気量と排出量とは均等になり易く、車内の気圧変化が抑制される。
複数の温度調和ユニット150X間で気体を循環させる第5の温度調和システム1600は、例えば、図24に示すように、第3の温度調和ユニット150XAと、第4の温度調和ユニット150XBと、吸気ダクト1611と、排気ダクト1612と、吸気ダクト1621と、排気ダクト1622と、循環制御部1630と、を備える。吸気ダクト1611は、第3の温度調和ユニット150XAが具備する第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの吸気口に接続する。排気ダクト1612は、第3の温度調和ユニット150XAの排気口から気体を排出する。吸気ダクト1621は、第4の温度調和ユニット150XBが具備する第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの吸気口に接続する。排気ダクト1622は、第4の温度調和ユニット150XBの排気口から気体を排出する。循環制御部1630は、排気ダクト1612および排気ダクト1622の中から、吸気ダクト1611および吸気ダクト1621の少なくとも一方に接続させる排気ダクトを決定する。
吸気ダクト1611、吸気ダクト1621、排気ダクト1612、および排気ダクト1622は、循環切替部1640を介して相互に接続している。すなわち、吸気ダクト1611の一端は、第1の温度調和ユニット150XAの吸気口に接続し、他端は、循環切替部1640に接続している。排気ダクト1612の一端は、第3の温度調和ユニット150XAの排気口に接続し、他端は、循環切替部1640に接続している。吸気ダクト1621の一端は、第4の温度調和ユニット150XBの吸気口に接続し、他端は、循環切替部1640に接続している。排気ダクト1622の一端は、第4の温度調和ユニット150XBの排気口に接続し、他端は、循環切替部1640に接続している。循環切替部1640には、さらに、ダクト1650の一端が接続していてもよい。ダクト1650の他端は、例えば、車外あるいは車内に接続している。ダクト1650は、必要に応じて、車外あるいは車内から気体を取り込む、あるいは、車外あるいは車内に気体を排出する。
循環切替部1640は循環制御部1630によって制御されている。循環制御部1630は、排気ダクト1612および排気ダクト1622の中から、吸気ダクト1611および吸気ダクト1621の少なくとも一方に接続させる排気ダクトを決定する。循環切替部1640は、この決定に基づいて、吸気ダクト1611、吸気ダクト1621、排気ダクト1612、および排気ダクト1622との接続部を開閉して、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBへの気体の供給元あるいは気体の排出先を切り替える。循環制御部1630は、さらに上記各ダクトに流れる気体の流量を制御してもよい。各温度調和ユニットが備える各吸排気機への気体の供給量は、送風制御部90によって制御される。循環制御部1630は、さらに、送風制御部90を制御してもよい。
第5の温度調和システム1600によれば、複数の温度調和ユニット間で気体を循環させることにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体99を適温に調整することができる。このようなシステムは、第3の温度調和ユニット150XAあるいは第4の温度調和ユニット150XBから排出される気体の温度が、被温度調和体99を冷却あるいは加熱するのに適した温度である場合に有用である。なお、図示例では、第5の温度調和システム1600が2つの温度調和ユニット150XAおよび150XBを備える場合を示したが、これに限定されない。例えば、第5の温度調和システム1600は、1つの温度調和ユニット150XAあるいは150XBと、これ以外の温度調和ユニット(例えば、吸排気機を1つ備える温度調和ユニット)とを備えていてもよい。また、第5の温度調和システム1600が具備する温度調和ユニットの数は3以上であってもよく、少なくとも2つの温度調和ユニット間で、気体を循環させればよい。さらに、図示例では、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBがいずれも2つの吸排気機60Aおよび70Aを備える場合を示したが、これに限定されない。例えば、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBは、3以上の吸排気機を備えていてもよい。第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBに配置される吸排気機は、同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。後述する第6の温度調和システムについても同様である。
(第6の温度調和システム)
複数の温度調和ユニット150Xが配置される場合、各温度調和ユニット150Xを並列に接続し、各温度調和ユニット150Xに吸気される気体の量を一括して制御してもよい。これにより、エネルギーを有効に活用することができる。
複数の温度調和ユニット150Xを並列に接続する第6の温度調和システム1700は、例えば、図25に示すように、第3の温度調和ユニット150XAと、第4の温度調和ユニット150XBと、吸気ダクト1711と、吸気ダクト1721と、吸気接続ダクト1710と、流量制御部1730と、を備える。吸気ダクト1711は、第3の温度調和ユニット150XAが具備する第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの吸気口に接続する。吸気ダクト1721は、第2の温度調和ユニット150XBが具備する第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aの吸気口に接続する。吸気接続ダクト1710は、分岐して、吸気ダクト1711および吸気ダクト1721に接続する。流量制御部1730は、吸気ダクト1711および吸気ダクト1721における気体の流量を制御する。
吸気接続ダクト1710と、吸気ダクト1711および吸気ダクト1721とは、供給量調整部1740を介して接続している。吸気接続ダクト1710は、例えば、車外または車内に接続している。供給量調整部1740は、流量制御部1730によって制御されている。供給量調整部1740は、吸気ダクト1711および吸気ダクト1721との接続部を開閉して、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBへの気体の供給量をそれぞれ調整する。各温度調和ユニットが備える第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70Aへの気体の供給量は、送風制御部90によって制御される。流量制御部1730は、さらに、送風制御部90を制御してもよい。
第6の温度調和システム1700は、さらに、排気ダクト1712と、排気ダクト1722と、排気接続ダクト1720と、を備えていてもよい。排気ダクト1712は、第3の温度調和ユニット150XAの排気口に接続する。排気ダクト1722は、第4の温度調和ユニット150XBの排気口に接続する。排気接続ダクト1720は、排気ダクト1712および排気ダクト1722と接続する。
排気接続ダクト1720と、排気ダクト1712および排気ダクト1722とは、排出量調整部1750を介して接続している。排気接続ダクト1720は、例えば、車外あるいは車内に接続している。排出量調整部1750は、流量制御部1730によって制御されている。排出量調整部1750は、排気ダクト1712および排気ダクト1722との接続部を開閉して、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XBからの気体の排出量をそれぞれ調整する。
第6の温度調和システム1700によれば、複数の温度調和ユニット(図25では、第3の温度調和ユニット150XAおよび第4の温度調和ユニット150XB)に吸気される気体の量を一括して制御することにより、エネルギーを有効に活用しながら、被温度調和体99を適温に調整することができる。
(車両)
温度調和ユニット150X、温度調和システム1500、温度調和システム1600、または温度調和システム1700は、例えば、ハイブリッド車等の車両に搭載される。
図26Aは、第5の実施の形態の車両1800Aを示す模式図である。車両1800Aは、動力源1810と、駆動輪1820と、走行制御部1830と、温度調和ユニット150Xと、を備える。動力源1810は、駆動輪1820に動力を供給する。走行制御部1830は、動力源1810を制御する。
図26Bは、第5の実施の形態の別の車両1800Bを示す模式図である。車両1800Bは、動力源1810と、駆動輪1820と、走行制御部1830と、温度調和システム1500、1600、または1700と、を備える。車両1800Aおよび車両1800Bは、騒音が抑制された状態で二次電池等を適温で作動させることができるため、居住性に優れるとともに、高い性能を発揮する。
(第6の実施の形態)
本実施の形態が第5の実施の形態と異なるのは、用いる複数の吸排気機に配置される各動翼の枚数Nを同じにするとともに、少なくとも1つの吸排気機(第3の吸排気機)のインペラが、他の吸排気機(第4の吸排気機)のインペラとは異なる回転数rで回転することである。これら以外の、温度調和ユニット、温度調和システム、および車両は、第5の実施の形態と同様である。インペラの回転数rを変えることにより、第3の吸排気機から発生されるBPFノイズの上記周波数Fb3と、第4の吸排気機から発生されるBPFノイズの上記周波数Fb4とが一致しなくなる。これにより、BPFノイズのピークが分散されて、温度調和ユニットから発生する騒音が抑制される。
回転数rを変えると、得られる風量も変わる。冷却効率および制御の容易さを考慮すると、一つの温度調和システムに配置される複数の吸排気機の風量は、同程度であることが好ましい。回転数rを変えながら風量を同程度とするため、本実施の形態では、第3の吸排気機のインペラディスクをシャフトの軸方向からみたときの最大径L3と、第4の吸排気機のインペラディスクの最大径L4とを変える。小さいインペラディスクを備えるインペラの回転数を他方よりも多くすることにより、風量は同程度に調整される。
本実施の形態の吸排気機を、図27Aおよび図27Bを参照しながら説明する。図27Aは、第6の実施の形態の第3の吸排気機60Bを示す縦断面図である。図27Bは、第6の実施の形態の第4の吸排気機70Bを示す縦断面図である。第3の吸排気機60Bと第4の吸排気機70Bとは、インペラディスク161Bをシャフトの軸方向からみたときの最大径が異なる以外、同様の構成を備えていてもよい。すなわち、第3の吸排気機60Bの第3動翼162Bと、第4の吸排気機70Bの第4動翼262Bとは、同じ枚数を有する。第3の吸排気機60Bおよび第4の吸排気機70Bのファンケース170の外径も同じである。第3の吸排気機60Bおよび第4の吸排気機70Bの構成はこれに限定されず、配置される動翼の枚数は異なっていてもよいし、ファンケース170の外径は異なっていてもよい。図27Aおよび図27Bでは、第3の吸排気機60Bおよび第4の吸排気機70Bは、第3の吸排気機60Aと同様の構成を備えるが、これに限定されるものではない。なお、図27Aおよび図27Bでは、最大径L3>最大径L4の場合を示している。
最大径L3と最大径L4との比であるL3/L4は、特に限定されず、所望の風量と吸排気機の回転数等を考慮して、適宜決定すればよい。L3>L4の場合、L3/L4は、例えば、1より大きく、1.7以下であり、好ましくは、1より大きく、1.4以下である。この場合、第3の吸排気機60Bと第4の吸排気機70Bとで、回転駆動源の動作点を大きく変えなくてもよい。このため、第3の吸排気機60Bおよび第4の吸排気機70Bに、同種の回転駆動源182を使用することができる。動作点とは、回転駆動源の電流に対する回転数を示す速度特性曲線と、電流に対するトルクを示すトルク特性曲線との交点である。
(第7の実施の形態)
本実施の形態の温度調和ユニット150Yは、第3および第4の吸排気機の吸気口172が排出口80bに対向するように取り付けられていること以外、第5の実施の形態または第6の実施の形態の温度調和ユニット、各温度調和システムおよび車両と同様である。ただし、温度調和システムにおける吸気ダクトおよび排気ダクト等は、適宜入れ替えて、温度調和ユニット150Yに接続させる。これにより、筐体80の内部の気体が、各吸排気機を介して排出される。すなわち、本実施の形態では、各吸排気機は排出デバイスとして機能する。
以下、本実施の形態の温度調和ユニット150Yについて、図28Aおよび28Bを参照しながら具体的に説明する。図28Aは、第7の実施の形態の温度調和ユニット150Yを模式的に示す斜視図である。図28Bは、図28Aに示す温度調和ユニット150Yの28B−28B面における断面図である。なお、図28Aにおいて、各吸排気機の内部構造を省略している。第3の吸排気機60Cおよび第4の吸排気機70Cは、それぞれ上記の第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機70A、あるいは、それぞれ上記の第3の吸排気機60Bおよび第4の吸排気機70B、と同様の構成を備える。なお、温度調和ユニット150Yの構成は、これに限定されるものではない。例えば、送風口173の向きは特に限定されず、用途、または、送風口173に接続されるダクトに適するように、適宜設定すればよい。また、送風口173とダクトとを、L字形エルボ菅等の接続部材(図示せず)を介して接続させてもよい。この場合、送風口173の向きは、接続部材に適するように、適宜設定すればよい。
被温度調和体99は、上記と同様に、例えば、筐体80の内部を、取入口80aを備える吸気側チャンバ81と排出口80bを備える排気側チャンバ82とに区切るように配置される。排気側チャンバ82内の気体が、第3の吸排気機60Aおよび第4の吸排気機60Bによって排出口80bから強制的に排出されると、排気側チャンバ82の内圧が小さくなる。そのため、取入口80aから外部の気体が積極的に取り込まれて、吸気側チャンバ81内に拡散した後、被温度調和体99内部の隙間あるいは被温度調和体99と筐体80との間を通過して、やがて排気側チャンバ82に流入する。その際、被温度調和体99は、冷却あるいは加温される。このときの気体の流れの一例を、白抜き矢印で示す。
吸気側チャンバ81の容積と排気側チャンバ82の容積とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。なかでも、上記と同様、吸気側チャンバ81の容積は、排気側チャンバ82の容積よりも大きい方が好ましい。被温度調和体99の全体が効率的に冷却あるいは加温されるためである。
本発明の温度調和ユニットは、複数の吸排気機を具備しながら、騒音が小さいため、特に、車載用として有用である。
10A、10B、10C 第1の吸排気機
20A、20B、20C 第2の吸排気機
30 筺体
30a 取入口
30b 排出口
31 吸気側チャンバ
32 排気側チャンバ
40 送風制御部
50 被温度調和体
60A、60B、60C 第3の吸排気機
70A、70B、70C 第4の吸排気機
80 筺体
80a 取入口
80b 排出口
81 吸気側チャンバ
82 排気側チャンバ
90 送風制御部
99 被温度調和体
100X、100Y 温度調和ユニット
100XA 第1の温度調和ユニット
100XB 第2の温度調和ユニット
110A インペラ
111A、111B インペラディスク
111AC 中心部
111AP 外周部
112A、112B 第1動翼
112As 始点
112Ae 終点
113A シュラウド
120 ファンケース
121 側壁
121S 段差
122 吸気口
123 送風口
130 回転駆動装置
131 シャフト
132 回転駆動源
141 静翼
142 ディフューザリング
150X、150Y 温度調和ユニット
150XA 第3の温度調和ユニット
150XB 第4の温度調和ユニット
160A インペラ
161A、161B インペラディスク
161AC 中心部
161AP 外周部
162A、162B 第3動翼
162As 始点
162Ae 終点
163A シュラウド
170 ファンケース
171 側壁
172 吸気口
173 送風口
180 回転駆動装置
181 シャフト
182 回転駆動源
210A インペラ
211A インペラディスク
211AC 中心部
211AP 外周部
212A、212B 第2動翼
213A シュラウド
260A インペラ
261A インペラディスク
261AC 中心部
261AP 外周部
262A、262B 第4動翼
263A シュラウド
500 第1の温度調和システム
510 供給元切替部
511 吸気ダクト
512A 第1供給ダクト
512B 第2供給ダクト
512C 第3供給ダクト
520 排出先切替部
521 排出ダクト
522A 排気ダクト
522B 排気ダクト
530 システム制御部
600 第2の温度調和システム
611 吸気ダクト
612 排気ダクト
621 吸気ダクト
622 排気ダクト
630 循環制御部
640 循環切替部
650 ダクト
700 第3の温度調和システム
710 吸気接続ダクト
711 吸気ダクト
721 吸気ダクト
720 排気接続ダクト
712 排気ダクト
722 排気ダクト
730 流量制御部
740 供給量調整部
750 排出量調整部
800A、800B 車両
810 動力源
820 駆動輪
830 走行制御部
911 インペラディスク
912 前進翼
912e 終点
1500 第4の温度調和システム
1510 供給元切替部
1511 吸気ダクト
1512A 第4供給ダクト
1512B 第5供給ダクト
1512C 第6供給ダクト
1520 排出先切替部
1521 排出ダクト
1522A 排気ダクト
1522B 排気ダクト
1530 システム制御部
1600 第5の温度調和システム
1611 吸気ダクト
1612 排気ダクト
1621 吸気ダクト
1622 排気ダクト
1630 循環制御部
1640 循環切替部
1650 ダクト
1700 第6の温度調和システム
1710 吸気接続ダクト
1711 吸気ダクト
1721 吸気ダクト
1720 排気接続ダクト
1712 排気ダクト
1722 排気ダクト
1730 流量制御部
1740 供給量調整部
1750 排出量調整部
1800A、1800B 車両
1810 動力源
1820 駆動輪
1830 走行制御部

Claims (4)

  1. 第1の吸排気機と、
    第2の吸排気機と、
    被温度調和体を収容する筐体と、を備え、
    前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機が各々、
    シャフトと、前記シャフトを回転させる回転駆動源と、を備える回転駆動装置と、
    前記シャフトと中心部で係合し、前記シャフトと交差する方向に延伸する面を有するインペラディスクと、前記インペラディスクから立設する複数の動翼と、を備えるインペラと、
    前記インペラの周囲を取り囲む側壁と、吸気口と、前記筺体の内部に連通する送風口と、を有するファンケースと、を備え、
    前記複数の動翼が、前記インペラディスクの前記中心部から外周部に向かって、前記シャフトの回転方向に突出する円弧状に延伸しており、
    前記第1の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数と、前記第2の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数とが異なる、温度調和ユニットを備え、
    前記温度調和ユニットである第1の温度調和ユニットと、
    前記温度調和ユニットである第2の温度調和ユニットと、
    前記第1の温度調和ユニットが具備する前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機の前記吸気口に接続する第1吸気ダクトと、
    前記第1の温度調和ユニットの排出口から気体を排出する第1排気ダクトと、
    前記第2の温度調和ユニットが具備する前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機の前記吸気口に接続する第2吸気ダクトと、
    前記第2の温度調和ユニットの排出口から気体を排出する第2排気ダクトと、
    前記第1排気ダクトおよび前記第2排気ダクトの中から1以上を選択して、前記第1吸気ダクトおよび前記第2吸気ダクトの少なくとも一方に前記気体を供給する循環制御部と、を備える、温度調和システム。
  2. 第1の吸排気機と、
    第2の吸排気機と、
    被温度調和体を収容する筐体と、を備え、
    前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機が各々、
    シャフトと、前記シャフトを回転させる回転駆動源と、を備える回転駆動装置と、
    前記シャフトと中心部で係合し、前記シャフトと交差する方向に延伸する面を有するインペラディスクと、前記インペラディスクから立設する複数の動翼と、を備えるインペラと、
    前記インペラの周囲を取り囲む側壁と、吸気口と、前記筺体の内部に連通する送風口と、を有するファンケースと、を備え、
    前記複数の動翼が、前記インペラディスクの前記中心部から外周部に向かって、前記シャフトの回転方向に突出する円弧状に延伸しており、
    前記第1の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数と、前記第2の吸排気機が発生する音のエネルギーがピークとなる周波数とが異なる、温度調和ユニットを備え、
    前記温度調和ユニットである第1の温度調和ユニットと、
    前記温度調和ユニットである第2の温度調和ユニットと、
    前記第1の温度調和ユニットが具備する前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機の前記吸気口に接続する第1吸気ダクトと、
    前記第2の温度調和ユニットが具備する前記第1の吸排気機および前記第2の吸排気機の前記吸気口に接続する第2吸気ダクトと、
    分岐して、前記第1吸気ダクトおよび前記第2吸気ダクトに接続する接続ダクトと、
    前記第1吸気ダクトおよび前記第2吸気ダクトにおける気体の流量を制御する流量制御部と、を備える、温度調和システム。
  3. 請求項1に記載の温度調和システムを搭載する車両。
  4. 請求項2に記載の温度調和システムを搭載する車両。
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