WO2016170881A1 - 送風装置 - Google Patents

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WO2016170881A1
WO2016170881A1 PCT/JP2016/058600 JP2016058600W WO2016170881A1 WO 2016170881 A1 WO2016170881 A1 WO 2016170881A1 JP 2016058600 W JP2016058600 W JP 2016058600W WO 2016170881 A1 WO2016170881 A1 WO 2016170881A1
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WO
WIPO (PCT)
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fans
air
fan
blower
induction heating
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/058600
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤 功治
加藤 慎也
齋藤 隆
Original Assignee
株式会社デンソー
株式会社日本自動車部品総合研究所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー, 株式会社日本自動車部品総合研究所 filed Critical 株式会社デンソー
Priority to JP2017514016A priority Critical patent/JP6319513B2/ja
Publication of WO2016170881A1 publication Critical patent/WO2016170881A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element

Definitions

  • the present disclosure relates to a blower that blows air.
  • Patent Document 1 discloses disposing an induction heating coil at a position close to a blade in a fan.
  • the temperature of the vehicle interior and the vehicle-mounted device may be adjusted by blowing the temperature-adjusted air to the space where the vehicle-mounted device is arranged in addition to the space in the vehicle interior.
  • an air conditioner for a vehicle it may be required to supply air blown from a blower at different temperatures.
  • This is not limited to a device mounted on a moving body, such as a vehicle air conditioner, but also applies to a stationary air conditioner used in a home or factory.
  • the present inventors are studying to apply a blower having a heating function for heating the blown air as a blower of a device that is required to blow out air at different temperatures.
  • the present disclosure aims to provide a blower capable of supplying air adjusted to different temperatures.
  • a blower that blows air is: A blower case constituting the outer shell; A plurality of fans housed in a blower case and sucked in and blown out by rotating, An electric motor that rotationally drives a plurality of fans; A heating device for heating at least some of the plurality of fans; And a heat insulating structure that suppresses heat transfer between the plurality of fans.
  • the air blown from each fan is adjusted to a different temperature by adopting a heat insulating structure that suppresses heat transfer between the fans. It becomes possible.
  • the heating device of the blower is configured to heat some of the plurality of fans.
  • the remaining fans other than some of the fans are made of a material having lower thermal conductivity than some of the fans, and the heat insulating structure is made up of the remaining fans.
  • the magnitude of the thermal conductivity may be determined by, for example, comparing the thermal conductivity of each fan at the same temperature.
  • the thermal conductivity is determined based on the average value of the thermal conductivity of each member of the fan or the thermal conductivity of the representative portion with the largest area of the fan as the representative portion. It may be judged by comparing the values of.
  • the thermal conductivity means a property in which heat moves easily from a higher temperature to a lower temperature when there is a temperature gradient in the substance.
  • the thermal conductivity is a value inherent to the substance (that is, a physical property value), but what is made of a plurality of substances such as an alloy may be measured by a thermal conductivity test by a laser flash method.
  • some of the fans of the air blower are mainly configured of a metal material having higher thermal conductivity than the remaining fans, and the remaining fans Compared with the resin material, it is mainly composed of a resin material having low thermal conductivity.
  • each fan can be made of a metal material, but in that case, there is a concern that the fan efficiency may deteriorate due to an increase in the weight of the blower itself. For this reason, it is desirable that some of the fans are mainly composed of a metal material having high thermal conductivity, and the remaining fans are mainly composed of a resin material having low thermal conductivity.
  • a metal material having a high thermal conductivity means that when the fan includes a material other than a metal material having a high thermal conductivity, the largest occupancy of the material constituting the fan.
  • a large material means a metal material with high thermal conductivity.
  • “mainly composed mainly of a metal material having high thermal conductivity” includes a case where the fan is composed only of a metal material having high thermal conductivity.
  • “consisting mainly of resin material” means that when the fan contains a material other than a resin material having low thermal conductivity, the material occupying the largest part of the material constituting the fan has thermal conductivity. It means that the resin material is low.
  • “mainly composed of a resin material having low thermal conductivity” includes a case where the fan is composed only of a resin material having low thermal conductivity.
  • This embodiment demonstrates the example which applied the air blower 2 of this indication to the air blower in the vehicle air conditioner 1 which air-conditions a vehicle interior.
  • the vehicle air conditioner 1 includes an air conditioning unit 10 and a blower 2 as main components.
  • the arrow which shows the top and the bottom shown in FIG. 1 has shown the up-down direction at the time of mounting the vehicle air conditioner 1 in a vehicle.
  • the air conditioning unit 10 is disposed in a lower part of an instrument panel (that is, an instrument panel) in the passenger compartment.
  • the air conditioning unit 10 includes an evaporator 13 and a heater core 14 in an air conditioning case 11 that forms an outer shell thereof.
  • the air conditioning case 11 constitutes a ventilation path for blown air to be blown into the vehicle interior.
  • the air conditioning case 11 of the present embodiment is formed of a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent in strength.
  • the air conditioning case 11 of the present embodiment is provided with a partition plate 111 that divides the ventilation path formed therein into an upper ventilation path and a lower ventilation path. That is, the air conditioning unit 10 of the present embodiment constitutes an upper and lower two-layer air conditioning unit.
  • an inside / outside air switching box 12 for switching and introducing outside air (ie, outside air) and inside air (ie, inside air) is arranged.
  • the inside / outside air switching box 12 is formed with an outside air introduction port 121 for introducing outside air and an inside air introduction port 122 for introducing inside air.
  • inside / outside air switching box 12 is arranged with inside / outside air switching door 123 that adjusts the opening area of each inlet 121, 122 and changes the ratio between the amount of outside air introduced and the amount of inside air introduced. Yes.
  • the inside / outside air switching door 123 is rotatably disposed between the outside air introduction port 121 and the inside air introduction port 122.
  • the inside / outside air switching door 123 is driven by an actuator (not shown).
  • the evaporator 13 which comprises the cooling part which cools the ventilation air to the vehicle interior is arrange
  • the evaporator 13 is a heat exchanger that absorbs the latent heat of evaporation of the low-temperature refrigerant circulating inside from the blown air and cools the blown air.
  • the evaporator 13 constitutes a vapor compression refrigeration cycle together with a compressor, a condenser, and a decompression mechanism (not shown).
  • the evaporator 13 of the present embodiment is disposed so as to penetrate through holes formed in the partition plate 111 disposed in the air conditioning case 11.
  • the upper part is positioned in the upper ventilation path in the air conditioning case 11, and the lower part is positioned in the lower ventilation path in the air conditioning case 11.
  • the heater core 14 is a heat exchanger that heats blown air using engine cooling water (not shown) as a heat source.
  • the heater core 14 constitutes a heating unit that heats the blown air.
  • the heater core 14 of this embodiment is arrange
  • the upper part of the heater core 14 is positioned in the upper ventilation path in the air conditioning case 11, and the lower part is positioned in the lower ventilation path in the air conditioning case 11.
  • the ventilation path that passes through the upper part of the heater core 14 constitutes the first hot air passage 161
  • the ventilation path that passes through the lower part of the heater core 14 constitutes the second hot air passage 162.
  • the space above the heater core 14 in the air conditioning case 11 constitutes a first cold air bypass passage 171 that flows air bypassing the portion above the heater core 14. Furthermore, the space below the heater core 14 in the air conditioning case 11 constitutes a second cold air bypass passage 172 that bypasses the lower portion of the heater core 14 and flows air.
  • first and second air mix doors 181 and 182 are rotatably arranged as a temperature adjusting member 18.
  • the first air mix door 181 is driven by an actuator (not shown) to adjust the ratio of the air flowing through the first hot air passage 161 and the air flowing through the first cold air bypass passage 171 and blows air into the vehicle interior. It is a member that adjusts the temperature of the blown air.
  • the second air mix door 182 is driven by an actuator (not shown) and adjusts the ratio of the air flowing through the second hot air passage 162 and the air flowing through the second cold air bypass passage 172 to blow into the vehicle interior. It is a member that adjusts the temperature of the blown air.
  • a blower 20 constituting the blower 2 is disposed on the downstream side of the hot air passage 16 and the cold air bypass passage 17 in the air flow.
  • the blower 20 is a device that generates an air flow that blows into the passenger compartment inside the air conditioning case 11. Details of the blower 2 will be described later.
  • An air conditioning duct 19 is connected to the air discharge side of the blower 20.
  • the air-conditioning duct 19 is a member that guides the blown air to a blowing portion (not shown) that opens into the vehicle interior and blows air into the vehicle interior.
  • the air-conditioning duct 19 includes an upper duct 191 connected to an upper blowing portion that blows air to the upper space in the vehicle interior, and a lower blowing portion that blows air to the lower space in the vehicle cabin.
  • a lower duct 192 to be connected is provided.
  • the upper side blowing section is provided with a face outlet that blows air toward the upper body side of the occupant and a defroster outlet that blows air toward the window glass on the front surface of the vehicle.
  • a foot outlet for blowing air to the lower body side of the occupant is provided as the lower outlet.
  • the air conditioning duct 19 is provided with a mode switching door (not shown) for setting the air blowing mode from each outlet.
  • the mode switching door is driven by an actuator (not shown).
  • the blower 2 includes a blower 20, a power transmission circuit 50, and a control circuit 100.
  • the blower 20 includes a blower case 21 that forms an outer shell, a plurality of fans 22 and 23 housed in the blower case 21, an electric motor 25 that drives the fans 22 and 23, and the like.
  • the blower case 21 constitutes a part of the air conditioning case 11.
  • the blower case 21 of the present embodiment is formed of a resin (for example, polypropylene) having a certain degree of elasticity and excellent in strength.
  • the blower case 21 includes first and second suction ports 211 and 212 that are opened on both sides in the axial direction of the rotary shaft 252 in the electric motor 25, and first and second discharge ports 213 that are opened in the radial direction of the rotary shaft 252, 214 is formed.
  • the first suction port 211 communicates with the space on the air flow downstream side of the first hot air passage 161 and the first cold air bypass passage 171 in the air conditioning case 11.
  • the first discharge port 213 is connected to the upper duct 191 and communicates with the upper space in the vehicle compartment via the upper duct 191.
  • the second suction port 212 communicates with the space on the air flow downstream side of the second hot air passage 162 and the second cold air bypass passage 172 in the air conditioning case 11.
  • the second discharge port 214 is connected to the lower duct 192 and communicates with the lower space in the vehicle compartment via the lower duct 192.
  • blower case 21 is divided into air blowers formed in the blower 21 so that air blown out from the fans 22 and 23, which will be described later, is divided into upper blower passages 215 and lower blower ducts 215.
  • a partition member 210 that partitions the two air passages 216 is provided.
  • the first air passage 215 is an air passage that guides air sucked from the first air inlet 211 to the upper space in the vehicle compartment via the first outlet 213 and the upper duct 191.
  • the second air passage 216 is an air passage that guides air sucked from the second air inlet 212 to the lower space in the vehicle compartment via the second outlet 214 and the lower duct 192.
  • the first air passage 215 is provided with a first fan 22 that sucks air from the first suction port 211 and discharges the sucked air from the first discharge port 213.
  • the second air passage 216 is provided with a second fan 23 that sucks air from the second suction port 212 and discharges the sucked air from the second discharge port 214.
  • Each of the fans 22 and 23 is composed of a centrifugal fan (for example, a sirocco fan or a turbo fan) that blows out air sucked from the axial direction outward in the radial direction.
  • a centrifugal fan for example, a sirocco fan or a turbo fan
  • Each fan 22 and 23 of this embodiment is arrange
  • Each fan 22, 23 is rotationally driven by an electric motor 25.
  • the first fan 22 includes a plurality of blades 221, a first main plate 223, and a first shroud 224.
  • Each blade 221 of the first fan 22 is annularly arranged around the axis CL of the rotating shaft 252 in the electric motor 25 so that air can flow between the blades 221.
  • Each blade 221 is connected to the first shroud 224 at the end on the first suction port 211 side (that is, one end side in the axial direction) in the axial direction along the axis CL, and is opposite to the first suction port 211 in the axial direction. Is connected to the first main plate 223.
  • the first main plate 223 is formed of a member having a conical shape whose central portion is recessed toward the first suction port 211 in the axial direction.
  • the first main plate 223 has a first plate portion 223 a that connects the end of each blade 221 opposite to the first suction port 211, and a first boss portion 223 b that is connected to the rotating shaft 252 of the electric motor 25.
  • the first main plate 223 of this embodiment constitutes a connecting portion that connects the end of each blade 221 opposite to the first suction port 211 and transmits the rotational driving force from the electric motor 25 to each blade 221. .
  • the first boss portion 223 b is a fitting portion that is formed at the center portion of the first main plate 223 and is fitted to the rotating shaft 252 of the electric motor 25.
  • the first boss portion 223b and the rotation shaft 252 of this embodiment are prevented from rotating by a non-rotating pin (not shown). Therefore, when the rotating shaft 252 rotates, the first main plate 223 rotates in conjunction with the rotation of the rotating shaft 252.
  • the first shroud 224 is a member having a disk shape in which an opening having a size corresponding to the first suction port 211 is formed at the center.
  • the first shroud 224 is a member that connects end portions of the blades 221 on the first suction port 211 side.
  • the material which comprises each component of the 1st fan 22 is mentioned later.
  • the second fan 23 includes a plurality of blades 231, a second main plate 233, and a second shroud 234, similar to the first fan 22.
  • the blades 231 of the second fan 23 are annularly arranged around the axis CL of the rotating shaft 252 in the electric motor 25 so that air can flow between the blades 231.
  • Each blade 231 has an end on the second suction port 212 side in the axial direction connected to the second shroud 234 and an end opposite to the second suction port 212 in the axial direction connected to the second main plate 233. Yes.
  • the second main plate 233 is configured by a member having a conical shape whose central portion is recessed toward the second suction port 212 in the axial direction.
  • the second main plate 233 includes a second plate portion 233 a that connects the end of each blade 231 opposite to the second suction port 212, and a second boss portion 233 b that is connected to the rotary shaft 252.
  • the second main plate 233 of the present embodiment constitutes a connecting portion that connects the end portion of each blade 231 opposite to the second suction port 212 and transmits the rotational driving force from the electric motor 25 to each blade 231. .
  • a groove 235 for accommodating an induction heating coil 52 described later is formed in the second plate portion 233a on the back side of the portion where each blade 231 is coupled.
  • the groove part 235 is formed in an annular shape centering on the second boss part 233b.
  • the second boss portion 233b is a fitting portion that is formed at the center portion of the second main plate 233 and is fitted to the rotating shaft 252 of the electric motor 25.
  • the second boss portion 233b and the rotation shaft 252 of this embodiment are prevented from rotating by a non-rotating pin (not shown). Therefore, when the rotating shaft 252 rotates, the second main plate 233 rotates in conjunction with the rotation of the rotating shaft 252.
  • the second shroud 234 is a member having a disk shape in which an opening having a size corresponding to the second suction port 212 is formed at the center.
  • the second shroud 234 is a member that connects end portions of the blades 231 on the second suction port 212 side.
  • the material which comprises each component 231, 233, 234 of the 2nd fan 23 is mentioned later.
  • the electric motor 25 includes a motor main body 251, a metal (for example, iron) rotating shaft 252, a support 253 connected to the partition member 210, and a drive circuit (not shown).
  • the motor main body 251 is a drive unit that rotationally drives the second fan 23 via the rotation shaft 252.
  • the motor body 251 is supported by the partition member 210 of the blower case 21 via the support 253.
  • the motor main body 251 of this embodiment is accommodated in a space formed between the partition member 210 and the second main plate 233.
  • the motor body 251 can rotate the core 251c fixed to the support 253, the rotor 251a fixed to the rotating shaft 252 outside the core 251c, the magnet 251b fixed to the inner peripheral side of the rotor 251a, and the rotating shaft 252.
  • the bearing 251d and the like are supported.
  • the electric motor 25 When electric power is supplied from the drive circuit (not shown) to the core 251c of the motor main body 251, the electric motor 25 causes a magnetic flux change in the core 251c. Thereby, in the electric motor 25, the force which draws the magnet 251b fixed to the rotor 251a is generated, and the rotor 251a rotates together with the rotating shaft 252 by receiving this force.
  • the power transmission circuit 50 constitutes a heating device that heats at least some of the fans 22 and 23.
  • the power transmission circuit 50 of the present embodiment includes an induction heating coil 52, a resonance circuit 53, and a power supply circuit 54 that inductively heat some of the fans 22 and 23.
  • the temperature of the air blown out to the upper side space in the vehicle interior is lowered, and the temperature of the air blown out to the lower side space in the vehicle compartment is increased, thereby making the head cold foot heat type comfort in the vehicle compartment. May have a significant temperature distribution.
  • the induction heating coil 52 induction heats the second fan 23 so that the temperature of the air blown into the lower space in the vehicle interior becomes higher than the air blown into the upper space in the vehicle interior. It is configured to do.
  • the induction heating coil 52 of the present embodiment constitutes a heating unit that heats the second fan 23 among the plurality of fans 22 and 23. Specifically, the induction heating coil 52 is disposed in the vicinity of the second fan 23 so as to face the second main plate 233 of the second fan 23. The induction heating coil 52 of this embodiment is disposed on the opposite side of each blade 231 in the second main plate 233.
  • the induction heating coil 52 is configured by an annular coil corresponding to the inside of the groove portion 235 formed in the second plate portion 233a of the second main plate 233.
  • the induction heating coil 52 of the present embodiment is housed in a non-contact manner with the groove portion 235 inside the groove portion 235 formed in the second plate portion 233a of the second main plate 233.
  • a predetermined interval is provided between the second fan 23 and the induction heating coil 52 of the present embodiment, and the second fan 23 and the induction heating coil 52 are not in contact with each other.
  • the induction heating coil 52 is fixed to the partition member 210 of the blower case 21. For this reason, the second fan 23 can rotate without contacting the induction heating coil 52.
  • the resonance circuit 53 and the power supply circuit 54 constitute an AC supply unit that supplies an AC current having a predetermined frequency (for example, 25 kHz) to the induction heating coil 52.
  • the power supply circuit 54 is a circuit constituting an AC signal generation source.
  • the resonance circuit 53 is adjusted so as to perform magnetic field resonance in a state where the induction heating coil 52 is disposed opposite to the second fan 23.
  • a magnetic field is generated around the induction heating coil 52 by supplying an alternating current from the power supply circuit 54 to the induction heating coil 52.
  • an eddy current that is, an induced current
  • the second main plate 233 of the second fan 23 generates Joule heat that is the square of the electric resistance of the second main plate 233 ⁇ eddy current, and generates heat.
  • the second fan 23 by heating the second fan 23, it is possible to increase the temperature of the air blown out to the lower space in the passenger compartment. At this time, there is a concern that the heat of the second fan 23 moves to the first fan 22 and the temperature of the first fan 22 increases. That is, only a part of the fans 22 (second fan 23 in the present embodiment) is heated, and the remaining fans other than the part of fans (first fan 22 in the present embodiment). Even if it is the structure which does not heat, it is difficult to adjust the air to blow off to different temperature.
  • a heat insulating structure that suppresses heat transfer between the fans 22 and 23 is provided.
  • the heat insulation structure is realized by configuring the first fan 22 with a material having lower thermal conductivity than the second fan 23.
  • each component 231, 233, 234 of the second fan 23 is made of a metal material having high thermal conductivity, and each component 221, 223, 224 of the first fan 22 is used as the second fan 23. Compared with a resin material having low thermal conductivity.
  • each blade 221 and the first shroud 224 of the first fan 22 are made of polypropylene PP, and the first main plate 223 is polyacetal POM (that is, Duracon) that has better heat resistance than polypropylene PP. It consists of.
  • Polypropylene PP has a thermal conductivity ⁇ of about 0.13 [W / mK]
  • polyacetal POM has a thermal conductivity ⁇ of about 0.23 [W / mK].
  • the value in about 300K is described about the heat transfer rate of each material.
  • the first fan 22 of the present embodiment is integrally configured by assembling the main plate 223 by fitting or the like to each blade 221 integrally molded by injection molding or the like and the molded product of the first shroud 224. .
  • each blade 231 and the second shroud 234 of the second fan 23 are made of aluminum, and the second main plate 233 is made of iron.
  • Aluminum has a thermal conductivity ⁇ of about 237 [W / mK], and is a material having an extremely high thermal conductivity ⁇ as compared with resin materials such as polypropylene PP and polyacetal POM.
  • Iron has a thermal conductivity ⁇ of about 80 [W / mK], and is a material having an extremely high thermal conductivity ⁇ as compared with resin materials such as polypropylene PP and polyacetal POM.
  • the second fan 23 of the present embodiment is integrally configured by brazing and joining the blades 231 to the second main plate 233 and the second shroud 234.
  • each blade 231 of the second fan 23 is made of aluminum, and the second main plate 233 is made of iron. The reason will be described below.
  • the heating power P of the second fan 23 (for example, the second main plate 233) by induction heating is proportional to the skin resistance Rs of the second main plate 233 and proportional to the square of the magnetic flux H, as shown in the following formula F1.
  • the skin resistance Rs of the second main plate 233 is proportional to the square root of the frequency f of the electric current I flowing through the induction heating coil 52, the electrical resistivity ⁇ , the magnetic permeability ⁇ of the second main plate 233, as in the following formula F2.
  • the magnetic flux H is proportional to the number of turns (that is, the number of turns) N of the induction heating coil 52 and the current I as in the following formula F3.
  • the second main plate 233 generates heat by energizing the induction heating coil 52, and the heat of the second main plate 233 is transmitted to the blown air via the blades 231. That is, in this embodiment, the 2nd main board 233 comprises a heat generating part, and each blade
  • each blade 231 constituting the heat radiating portion in the second fan 23 is made of a material having a high thermal conductivity ⁇ .
  • aluminum has a thermal conductivity ⁇ of about 237 [W / mK], which is much higher than the thermal conductivity of iron ( ⁇ 80 [W / mK]).
  • Iron has an electrical resistivity of about 0.17 [ ⁇ m] and a relative permeability of about 2000, and its integrated value ( ⁇ ⁇ ⁇ 34) is the electrical resistivity of aluminum ( ⁇ 0.027 [ ⁇ m]) and relative permeability ( ⁇ 1), which is an extremely large value ( ⁇ ⁇ ⁇ 0.027).
  • the blades 231 of the second fan 23 may be made of a material having a higher thermal conductivity ⁇ than the second main plate 233.
  • Each blade 231 of the second fan 23 is made of, for example, a material mainly composed of aluminum having a high thermal conductivity ⁇ (for example, an aluminum alloy), copper ( ⁇ 398 [W / mK], ⁇ 0.017 [ [mu] [Omega] m], [mu] ⁇ 1) may be used.
  • the second main plate 233 may be made of a material having a higher integrated value of electrical resistivity ⁇ and permeability ⁇ than each blade 231 of the second fan 23. You may comprise with the material (for example, stainless steel) which has iron with a high integrated value as a main component. Since the thermal conductivity ⁇ , the electrical resistivity ⁇ , and the magnetic permeability ⁇ are temperature dependent, it is desirable to employ a material that satisfies the above conditions when compared under the same temperature condition.
  • the control circuit 100 includes a microcomputer including a storage unit such as a CPU, a ROM, and a RAM, and its peripheral circuits.
  • the control circuit 100 is a circuit that performs various arithmetic processes based on the control program stored in the storage unit, and controls the operation of the drive circuit connected to the output side, the power supply circuit 54, and the like.
  • the control circuit 100 constitutes an energization control unit that controls the operation of the power supply circuit 54 and the like in response to a request from the air conditioning unit 10 during operation of the blower 20.
  • the storage unit of the control circuit 100 is configured by a non-transitional tangible storage medium.
  • the second main plate 233 of the second fan 23 Due to this eddy current, the second main plate 233 of the second fan 23 generates Joule heat, which is the electric resistance of the second main plate 233 times the square of the eddy current, and generates heat. Then, the heat of the second main plate 233 is radiated to the air sucked from the second suction port 212 of the blower case 21 through each blade 231 of the second fan 23.
  • the air sucked into the second fan 23 is heated, and the air heated by the second fan 23 is blown out to the lower space in the vehicle interior via the lower duct 192.
  • the first fan 22 is made of a material having lower thermal conductivity than the second fan 23, the heat of the second fan 23 is hardly transmitted to the first fan 22. For this reason, the air sucked into the first fan 22 is blown out to the upper space in the vehicle compartment via the upper duct 191 without being heated by the blower 20.
  • the blower device 2 of the present embodiment described above adds a heating function for heating the blown air to some of the fans 22 and 23 (second fan 23 in the present embodiment), and each fan.
  • the heat insulating structure that suppresses the heat transfer between 22 and 23 is provided.
  • the second fan 23 is made of a material having higher thermal conductivity than the first fan 22, thereby suppressing heat transfer between the fans 22 and 23. Is configured.
  • blower device 2 of the present embodiment it is possible to supply air adjusted to different temperatures in a blower device that is required to blow out air at different temperatures.
  • each of the fans 22 and 23 can be made of a metal material.
  • the first fan 22 with a heating function is mainly composed of a metal material with high thermal conductivity
  • the second fan 23 without a heating function is a resin material with low thermal conductivity. It is desirable to constitute mainly.
  • the air blower 2 is applied to the vehicle air conditioner 1, and the air blower 2 lowers the temperature of the air blown into the upper space in the vehicle interior and the temperature of the air blown into the lower space. Can be high. For this reason, in the vehicle air conditioner 1, it is possible to realize a comfortable temperature distribution of the head cold foot type in the passenger compartment.
  • the induction heating coil 52 is used to heat the second fan 23 by induction heating.
  • the configuration in which the second fan 23 is directly heated by induction heating has less heat loss than the configuration in which the second fan 23 is indirectly heated by radiant heat or the like. It becomes possible to heat the fan 23 efficiently.
  • the heat transfer from each blade 231 to the air side in the second fan 23 is caused by the rotation of each blade 231 as compared to the case where heat moves from the flat plate fixed so as not to move to the air side.
  • the boundary layer formed on the surface of each blade 231 is thinned by the generated centrifugal force. For this reason, the heat transfer from each blade 231 to the air side facilitates the movement of heat from each blade 231 to the air side as compared to the case where heat moves from the flat plate to the air side.
  • each blade 231 since there are a plurality of blades 231, it is possible to secure a sufficient area in contact with the air in each blade 231 and heat the air with a sufficient amount of heat transfer. Furthermore, since each blade 231 is made of a material having a high thermal conductivity, the temperature of each blade 231 becomes nearly uniform over the entire region of the blade 231, and heat can be efficiently transferred to the air side.
  • each blade 231 of the second fan 23 is made of a material having a higher thermal conductivity than the second main plate 233, and the second main plate 233 has a magnetic permeability and electric power higher than each blade 231. It is made of a material with a high integrated value with resistivity.
  • the second main plate 233 connecting the blades 231 of the second fan 23 is efficiently heated by induction heating, and the heat of the second main plate 233 heated by induction heating is changed to each of high heat conductivity. It becomes possible to efficiently dissipate heat to the air side via the blade 231.
  • blower device 2 of the present embodiment it is possible to achieve both the efficiency of heating the second fan 23 by induction heating and the efficiency of heat radiation from the second fan 23 to the air.
  • the induction heating coil 52 is disposed at a position close to the second main plate 233 among the blades 231 and the second main plate 233. As described above, if the induction heating coil 52 is disposed at a position closer to the second main plate 233 than the blades 231, the efficiency of the heating of the second main plate 233 by induction heating can be further increased.
  • a groove 235 having a shape corresponding to the induction heating coil 52 is formed in the second main plate 233, and the induction heating coil 52 is accommodated in the groove 235 in a non-contact manner.
  • the distance between the second main plate 233 and the induction heating coil 52 can be reduced, the current flowing through the second main plate 233 can be increased by the electromagnetic induction action of the induction heating coil 52. Therefore, it is possible to further increase the efficiency of heating the second main plate 233 by induction heating.
  • the second main plate 233 itself also functions as a magnetic shield that shields leakage of magnetic flux generated by energization of the induction heating coil 52, the magnetic flux interlinking the induction heating coil 52 affects peripheral devices of the blower 2. Can be suppressed.
  • the second fan 23 is a centrifugal fan.
  • the induction heating coil 52 is arranged on the other end side in the axial direction of the second fan 23 and on the opposite side of the blades 231 on the second main plate 233. According to this, since the induction heating coil 52 does not become a factor that disturbs the airflow generated by the second fan 23, it is possible to avoid a decrease in fan performance due to the addition of the induction heating coil 52.
  • the collar 223c is a cylindrical member in which a through hole having a size capable of press-fitting the rotation shaft 252 is formed.
  • the collar 223 c constitutes a connecting member that connects the first boss portion 223 b of the first fan 22 to the rotating shaft 252.
  • the heat of the second fan 23 may be transmitted to the first fan 22 side via the rotating shaft 252. Is done.
  • the collar 223c that is in direct contact with the rotating shaft 252 is made of a material having lower thermal conductivity than the rotating shaft 252 made of metal (made of iron in this embodiment).
  • the collar 223c is made of polyphenylene sulfide PPS that has lower thermal conductivity than the rotating shaft 252 and higher heat resistance temperature than the polyacetal POM that forms the first main plate 223.
  • Polyphenylene sulfide PPS has a thermal conductivity ⁇ of about 0.29 [W / mK], which is much lower than the thermal conductivity of iron ( ⁇ 80 [W / mK]).
  • polyphenylene sulfide PPS has a heat-resistant temperature of about 260 ° C., which is much higher than polyacetal POM (heat-resistant temperature: about 110 ° C.).
  • the collar 223 c provided on the first boss portion 223 b of the first fan 22 functions as a heat insulating structure that suppresses heat transfer between the fans 22 and 23. For this reason, according to the air blower 2 of this embodiment, compared with 1st Embodiment, the fan (namely, 2nd fan 23) which added the heating function, and the fan (namely, 1st) which did not add the heating function. It is possible to further suppress the heat transfer with the one fan 22).
  • the present invention is not limited thereto, and for example, a color is provided on the second fan 23 side.
  • a color may be provided for both the fans 22 and 23.
  • a groove portion 225 that accommodates a first induction heating coil 51 to be described later is provided on the back side of the portion where the blades 221 in the first plate portion 223 a are coupled. Is formed.
  • the groove part 225 is formed in an annular shape centering on the first boss part 223b.
  • each blade 221 of the first fan 22 is made of aluminum, and the first main plate 223 is made of iron.
  • a collar 233c for press-fitting the rotation shaft 252 is interposed between the second fan 23 and the rotation shaft 252, that is, inside the second boss portion 233b of the second main plate 233.
  • the collar 233c is a cylindrical member in which a through hole having a size capable of press-fitting the rotation shaft 252 is formed.
  • the collar 233 c constitutes a connecting member that connects the second boss portion 233 b of the second fan 23 to the rotation shaft 252.
  • the collar 233c of the present embodiment is made of a material having lower thermal conductivity than the rotating shaft 252 made of metal (made of iron in the present embodiment).
  • the collar 233c of the present embodiment is made of polyphenylene sulfide PPS having lower thermal conductivity than the rotating shaft 252 and higher heat resistance temperature than the polyacetal POM constituting the second main plate 233.
  • the power transmission circuit 50 of the present embodiment includes a first induction heating coil 51 that induction heats the first fan 22, a second induction heating coil 52 that induction heats the second fan 23, a resonance circuit 53, a power circuit 54, A switch 55 is provided.
  • the induction heating coil that heats the second fan 23 is the second induction heating coil 52.
  • the air conditioning unit 10 in order to heat the interior of the vehicle with high immediate effect, it is required to increase the temperatures of the air blown into the upper space in the vehicle cabin and the air blown into the lower space in the vehicle compartment. May be.
  • each fan is provided by the first and second induction heating coils 51 and 52 so that the air blown to the upper space in the vehicle interior and the air blown to the lower space in the vehicle interior have high temperatures.
  • 22 and 23 are configured to be capable of induction heating.
  • the first induction heating coil 51 constitutes a heating unit that heats the first fan 22. Specifically, the first induction heating coil 51 is disposed at a position close to the first fan 22 so as to face the first main plate 223 of the first fan 22. The first induction heating coil 51 of the present embodiment is disposed on the opposite side of each blade 221 in the first main plate 223.
  • the first induction heating coil 51 is configured by a coil having an annular shape corresponding to the inside of the groove portion 225 formed in the first plate portion 223a of the first main plate 223.
  • the first induction heating coil 51 of the present embodiment is accommodated in a non-contact manner with the groove portion 225 inside the groove portion 225 formed in the first plate portion 223 a of the first main plate 223.
  • a predetermined interval is provided between the first fan 22 and the first induction heating coil 51 of the present embodiment, and the first fan 22 and the first induction heating coil 51 are not in contact with each other.
  • the first induction heating coil 51 is fixed to the partition member 210 of the blower case 21. For this reason, the first fan 22 can rotate without contacting the first induction heating coil 51.
  • the switch 55 is a device that switches the supply path of the alternating current from the power supply circuit 54 to one or both of the induction heating coils 51 and 52.
  • the switch 55 constitutes an AC supply unit together with the resonance circuit 53 and the power supply circuit 54.
  • the switch 55 is connected to the control circuit 100 and is configured to switch the supply path of the alternating current from the power supply circuit 54 in accordance with a control signal from the control circuit 100.
  • the control circuit 100 of the present embodiment is configured to control the switch 55 in response to a request from the air conditioning unit 10 side.
  • blower device 2 of the present embodiment when the supply path of the alternating current from the power circuit 54 is set to one of the induction heating coils 51 and 52 by the switch 55, the alternating current is induced from the power circuit 54 to one of the induction heating coils 51 and 52. Supplied to the heating coil. At this time, an eddy current flows through the main plate of each of the main plates 223 and 233 of each fan 22 and 23 facing the induction heating coil, and one fan generates heat due to Joule heat.
  • the blower device 2 of the present embodiment when the supply path of the alternating current from the power supply circuit 54 is set to both the induction heating coils 51 and 52 by the switch 55, the alternating current is supplied from the power supply circuit 54 to each of the induction heating coils 51 and 52. It is supplied to induction heating coils 51 and 52. At this time, eddy currents flow through the main plates 223 and 233 of the fans 22 and 23, and the fans 22 and 23 generate heat due to Joule heat.
  • the air blower 2 of the present embodiment described above is configured such that the fans 22 and 23 can be induction-heated by the first and second induction heating coils 51 and 52. For this reason, even if the heat source (that is, the heating capability) of the heater core 14 is insufficient, the temperature of the air blown into the vehicle interior can be increased to heat the vehicle interior.
  • the heat source that is, the heating capability
  • the collar 233c provided on the second boss portion 233b of the second fan 23 functions as a heat insulating structure that suppresses heat transfer between the fans 22 and 23. For this reason, according to the air blower 2 of this embodiment, it becomes possible to suppress the heat transfer between the fans 22 and 23.
  • the example in which the collar 233c is added to the second fan 23 side among the fans 22 and 23 has been described.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, a color is provided on the first fan 22 side. A color may be provided for both the fans 22 and 23.
  • the present invention is not limited to this.
  • the air blower 2 is not limited to a moving body such as a vehicle, but may be applied to a stationary air conditioner used in a home or factory. Moreover, you may apply the air blower 2 not only to an air conditioner but to the temperature control apparatus of an apparatus, for example.
  • the position of the air blower 20 is not located on the air flow downstream side of the temperature adjustment device such as the evaporator 13 or the heater core 14 but on the air flow upstream side of the temperature adjustment device. Also good.
  • the present invention is not limited to this. That is, a plurality of resonance circuits 53 may be provided corresponding to the induction heating coils 51 and 52, and the resonance circuits 53 may be individually connected to the induction heating coils 51 and 52. According to such a configuration, the supply amount of the alternating current to each induction heating coil 51, 52 can be individually adjusted, and the temperature of each fan 22, 23 can be finely adjusted individually.
  • the induction heating coil it is desirable to arrange the induction heating coil at a position closer to the connecting portion than each blade, but the present invention is not limited to this.
  • a part of the induction heating coil may be disposed at a position closer to each blade than the connecting portion.
  • the present invention is not limited to this.
  • the induction heating coil may be arranged at another position as long as it is a position close to the connecting portion of the main plate.
  • the present invention is not limited to this.
  • the induction heating coil may be arranged at another position as long as it is a position close to the connecting portion of the main plate.
  • the present invention is not limited to this.
  • at least one of the fans 22 and 23 may be heated by radiant heat when energizing a nichrome wire or the like.
  • blower 2 including the two fans 22 and 23 has been described as in each of the above-described embodiments, the blower 2 is not limited thereto, and the blower 2 may include three or more fans.

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Abstract

送風装置(2)は、外殻を構成する送風ケース(21)と、送風ケース(21)に収容されて、回転することにより空気を吸い込んで吹き出す複数のファン(22、23)と、複数のファン(22、23)を回転駆動する電動機(25)と、を備える。さらに、送風装置(2)は、複数のファン(22、23)のうち少なくとも一部のファンを加熱する加熱機器(50)と、複数のファン(22、23)の間における熱移動を抑制する断熱構造(23、223c、233c)と、を備える。

Description

送風装置 関連出願への相互参照
 本出願は、2015年4月20日に出願された日本出願番号2015-86025号に基づくものであって、ここにその記載内容を援用する。
 本開示は、空気を送風する送風装置に関する。
 従来、誘導加熱コイルに高周波数の交流電流を供給して、導電性を有するファンを加熱することで、ファンを介して送風空気を加熱する送風機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 このように、送風する空気を加熱する加熱機能を有する送風機では、送風機から吹き出す空気の温度分布が生じないように、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献1では、ファンにおける羽根に近接する位置に誘導加熱コイルを配置することが開示されている。
特許第5310736号
 ところで、例えば、車両用の空調装置では、複数の吹出部から同時に空気を吹き出す際に、車室内の上方側へ吹き出す空気の温度を低く、車室内の下方側へ吹き出す空気の温度を高くすることで、車室内の頭寒足熱型の快適な温度分布を図ることがある。
 また、車両用の空調装置では、温度調整した空気を、車室内の空間以外にも、車載機器が配置された空間へ吹き出すことで、車室内および車載機器それぞれの温度を調整することもある。
 このように、車両用の空調装置では、送風機から吹き出す空気を異なる温度で供給することが要求されることがある。このことは、車両用の空調装置の如く、移動体に搭載される装置に限らず、家庭や工場等で使用される定置型の空調装置等においても同様である。
 そこで、本発明者らは、異なる温度で空気を吹き出すことが要求される装置の送風手段として、送風する空気を加熱する加熱機能を有する送風装置を適用することを検討している。
 しかしながら、これまでの加熱機能を付加した送風装置では、特許文献1の如く、送風機から吹き出す空気の温度の均一化を図ることに終始している。このため、単に、特許文献1の加熱機能を有する送風機を、異なる温度で空気を吹き出すことが要求される装置に適用しても、送風装置からに異なる温度に調整した空気を供給することができない。
 本開示は、異なる温度に調整した空気を供給することが可能な送風装置を提供することを目的とする。
 本開示の1つの観点によれば、空気を送風する送風装置は、
 外殻を構成する送風ケースと、
 送風ケースに収容されて、回転することにより空気を吸い込んで吹き出す複数のファンと、
 複数のファンを回転駆動する電動機と、
 複数のファンのうち少なくとも一部のファンを加熱する加熱機器と、
 複数のファンの間における熱移動を抑制する断熱構造と、を備える。
 このように、少なくとも一部のファンに送風する空気の加熱機能を付加すると共に、各ファンの間における熱移動を抑制する断熱構造を採用することで、各ファンから吹き出す空気を異なる温度に調整することが可能となる。
 従って、本開示によれば、異なる温度で空気を吹き出すことが要求される装置の送風装置おいて、異なる温度に調整した空気を供給することが可能となる。
 また、本開示の別の観点によれば、送風装置の加熱機器は、複数のファンのうち、一部のファンを加熱するように構成されている。そして、複数のファンのうち、一部のファン以外の残りのファンは、一部のファンに比べて熱伝導性の低い材料で構成されており、断熱構造は、残りのファンで構成される。
 これによれば、加熱機器により加熱されたファンの熱が、加熱されないファンに移動してしまうことを抑制することができるので、各ファンにて異なる温度に調整した空気を吹き出すことが可能となる。
 ここで、熱伝導性の大小は、例えば、同じ温度における各ファンの熱伝導率を比較して判断すればよい。ファンが複数の部材で構成される場合、熱伝導性の大小は、ファンにおける各部材の熱伝導率の平均値や、ファンにおける最も面積の大きい部位を代表部位として、当該代表部位における熱伝導率の値を比較して判断すればよい。なお、熱伝導性とは、物質内に温度勾配があるとき、熱が温度の高い方から低い方へ移動するが、その熱移動が起こり易い性質を意味する。なお、熱伝導率は、物質に固有の値(すなわち、物性値)であるが、合金等のように複数の物質からなるものについては、レーザフラッシュ法による熱伝導率試験で測定すればよい。
 また、本開示の別の観点によれば、送風装置の一部のファンは、残りのファンに比べて熱伝導性の高い金属材料を主として構成されており、残りのファンは、一部のファンに比べて熱伝導性の低い樹脂材料を主として構成されている。
 ここで、各ファンそれぞれを金属材料で構成することも可能であるが、その場合、送風機自体の重量増加等に伴うファン効率の悪化が懸念される。このため、一部のファンを熱伝導性の高い金属材料を主として構成し、残りのファンを熱伝導性の低い樹脂材料を主として構成することが望ましい。
 ここで、「熱伝導性の高い金属材料を主として構成される」とは、ファンが熱伝導性の高い金属材料以外の材料を含んでいる場合に、ファンを構成する材料における最も占める大きさの大きい材料が、熱伝導性の高い金属材料であることを意味する。勿論、「熱伝導性の高い金属材料を主として構成される」には、ファンが熱伝導性の高い金属材料だけで構成されている場合も含まれる。
 また、「樹脂材料を主として構成される」とは、ファンが熱伝導性の低い樹脂材料以外の材料を含んでいる場合に、ファンを構成する材料における最も占める大きさの大きい材料が熱伝導性の低い樹脂材料であることを意味する。勿論、「熱伝導性の低い樹脂材料を主として構成される」には、ファンが熱伝導性の低い樹脂材料だけで構成されている場合も含まれる。
第1実施形態に係る送風装置を備える車両用空調装置の模式的な全体構成図である。 第1実施形態に係る送風装置の模式的な全体構成図である。 第1実施形態に係る送風装置の作動を説明するための説明図である。 第2実施形態に係る送風装置の模式的な全体構成図である。 第3実施形態に係る送風装置の模式的な全体構成図である。
 以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。
 (第1実施形態)
 本実施形態では、本開示の送風装置2を車室内の空調を行う車両用空調装置1における送風手段に適用した例について説明する。図1に示すように、車両用空調装置1は、主たる構成要素として、空調ユニット10、および送風装置2を備える。なお、図1に示す上と下とを示す矢印は、車両用空調装置1を車両に搭載した際の上下方向を示している。
 まず、空調ユニット10について説明する。空調ユニット10は、車室内の計器盤(すなわち、インストルメントパネル)の下方部に配置されている。空調ユニット10は、その外殻を形成する空調ケース11の内部に、蒸発器13、ヒータコア14を収容したものである。
 空調ケース11は、車室内へ送風する送風空気の通風路を構成する。本実施形態の空調ケース11は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)により成形されている。
 さらに、本実施形態の空調ケース11には、その内部に形成された通風路を上方側の通風路と下方側の通風路に仕切る仕切板111が配置されている。つまり、本実施形態の空調ユニット10は、上下二層式の空調ユニットを構成している。
 空調ケース11の空気流れ最上流側には、車室外空気(すなわち、外気)と車室内空気(すなわち、内気)とを切替導入する内外気切替箱12が配置されている。内外気切替箱12には、外気を導入する外気導入口121、および内気を導入する内気導入口122が形成されている。さらに、内外気切替箱12の内部には、各導入口121、122の開口面積を調整して、外気の導入量と内気の導入量との割合を変化させる内外気切替ドア123が配置されている。
 内外気切替ドア123は、外気導入口121と内気導入口122との間に回動自在に配置されている。内外気切替ドア123は、図示しないアクチュエータにより駆動される。
 内外気切替箱12の空気流れ下流側には、車室内への送風空気を冷却する冷却部を構成する蒸発器13が配置されている。蒸発器13は、内部を流通する低温冷媒の蒸発潜熱を送風空気から吸熱して、送風空気を冷却する熱交換器である。蒸発器13は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧機構と共に蒸気圧縮式の冷凍サイクルを構成する。
 本実施形態の蒸発器13は、空調ケース11に配置された仕切板111に形成された貫通穴を貫通するように配置されている。蒸発器13は、上方側の部位が空調ケース11内の上方側の通風路に位置付けられ、下方側の部位が空調ケース11内の下方側の通風路に位置付けられている。
 蒸発器13の空気流れ下流側には、蒸発器13で冷却された空気をヒータコア14側へ流す温風通路16、および蒸発器13で冷却された空気を、ヒータコア14を迂回して流す冷風バイパス通路17が形成されている。
 ヒータコア14は、図示しないエンジンの冷却水を熱源として、送風空気を加熱する熱交換器である。本実施形態では、ヒータコア14が送風空気を加熱する加熱部を構成する。本実施形態のヒータコア14は、蒸発器13と同様に、空調ケース11に配置された仕切板111に形成された貫通穴を貫通するように配置されている。ヒータコア14は、上方側の部位が空調ケース11内の上方側の通風路に位置付けられ、下方側の部位が空調ケース11内の下方側の通風路に位置付けられている。
 そして、空調ケース11におけるヒータコア14の上方側の部位を通過する通風路が第1温風通路161を構成し、ヒータコア14の下方側の部位を通過する通風路が第2温風通路162を構成する。
 また、空調ケース11におけるヒータコア14の上方側の空間が、ヒータコア14の上方側の部位を迂回して空気を流す第1冷風バイパス通路171を構成する。さらに、空調ケース11におけるヒータコア14の下方側の空間が、ヒータコア14の下方側の部位を迂回して空気を流す第2冷風バイパス通路172を構成する。
 蒸発器13とヒータコア14との間には、温度調整部材18として、第1、第2エアミックスドア181、182が回動自在に配置されている。
 第1エアミックスドア181は、図示しないアクチュエータにより駆動されて、第1温風通路161を流通させる空気と第1冷風バイパス通路171を流通させる空気との割合を調整して、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する部材である。
 第2エアミックスドア182は、図示しないアクチュエータにより駆動されて、第2温風通路162を流通させる空気と第2冷風バイパス通路172を流通させる空気との割合を調整して、車室内へ送風する送風空気の温度を調整する部材である。
 温風通路16、および冷風バイパス通路17の空気流れ下流側には、送風装置2を構成する送風機20が配置されている。送風機20は、空調ケース11の内部に車室内へ吹き出す空気流を発生させる機器である。送風装置2の詳細については後述する。
 送風機20の空気吐出側には、空調用ダクト19が接続されている。空調用ダクト19は、車室内に開口して車室内へ空気を吹き出す図示しない吹出部へ送風空気を導く部材である。
 本実施形態では、空調用ダクト19として、車室内の上方側空間へ空気を吹き出す上方側吹出部に接続される上方側ダクト191、および車室内の下方側空間へ空気を吹き出す下方側吹出部に接続される下方側ダクト192が設けられている。
 上方側吹出部としては、図示しないが、乗員の上半身側に空気を吹き出すフェイス吹出口、および車両前面の窓ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口が設けられている。下方側吹出部としては、図示しないが、乗員の下半身側に空気を吹き出すフット吹出口が設けられている。
 また、空調用ダクト19には、各吹出口からの空気の吹出モードを設定する図示しないモード切替ドアが設けられている。モード切替ドアは、図示しないアクチュエータにより駆動する。
 続いて、送風装置2について説明する。送風装置2は、送風機20、送電回路50、制御回路100を備える。送風機20は、外殻を構成する送風ケース21、送風ケース21に収容された複数のファン22、23、各ファン22、23を駆動する電動機25等で構成されている。
 送風ケース21は、空調ケース11の一部を構成している。本実施形態の送風ケース21は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂(例えば、ポリプロピレン)により成形されている。
 送風ケース21には、電動機25における回転軸252の軸方向の両側に開口する第1、第2吸込口211、212、および回転軸252の径方向に開口する第1、第2吐出口213、214が形成されている。
 第1吸込口211は、空調ケース11における第1温風通路161および第1冷風バイパス通路171の空気流れ下流側の空間に連通している。また、第1吐出口213は、上方側ダクト191が接続され、上方側ダクト191を介して車室内の上方側空間に連通している。
 第2吸込口212は、空調ケース11における第2温風通路162および第2冷風バイパス通路172の空気流れ下流側の空間に連通している。また、第2吐出口214は、下方側ダクト192が接続され、下方側ダクト192を介して車室内の下方側空間に連通している。
 また、送風ケース21には、後述する各ファン22、23から吹き出される空気が区分されるように、その内部に形成された送風路を上方側の第1送風路215、および下方側の第2送風路216に仕切る仕切部材210が設けられている。第1送風路215は、第1吸込口211から吸い込まれた空気を第1吐出口213、および上方側ダクト191を介して車室内の上方側空間へ導く送風路である。第2送風路216は、第2吸込口212から吸い込まれた空気を第2吐出口214、および下方側ダクト192を介して車室内の下方側空間へ導く送風路である。
 第1送風路215には、第1吸込口211から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を第1吐出口213から吐出する第1ファン22が配置されている。また、第2送風路216には、第2吸込口212から空気を吸い込み、吸い込んだ空気を第2吐出口214から吐出する第2ファン23が配置されている。
 各ファン22、23は、軸方向から吸い込んだ空気を径方向外側に吹き出す遠心ファン(例えば、シロッコファンや、ターボファン)で構成されている。本実施形態の各ファン22、23は、同軸上に配置されており、軸方向に並ぶように電動機25の回転軸252に連結されている。各ファン22、23は、電動機25によって回転駆動される。
 具体的には、図2に示すように、第1ファン22は、複数枚の羽根221、第1主板223、および第1シュラウド224を備える。第1ファン22の各羽根221は、各羽根221の間を空気が流通可能なように、電動機25における回転軸252の軸線CLの周りに間隔をあけて環状に配置されている。
 各羽根221は、軸線CLに沿う軸方向における第1吸込口211側(すなわち、軸方向の一端側)の端部が第1シュラウド224に連結され、軸方向における第1吸込口211の反対側の端部が第1主板223に連結されている。
 第1主板223は、中央部が軸方向における第1吸込口211側へ窪んだ円錐状の形状を有する部材で構成される。第1主板223は、各羽根221の第1吸込口211とは反対側の端部を連結する第1プレート部223a、および電動機25の回転軸252に連結される第1ボス部223bを有する。本実施形態の第1主板223は、各羽根221の第1吸込口211とは反対側の端部を連結すると共に、電動機25からの回転駆動力を各羽根221へ伝達する連結部を構成する。
 第1ボス部223bは、第1主板223の中央部に形成されて電動機25の回転軸252に嵌合する嵌合部である。本実施形態の第1ボス部223bと回転軸252とは、図示しない回り止めピンにより回り止めされている。従って、回転軸252が回転すると、回転軸252の回転に連動して第1主板223が回転する。
 第1シュラウド224は、中央部に第1吸込口211に対応する大きさの開口部が形成された円盤状の形状を有する部材である。第1シュラウド224は、各羽根221の第1吸込口211側の端部を連結する部材である。なお、第1ファン22の各構成要素を構成する材料については、後述する。
 第2ファン23は、第1ファン22と同様に、複数枚の羽根231、第2主板233、および第2シュラウド234を備える。第2ファン23の各羽根231は、各羽根231の間を空気が流通可能なように、電動機25における回転軸252の軸線CLの周りに間隔をあけて環状に配置されている。
 各羽根231は、軸方向における第2吸込口212側の端部が第2シュラウド234に連結され、軸方向における第2吸込口212とは反対側の端部が第2主板233に連結されている。
 第2主板233は、その中央部が軸方向における第2吸込口212側へ窪んだ円錐状の形状を有する部材で構成される。また、第2主板233は、各羽根231の第2吸込口212とは反対側の端部を連結する第2プレート部233a、および回転軸252に連結される第2ボス部233bを有する。本実施形態の第2主板233は、各羽根231の第2吸込口212とは反対側の端部を連結すると共に、電動機25からの回転駆動力を各羽根231へ伝達する連結部を構成する。
 また、第2プレート部233aには、各羽根231が結合される部位の背面側に、後述する誘導加熱コイル52を収容する溝部235が形成されている。溝部235は、第2ボス部233bを中心とする円環形状に形成されている。
 第2ボス部233bは、第2主板233の中央部に形成されて電動機25の回転軸252に嵌合する嵌合部である。本実施形態の第2ボス部233bと回転軸252とは、図示しない回り止めピンにより回り止めされている。従って、回転軸252が回転すると、回転軸252の回転に連動して第2主板233が回転する。
 第2シュラウド234は、中央部に第2吸込口212に対応する大きさの開口部が形成された円盤状の形状を有する部材である。第2シュラウド234は、各羽根231の第2吸込口212側の端部を連結する部材である。なお、第2ファン23の各構成要素231、233、234を構成する材料については、後述する。
 電動機25は、モータ本体部251、金属製(例えば、鉄製)の回転軸252、仕切部材210に連結された支持具253、図示しない駆動回路を備える。モータ本体部251は、回転軸252を介して第2ファン23を回転駆動する駆動手段である。
 モータ本体部251は、支持具253を介して送風ケース21の仕切部材210に支持されている。本実施形態のモータ本体部251は、仕切部材210と第2主板233との間に形成される空間に収容されている。モータ本体部251は、支持具253に固定されたコア251c、コア251cの外側で回転軸252に固定されたロータ251a、ロータ251aの内周側に固定されたマグネット251b、回転軸252を回転可能に支持する軸受251d等を有する。
 電動機25は、図示しない駆動回路からモータ本体部251のコア251cに電力が供給されると、コア251cに磁束変化が生じる。これにより、電動機25では、ロータ251aに固定されたマグネット251bを引き寄せる力が発生し、この力を受けてロータ251aが回転軸252と共に回転する。
 続いて、送電回路50は、複数のファン22、23のうち、少なくとも一部のファンを加熱する加熱機器を構成する。本実施形態の送電回路50は、複数のファン22、23のうち、一部のファンを誘導加熱する誘導加熱コイル52、共振回路53、および電源回路54を有して構成される。
 ここで、本実施形態の空調ユニット10では、車室内の上方側空間へ吹き出す空気の温度を低く、車室内の下方側空間へ吹き出す空気の温度を高くすることで、車室内の頭寒足熱型の快適な温度分布を図ることがある。
 そこで、本実施形態では、車室内の下方側空間へ吹き出す空気の温度を、車室内の上方側空間へ吹き出す空気よりも高い温度となるように、誘導加熱コイル52により第2ファン23を誘導加熱する構成としている。
 本実施形態の誘導加熱コイル52は、複数のファン22、23のうち、第2ファン23を加熱する加熱部を構成する。具体的には、誘導加熱コイル52は、第2ファン23に近接した位置であって、第2ファン23の第2主板233と対向するように配置されている。本実施形態の誘導加熱コイル52は、第2主板233における各羽根231の反対側に配置されている。
 また、誘導加熱コイル52は、第2主板233の第2プレート部233aに形成された溝部235の内部に対応する円環状の形状のコイルで構成されている。本実施形態の誘導加熱コイル52は、第2主板233の第2プレート部233aに形成された溝部235の内部に溝部235と非接触に収容されている。
 本実施形態の第2ファン23と誘導加熱コイル52との間には、所定の間隔が設けられており、第2ファン23と誘導加熱コイル52とが非接触となっている。また、誘導加熱コイル52は、送風ケース21の仕切部材210に固定されている。このため、第2ファン23は、誘導加熱コイル52に接触することなく回転可能となっている。
 共振回路53および電源回路54は、誘導加熱コイル52へ所定周波数(例えば、25kHz)の交流電流を供給する交流供給部を構成している。電源回路54は、交流信号の発生源を構成する回路である。共振回路53は、誘導加熱コイル52が第2ファン23に対向配置された状態で、磁界共鳴するように調整されている。
 送電回路50では、電源回路54から交流電流が誘導加熱コイル52へ供給されることで、誘導加熱コイル52の周囲に磁界が発生する。この際、第2ファン23の第2主板233には、誘導加熱コイル52の周囲に発生した磁界を打ち消す方向に渦電流(すなわち、誘導電流)が流れる。そして、第2ファン23の第2主板233には、第2主板233の電気抵抗×渦電流の2乗となるジュール熱が発生して発熱する。
 このように、第2ファン23を加熱することで、車室内の下方側空間へ吹き出す空気の温度を高くすることが可能となる。この際、第2ファン23の熱が第1ファン22に移動して第1ファン22の温度が高くなってしまうことが懸念される。つまり、単に、各ファン22のうち、一部のファン(本実施形態では、第2ファン23)を加熱して、一部のファン以外の残りのファン(本実施形態では、第1ファン22)を加熱しない構成としても、吹き出す空気を異なる温度に調整することが難しい。
 この点を鑑みて、本実施形態では、各ファン22、23の間における熱移動を抑制する断熱構造を設けている。本実施形態では、第1ファン22を第2ファン23に比べて、熱伝導性の低い材料で構成することで、断熱構造を実現している。
 本実施形態では、第2ファン23の各構成要素231、233、234を、熱伝導性の高い金属材料で構成し、第1ファン22の各構成要素221、223、224を第2ファン23に比べて、熱伝導性の低い樹脂材料で構成している。
 具体的には、本実施形態では、第1ファン22の各羽根221および第1シュラウド224をポリプロピレンPPで構成し、第1主板223をポリプロピレンPPよりも耐熱性に優れるポリアセタールPOM(すなわち、ジュラコン)で構成している。ポリプロピレンPPは、熱伝導率λが約0.13[W/mK]であり、ポリアセタールPOMは、熱伝導率λが約0.23[W/mK]である。なお、本明細書では、各材料の熱伝達率について300K程度での値を記載している。
 本実施形態の第1ファン22は、射出成形等により一体成形した各羽根221、および第1シュラウド224の成形品に対して主板223を嵌合等により組付けることにより、一体に構成されている。
 一方、本実施形態では、第2ファン23の各羽根231および第2シュラウド234をアルミニウムで構成し、第2主板233を鉄で構成している。アルミニウムは、熱伝導率λが約237[W/mK]であり、ポリプロピレンPPやポリアセタールPOM等の樹脂材料に比べて極めて熱伝導率λが高い材料である。また、鉄は、熱伝導率λが約80[W/mK]であり、ポリプロピレンPPやポリアセタールPOM等の樹脂材料に比べて極めて熱伝導率λが高い材料である。
 本実施形態の第2ファン23は、第2主板233および第2シュラウド234に対して各羽根231を組付けた状態で、ろう付け接合により一体に構成されている。
 ここで、本実施形態では、誘導加熱により第2ファン23を効率よく加熱するために、第2ファン23の各羽根231をアルミニウムで構成し、第2主板233を鉄で構成している。その理由について以下に説明する。
 誘導加熱による第2ファン23(例えば、第2主板233)の加熱電力Pは、以下の数式F1の如く、第2主板233の表皮抵抗Rsに比例すると共に、磁束Hの2乗に比例する。
 P∝Rs×H2 ・・・(F1)
 そして、第2主板233の表皮抵抗Rsは、以下の数式F2の如く、第2主板233の電気抵抗率ρ、透磁率μ、誘導加熱コイル52に流れる電流Iの周波数fの平方根に比例する。
 Rs∝(ρ×μ×f)1/2 ・・・(F2)
 また、磁束Hは、以下の数式F3の如く、誘導加熱コイル52のターン数(すなわち、巻き数)Nと電流Iに比例する。
 H∝N×I ・・・(F3)
 上述の数式F1~F3によれば、加熱電力Pは、以下の数式F4で表すことができる。
 P∝(ρ×μ×f)1/2×(N×I)2 ・・・(F4)
 第2ファン23では、誘導加熱コイル52への通電により第2主板233が発熱し、第2主板233の熱を、各羽根231を介して送風空気へ伝える構成となる。つまり、本実施形態では、第2主板233が発熱部を構成し、各羽根231が第2主板233の熱を送風空気へ放熱する放熱部を構成する。
 数式F4に示すように、誘導加熱により第2ファン23を効率よく加熱するためには、第2ファン23における発熱部を構成する主板233を電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値(=ρ×μ)が高い材料で構成することが望ましい。
 一方、第2ファン23から空気側へ効率よく放熱するためには、空気側に接する部材の温度を均一化させて放熱面積を拡大することが有効となる。このため、第2ファン23における放熱部を構成する各羽根231を熱伝導率λが高い材料で構成することが望ましい。
 このような理由から、本実施形態では、第2ファン23の各羽根231を第2主板233よりも熱伝導率λの高い材料で構成し、第2主板233を各羽根231よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値(=ρ×μ)の高い材料で構成している。
 因みに、アルミニウムは、熱伝導率λが約237[W/mK]であり、鉄の熱伝導率(λ≒80[W/mK])よりも極めて高い値となる。また、鉄は、電気抵抗率が約0.17[μΩm]、比透磁率が約2000であり、その積算値(ρ×μ≒34)が、アルミニウムにおける電気抵抗率(ρ≒0.027[μΩm])と比透磁率(μ≒1)との積算値(ρ×μ≒0.027)よりも極めて大きい値となる。
 第2ファン23の各羽根231は、第2主板233よりも熱伝導率λの高い材料であればよい。第2ファン23の各羽根231は、例えば、熱伝導率λが高いアルミニウムを主成分とする材料(例えば、アルミニウム合金)や、銅(λ≒398[W/mK]、ρ≒0.017[μΩm]、μ≒1)を主成分とする材料で構成してもよい。また、第2主板233は、第2ファン23の各羽根231よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い材料であればよく、例えば、電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値が高い鉄を主成分とする材料(例えば、ステンレス)で構成してもよい。なお、熱伝導率λ、電気抵抗率ρ、透磁率μは、温度依存性があることから、同一温度条件下で比較した際の前述の条件を満たす材料を採用することが望ましい。
 続いて、制御回路100は、CPU、ROMやRAMといった記憶部を含むマイクロコンピュータと、その周辺回路で構成されている。制御回路100は、記憶部に記憶された制御プログラムに基づいて、各種演算処理を行い、出力側に接続された駆動回路や、電源回路54等の作動を制御する回路である。制御回路100は、送風機20の作動中に、空調ユニット10側からの要求に応じて電源回路54等の作動を制御する通電制御部を構成する。なお、制御回路100の記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
 次に、上記構成に係る本実施形態の送風装置2の作動を説明する。まず、駆動回路からモータ本体部251のコア251cに電力が供給されると、電動機25の回転軸252が回転する。そして、各ファン22、23は、回転軸252の回転に連動して回転する。
 各ファン22、23の回転により、図3に示すように、送風ケース21の各吸込口211、212から軸線CLに沿って吸い込まれた空気が、各ファン22、23の径方向外側に向かって吹き出される。そして、第1ファン22から吹き出された空気は、送風ケース21の第1吐出口213、および上方側ダクト191を介して車室内の上方側空間へ吹き出される。また、第2ファン23から吹き出された空気は、送風ケース21の第2吐出口214、および下方側ダクト192を介して車室内の下方側空間へ吹き出される。
 この状態で、送電回路50の電源回路54から交流電流が誘導加熱コイル52へ供給されると、誘導加熱コイル52の周囲に磁界が発生する。この際、第2ファン23の主板233には、誘導加熱コイル52の周囲に発生した磁界を打ち消す方向に渦電流(すなわち、誘導電流)が流れる。
 この渦電流により第2ファン23の第2主板233には、第2主板233の電気抵抗×渦電流の2乗となるジュール熱が発生して発熱する。そして、第2主板233の熱は、第2ファン23の各羽根231を介して、送風ケース21の第2吸込口212から吸い込まれた空気に放熱される。
 これにより、第2ファン23に吸い込まれた空気が加熱され、第2ファン23で加熱された空気が下方側ダクト192を介して車室内の下方側空間へ吹き出される。この際、第1ファン22を第2ファン23に比べて熱伝導性の低い材料で構成しているので、第1ファン22には、第2ファン23の熱が殆ど伝わらない。このため、第1ファン22に吸い込まれた空気は、送風機20で加熱されることなく、上方側ダクト191を介して車室内の上方側空間へ吹き出される。
 以上説明した本実施形態の送風装置2は、複数のファン22、23の一部のファン(本実施形態では、第2ファン23)に、送風空気を加熱する加熱機能を付加すると共に、各ファン22、23の間における熱移動を抑制する断熱構造を設ける構成としている。
 具体的には、本実施形態では、第2ファン23を、第1ファン22に比べて熱伝導性の高い材料で構成することで、各ファン22、23の間における熱移動を抑制する断熱構造を構成している。
 これによれば、加熱機能を付加したファン(すなわち、第2ファン23)と、加熱機能を付加していないファン(すなわち、第1ファン22)との間における熱移動が抑制されるので、各ファン22、23から吹き出す空気を異なる温度に調整することが可能となる。
 従って、本実施形態の送風装置2によれば、異なる温度で空気を吹き出すことが要求される装置の送風装置おいて、異なる温度に調整した空気を供給することが可能となる。
 ここで、各ファン22、23それぞれを金属材料で構成することも可能であるが、その場合、送風機20自体の重量増加等に伴うファン効率の悪化が懸念される。このため、本実施形態の如く、加熱機能を付加した第1ファン22を熱伝導性の高い金属材料を主として構成し、加熱機能を付加していない第2ファン23を熱伝導性の低い樹脂材料を主として構成することが望ましい。
 また、本実施形態では、送風装置2を車両用空調装置1に適用しており、送風装置2により、車室内の上方側空間に吹き出す空気の温度を低く、下方側空間に吹き出す空気の温度を高くすることができる。このため、車両用空調装置1において、車室内の頭寒足熱型の快適な温度分布を実現することが可能となる。
 さらに、本実施形態では、誘導加熱コイル52を用いて、第2ファン23を誘導加熱により加熱する構成としている。このように、誘導加熱により第2ファン23を直接的に加熱する構成とすれば、輻射熱等により、第2ファン23を間接的に加熱する構成に比べて、熱損失が少ないことから、第2ファン23を効率よく加熱することが可能となる。
 ここで、第2ファン23における各羽根231から空気側への熱移動は、動かないように固定された平板から空気側へ熱が移動する場合と比較して、各羽根231が回転することで生ずる遠心力により各羽根231の表面に形成される境界層が薄くなる。このため、各羽根231から空気側への熱移動は、前述の平板から空気側へ熱が移動する場合と比較して、各羽根231から空気側へ熱が移動し易くなる。
 また、羽根231は複数枚あるので、各羽根231における空気と接する面積を充分に確保することができ、充分な伝熱量で空気を加熱することができる。さらに、各羽根231は、熱伝導率の高い材料で構成されているため、各羽根231の温度が羽根231の全域で均一に近くなり、効率よく空気側へ熱を移動させることができる。
 さらに、本実施形態の送風装置2は、第2ファン23の各羽根231を第2主板233よりも熱伝導率の高い材料で構成し、第2主板233を各羽根231よりも透磁率と電気抵抗率との積算値が高い材料で構成している。
 これによれば、第2ファン23の各羽根231を連結する第2主板233を誘導加熱により効率よく加熱すると共に、誘導加熱により加熱された第2主板233の熱を、熱伝導率の高い各羽根231を介して空気側へ効率よく放熱させることが可能となる。
 従って、本実施形態の送風装置2によれば、誘導加熱による第2ファン23の加熱の効率化、および第2ファン23から空気への放熱の効率化を両立させることが可能となる。
 ここで、誘導加熱コイル52と被加熱部位を構成する第2ファン23の第2主板233との距離が近いほど、第2主板233を流れる渦電流が増加することから、誘導加熱の効率が高くなる。
 そこで、本実施形態では、誘導加熱コイル52を各羽根231、および第2主板233のうち、第2主板233に近い位置に配置している。このように、誘導加熱コイル52を各羽根231よりも第2主板233に近接する位置に配置すれば、誘導加熱による第2主板233の加熱のより一層の効率化を図ることができる。
 また、第2主板233には、誘導加熱コイル52に対応する形状を有する溝部235を形成し、当該溝部235の内部に溝部235と非接触に誘導加熱コイル52を収容している。
 これによれば、第2ファン23において被加熱部位を構成する第2主板233における誘導加熱コイル52と対向する面積を大きくすることができるので、第2主板233における被加熱面積を充分に確保することができる。
 さらに、第2主板233と誘導加熱コイル52との距離を近づけることができるので、誘導加熱コイル52の電磁誘導作用によって第2主板233に流れる電流を増大させることができる。従って、誘導加熱による第2主板233の加熱のより一層の効率化を図ることができる。
 この際、第2主板233自体が誘導加熱コイル52の通電により生ずる磁束の漏れを遮蔽する磁気シールドとしても機能するので、誘導加熱コイル52を鎖交する磁束が送風装置2の周辺機器へ影響してしまうことを抑えることができる。
 さらに、本実施形態では、第2ファン23を遠心ファンで構成している。そして、誘導加熱コイル52を、第2ファン23の軸方向の他端側であって第2主板233における各羽根231と反対側に配置している。これによれば、誘導加熱コイル52が第2ファン23により生成される気流を乱す要因とならないので、誘導加熱コイル52の追加に伴うファン性能の低下を回避可能となる。
 (第2実施形態)
 次に、第2実施形態について、図4を用いて説明する。本実施形態では、各ファン22、23との間における回転軸252を介した熱移動を抑制する断熱構造を採用している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
 図4に示すように、本実施形態では、第1ファン22と回転軸252との間、すなわち、第1主板223の第1ボス部223bの内側に、回転軸252を圧入するためのカラー223cを介在させている。カラー223cは、回転軸252を圧入可能な大きさの貫通穴が形成された円筒状の部材である。カラー223cは、第1ファン22の第1ボス部223bを回転軸252に連結する連結部材を構成する。
 ここで、本実施形態の如く、各ファン22、23を同じ回転軸252に連結する場合、回転軸252を介して第2ファン23の熱が、第1ファン22側に伝わってしまうことが懸念される。
 そこで、本実施形態では、回転軸252に直に接するカラー223cを、金属製(本実施形態では鉄製)の回転軸252よりも熱伝導性の低い材料で構成している。具体的には、本実施形態では、カラー223cを、回転軸252よりも熱伝導性が低く、且つ、第1主板223を構成するポリアセタールPOMよりも耐熱温度が高いポリフェニレンサルファイドPPSで構成している。ポリフェニレンサルファイドPPSは、熱伝導率λが約0.29[W/mK]であり、鉄の熱伝導率(λ≒80[W/mK])よりも極めて低い値となる。また、ポリフェニレンサルファイドPPSは、耐熱温度が260℃程度であり、ポリアセタールPOM(耐熱温度:110℃程度)よりも極めて高い値となる。
 その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の送風装置2は、第1ファン22の第1ボス部223bに設けたカラー223cが、各ファン22、23の間における熱移動を抑制する断熱構造として機能する。このため、本実施形態の送風装置2によれば、第1実施形態に比べて、加熱機能を付加したファン(すなわち、第2ファン23)と、加熱機能を付加していないファン(すなわち、第1ファン22)との間における熱移動をより一層抑制することが可能となる。
 なお、本実施形態では、各ファン22、23のうち、第1ファン22側にカラー223cを追加する例を説明したが、これに限らず、例えば、第2ファン23側にカラーを設けたり、各ファン22、23の双方にカラーを設けたりしてもよい。
 (第3実施形態)
 次に、第3実施形態について、図5を用いて説明する。本実施形態では、各ファン22、23それぞれに送風空気の加熱機能を付加している点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
 図5に示すように、本実施形態の第1ファン22には、第1プレート部223aにおける各羽根221が結合される部位の背面側に、後述する第1誘導加熱コイル51を収容する溝部225が形成されている。溝部225は、第1ボス部223bを中心とする円環形状に形成されている。
 また、本実施形態の第1ファン22は、第2ファン23と同様に、各羽根221を第1主板223よりも熱伝導率λの高い材料で構成し、第1主板223を各羽根221よりも電気抵抗率ρと透磁率μとの積算値(=ρ×μ)の高い材料で構成している。具体的には、本実施形態では、第1ファン22の各羽根221をアルミニウムで構成し、第1主板223を鉄で構成している。
 ここで、本実施形態では、第2ファン23と回転軸252との間、すなわち、第2主板233の第2ボス部233bの内側に、回転軸252を圧入するためのカラー233cを介在させている。カラー233cは、回転軸252を圧入可能な大きさの貫通穴が形成された円筒状の部材である。カラー233cは、第2ファン23の第2ボス部233bを回転軸252に連結する連結部材を構成する。本実施形態のカラー233cは、金属製(本実施形態では鉄製)の回転軸252よりも熱伝導性の低い材料で構成されている。具体的には、本実施形態のカラー233cは、回転軸252よりも熱伝導性が低く、且つ、第2主板233を構成するポリアセタールPOMよりも耐熱温度が高いポリフェニレンサルファイドPPSで構成されている。
 続いて、本実施形態の送電回路50は、第1ファン22を誘導加熱する第1誘導加熱コイル51、第2ファン23を誘導加熱する第2誘導加熱コイル52、共振回路53、電源回路54、切替器55を有する。なお、本実施形態では、第2ファン23を加熱する誘導加熱コイルを第2誘導加熱コイル52としている。
 ここで、空調ユニット10では、即効性の高い車室内の暖房を図るために、車室内の上方側空間へ吹き出す空気、および車室内の下方側空間へ吹き出す空気それぞれの温度を高くすることが要求されることがある。
 そこで、本実施形態では、車室内の上方側空間へ吹き出す空気、および車室内の下方側空間へ吹き出す空気それぞれが高い温度となるように、第1、第2誘導加熱コイル51、52により各ファン22、23を誘導加熱することが可能な構成としている。
 第1誘導加熱コイル51は、第1ファン22を加熱する加熱部を構成する。具体的には、第1誘導加熱コイル51は、第1ファン22に近接した位置であって、第1ファン22の第1主板223と対向するように配置されている。本実施形態の第1誘導加熱コイル51は、第1主板223における各羽根221の反対側に配置されている。
 また、第1誘導加熱コイル51は、第1主板223の第1プレート部223aに形成された溝部225の内部に対応する円環状の形状のコイルで構成されている。本実施形態の第1誘導加熱コイル51は、第1主板223の第1プレート部223aに形成された溝部225の内部に溝部225と非接触に収容されている。
 本実施形態の第1ファン22と第1誘導加熱コイル51との間には、所定の間隔が設けられており、第1ファン22と第1誘導加熱コイル51とが非接触となっている。また、第1誘導加熱コイル51は、送風ケース21の仕切部材210に固定されている。このため、第1ファン22は、第1誘導加熱コイル51に接触することなく回転可能となっている。
 切替器55は、電源回路54からの交流電流の供給経路を各誘導加熱コイル51、52の一方、または、双方に切り替える機器である。切替器55は、共振回路53、電源回路54と共に交流供給部を構成する。
 切替器55は、制御回路100に接続されており、制御回路100からの制御信号に応じて、電源回路54からの交流電流の供給経路を切り替えるように構成されている。なお、本実施形態の制御回路100は、空調ユニット10側からの要求に応じて、切替器55を制御するように構成されている。
 その他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の送風装置2は、電源回路54からの交流電流の供給経路が、切替器55によって各誘導加熱コイル51、52の一方に設定されると、電源回路54から交流電流を一方の誘導加熱コイルへ供給される。この際、各ファン22、23の各主板223、233における一方の誘導加熱コイルに対向する主板に渦電流が流れ、一方のファンがジュール熱により発熱する。
 これにより、各ファン22、23のうち、一方のファンに吸い込まれた空気が加熱され、各ファン22、23の一方のファンで加熱された空気が各ダクト191、192の一方を介して車室内へ吹き出される。
 また、本実施形態の送風装置2は、電源回路54からの交流電流の供給経路が、切替器55によって各誘導加熱コイル51、52の双方に設定されると、電源回路54から交流電流が各誘導加熱コイル51、52へ供給される。この際、各ファン22、23の各主板223、233に渦電流が流れ、各ファン22、23がジュール熱により発熱する。
 これにより、各ファン22、23に吸い込まれた空気が加熱され、各ファン22、23で加熱された空気が各ダクト191、192を介して車室内へ吹き出される。
 以上説明した本実施形態の送風装置2は、第1、第2誘導加熱コイル51、52により各ファン22、23を誘導加熱することが可能な構成となっている。このため、ヒータコア14の熱源(すなわち、加熱能力)が不足していたとしても、車室内へ吹き出す空気の温度を高くして、車室内を暖房することが可能である。
 また、本実施形態の送風装置2は、第2ファン23の第2ボス部233bに設けたカラー233cが、各ファン22、23の間における熱移動を抑制する断熱構造として機能する。このため、本実施形態の送風装置2によれば、各ファン22、23の間における熱移動を抑制することが可能となる。なお、本実施形態では、各ファン22、23のうち、第2ファン23側にカラー233cを追加する例を説明したが、これに限らず、例えば、第1ファン22側にカラーを設けたり、各ファン22、23の双方にカラーを設けたりしてもよい。
 (他の実施形態)
 以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
 (1)上述の各実施形態では、本開示の送風装置2を車両用空調装置に適用する例について説明したが、これに限定されない。送風装置2は、車両等の移動体に限らず、家庭や工場等に利用される定置型の空調装置に適用してもよい。また、送風装置2は、空調装置に限らず、例えば、機器の温度調整装置に適用してもよい。なお、送風装置2を空調装置に適用する場合、送風機20の位置は、蒸発器13やヒータコア14といった温度調整機器の空気流れ下流側ではなく、当該温度調整機器の空気流れ上流側に配置してもよい。
 (2)上述の各実施形態では、各ファン22、23のうち、金属材料で構成するファンの各構成要素をろう付け接合により一体化する例について説明したが、これに限らず、各構成要素を溶接により一体に構成してもよい。
 (3)上述の第3実施形態では、各誘導加熱コイル51、52に対して単一の共振回路53を接続する例について説明したが、これに限定されない。すなわち、各誘導加熱コイル51、52に対応して共振回路53を複数設け、各誘導加熱コイル51、52に対して個別に共振回路53を接続してもよい。このような構成によれば、各誘導加熱コイル51、52への交流電流の供給量を個別に調整することができ、各ファン22、23の温度を個別に微調整することが可能となる。
 (4)上述の各実施形態の如く、誘導加熱コイルを各羽根よりも連結部に近接する位置に配置することが望ましいがこれに限定されない。例えば、誘導加熱コイルの一部が連結部よりも各羽根に近接する位置に配置されていてもよい。
 (5)上述の各実施形態の如く、誘導加熱コイルを主板の連結部に形成した各溝部に収容することが望ましいが、これに限定されない。誘導加熱コイルは、主板の連結部に近接する位置であれば他の位置に配置されていてもよい。
 (6)上述の各実施形態の如く、誘導加熱を主板の連結部における各羽根の反対側に配置することが望ましいが、これに限定されない。誘導加熱コイルは、主板の連結部に近接する位置であれば他の位置に配置されていてもよい。
 (7)上述の各実施形態では、送風装置2自体が共振回路53、および電源回路54を備える例について説明したが、これに限定されず、他の装置の電源回路等から誘導加熱コイルに交流電流を供給する構成としてもよい。
 (8)上述の各実施形態では、単一の誘導加熱コイルを主板に近接する位置に配置する例について説明したが、これに限定されない。例えば、複数の誘導加熱コイルを主板に近接する位置に配置してもよい。
 (9)上述の各実施形態の如く、誘導加熱コイルに通電した際の誘導加熱により、各ファン22、23の少なくとも一方を加熱することが望ましいが、これに限定されない。例えば、ニクロム線等に通電した際の輻射熱により各ファン22、23の少なくとも一方を加熱するようにしてもよい。
 (10)上述の各実施形態の如く、2つのファン22、23を備える送風装置2について説明したが、これに限定されず、送風装置2は3つ以上のファンを備えていてもよい。
 (11)上述の各実施形態の如く、各ファン22、23を遠心ファンで構成する例について説明したが、これに限定されず、各ファン22、23は、他の形式(例えば、クロスフローファン)で構成されていてもよい。
 (12)上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上述の各実施形態は、可能な範囲で適宜組み合わせることができる。
 (13)上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
 (14)上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係、材料等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係、材料等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係、材料等に限定されない。

Claims (6)

  1.  外殻を構成する送風ケース(21)と、
     前記送風ケースに収容されて、回転することにより空気を吸い込んで吹き出す複数のファン(22、23)と、
     前記複数のファンを回転駆動する電動機(25)と、
     前記複数のファンのうち少なくとも一部のファンを加熱する加熱機器(50)と、
     前記複数のファンの間における熱移動を抑制する断熱構造(23、223c、233c)と、
     を備える送風装置。
  2.  前記加熱機器は、前記複数のファンのうち、一部のファン(23)を加熱するように構成されており、
     前記複数のファンのうち、前記一部のファン以外の残りのファン(22)は、前記一部のファンに比べて熱伝導性の低い材料で構成されており、
     前記断熱構造は、前記残りのファンで構成される請求項1に記載の送風装置。
  3.  前記一部のファンは、前記残りのファンに比べて前記熱伝導性の高い金属材料を主として構成されており、
     前記残りのファンは、前記一部のファンに比べて前記熱伝導性の低い樹脂材料を主として構成されている請求項2に記載の送風装置。
  4.  前記電動機は、前記複数のファンそれぞれに連結されて前記複数のファンそれぞれに回転駆動力を伝達する回転軸(252)を有し、
     前記ファンは、前記回転軸よりも熱伝導性の低い材料で構成される連結部材(223c、233c)を介して前記回転軸に連結されており、
     前記断熱構造は、前記連結部材で構成されている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の送風装置。
  5.  車両における室内の温度を調整する車両用空調装置(1)に適用され、
     前記複数のファンの間に配置されて、前記複数のファンから吹き出される空気が区分されるように、前記送風ケースの内部を複数の送風路(215、216)に仕切る仕切部材(210)を備え、
     前記複数の送風路は、前記室内における上方側空間へ空気を導く第1送風路(215)、前記室内における下方側空間へ空気を導く第2送風路(216)を含んでおり、
     前記加熱機器は、前記複数のファンのうち、少なくとも前記第2送風路を介して前記室内へ空気を吹き出すファンを加熱するように構成されている請求項1ないし4のいずれか1つに記載の送風装置。
  6.  前記加熱機器は、前記複数のファンの少なくとも一部のファンを誘導加熱により加熱する誘導加熱コイル(51、52)、および前記誘導加熱コイルに交流電流を供給する交流供給部(53、54、55)を含んで構成されており、
     前記複数のファンの少なくとも一部のファンは、前記交流供給部から前記誘導加熱コイルへ前記交流電流が供給された際に、誘導加熱により加熱される請求項1ないし5のいずれか1つに記載の送風装置。
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