WO2018116942A1 - 温度調和ユニット、温度調和システム及び車両 - Google Patents

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temperature
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静 横手
拓 宇野
登史 小川
将 小山
黒河 通広
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Definitions

  • the present invention relates to a temperature conditioning unit, a temperature conditioning system, and a vehicle equipped with the temperature conditioning unit or the temperature conditioning system.
  • An electricity storage device such as a secondary battery and a power conversion device such as an inverter and a converter (hereinafter collectively referred to as a temperature-controlled body) generate heat due to internal resistance and external resistance when a current flows. If the temperature of the temperature-controlled body becomes excessively high, the performance of the temperature-controlled body is not sufficiently exhibited. In addition, even when the ambient temperature is excessively low, such as when used in a cold region, the performance of the temperature-controlled body is not sufficiently exhibited. That is, the temperature of the temperature-controlled body greatly affects the output characteristics or power conversion characteristics of the temperature-controlled body, and further the life of the temperature-controlled body.
  • the temperature-harmoniced body can be mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle (EV) or the like.
  • EV electric vehicle
  • the installation area of the temperature-controlled body is limited. Therefore, the plurality of battery cells constituting the secondary battery are installed so as to be in close contact with the housing in which they are accommodated, and are not easily dissipated.
  • the power conversion device is placed in an environment in which it is difficult to dissipate heat.
  • the hybrid vehicle and EV are required to be usable in a wide temperature range. An operation in a wide temperature range is also required for a temperature-controlled body mounted on a hybrid vehicle, an EV, or the like.
  • Patent Document 1 gas is forcibly sent by a suction / exhaust device (blower) into a housing that accommodates a temperature-controlled body, and the inside of the housing is adjusted to a temperature suitable for the output of the secondary battery and the operation of the power conversion device. ing.
  • a suction / exhaust device blowwer
  • the inside of the housing is adjusted to a temperature suitable for the output of the secondary battery and the operation of the power conversion device.
  • secondary batteries mounted on hybrid vehicles are required to have higher output and smaller size. Heat dissipation or heating of secondary batteries and power conversion devices is becoming an increasingly important problem.
  • the present invention provides a new temperature-harmonic structure capable of suitable cooling and heating even in a configuration in which the density inside the temperature-conditioning unit is increased and the pressure resistance of the entire temperature-conditioning unit is increased.
  • the purpose is to provide units.
  • the temperature conditioning unit of the present invention for solving the problem is a temperature conditioning unit including a first temperature conditioning unit, a second temperature conditioning unit, and a blower.
  • the first temperature conditioning unit includes a first casing, a first vent hole, a first air chamber, a first temperature-controlled body, and a second air chamber.
  • the second temperature conditioning unit includes a second casing, a second temperature-controlled body, a second vent hole, and a third air chamber.
  • the temperature conditioning unit includes a partition wall in which a part of the wall of the first housing part also serves as a part of the wall of the second housing part, or a part of the wall part of the second housing part of the first housing.
  • a partition that also serves as a part of the wall portion of the body part, a structure that connects the air intake hole of the blower and the second air chamber so as to allow ventilation, and a structure that arranges the discharge hole of the blower and the third air chamber so as to allow ventilation. And a structure in which a part of the second temperature-controlled body is arranged inside the third air chamber, and a structure in which a part of the blower is arranged inside the third air chamber.
  • the blower includes an impeller disk that includes a rotation shaft at the center and has a surface extending in a direction intersecting the rotation axis, and extends in a direction along the rotation axis, and the cross-sectional shape in the direction intersecting the rotation axis is an impeller disk
  • a plurality of arcuate shapes that are convex in the direction of rotation, including an inner peripheral end located on the rotating shaft side and an outer peripheral end positioned on the side opposite to the rotating shaft with respect to the rotating shaft.
  • An impeller having a rotor blade, an electric motor that includes a shaft and transmits rotational motion to the rotating shaft through the shaft, a side wall extending in the longitudinal direction of the rotating shaft so as to cover the impeller, and a longitudinal direction of the rotating shaft
  • a fan case including a suction hole positioned; and a discharge hole corresponding to the suction hole.
  • the fan case is a flow path that guides air that has been sucked from the intake hole and passed through the outer peripheral end to the discharge hole along the side wall when the impeller rotates by the rotational operation transmitted from the electric motor.
  • the fan case of the blower is configured in an elliptical shape instead of a cylindrical shape that is rotationally symmetric.
  • the area where the blower is installed is narrow, if the fan case is formed in a cylindrical shape, a sufficient flow path area may not be ensured and the blower performance may not be exhibited.
  • the fan case shape is constituted by an elliptical shape or a substantial polygon, for example, a substantial triangle. Thereby, a narrow area can be utilized. Therefore, the flow passage area of the blower can be increased. Therefore, high output of the blower can be achieved.
  • the fan case of the blower is a portion in which the height of the fan case does not exist on a plane perpendicular to the rotation axis of the fan and is close to the second temperature-controlled body. Is shorter. Thereby, in the part where the height of a fan case is short, the radial direction component of the discharge flow from an air blower becomes large, and it can ventilate to a 2nd to-be-temperature-controlled body. Therefore, the cooling effect of the second temperature-controlled body can be enhanced.
  • the shape of the fan case at an arbitrary position is shortened, the shape is cut by a plane having an angle with respect to the fan rotation axis, a partial notch may be used. A suitable shape is selected as the shape.
  • the fan case of the air blower of this invention provides a discharge hole in a part of side wall adjacent to a 2nd to-be-heated body. Thereby, a part of the flow from the discharge hole to the fan is discharged and can be blown to the second temperature-controlled body. Therefore, it is possible to enhance the cooling effect of the second temperature-controlled body.
  • the shape of the discharge hole on the side wall of the fan case may be a circle, an ellipse, or a polygon.
  • the temperature conditioning has a configuration capable of suitable cooling and heating. Units can be provided.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • the perspective view which shows the outline
  • Sectional drawing which shows the outline
  • FIG. Explanatory drawing explaining the shroud which the impeller shown to FIG. 1C contains.
  • 3 is a graph showing efficiency characteristics regarding the impeller used in the temperature conditioning unit according to the first embodiment and the impeller of the comparative example. 3 is a graph showing a relationship between a flow coefficient and a pressure coefficient characteristic related to the impeller used in the temperature adjustment unit according to the first embodiment and the impeller of the comparative example.
  • Explanatory drawing which shows the moving blade shape of the impeller used for the temperature harmony unit in a comparative example.
  • FIG. 5A The principal part enlarged view of the moving blade shown to FIG. 5B.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the air volume and the wind pressure related to the impeller used in the temperature conditioning unit according to Embodiment 1 and the impeller of the comparative example.
  • FIG. 1C is a perspective cross-sectional view illustrating a configuration including a diffuser in the blower (centrifugal blower) illustrated in FIG. 1C. The diffuser and impeller front perspective view of the air blower (centrifugal blower) shown to FIG. 8A. The characteristic view which shows the result of having measured the pressure fluctuation about the diffuser used for the temperature harmony unit in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a temperature harmony unit in a second embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a temperature conditioning unit in Embodiment 2.
  • FIG. 1C is a perspective cross-sectional view illustrating a configuration including a diffuser in the blower (centrifugal blower) illustrated in FIG. 1C.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a temperature harmony unit in a third embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a temperature conditioning unit in a third embodiment. Schematic which shows the temperature harmony unit in the other aspect of Embodiment 4.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a temperature harmony unit in a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a temperature conditioning unit in a fifth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a temperature conditioning unit in a sixth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a temperature conditioning unit in a sixth embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the arrangement of blowers in the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view showing the arrangement of blowers in the seventh embodiment.
  • FIG. 10 is a top view illustrating an arrangement of a blower in a seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a top view of a blower in an eighth embodiment.
  • FIG. 20 is a top view of another blower in the eighth embodiment.
  • the horizontal axis represents the ratio of the average radial distance of the fan case to the flow velocity at the fan outlet, and the vertical axis represents the pressure coefficient.
  • FIG. 20 is a perspective view of a blower according to Embodiment 9.
  • FIG. 20 is a side view of a blower according to Embodiment 9.
  • FIG. 20 is a perspective view of a blower according to another aspect of the ninth embodiment.
  • FIG. 18 is a system configuration diagram showing an outline of a temperature harmony system in a tenth embodiment.
  • FIG. 18 is a system configuration diagram showing an outline of a temperature harmony system in a tenth embodiment.
  • FIG. 25 is a system configuration diagram showing another outline of the temperature harmony system in the tenth embodiment.
  • FIG. 25 is a system configuration diagram showing still another outline of the temperature conditioning system in the tenth embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing an outline of a vehicle in a tenth embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing another outline of the vehicle in the tenth embodiment.
  • the temperature conditioning unit according to the embodiment of the present invention can efficiently send wind to the first housing in which the components arranged at high density are housed in the configuration described later. Further, the air can be blown also to the second housing. Thereby, the temperature rise of a 2nd housing
  • the conventional temperature conditioning unit has the following problems to be improved.
  • the conventional temperature harmony unit performs temperature harmony of a plurality of independent temperature harmony objects with an air blower
  • a portion with a slow flow velocity may arise inside the temperature harmony object which is not directly connected to an air blower. Therefore, it has been difficult to achieve sufficient temperature harmony.
  • a plurality of communicated temperature-controlled bodies are arranged only on the intake side or the discharge side of the blower. Further, the flow path becomes narrow and the flow direction becomes complicated at the portion where the temperature-controlled body is communicated. For this reason, the pressure resistance of the entire temperature conditioning unit is increased. That is, since the load with respect to an air blower becomes high, the air blower which has a bigger output was needed.
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing a temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • FIG. 1B is a perspective view showing the temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • FIG. 1C is a perspective view showing a blower (centrifugal blower).
  • FIG. 1D is a cross-sectional view showing the blower (centrifugal blower) shown in FIG. 1C.
  • the temperature conditioning unit 904 in the first embodiment includes a first temperature conditioning unit 901, a second temperature conditioning unit 902, and a blower (centrifugal blower) 903.
  • the first temperature conditioning unit 901 includes a first casing 905, a first vent hole 906, a first air chamber 907, a first temperature-controlled body 908, and a second air. And a chamber 909.
  • the second temperature conditioning unit 902 includes a second casing 910, a second temperature-harmoniced body 911, a second ventilation hole 912, and a third air chamber 913.
  • the temperature conditioning unit 904 includes a partition wall 914 in which a part of the wall portion of the first housing portion 905 also serves as a portion of the wall portion of the second housing portion 910 or a part of the wall portion of the second housing portion 910. Includes a partition wall 914 that also serves as a part of the wall portion of the first housing portion 905.
  • the temperature conditioning unit 904 includes an air passage 918 that connects the air suction hole 915 of the blower (centrifugal blower) 903 and the second air chamber 909 in a breathable manner, and the discharge hole 916 and the third air chamber 913 of the blower 903.
  • the blower 903 includes a rotation shaft 112a at the center and has an impeller disk 112 having a surface extending in a direction intersecting the rotation shaft 112a, and a direction extending along the rotation shaft 112a and a direction intersecting the rotation shaft 112a.
  • the cross-sectional shape is an arc shape that is convex in the direction in which the impeller disk 112 rotates, and is positioned on the side opposite to the rotation axis with respect to the inner peripheral side end 111a located on the rotation axis 112a side and the rotation axis 112a.
  • An impeller 110 having a plurality of rotor blades 111 including an outer peripheral end 111b, an electric motor including a shaft 210 and transmitting a rotation operation to the rotating shaft 112a via the shaft 210, and rotating to cover the impeller 110
  • Fan case 120 including a side wall extending in the longitudinal direction of shaft 112a and an air intake hole 915 positioned in the longitudinal direction of rotating shaft 112a.
  • the temperature conditioning unit 904 in the first embodiment includes an impeller 110, a blower (centrifugal blower) 903, a fan case 120, a first casing 905, and a second A housing 910, a first temperature conditioning unit 901, and a second temperature conditioning unit 902 are provided.
  • the impeller 110 includes an impeller disk 112 and a plurality of moving blades 111.
  • the impeller disk 112 has a rotation shaft 112a at the center.
  • the impeller disk 112 has a surface extending in a direction intersecting the rotation axis 112a.
  • the plurality of moving blades 111 are extended in a direction along the rotation axis 112a.
  • each of the plurality of moving blades 111 has an arc shape in which a cross-sectional shape in a direction intersecting the rotation shaft 112a is convex in a direction in which the impeller disk 112 rotates.
  • the plurality of moving blades 111 have an inner peripheral end 111a located on the rotating shaft 112a side and an outer peripheral end 111b located on the counter-rotating shaft side.
  • the blower (centrifugal blower) 903 includes a shaft 210.
  • the blower (centrifugal blower) 903 transmits the rotation operation to the rotary shaft 112a via the shaft 210.
  • the fan case 120 is configured to cover the impeller 110.
  • the fan case 120 includes a side wall 121, an intake hole 915, a discharge hole 123, and a flow path 118a.
  • the side wall 121 is formed along the rotation axis 112a.
  • the intake hole 915 is located in the direction of the axis 112b included in the rotating shaft 112a.
  • the discharge hole 123 is located on the side opposite to the intake hole 915 with respect to the side wall 121 in the direction along the rotation axis 112a.
  • the air flow is indicated by an arrow 917.
  • the air flow 917 schematically shows the air flowing in the temperature conditioning unit 904.
  • a secondary battery or the like which is the first temperature-harmoniced body 908, is accommodated in the first housing portion 905.
  • the first casing 905 is installed adjacent to the second casing 910.
  • the blower (centrifugal blower) 903 is provided between the flow path paths connecting the first air chamber 907 and the second air chamber 909.
  • the first air hole portion 906 sucks air taken into the blower (centrifugal blower) 903 from the outside of the temperature conditioning unit 904.
  • the second vent hole portion 912 discharges air discharged from the blower (centrifugal blower) 903 to the outside of the temperature conditioning unit 904.
  • the impeller 110 of the blower (centrifugal blower) 903 has a shroud 114.
  • the shroud 114 is located on the opposite side of the impeller disk 112 with respect to the plurality of moving blades 111.
  • the shroud 114 is connected to an anti-impeller disk side end portion 111 c included in each of the plurality of moving blades 111.
  • An opening 111d is formed in the shroud 114 at a position facing the intake hole. In the direction along the rotation axis 112a, the distance between the shroud 114 and the impeller disk 112 is shorter on the outer peripheral end 111b side than on the inner peripheral end 111a side.
  • the secondary battery which is a temperature-harmonized member, includes an in-vehicle secondary battery.
  • the blower (centrifugal blower) 903 includes an impeller 110 and a fan case 120.
  • the fan case 120 has a side wall 1121 and an intake hole 915.
  • the side wall 1121 is a substantially cylindrical side surface extending in the direction of the axis 112b of the rotation shaft 112a included in the impeller 110.
  • the intake hole 915 is located in the direction of the axis 112b.
  • the intake hole 915 is opened in a circular shape centering on the axis 112b on a plane intersecting the direction of the axis 112b.
  • the impeller 110 is connected to an electric motor 200 that is a rotational drive source via a shaft 210.
  • the blower (centrifugal blower) 903 is connected to the intake hole 915 of the blower and the second air chamber 909 of the first housing portion 905 by a duct.
  • the impeller 110 rotates through the shaft 210.
  • the impeller 110 rotates, air flows from the intake hole 915 formed in the fan case 120.
  • the air flowing from the intake holes 915 is given energy by the moving blade 111.
  • the air given energy from the moving blade 111 is discharged along the impeller disk 112 in a direction substantially orthogonal to the rotating shaft 112a.
  • the direction of the air discharged from the impeller 110 is changed in the direction of the discharge hole 1123 along the inner wall surface of the fan case 120.
  • the shape of the inner wall surface of the fan case 120 is preferably a gentle curved surface so as not to obstruct the air flow 917.
  • the air discharged from the discharge hole 123 of the fan case 120 flows into the second air chamber 909 and is in the second temperature adjustment unit 902 disposed in the third air chamber 913.
  • the harmonic body 911 is cooled and exhausted from the third vent hole.
  • An air intake hole of a blower (centrifugal blower) 903 is connected to the first air chamber 907.
  • the blower (centrifugal blower) 903 sucks air
  • the pressure in the first air chamber 907 is lowered. Accordingly, air flows in from the second vent hole portion 912, and after cooling or heating the secondary battery that is the first temperature-harmonized object from the second air chamber 909, the first air chamber 907 is It is sucked into a flow blower (centrifugal blower) 903.
  • the second vent hole portion 912 is one or a plurality of openings provided in any part of the second housing portion 910 as appropriate.
  • a dustproof air filter may be added to the first ventilation hole 906 and the second ventilation hole 912. Further, a dehumidifier may be attached to the first vent hole 906 and the second vent hole 912.
  • the impeller 110 includes an impeller disk 112 and a plurality of moving blades 111.
  • the impeller disk 112 is formed into a substantial disk in a plane orthogonal to the rotation shaft 112a.
  • the rotation shaft 112a is connected to a shaft 210 of an electric motor that is a rotation drive source.
  • the plurality of rotor blades 111 are formed on one surface of the impeller disk 112, which is located on the intake hole side.
  • the impeller 110 has a shroud 114.
  • the shroud 114 is attached so as to cover the anti-impeller disk side end portion 111c included in each of the plurality of moving blades 111 on the intake hole side.
  • the shroud 114 is an annular plate.
  • the shape of the shroud 114 is a funnel shape or a taper shape.
  • the shroud 114 has two openings in the direction of the axis 112b of the rotating shaft 112a.
  • the opening 114a located on the intake hole side is narrower than the opening 114b located on the impeller disk 112 side.
  • the opening 114a and the opening 114b are joined by a side surface 114c.
  • the side surface 114c is curved so that the cross-sectional shape including the axis 112b is convex in the direction of the axis 112b.
  • the side surface 114c may have a straight cross-sectional shape including the axis 112b.
  • the fan case 120 constitutes a part of the flow path 118a and may further include an inner wall surface 120a facing the impeller 110.
  • the inner wall surface 120a is such that an extension line of a line connecting a portion adjacent to the outer peripheral end 111b and the edge of the discharge hole 123 intersects the shaft center at an acute angle on the surface including the axis of the rotation shaft. You may have the curved part 120b which curves.
  • the flow path 118a may further include a guide surface 120c positioned facing the inner wall surface 120a.
  • the guide surface 120c may have an inclined portion 120d that is inclined in the axial direction from the portion close to the outer peripheral end portion 111b to the discharge hole 1123.
  • the impeller 110 further includes a shroud 114 that is positioned on the opposite side of the impeller disk 112 with respect to the plurality of moving blades 111 and connected to the anti-impeller disk side end portion 111c included in each of the plurality of moving blades 111. You may have.
  • the shroud 114 is formed with an opening at a position facing the intake hole 915, and the distance between the shroud 114 and the impeller disk 112 in the direction along the rotation axis is greater on the outer peripheral end than on the inner peripheral end 111 a side.
  • the part 111b side may be shorter.
  • the temperature conditioning unit shown in FIGS. 2A and 2B is a comparative example shown as an example of the prior art. Below, the outline
  • the first temperature adjustment unit 901 and the second temperature adjustment unit 902 are adjacent to each other via a partition wall 914 that also serves as the first housing 905.
  • a communication hole 919 is provided in the partition wall 914.
  • the first housing 905 has an intake hole 906 for taking in air from the outside, and the second housing has a discharge hole 920 connected to the blower (sirocco fan) 400, and air is discharged by the blower (sirocco fan) 400.
  • the blower (sirocco fan) 400 in the temperature conditioning unit 904 of the comparative example has a fan case 1120.
  • a forward-facing fan 401 is attached inside the fan case 1120.
  • the forward fan 401 may be referred to as the sirocco fan in itself.
  • the forward fan 401 discharges air sucked from the communication hole 919 in contact with the second housing portion shown in FIGS. 2A and 2B in the circumferential direction of the forward fan 401.
  • the air flow 917 discharged from the forward fan 401 flows along the side wall 1121 of the fan case 1120 to the discharge hole 1123.
  • the air discharged from the forward fan 400 is integrated in the circumferential direction.
  • the fan case 1120 has a configuration in which the side wall 1121 gradually increases in distance from the rotation axis.
  • FIG. 3 is a graph showing efficiency characteristics regarding the impeller used in the temperature conditioning unit according to the first embodiment and the impeller of the comparative example.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow coefficient and the pressure coefficient characteristic regarding the impeller used in the temperature conditioning unit according to the first embodiment and the impeller of the comparative example.
  • FIG. 5A is an explanatory diagram showing the shape of a moving blade of an impeller used in a temperature conditioning unit in a comparative example.
  • FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating a moving blade shape of an impeller used in the temperature conditioning unit according to Embodiment 1.
  • 6A is an enlarged view of a main part of the moving blade shown in FIG. 5A.
  • 6B is an enlarged view of a main part of the moving blade shown in FIG. 5B.
  • the temperature conditioning unit according to Embodiment 1 can be used to make a vehicle-mounted secondary battery a first temperature-controlled body. Moreover, it can utilize for making a circuit board, an electronic component, a heat radiator, a relay, or a semiconductor element into a 2nd to-be-temperature-matched body.
  • the in-vehicle secondary battery may be simply referred to as a secondary battery.
  • Secondary batteries are required to suppress temperature rise due to high output. Secondary batteries, which are in-vehicle components, are required to reduce the installation area as much as possible. Therefore, the temperature conditioning unit is required to store the secondary batteries at a high density in the casing of the temperature conditioning unit. If the mounting density of the secondary batteries in the casing of the temperature conditioning unit is increased, it is necessary to increase the output of the blower (centrifugal blower) in order to perform temperature conditioning of the secondary battery. Or it is necessary to increase the number of arrangement
  • the effectiveness of the temperature conditioning unit in the first embodiment will be described through a comparison between a forward fan and a rear fan, which will be described later.
  • FIG. 3 shows the relationship between the specific speed n S and the efficiency ⁇ as a dimensionless number for the forward fan and the rear fan that constitute the impeller.
  • the specific speed n S is defined by the following equation (1).
  • N is the number of revolutions.
  • Q is a flow rate.
  • g is a gravitational acceleration.
  • H is a blade head.
  • a forward-facing fan has a large reduction rate of the relative speed between the moving blades and a high secondary flow loss.
  • the forward fan is less efficient than the rear fan.
  • FIG. 4 shows the relationship between the flow coefficient and the pressure coefficient for the forward fan of the impeller of the comparative example and the backward fan of the impeller used in the temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • the forward fan has a higher work coefficient than the rear fan.
  • the forward-facing fan has an unstable region 410 in which the pressure coefficient changes in characteristic from lower right to upper right.
  • the backward fan has a lower work coefficient than the forward fan.
  • the backward fan does not have an unstable region in which the characteristics change like the forward fan. Therefore, since the backward fan can be used stably in the entire region, high output can be obtained by rotating at high speed.
  • 5A and 5B show the cross-sectional shapes of the moving blades in a plane perpendicular to the rotation axis 112a of the fan for the forward fan illustrated as a comparative example and the backward fan employed in the first embodiment.
  • 6A and 6B show a comparison of velocity triangles at the blade outlets of the forward and rear fans.
  • the moving blade 1111 in the forward-facing fan, has an arc shape in which the cross-sectional shape in the direction intersecting the rotation shaft 112a is concave toward the direction in which the impeller disk 1112 rotates.
  • the moving blade 1111 has an inner peripheral end 1111a positioned on the rotating shaft 112a side and a rear side of the outer peripheral end 1111b positioned on the counter rotating shaft side.
  • the output of the blower is expressed by the following formula.
  • Pth ⁇ / g ⁇ (U 2 ⁇ Cu 2 ⁇ U 1 ⁇ Cu 1 )
  • Pth theoretical total pressure
  • specific gravity of fluid
  • U 1 peripheral speed
  • U 2 of moving blade leading edge peripheral speed
  • Cu 1 of moving blade trailing edge radial direction of inflow flow of moving blade leading edge
  • Cu 2 Radial component of the outflow flow at the trailing edge of the moving blade
  • the forward fan has a small difference between the leading edge radius and the trailing edge radius of the moving blade and can obtain a high total pressure. Have difficulty.
  • the backward fan since the backward fan has a long blade length, the difference between the leading edge radius and the trailing edge radius of the moving blade is large, and a high total pressure can be obtained.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the air volume and the wind pressure related to the impeller used in the temperature conditioning unit according to the first embodiment and the impeller of the comparative example.
  • the static pressure of the forward-facing fan does not increase only with the fan. Therefore, when a forward-facing fan is used, static pressure recovery by the fan case is realized by using a scroll casing.
  • the length of the moving blade 111 is long in the radial direction of the impeller disk 112. Therefore, when the impeller 110 rotates, the flow velocity difference between the flowing air increases between the inner peripheral end 111 a that is the inlet of the moving blade 111 and the outer peripheral end 111 b that is the outlet of the moving blade 111. Therefore, as shown in FIG. 7, the backward fan can raise the static pressure by itself. Therefore, if the temperature conditioning unit in the present embodiment is used, the air volume can be secured even if the pressure loss applied to the blower, which is the combination of the first temperature-controlled body and the second temperature-controlled body, increases. it can.
  • the operating point of the forward fan changes from A to A ′, and the operating point of the rear fan changes from B to B ′.
  • the difference in the air volume at the operating point of the forward fan and the backward fan is increased, and the superiority of the backward fan is increased.
  • the temperature conditioning unit can be further downsized.
  • the temperature conditioning unit is a temperature conditioning device for an in-vehicle secondary battery.
  • the vehicle in this case may be a hybrid car or an electric car.
  • the temperature conditioning unit in the first embodiment may be a power conversion device as a temperature-controlled member.
  • a power conversion device that is a temperature-harmonized member includes a vehicle-mounted power conversion device.
  • the other power conversion device can be applied to an engine control unit, an inverter device, or a temperature adjustment of an electric motor.
  • the second temperature-harmoniced body 911 may include any of a circuit board, an electronic component, a radiator, a relay, or a semiconductor element.
  • FIG. 8A is a perspective cross-sectional view showing a configuration including impeller 110 and diffuser 115 in blower (centrifugal blower) 500 used in the temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • FIG. 8B is a perspective sectional view showing a configuration including the impeller 110 and the diffuser 115.
  • FIG. 8C is a characteristic diagram showing the results of measuring pressure fluctuations for the diffuser used in the temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • the following impeller and diffuser can be used for the temperature conditioning unit in the first embodiment.
  • the impeller 510 further includes a plurality of stationary blades 117.
  • the plurality of stationary blades 117 project forward from the outer peripheral portion of the impeller disk in the direction in which the impeller 510 rotates.
  • the diffuser 115 is disposed on the outer periphery of the impeller 510 in the impeller 510.
  • the diffuser 115 includes a diffuser plate 116 and a plurality of stationary blades 117.
  • the diffuser plate 116 is positioned in parallel with the impeller disk.
  • the plurality of stationary blades 117 extend in the direction along the rotation axis 112a on the surface of the diffuser plate 116 located on the side of the intake hole.
  • the plurality of stationary blades 117 project forward from the outer peripheral portion of the impeller disk in the direction in which the impeller 510 rotates.
  • the number of moving blades 111 is Zf.
  • the number of the plurality of stationary blades 117 is Zd.
  • F be the divisor of the number Zf.
  • the natural number be n.
  • the temperature harmony unit satisfies the relationship of Zd ⁇ n ⁇ F.
  • the natural numbers are m and n.
  • P be the number of poles included in the motor.
  • S be the number of slots included in the motor.
  • C be the least common multiple of the number of poles P and the number of slots S.
  • D be the divisor of the least common multiple C.
  • the temperature harmony unit satisfies the relationship of m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ P, m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ S, and Zf ⁇ n ⁇ D.
  • Another type of temperature conditioning unit satisfies the relationship of m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ P, m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ S, Zf ⁇ n ⁇ D, and Zd ⁇ n ⁇ F.
  • the diffuser 115 includes either a metal or a resin as a member constituting the diffuser 115.
  • the temperature conditioning unit in the present embodiment may adopt a configuration including the diffuser 115 in the configuration of the centrifugal blower.
  • the diffuser is located between the impeller and the electric motor that is the rotational drive source.
  • the diffuser 115 includes a diffuser plate 116 and a plurality of stationary blades 117.
  • the diffuser plate 116 is formed on a surface that extends in a direction intersecting the shaft 210 included in the electric motor.
  • the diffuser plate 116 has a substantially disc shape or a substantially annular shape.
  • the plurality of stationary blades 117 are formed on the surface of the diffuser plate 116 on the side where the intake holes are located.
  • the plurality of stationary blades 117 rectifies centrifugal air, which is a flow of air discharged from the impeller 110.
  • the diffuser 115 has the following effects.
  • the diffuser 115 decelerates the centrifugal air discharged from the impeller impeller 510 between the plurality of stationary blades 117.
  • the diffuser 115 increases the pressure of the centrifugal air discharged from the impeller propeller 510. Therefore, the pressure of the centrifugal air discharged from the centrifugal fan having the diffuser 115 is increased.
  • FIG. 8A shows a configuration in which the above-described diffuser 115 is added to the outer peripheral portion of the impeller impeller 510 of the blower (centrifugal blower) 500.
  • FIG. 8B shows a state in which the above-described diffuser 115 is added to the outer peripheral portion of the impeller impeller 510 of the blower (centrifugal blower) 500.
  • FIG. 8A a configuration in which the fan case 120, the diffuser 115, and the diffuser plate 116 are integrated is shown as an example. Moreover, you may comprise the fan case 120, the diffuser 115, and the diffuser plate 116 as an individual component, respectively.
  • noise When the centrifugal wind discharged from the impeller 510 is rectified using the plurality of stationary blades 117 included in the diffuser 115, noise is generated. This noise is caused by turbulence or the like generated between the plurality of moving blades 111 included in the impeller 510 and the plurality of stationary blades 117 included in the diffuser 115. This noise is also called BPF noise (Blade Passing Frequency Noise), blade passing frequency noise, or discrete frequency noise. This noise is referred to as BPF noise in the following description.
  • the centrifugal blower shown in the temperature conditioning unit in Embodiment 1 employs a configuration example described later in order to reduce this noise.
  • the number of the plurality of moving blades 111 included in the impeller 510 is assumed to be Zf.
  • the number of the plurality of stationary blades 117 included in the diffuser 115 is assumed to be Zd.
  • F is a divisor of the number Zf of the plurality of moving blades 111 included in the impeller 510. Let the natural number be n.
  • the temperature harmony unit in Embodiment 1 has a configuration satisfying the relationship of Zd ⁇ n ⁇ F.
  • This configuration can suppress the occurrence of BPF noise.
  • the number of the plurality of moving blades 111 included in the impeller 510 is assumed to be Zf.
  • the number of the plurality of stationary blades 117 included in the diffuser 115 is assumed to be Zd.
  • Let m and n be natural numbers.
  • P be the number of poles included in the motor.
  • S be the number of slots included in the motor.
  • C be the least common multiple of the number of poles P included in the electric motor and the number of slots S included in the electric motor.
  • the least common multiple C represents the order of cogging torque included in the electric motor.
  • D be the divisor of the least common multiple C.
  • the temperature harmony unit in Embodiment 1 is m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ P, m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ S, and Zf ⁇ n ⁇ D It is the structure which satisfies the relationship.
  • This configuration can suppress the occurrence of BPF noise.
  • the noise caused by the cogging torque included in the electric motor can also be referred to as vibration caused by the cogging torque included in the electric motor.
  • the configuration example 3 satisfies the configuration example 1 and the configuration example 2 described above. That is, the temperature harmony unit in Embodiment 1 is m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ P, m ⁇ Zf ⁇ n ⁇ S, Zf ⁇ n ⁇ D, and Zd ⁇ n ⁇ F It is the structure which satisfies the relationship.
  • the number of poles P included in the electric motor is a multiple of two.
  • the number of slots S included in the motor is a multiple of three. Therefore, the number Zf of the plurality of moving blades included in the impeller is preferably a prime number.
  • the number Zf of the plurality of rotor blades included in the impeller is a multiple of the pole number P included in the electric motor or a divisor of the pole number P, or a multiple of the slot number S included in the electric motor or the slot number S.
  • Measures include the following. Let D be the divisor of the least common multiple C of the number of poles P included in the motor and the number of slots S included in the motor. At this time, in the temperature conditioning unit, the divisor D is not matched with the number of the plurality of moving blades included in the impeller. With this configuration, the temperature conditioning unit can suppress at least one increase in vibration and noise.
  • In-vehicle temperature conditioning units often use impellers with an output of several tens of watts. Therefore, in the on-vehicle temperature conditioning unit, the plurality of moving blades of the impeller are often formed in a range of about 7 to 15 blades. The reason is due to the balance between the rectifying effect due to the flow between the blades using the diffuser and the friction loss generated on the surface of the stationary blade constituting the diffuser.
  • the specification of the specific example is as follows.
  • the number of poles P included in the electric motor is 10.
  • the number of slots S included in the electric motor is twelve.
  • the impeller has 11 blades.
  • the number of the plurality of stationary blades included in the diffuser was changed for comparison.
  • the number of the plurality of stationary blades is 21, 22, and 23.
  • FIG. 8C shows the result of FFT (fast Fourier transform) analysis of pressure fluctuation.
  • the fundamental harmonic is the 11th order of the rotation frequency generated by the rotation of the impeller.
  • the fundamental harmonic is the 11th order of the rotation frequency generated by the rotation of the impeller, and is 11 times that is a multiple of the number of blades of the impeller.
  • the fundamental harmonic is denoted by Nz. That is, the 22nd order of the rotation frequency generated by the rotation of the impeller is 2Nz which means the second harmonic.
  • Nz rotational frequency N (Hz) ⁇ number of blades of impeller z
  • the unit (Hz) indicating the rotation frequency N is also expressed as “rps” (revolutions per second) indicating the number of rotations per second.
  • the number z of moving blades of the impeller is a dimensionless number without a unit.
  • the order of the cogging torque can be made higher by setting the number of poles P included in the electric motor to the temperature conditioning unit of the first embodiment.
  • increasing the order of the cogging torque by setting the number of poles P included in the motor to a large number increases the ratio of the leakage flux between the poles to the main magnetic flux of the motor. Therefore, the amount of effective magnetic flux that can be used by the electric motor is reduced, resulting in a reduction in the efficiency of the electric motor.
  • the improvement of the efficiency of the motor and the increase in the order of the cogging torque are taken into consideration, so that the least common multiple with the number of the plurality of moving blades of the impeller is increased.
  • a 12 slot motor was selected.
  • the impeller disc 112 of the present embodiment may have a guide portion 113 that is inclined toward the direction in which the discharge hole 916 is located on the outer peripheral portion of the impeller disc 112.
  • each of the plurality of moving blades 111 may have the inner peripheral end 111a positioned forward of the outer peripheral end 111b in the direction in which the impeller 110 rotates.
  • the impeller 110 may further include a plurality of stationary blades 117 protruding forward from the outer peripheral portion of the impeller disk 112 in the direction in which the impeller 110 rotates.
  • the impeller 110 has a plurality of static plates extending in a direction along the rotation axis 112a on a diffuser plate 116 positioned in parallel with the impeller disk 112 and a surface positioned on the side of the intake hole 915 included in the diffuser plate 116.
  • the diffuser 115 having the wings 117 may be attached.
  • the plurality of stationary blades 117 may protrude forward from the outer peripheral portion of the impeller disk 112 in the direction in which the impeller 110 rotates.
  • FIG. 9A is a schematic diagram showing temperature conditioning unit 904 in the second embodiment.
  • FIG. 9B is a perspective view showing temperature conditioning unit 904 in the second embodiment.
  • the temperature conditioning unit 904 includes an impeller 110, an electric motor 200, a fan case 120, a first housing portion 905, a second housing portion 910, and a first temperature.
  • a harmony unit 901 and a second temperature harmony unit 902 are provided.
  • the air flow is indicated by an arrow 917.
  • the air flow 917 schematically shows the air flowing in the temperature conditioning unit 904.
  • a secondary battery which is a temperature-controlled member, is housed inside the first housing portion 905.
  • the first casing 905 is installed adjacent to the second casing 910.
  • a blower (centrifugal blower) 903 is provided between the flow path path connecting the first housing portion 905 and the second housing portion 910.
  • the first vent hole portion 906 discharges air discharged from the blower (centrifugal blower) 903 to the outside of the temperature conditioning unit 904.
  • the second vent hole portion 912 sucks air taken into the blower (centrifugal blower) 903 from the outside of the temperature conditioning unit 904.
  • the blower (centrifugal blower) 903 has an impeller 110 and a fan case 120 shown in FIGS. 1C to 1D.
  • the impeller 110 has a substantially disc-shaped impeller disk 112.
  • a plurality of blades 111 are formed on the impeller disk 112.
  • the fan case 120 has a side wall 1121 and an intake hole 915.
  • the side wall 1121 is a substantially cylindrical side surface extending in the direction of the axis 112b of the rotating shaft 112a included in the impeller 110.
  • the intake hole 915 is located in the direction of the axis 112b.
  • the intake hole 915 is opened in a circular shape centering on the axis 112b on a plane intersecting the direction of the axis 112b.
  • the impeller 110 is connected to an electric motor that is a rotational drive source via a shaft 210.
  • the discharge hole of the blower (centrifugal blower) 903 and the first vent hole portion of the first housing portion 905 are connected by an air passage 918.
  • the electric motor that is a rotational drive source rotates
  • the impeller 110 rotates through the shaft 210.
  • air flowing from the intake holes 915 is given energy by the moving blade 111.
  • the air given energy by the moving blade 111 is discharged along the impeller disk 112 in a direction substantially orthogonal to the rotating shaft 112a.
  • the direction of the air discharged from the impeller 110 is changed in the direction of the discharge hole 1123 along the inner wall surface of the fan case 120.
  • the shape of the inner wall surface of the fan case 120 is preferably a gentle curved surface so as not to obstruct the air flow 917.
  • the air flowing into the air intake hole 915 of the fan case 120 flows into the second housing, and the second temperature-controlled body in the second temperature-conditioning unit 902 disposed in the third air chamber 913. 911 is cooled. This air is sucked from the third vent hole.
  • the discharge hole of the blower is connected to the first air chamber 907 of the first housing. When the blower discharges air, the pressure in the first air chamber 907 increases. Accordingly, the secondary battery that is the first temperature-harmonized object is cooled or heated from the first air chamber 907. Thereafter, the air flows through the third air chamber 913 and is discharged from the second vent hole portion 912.
  • the second vent hole portion 912 is one or a plurality of openings provided as appropriate at any location of the second housing portion 910.
  • a dustproof air filter may be added to the first ventilation hole 906 and the second ventilation hole 912.
  • a dehumidifier may be attached to the first ventilation hole 906 and the second ventilation hole 912.
  • FIG. 10A is a schematic diagram showing temperature conditioning unit 904 in the third embodiment.
  • FIG. 10B is a perspective view showing temperature conditioning unit 904 in the third embodiment.
  • air is sucked from the first vent hole, and air is flown from the first air chamber to the second air chamber.
  • the first temperature-harmoniced body is cooled or heated.
  • the air in the first air chamber is sucked by the blower, and the discharge flow of the blower is exhausted to the third air chamber.
  • a plurality of fans are installed. Thereby, the capacity
  • FIG. 10C is a schematic diagram showing the temperature conditioning unit 904 in the aspect of the fourth embodiment.
  • FIG. 10D is a perspective view showing temperature conditioning unit 904 in the aspect of the fourth embodiment.
  • air is sucked from the second ventilation hole, and the air flows from the third air chamber to the second air chamber.
  • the second temperature-harmoniced body is cooled or heated by the air flow generated in the third air chamber.
  • the air in the third air chamber is sucked by the blower, and the discharge flow of the blower is exhausted to the second air chamber. Then, the air in the second air chamber is supplied to the first air chamber.
  • a plurality of fans are installed. Thereby, the capacity
  • FIG. 11A is a schematic diagram showing a temperature conditioning unit in the fifth embodiment.
  • FIG. 11B is a perspective view showing the temperature conditioning unit in the fifth embodiment.
  • the fifth embodiment and the third embodiment have a configuration similar to each other.
  • air is sucked into the first air chamber 907 from the first ventilation hole 906.
  • Air that has cooled the twelfth temperature-harmoniced body 908 is sucked by a blower (centrifugal blower) 903.
  • the air flows from the first air chamber 907 to the second air chamber 909 by suction of air from the blower.
  • the 1st to-be-heated body is cooled or heated, and air is discharged
  • An arrow schematically showing the air flow is illustrated as an air flow 917.
  • FIG. 11B is a perspective view showing the temperature adjustment unit excluding the second casing.
  • the air blower centrifugal air blower
  • FIGS. 11A and 11B the first casing, the fan case of the blower (centrifugal blower) 903, and the air passage 918 are integrated. Thereby, attachment of a 1st housing
  • the rigidity of the temperature conditioning unit is increased and the strength is increased. Therefore, it is possible to provide a temperature conditioning unit that is strong against external impacts.
  • the temperature conditioning unit 904 in the present embodiment includes a first temperature conditioning unit 901, a second temperature conditioning unit 902, and a blower (centrifugal blower) 903.
  • the first temperature conditioning unit 901 includes a first casing 905, a first vent hole 906, a first air chamber 907, a first temperature-controlled body 908, and a second air. And a chamber 909.
  • the second temperature conditioning unit 902 includes a second casing 910, a second temperature-harmoniced body 911, a second ventilation hole 912, and a third air chamber 913.
  • the temperature conditioning unit 904 includes a partition wall 914 in which a part of the wall portion of the first housing portion 905 also serves as a portion of the wall portion of the second housing portion 910 or a part of the wall portion of the second housing portion 910. Includes a partition wall 914 that also serves as a part of the wall portion of the first housing portion 905.
  • the temperature conditioning unit 904 includes an air passage 918 that connects the air intake hole 915 of the air blower (centrifugal air blower) 903 and the second air chamber 909 so that air can pass therethrough, and a discharge hole 916 of the air blower (centrifugal air blower) 903 and the third air.
  • the blower (centrifugal blower) 903 includes a rotating shaft 112a at the center, an impeller disk 112 having a surface extending in a direction intersecting with the rotating shaft 112a, and extending in the direction along the rotating shaft 112a, and the rotating shaft 112a.
  • the cross-sectional shape in the direction that intersects with the rotating shaft 112a is a circular arc that is convex in the direction in which the impeller disc 112 rotates, and the inner peripheral side end 111a located on the rotating shaft 112a side and the rotating shaft 112a is the counter-rotating shaft
  • An impeller 110 having a plurality of rotor blades 111 including an outer peripheral end 111b located on the outer side, a motor including a shaft 210 and transmitting a rotational operation to the rotating shaft 112a via the shaft 210, and the impeller 110.
  • a sidewall including a side wall extending in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a so as to cover and an intake hole 915 positioned in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a.
  • Nkesu having 120 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a discharge hole 123 corresponding to the suction hole 915 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a When the impeller 110 is rotated by the rotation operation transmitted from the electric motor 200 (refer to FIG. 1D), the fan case 120 is sucked from the intake hole 915 and is moved from the inner peripheral end 111a (refer to FIG. 1D) to the outer peripheral end 111b.
  • There is a flow path 118a (see FIG. 1D) that guides the air that has passed through (see FIG. 1D) to the discharge hole 123 (see FIG. 1D) along the side wall 121 (see FIG. 1D).
  • the temperature-conditioning unit 904 can be suitably cooled and heated. Can be provided.
  • blowers 903 may be arranged.
  • FIG. 12A is a schematic diagram showing a temperature conditioning unit in the sixth embodiment.
  • FIG. 12B is a perspective view showing the temperature conditioning unit in the sixth embodiment.
  • the sixth embodiment and the fourth embodiment are similar to each other.
  • air is sucked into the third air chamber 913 from the second vent hole portion 912. Air that has cooled the second temperature-harmoniced body 911 is sucked by the blower 903. The air flows from the second air chamber 909 to the second air chamber 907 by exhausting air from the blower. By these, the 1st to-be-heated body is cooled or heated, and air is discharged
  • An arrow schematically showing the air flow is illustrated as an air flow 917.
  • FIG. 12B is a perspective view showing the temperature adjustment unit excluding the second casing.
  • the air blower centrifugal air blower
  • FIGS. 12A and 12B the first casing, the fan case of the blower 903, and the air passage 918 are integrated. Thereby, attachment of a 1st housing
  • the rigidity of the temperature conditioning unit is increased and the strength is increased. Therefore, it is possible to provide a temperature conditioning unit that is strong against external impacts.
  • the temperature conditioning unit 904 in the present embodiment includes a first temperature conditioning unit 901, a second temperature conditioning unit 902, and a blower (centrifugal blower) 903.
  • the first temperature conditioning unit 901 includes a first casing 905, a first vent hole 906, a first air chamber 907, a first temperature-controlled body 908, and a second air. And a chamber 909.
  • the second temperature conditioning unit 902 includes a second casing 910, a second temperature-harmoniced body 911, a second ventilation hole 912, and a third air chamber 913.
  • the temperature conditioning unit 904 includes a partition wall 914 in which a part of the wall portion of the first housing portion 905 also serves as a portion of the wall portion of the second housing portion 910 or a part of the wall portion of the second housing portion 910. Includes a partition wall 914 that also serves as a part of the wall portion of the first housing portion 905. (Hereinafter, confirmation required / change required)
  • the temperature harmony unit 904 includes an air passage 918 that connects the discharge hole 916 of the blower (centrifugal blower) 903 and the second air chamber 909 in a breathable manner, and a blower (centrifugal blower) 903.
  • the blower (centrifugal blower) 903 includes a rotating shaft 112a at the center, an impeller disk 112 having a surface extending in a direction intersecting with the rotating shaft 112a, and extending in the direction along the rotating shaft 112a, and the rotating shaft 112a.
  • the cross-sectional shape in the direction that intersects with the rotating shaft 112a is a circular arc that is convex in the direction in which the impeller disc 112 rotates, and the inner peripheral side end 111a located on the rotating shaft 112a side and the rotating shaft 112a is the counter-rotating shaft
  • An impeller 110 having a plurality of rotor blades 111 including an outer peripheral end 111b located on the outer side, a motor including a shaft 210 and transmitting a rotational operation to the rotating shaft 112a via the shaft 210, and the impeller 110.
  • a sidewall including a side wall extending in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a so as to cover and an intake hole 915 positioned in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a.
  • Nkesu having 120 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a discharge hole 123 corresponding to the suction hole 915 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a When the impeller 110 is rotated by the rotation operation transmitted from the electric motor 200 (refer to FIG. 1D), the fan case 120 is sucked from the intake hole 915 and is moved from the inner peripheral end 111a (refer to FIG. 1D) to the outer peripheral end 111b.
  • There is a flow path 118a (see FIG. 1D) that guides the air that has passed through (see FIG. 1D) to the discharge hole 123 (see FIG. 1D) along the side wall 121 (see FIG. 1D).
  • the temperature-conditioning unit 904 can be suitably cooled and heated. Can be provided.
  • blowers 903 may be arranged.
  • FIG. 12A and FIG. 12B air flows in from the second vent hole portion 912 and is sucked into the blower (centrifugal blower) 903 through the third air chamber 913.
  • the air discharged from the blower (centrifugal blower) 903 flows from the first air chamber 907 to the second air chamber 909+ and is discharged from the second vent hole portion 912.
  • the temperature conditioning unit 904 in the present embodiment includes a first temperature conditioning unit 901, a second temperature conditioning unit 902, and a blower (centrifugal blower) 903.
  • the first temperature conditioning unit 901 includes a first casing 905, a first vent hole 906, a first air chamber 907, a first temperature-controlled body 908, and a second air. And a chamber 909.
  • the second temperature conditioning unit 902 includes a second casing 910, a second temperature-harmoniced body 911, a second ventilation hole 912, and a third air chamber 913.
  • the temperature conditioning unit 904 includes a partition wall 914 in which a part of the wall portion of the first housing portion 905 also serves as a portion of the wall portion of the second housing portion 910 or a part of the wall portion of the second housing portion 910. Includes a partition wall 914 that also serves as a part of the wall portion of the first housing portion 905.
  • the temperature harmony unit 904 has a configuration in which the discharge hole 916 of the blower (centrifugal blower) 903 and the second air chamber 909 are connected so as to allow ventilation, and the intake of the blower (centrifugal blower) 903 A structure in which the hole 915 and the third air chamber 913 are arranged so as to allow ventilation, a structure in which at least a part of the second temperature-harmoniced body 911 is arranged in the third air chamber 913, and a blower (centrifugal blower) And a configuration in which at least a part of 903 is disposed inside the third air chamber 913.
  • the blower (centrifugal blower) 903 includes a rotating shaft 112a at the center, an impeller disk 112 having a surface extending in a direction intersecting with the rotating shaft 112a, and extending in the direction along the rotating shaft 112a, and the rotating shaft 112a.
  • the cross-sectional shape in the direction that intersects with the rotating shaft 112a is a circular arc that is convex in the direction in which the impeller disc 112 rotates, and the inner peripheral side end 111a located on the rotating shaft 112a side and the rotating shaft 112a is the counter-rotating shaft
  • An impeller 110 having a plurality of rotor blades 111 including an outer peripheral end 111b located on the outer side, a motor including a shaft 210 and transmitting a rotational operation to the rotating shaft 112a via the shaft 210, and the impeller 110.
  • a sidewall including a side wall extending in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a so as to cover and an intake hole 915 positioned in the longitudinal direction of the rotating shaft 112a.
  • Nkesu having 120 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a discharge hole 123 corresponding to the suction hole 915 see FIG. 1C ⁇ Figure 1D
  • a When the impeller 110 is rotated by the rotation operation transmitted from the electric motor 200 (refer to FIG. 1D), the fan case 120 is sucked from the intake hole 915 and is moved from the inner peripheral end 111a (refer to FIG. 1D) to the outer peripheral end 111b.
  • There is a flow path 118a (see FIG. 1D) that guides the air that has passed through (see FIG. 1D) to the discharge hole 123 (see FIG. 1D) along the side wall 121 (see FIG. 1D).
  • the temperature-conditioning unit 904 can be suitably cooled and heated. Can be provided.
  • blowers 903 may be arranged.
  • FIG. 13A is a perspective view illustrating an arrangement of a blower (centrifugal blower) 903 in the seventh embodiment.
  • FIG. 13B is a top view showing the arrangement of the blower (centrifugal blower) 903 in the seventh embodiment.
  • the fan case of the blower (centrifugal blower) 903 is axisymmetric with respect to the fan rotation axis, that is, has a cylindrical shape. The discharge flow from the fan becomes the target of the rotation axis. Therefore, a uniform flow distribution is made in the circumferential direction, and a local change in flow velocity and a change in flow direction are suppressed.
  • the discharge flow from the blower (centrifugal blower) 903 is also uniform in the circumferential direction.
  • the physique (outside diameter) of the blower (centrifugal blower) 903 is regulated, and a suitable blower There may be cases where the physique (outer diameter) cannot be selected.
  • FIG. 14 is a top view of a blower (centrifugal blower) 903 according to the eighth embodiment.
  • FIG. 15 is a top view of another blower (centrifugal blower) 903 according to the eighth embodiment.
  • the fan case of the blower (centrifugal blower) 903 has an elliptical shape rather than a cylindrical shape that is symmetrical about the rotational axis. When the area where the blower (centrifugal blower) 903 is installed is narrow, if the fan case of the blower (centrifugal blower) 903 is configured in a cylindrical shape, a sufficient flow area may not be ensured and the blower performance may not be exhibited.
  • the fan case shape of the blower (centrifugal blower) 903 is an elliptical shape shown in FIG. 14 or a substantially polygonal shape (non-circular shape, substantially triangular shape) shown in FIG. .
  • a narrow region can be utilized by configuring with a substantial triangle. Thereby, the flow-path area of an air blower can be enlarged. Therefore, the output of the blower can be increased.
  • FIG. 16 is a graph in which the ratio of the average radial distance of the fan case to the flow velocity at the fan outlet is plotted on the horizontal axis and the pressure coefficient on the vertical axis in the eighth embodiment.
  • the average radial distance of the fan case is a length obtained by averaging the distance from the fan outlet to the fan case in the circumferential direction.
  • the pressure coefficient with respect to the ratio of the fan outflow speed and the radial distance has a maximum value. Therefore, if a fan case is employed in which the ratio of the fan outflow speed to the radial distance is in the range of 0.6 to 0.8, the blower output can be effectively increased. Note that when the ratio between the fan outflow speed and the radial distance is about 0.8 or more, pressure recovery is not seen and there is no remarkable effect.
  • a preferable range of the ratio of the fan outflow speed and the radial distance is about 0.6 to 0.8.
  • FIG. 17A is a perspective view of a blower (centrifugal blower) 903 according to Embodiment 8.
  • FIG. 17B is a side view of a blower (centrifugal blower) 903 according to Embodiment 8.
  • FIG. 18 is a perspective view of a blower (centrifugal blower) 903 of another aspect in the eighth embodiment.
  • the height of the fan case does not exist on a plane perpendicular to the rotation axis of the fan. The adjacent part is shortened.
  • the radial component of the discharge flow from the blower (centrifugal blower) 903 becomes large, and the second temperature-harmonic body 911 can be blown. Therefore, the cooling effect of the second temperature-harmoniced body 911 can be enhanced.
  • the fan case is cut by a plane having an angle with respect to the fan rotation axis.
  • a partial notch may be used. Its shape is not unique.
  • the fan case of the blower (centrifugal blower) 903 shown in FIG. 18 has a discharge hole in a part of the side wall close to the second temperature-controlled body 911. Thereby, a part of the flow from the discharge hole to the fan is discharged and can be blown to the second temperature-harmoniced body 911. Therefore, the cooling effect of the second temperature-harmoniced body 911 can be enhanced.
  • the shape of the discharge hole on the side wall of the fan case of the blower (centrifugal blower) 903 may be a circle, an ellipse, a polygon, or the like.
  • FIG. 19 is a system configuration diagram illustrating an overview of the temperature conditioning system 20 according to the tenth embodiment.
  • FIG. 20 is a system configuration diagram illustrating another outline of the temperature conditioning system 20a according to the tenth embodiment.
  • FIG. 21 is a system configuration diagram showing still another outline of the temperature conditioning system 20b according to the tenth embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing an outline of the vehicle 30 in the tenth embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing another outline of the vehicle 30a in the tenth embodiment.
  • the temperature conditioning system in the present embodiment has the following configuration.
  • the temperature conditioning system 20 in the present embodiment includes a first temperature conditioning unit 711a, a second temperature conditioning unit 711b, a plurality of ducts 700, 700a, 700b, 700c, and 700d, A switching unit 701, a rotation speed control unit 702, and a control unit 703 are provided.
  • the white arrow schematically shows the air flow 301.
  • FIG. 19 schematically shows a temperature conditioning unit described in the present embodiment.
  • Ducts 700b and 700c which are a part of the plurality of ducts, connect the exhaust hole 125a included in the first temperature adjustment unit 711a and the intake hole 122b included in the second temperature adjustment unit 711b.
  • Ducts 700 and 700a which are a part of the plurality of ducts, connect the intake hole 122a included in the first temperature adjustment unit 711a and the exhaust hole 125b included in the second temperature adjustment unit 711b.
  • the switching unit 701 switches the state in which the ducts 700, 700a, and 700d are connected.
  • the rotation speed control unit 702 controls either the rotation speed of the electric motor 200a included in the first temperature adjustment unit 711a or the rotation speed of the electric motor 200b included in the second temperature adjustment unit 711b.
  • the control unit 703 controls the switching unit 701 and the rotation speed control unit 702.
  • the control unit 703 controls a flow path of air flowing through the plurality of ducts 700, 700a, 700b, 700c, and 700d or an air volume of the air.
  • the temperature conditioning system 20a in the present embodiment includes a first temperature conditioning unit 720a, a second temperature conditioning unit 720b, a plurality of ducts 700, 700e, 700f, and a switching unit 701.
  • the temperature conditioning unit described in each of the above-described embodiments can be applied to the first temperature conditioning unit 720a and the second temperature conditioning unit 720b.
  • Ducts 700 and 700e which are a part of the plurality of ducts, connect the intake hole 122a included in the first temperature adjustment unit 720a and the intake hole 122b included in the second temperature adjustment unit 720b.
  • the plurality of ducts may connect the exhaust hole 125a included in the first temperature adjustment unit 720a and the exhaust hole 125b included in the second temperature adjustment unit 720b.
  • the switching unit 701 switches the state in which the ducts 700, 700e, and 700f are connected.
  • the rotation speed control unit 702 controls either the rotation speed of the electric motor 200a included in the first temperature adjustment unit 720a or the rotation speed of the electric motor 200b included in the second temperature adjustment unit 720b.
  • the control unit 703 controls the switching unit 701 and the rotation speed control unit 702.
  • the control unit 703 controls a flow path of air flowing through the plurality of ducts 700, 700e, and 700f or an air volume of air.
  • the temperature conditioning system 20b in the present embodiment includes a temperature conditioning unit 10a, first ducts 730, 730a, and 730b, second ducts 730c and 730d, and switching units 701a and 701b.
  • the temperature conditioning unit 10a is applicable to the temperature conditioning unit described in the above embodiments.
  • the first ducts 730, 730a and 730b allow air to flow without passing through the temperature conditioning unit 10a.
  • the second duct 730c flows the air supplied to the temperature conditioning unit 10a.
  • the 2nd duct 730d flows the air discharged from the temperature harmony unit 10a.
  • the switching sections 701a and 701b are connected to the first ducts 730, 730a and 730b and the second ducts 730c and 730d.
  • the switching unit 701a and the switching unit 701b switch the air flow.
  • the rotation speed control unit 702 controls the rotation speed of the electric motor 200 included in the temperature conditioning unit 10a.
  • the control unit 703 controls the switching units 701a and 701b and the rotation speed control unit 702.
  • the control unit 703 controls the flow path of air flowing through the first ducts 730, 730a, and 730b and the second ducts 730c and 730d or the air volume of the air.
  • the vehicle 30 in the present embodiment includes a power source 800, drive wheels 801, a travel control unit 802, and a temperature conditioning system 803.
  • the driving wheel 801 is driven by the power supplied from the power source 800.
  • the travel control unit 802 controls the power source 800.
  • the vehicle 30a in the present embodiment includes a power source 800, drive wheels 801, a travel control unit 802, and a temperature conditioning unit 804.
  • the driving wheel 801 is driven by the power supplied from the power source 800.
  • the travel control unit 802 controls the power source 800.
  • Each temperature conditioning unit described in each embodiment described above can be applied to the temperature conditioning unit 804.
  • the temperature conditioning system 803 in each embodiment is mounted on a vehicle 30.
  • the temperature conditioning system 803 is mounted on the vehicle 30, if the following configuration is adopted, the temperature-controlled member can be effectively cooled and heated.
  • the temperature conditioning system 803 in the present embodiment a plurality of temperature conditioning units in the above-described embodiments can be used.
  • the temperature adjustment system 803 includes a plurality of ducts that connect the intake holes and the vent holes of each temperature adjustment unit.
  • the temperature conditioning system 803 includes a switching unit that switches an amount of airflow flowing in the duct and a path for flowing the airflow.
  • a temperature-controlled member can be temperature-tuned efficiently.
  • the temperature conditioning system 803 in the present embodiment has a plurality of ducts that are connected to the intake holes and vent holes of the temperature conditioning unit.
  • the temperature harmony system in this Embodiment is provided with the switching part which switches the path
  • a plurality of ducts are connected to the intake holes and the air holes of the temperature conditioning unit in the present embodiment.
  • the duct has one end connected to the outside of the vehicle and the other end connected to the switching unit.
  • the duct has one end connected to the switching unit and the other end connected to the switching unit.
  • one end of the duct is connected to the switching unit, and the other end is connected to an air intake hole of the temperature conditioning unit.
  • One end of the duct is connected to the exhaust hole of the temperature conditioning unit, and the other end is connected to the switching unit.
  • the air outside the vehicle when the outside air temperature of the vehicle 30 is within a predetermined range, the air outside the vehicle can be directly taken into the vehicle 30 through the duct. Further, when the outside air temperature of the vehicle 30 is outside the predetermined range, air outside the vehicle can be taken into the vehicle 30 via the duct and the temperature conditioning unit.
  • the temperature conditioning system in the present embodiment can switch the air to be provided to the temperature-controlled member according to the outside air temperature of the vehicle. Therefore, the temperature harmony system in this Embodiment can realize temperature harmony of a temperature-matching member efficiently and realizing energy saving.
  • the threshold of the external temperature of the vehicle for switching the duct may be set as appropriate according to the purpose.
  • the intake of air outside the vehicle for switching the duct can be switched by atmospheric pressure instead of the temperature outside the vehicle.
  • the temperature conditioning system 20 in the present embodiment has two temperature conditioning units, one of the two temperature conditioning units being the first temperature conditioning unit 711a and the other being the second temperature.
  • the temperature conditioning system 20b in the present embodiment includes the temperature conditioning unit 10a, the first ducts 730, 730a, and 730b that flow air without passing through the temperature conditioning unit 10a, and the air supplied to the temperature conditioning unit 10a.
  • the second ducts 730c, 730d, the first ducts 730, 730a, 730b and the second ducts 730c, 730d are connected, and the air.
  • the switching units 701a and 701b that switch the flow, the rotational speed control unit 702 that controls the rotational speed of the electric motor 200 included in the temperature conditioning unit 10a, the switching units 701a and 701b, and the rotational speed control unit 702 are controlled, There is a flow path of air flowing in the ducts 730, 730a, 730b, 730c, 730d Includes a control unit 703 for controlling the volume of air, the.
  • vehicle 30 in the present embodiment includes a power source 800, drive wheels 801 that are driven by power supplied from power source 800, a travel control unit 802 that controls power source 800, a temperature conditioning system 803, Is provided.
  • vehicle 30a in the present embodiment includes a power source 800, drive wheels 801 that are driven by power supplied from power source 800, a travel control unit 802 that controls power source 800, a temperature conditioning unit 804, Is provided.
  • the present invention provides a temperature conditioning unit that can be suitably cooled and heated even in a configuration in which the pressure resistance of the temperature conditioning unit as a whole has increased due to the increase in density due to the contents inside the temperature conditioning unit. Is possible. Therefore, it has great industrial value.

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Abstract

温度調和ユニットは、第1の温度調和ユニット部と、第2の温度調和ユニット部と、送風機(遠心送風機)とを含む。第1の温度調和ユニット部は、第1の筐体部と、第1の通気孔部と、第1のエアーチャンバーと、第1の被温度調和体と、第2のエアーチャンバーとを含む。第2の温度調和ユニット部は、第2の筐体部と、第2の被温度調和体と、第2の通気孔部と、第3のエアーチャンバーとを含む。

Description

温度調和ユニット、温度調和システム及び車両
 本発明は、温度調和ユニット、温度調和システム、及び、温度調和ユニット又は温度調和システムを搭載する車両に関する。
 二次電池等の蓄電デバイス、及び、インバータ及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、内部抵抗及び外部抵抗により、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。
 被温度調和体は、ハイブリッド車、電気自動車(EV:Electric Vehicle)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、ハイブリッド車及びEV等には、広い温度域で使用可能であることが求められている。ハイブリッド車及びEV等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及び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、高出力化及び小型化が求められている。二次電池及び電力変換装置の放熱あるいは加温は、益々重要な問題になってきている。
 今日、ハイブリッド車、電気自動車等に搭載される温度調和ユニット等においては、複数の被温度調和体及び各々の被温度調和体の周囲に配置する隔壁や仕切り板などを収納する。温度調和ユニットの内部の収容物による高密度化が進行することによって、温度調和ユニット全体の圧力抵抗が高くなる。すなわち、送風機に対する負荷が高くなるため、より大きな送風機出力が必要となる。したがって、適切な送風特性を有する送風機、及び、その送風機の動作点の最適化などによって、更なる温度調和ユニット自体の高性能化が希求される状況であった。
特開2015-012628号公報
 本発明は、温度調和ユニットの内部の収容物による高密度化が進行し、温度調和ユニット全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な新規な構成の温度調和ユニットを提供することを目的とする。
 上述の問題を解決するために、本件出願の発明者らは、試行錯誤を重ね且つ鋭意検討を行った。その詳細を下記に述べる。
 問題を解決するための本発明の温度調和ユニットは、第1の温度調和ユニット部と第2の温度調和ユニット部と送風機とを含む温度調和ユニットである。第1の温度調和ユニット部は、第1の筐体部と、第1の通気孔部と、第1のエアーチャンバーと、第1の被温度調和体と、第2のエアーチャンバーとを含む。第2の温度調和ユニット部は、第2の筐体部と、第2の被温度調和体と、第2の通気孔部と、第3のエアーチャンバーとを含む。温度調和ユニットは、第1の筐体部の壁部の一部分が第2の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁、又は、第2の筐体部の壁部の一部分が第1の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁と、送風機の吸気孔と第2のエアーチャンバーとを通気可能に接続する構成と、送風機の吐出孔と第3のエアーチャンバーとを通気可能に配置する構成と、第3のエアーチャンバーの内部に第2の被温度調和体の一部を配置する構造と、送風機の一部分を第3のエアーチャンバーの内部に配置する構成とを含む。送風機は、中心部に回転軸を含み、回転軸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、回転軸に沿った方向に延伸するとともに、回転軸と交差する方向の断面形状はインペラディスクが回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、回転軸の側に位置する内周側端部と回転軸に対して反回転軸の側に位置する外周側端部とを含む、複数の動翼を有するインペラと、シャフトを含み、シャフトを介して回転軸に回転動作を伝達する電動機と、インペラを覆うように構回転軸の長手方向に延伸する側壁と、回転軸の長手方向に位置する吸気孔と、を含むファンケースと、吸気孔に対応する吐出孔と、を有する。ファンケースは、電動機から伝達された回転動作によりインペラが回転するとき、吸気孔から吸い込まれて内周側端部から外周側端部を経た空気を、側壁に沿って吐出孔へと導く流路を有する。
 また、本発明の温度調和ユニットは、送風機のファンケースを回転軸対称な円筒形状ではなく、楕円形状で構成する。送風機を設置する領域が狭い場合、ファンケースを円筒形状で構成すると、十分な流路面積が確保できずに、送風機性能を発揮できない場合がある。そのような場合には、ファンケース形状を、楕円形状、又は実質的な多角形、例えば実質的な三角形で構成する。これにより、狭小な領域を活用することができる。よって、送風機の流路面積を広くすることができる。したがって、送風機の高出力化が可能である。
 また、本発明の温度調和ユニットにおいて、送風機のファンケースは、ファンケースの高さが、ファンの回転軸に垂直な平面上に存在しておらず、第2の被温度調和体に近接する部分が短くなっている。これにより、ファンケースの高さが短い部分では、送風機からの吐出流れの半径方向成分が大きくなり、第2の被温度調和体に送風することができる。したがって、第2の被温度調和体の冷却効果を高めることができる。任意の位置のファンケースの高さが短くなる形状として、ファン回転軸に対して角度を持った平面で切断した形状としているが、部分的な切欠きでもよい。その形状は好適な形状を選択する。また、本発明の送風機のファンケースは、第2の被温度調和体に近接する側壁の一部に、吐出孔を設ける。これにより、吐出孔からファンへの流れの一部が吐出し、第2の被温度調和体に送風することができる。したがって、第2の被温度調和体の冷却効果を高めることが可能である。ファンケースの側壁の吐出孔の形状は、円形、楕円、多角形などでもよい。
 本発明によれば、温度調和ユニットの内部の収容物による高密度化が進行し、温度調和ユニット全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な構成の温度調和ユニットを提供することが可能である。
実施の形態1における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態1における温度調和ユニットを示す斜視図。 図1A及び図1Bに示す送風機(遠心送風機)の概要を示す斜視図。 図1A及び図1Bに示す送風機(遠心送風機)の概要を示す断面図。 実施の形態1におけるインペラの概要を説明する説明図。 図1Cに示すインペラが含むシュラウドを説明する説明図。 比較例における温度調和ユニットの概要図。 比較例における温度調和ユニットの概要図。 実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する効率特性を示すグラフ。 実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する流量係数と圧力係数特性との関係を示すグラフ。 比較例における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状を示す説明図。 実施の形態2における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状を示す説明図。 図5Aに示す動翼の要部拡大図。 図5Bに示す動翼の要部拡大図。 実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する風量と風圧との関係を示すグラフ。 図1Cに示す送風機(遠心送風機)においてディフューザを含む構成を示す斜視断面図。 図8Aに示す送風機(遠心送風機)のディフューザ及びインペラ前方斜視図。 実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるディフューザについて、圧力変動を測定した結果を示す特性図。 実施の形態2における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態2における温度調和ユニットを示す斜視図。 実施の形態3における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態3における温度調和ユニットを示す斜視図。 実施の形態4の他の態様における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態4の他の態様における温度調和ユニットを示す斜視図。 実施の形態5における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態5における温度調和ユニットを示す斜視図。 実施の形態6における温度調和ユニットを示す概要図。 実施の形態6における温度調和ユニットを示す斜視図。 実施の形態7における送風機の配置を示す斜視図。 実施の形態7における送風機の配置を示す上面図。 実施の形態8における送風機の上面図。 実施の形態8における別の送風機の上面図。 実施の形態8において、ファン出口部の流速に対するファンケースの平均半径距離の比を横軸に、圧力係数を縦軸にとったグラフ。 実施の形態9における送風機の斜視図。 実施の形態9における送風機の側面図。 実施の形態9における別の態様の送風機の斜視図。 実施の形態10における温度調和システムの概要を示すシステム構成図。 実施の形態10における温度調和システムの他の概要を示すシステム構成図。 実施の形態10における温度調和システムのさらに他の概要を示すシステム構成図。 実施の形態10における車両の概要を示す概要図。 実施の形態10における車両の他の概要を示す概要図。
 本発明の実施の形態である温度調和ユニットは、後述する構成により、高密度に配置された部品が内部に収納された第1の筐体に対して、効率的に風を送ることができる。さらに、第2の筐体にも送風することができる。これにより、第2の筐体の温度上昇を抑制することができる。したがって、本発明の実施の形態である温度調和ユニットは、小型で、簡易な構成にて実現できる。
 つまり、従来の温度調和ユニットには、次の改善すべき問題があった。従来の温度調和ユニットは、複数の独立した被温度調和体の温度調和を送風機にて行う場合、送風機に直結していない被温度調和体内部では、流速が遅い部分が生じることがある。よって、温度調和が十分にされにくくなっていた。これは、送風機の吸気のみ又は吐出側一方にのみ複数の連通された被温度調和体を配置しているためである。また、被温度調和体が連通される部分では流路が狭くなるとともに、流れの方向が複雑になる。このため、温度調和ユニット全体の圧力抵抗が高くなる構成となっていた。すなわち、送風機に対する負荷が高くなるため、より大きな出力を有する送風機が必要とされていた。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術的範囲を制限するものではない。
 (実施の形態1)
 図1Aは、実施の形態1における温度調和ユニットを示す概要図である。図1Bは、実施の形態1における温度調和ユニットを示す斜視図である。図1Cは、送風機(遠心送風機)を示す斜視図である。図1Dは、図1Cに示す送風機(遠心送風機)を示す断面図である。
 実施の形態1における温度調和ユニット904は、第1の温度調和ユニット部901と第2の温度調和ユニット部902と送風機(遠心送風機)903とを含む。第1の温度調和ユニット部901は、第1の筐体部905と、第1の通気孔部906と、第1のエアーチャンバー907と、第1の被温度調和体908と、第2のエアーチャンバー909と、とを含む。第2の温度調和ユニット部902は、第2の筐体部910と、第2の被温度調和体911と、第2の通気孔部912と、第3のエアーチャンバー913とを含む。温度調和ユニット904は、第1の筐体部905の壁部の一部分が第2の筐体部910の壁部の一部分を兼ねる隔壁914、又は、第2の筐体部910の壁部の一部分が第1の筐体部905の壁部の一部分を兼ねる隔壁914を含む。温度調和ユニット904は、送風機(遠心送風機)903の吸気孔915と第2のエアーチャンバー909とを通気可能に接続する通気路918と、送風機903の吐出孔916と第3のエアーチャンバー913とを通気可能に配置する構成と、第3のエアーチャンバー913の内部に第2の被温度調和体911の少なくとも一部を配置する構造と、送風機(遠心送風機)903の少なくとも一部分を第3のエアーチャンバー913の内部に配置する構成と、とを含む。送風機903は、中心部に回転軸112aを含み、回転軸112a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112と、回転軸112aに沿った方向に延伸するとともに、回転軸112aと交差する方向の断面形状はインペラディスク112が回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、回転軸112aの側に位置する内周側端部111aと回転軸112aに対して反回転軸の側に位置する外周側端部111bとを含む、複数の動翼111を有するインペラ110と、シャフト210を含み、シャフト210を介して回転軸112aに回転動作を伝達する電動機と、インペラ110を覆うように回転軸112aの長手方向に延伸する側壁と、回転軸112aの長手方向に位置する吸気孔915と、を含むファンケース120(図1C・図1D参照)と、吸気孔915に対応する吐出孔123(図1C・図1D参照)と、を有する。ファンケース120は、電動機200(図1D参照)から伝達された回転動作によりインペラ110が回転するとき、吸気孔915から吸い込まれて内周側端部111a(図1D参照)から外周側端部111b(図1D参照)を経た空気を、側壁121(図1D参照)に沿って吐出孔123(図1D参照)へと導く流路118a(図1D参照)を有する。
 図1A、図1Bに示すように、実施の形態1における温度調和ユニット904は、インペラ110と、送風機(遠心送風機)903と、ファンケース120と、第1の筐体部905と、第2の筐体部910と、第1の温度調和ユニット部901と、第2の温度調和ユニット部902を備える。
 図1C、図1Dに示すように、インペラ110は、インペラディスク112と、複数の動翼111と、を有する。
 図1Eに示すように、インペラディスク112は、中心部に回転軸112aを有する。インペラディスク112は、回転軸112aと交差する方向に延伸する面を有する。複数の動翼111は、回転軸112aに沿った方向に延伸される。図1Eに示すように、複数の動翼111は、回転軸112aと交差する方向の断面形状が、インペラディスク112が回転する方向に向かって凸となる円弧状である。複数の動翼111は、回転軸112a側に位置する内周側端部111aと、反回転軸側に位置する外周側端部111bとを有する。
 図1Aに示すように、送風機(遠心送風機)903は、シャフト210を含む。送風機(遠心送風機)903は、シャフト210を介して回転軸112aに回転動作を伝達する。
 ファンケース120は、インペラ110を覆うように構成される。ファンケース120は、側壁121と、吸気孔915と、吐出孔123と、流路118aと、を有する。側壁121は、回転軸112aに沿って形成される。吸気孔915は、回転軸112aが含む軸心112b方向に位置する。吐出孔123は、回転軸112aに沿った方向において、側壁121に対して吸気孔915とは反対側に位置する。送風機(遠心送風機)903から伝達された回転動作によりインペラ110が回転するとき、流路118aには、吸気孔915から吸い込まれて内周側端部111aから外周側端部111bを経た空気が、側壁121に沿って吐出孔1123へと導かれる。
 なお、図1Aにおいて、空気の流れは、矢印917で示される。空気の流れ917は、温度調和ユニット904内を流れる空気を、模式的に示すものである。
 第1の筐体部905の内部には、第1の被温度調和体908である、二次電池等が収納される。第2の筐体部910の内部には、第2の被温度調和体911である、回路基板、電子部品、放熱器、継電器又は半導体素子が収納される。
 特に、顕著な作用効果を奏する形態は、以下のとおりである。
 図1Aに示すように、第1の筐体部905は、第2の筐体部910に隣接して設置される。送風機(遠心送風機)903は、第1のエアーチャンバー907と第2のエアーチャンバー909をつなぐ流路経路の間に設けられる。第1の通気孔部906は、送風機(遠心送風機)903へ吸気される空気を、温度調和ユニット904の外部から吸入する。第2の通気孔部912は、送風機(遠心送風機)903から吐出される空気を、温度調和ユニット904の外部に排出する。
 図1Cに示すように、送風機(遠心送風機)903のインペラ110は、シュラウド114を有する。シュラウド114は、複数の動翼111に対して、インペラディスク112とは反対側に位置する。図1Dに示すように、シュラウド114には、複数の動翼111のそれぞれに含まれる反インペラディスク側端部111cが接続される。
 シュラウド114には、吸気孔と向かい合う位置に、開口部111dが形成される。回転軸112aに沿った方向において、シュラウド114とインペラディスク112との間の距離は、内周側端部111a側よりも外周側端部111b側のほうが短い。
 被温度調和部材である二次電池は、車載用二次電池を含む。
 さらに、図面を用いて、詳細に説明する。
 図1Cから図1Dに示すように、送風機(遠心送風機)903は、インペラ110と、ファンケース120と、を有する。
 インペラ110には、実質的に円板状のインペラディスク112上に、複数の動翼111が形成される。ファンケース120は、側壁1121と、吸気孔915と、を有する。側壁1121は、インペラ110が含む回転軸112aの軸心112b方向に延伸する実質的に円筒の側面である。吸気孔915は、軸心112b方向に位置する。吸気孔915は、軸心112b方向と交差する面上において、軸心112bを中心とする円形に開口される。
 インペラ110は、シャフト210を介して、回転駆動源である電動機200に連結される。
 図1Dから図1Dに示すように送風機(遠心送風機)903は、送風機の吸気孔915と第1の筐体部905の第2のエアーチャンバー909と、ダクトによって接続されている。
 回転駆動源である電動機200が回転すれば、シャフト210を介して、インペラ110が回転する。インペラ110が回転すれば、ファンケース120に形成された吸気孔915から空気が流入する。吸気孔915から流入した空気は、動翼111によりエネルギーを与えられる。動翼111からエネルギーを与えられた空気は、インペラディスク112に沿って、回転軸112aとほぼ直交する方向に吐出される。
 インペラ110から吐出された空気は、ファンケース120の内壁面に沿って、吐出孔1123方向へと方向が変換される。なお、ファンケース120の内壁面の形状は、空気の流れ917を妨げないように、なだらかな曲面であることが好ましい。
 ファンケース120の吐出孔123から吐出された空気は、第2のエアーチャンバー909内に流れ、第3のエアーチャンバー913内に配置された第2の温度調和ユニット部902にある第2の被温度調和体911を冷却して、第3の通気孔部から排気される。送風機(遠心送風機)903の吸気孔は第1のエアーチャンバー907に接続されている。送風機(遠心送風機)903が空気を吸気することにより、第1のエアーチャンバー907内の圧力が低くなる。それによって、第2の通気孔部912から空気が流入し、第2のエアーチャンバー909から第1の被温度調和対象である二次電池を冷却又は加温した後、第1のエアーチャンバー907を流れ送風機(遠心送風機)903に吸引される。
 第2の通気孔部912は、適宜、第2の筐体部910のいずれかの箇所に設けられる、一つ又は複数の開口である。
 第1の通気孔部906及び第2の通気孔部912には、防塵用のエアフィルタを付加してもよい。さらに、第1の通気孔部906及び第2の通気孔部912には、除湿装置を取り付けてもよい。
 図1Dに示すように、インペラ110は、インペラディスク112と、複数の動翼111と、を有する。インペラディスク112は、回転軸112aに対して直交する面において、実質的な円板に形成される。回転軸112aは、回転駆動源である電動機のシャフト210と連結される。複数の動翼111は、インペラディスク112の一方の面であって、吸気孔側に位置する面上に形成される。
 図1Cに示すように、本実施の形態1におけるインペラ110は、シュラウド114を有する。シュラウド114は、複数の動翼111の各々に含まれる反インペラディスク側端部111cを、吸気孔側で覆うように取り付けられる。シュラウド114は、環状の板体である。
 図1Fに示すように、シュラウド114の形状は、漏斗状あるいはテーパー状である。
 さらに詳細に説明すれば、シュラウド114は、回転軸112aの軸心112b方向において、2つの開口を有する。吸気孔側に位置する開口部114aは、インペラディスク112側に位置する開口部114bよりも狭い。
 開口部114aと開口部114bとは、側面114cで結合される。実施の形態1において、側面114cは、軸心112bを含む断面の形状が軸心112b方向に凸となるよう湾曲している。側面114cは、所望の性能を得るために、軸心112bを含む断面の形状が直線であってもよい。
 ファンケース120は、流路118aの一部を構成するとともに、インペラ110と向かい合う内壁面120aをさらに含んでもよい。内壁面120aは、回転軸の軸心を含む面において、外周側端部111bと近接する部分と吐出孔123の縁部とを結んだ線の延長線が、軸心と鋭角に交差するように湾曲する、湾曲部120bを有してもよい。
 また、流路118aは、内壁面120aと向かい合って位置する誘導面120cをさらに含んでもよい。誘導面120cは、外周側端部111bと近接する部分から吐出孔1123に至るまでの間において、軸心方向に傾斜する傾斜部120dを有してもよい。
 また、インペラ110は、複数の動翼111に対してインペラディスク112とは反対側に位置し、複数の動翼111のそれぞれに含まれる反インペラディスク側端部111cに接続されるシュラウド114をさらに有してもよい。シュラウド114は、吸気孔915と向かい合う位置に開口部が形成され、回転軸に沿った方向において、シュラウド114とインペラディスク112との間の距離は、内周側端部111a側よりも外周側端部111b側のほうが短くてもよい。
 (比較例)
 図2A及び図2Bに示す温度調和ユニットは、従来技術の一例として示す比較例である。以下では、比較例の概要を説明する。また、実施の形態1と比較例との比較を説明する。
 比較例の温度調和ユニット904は、第1の温度調和ユニット901と第2の温度調和ユニット902が第1の筐体905を兼ねる隔壁914を介して隣接している。隔壁914には連通孔919が設けられている。第1の筐体905には外部から空気を取り入れる吸気孔906、第2の筐体には送風機(シロッコファン)400へ接続される排出孔920があり、送風機(シロッコファン)400によって空気を排出する。比較例の温度調和ユニット904における送風機(シロッコファン)400は、ファンケース1120を有する。
 ファンケース1120の内部には、前向きファン401が取り付けられる。前向きファン401は、この前向きファン401の構造自体を、シロッコファンと呼称する場合もある。前向きファン401は、図2A及び図2Bに示す第2の筐体部と接する連通孔919から吸込まれた空気を、前向きファン401の周方向に向かって吐出する。前向きファン401から吐出された空気の流れ917は、ファンケース1120の側壁1121に沿って、吐出孔1123に流される。比較例として示すファンケース1120内において、前向きファン400から吐出された空気は、周方向に積分される。ファンケース1120は、側壁1121が回転軸からの距離が徐々に大きくなる構成を有する。
 (実施の形態1と比較例との対比)
 図3は、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する効率特性を示すグラフである。図4は、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する流量係数と圧力係数特性との関係を示すグラフである。図5Aは、比較例における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状を示す説明図である。図5Bは、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラの動翼形状を示す説明図である。図6Aは、図5Aに示す動翼の要部拡大図である。図6Bは、図5Bに示す動翼の要部拡大図である。
 実施の形態1における温度調和ユニットでは、車載用二次電池を第1の被温度調和体にすることに利用できる。また、回路基板、電子部品、放熱器、継電器又は半導体素子などを第2の被温度調和体にすることに利用できる。以下、車載用二次電池は、単に二次電池ということもある。
 二次電池には、高出力化による温度上昇の抑制が求められる。車載部品である二次電池には、設置面積を少しでも減らすことが求められる。よって、温度調和ユニットは、温度調和ユニットの筐体内において、二次電池を高密度で収納することが求められる。温度調和ユニットの筐体内における二次電池の実装密度が高くなれば、二次電池の温度調和を行うために送風機(遠心送風機)の出力を増やす必要がある。又は、送風機(遠心送風機)の配置数を増やす必要がある。
 実施の形態1では、後述する、前向きファンと後向きファンとの比較を通して、実施の形態1における温度調和ユニットの有効性を説明する。
 (前向きファン及び後向きファンの説明)
 図3は、インペラを構成する、前向きファンと後向きファンとについて、無次元数としての比速度nと効率ηとの関係を示す。比速度nは、下記の(1)式にて定義される。
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 ここで、(1)式において、Nは回転数である。Qは流量である。gは重力加速度である。Hは羽根のヘッドである。
 一般的に、前向きファンは、動翼間における相対速度の減速率が大きく、二次流れ損失が高い。よって、前向きファンは、後向きファンよりも効率が低い。
 次に、図4は、比較例のインペラの前向きファンと、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラの後向きファンとについて、流量係数と圧力係数との関係を示す。
 図4に示すように、前向きファンは、後向きファンと比べて仕事係数は高い。しかしながら、低流量で動作した場合、前向きファンには、圧力係数が右下がりから右上がりへと特性に変化が生じる、不安定領域410が存在する。
 一方、後向きファンは、前向きファンと比べて仕事係数は低い。しかしながら、後向きファンには、前向きファンのように特性が変化する不安定領域は存在しない。よって、後向きファンは、全領域で安定して使用できるため、高速回転化することで高出力を得ることができる。
 図5A、図5Bは、それぞれ比較例として例示する前向きファンと、実施の形態1に採用する後向きファンについて、ファンの回転軸112aに垂直な面における動翼の断面形状を示す。図6A、図6Bは、前向きファンと後向きファンの動翼出口における速度三角形の比較を示す。
 図5A、図6Aに示すように、前向きファンにおいて、動翼1111は、回転軸112aと交差する方向の断面形状が、インペラディスク1112の回転する方向に向かって凹となる、円弧状である。動翼1111は、回転軸112a側に位置する内周側端部1111aが、反回転軸側に位置する、外周側端部1111bよりも後方に位置する。
 送風機の出力は以下の式で表される。
Pth=γ/g×(U・Cu―U・Cu
ここで、Pth:理論全圧
γ:流体の比重
g:重力加速度
:動翼前縁の周速
:動翼後縁の周速
Cu:動翼前縁の流入流れの半径方向成分
Cu:動翼後縁の流出流れの半径方向成分
 図5A、図5Bに示すように、前向きファンは動翼の前縁半径と後縁半径の差が小さく、高い全圧を得ることが困難である。一方、後ろ向きファンは翼長が長いので、動翼の前縁半径と後縁半径の差が大きく、高い全圧を得ることができる。
 図7は、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるインペラと比較例のインペラとに関する風量と風圧との関係を示すグラフである。図7に示すように、前向きファンは、ファンのみでは静圧が上昇しない。よって、前向きファンを使用する場合、スクロールケーシングを用いるなどして、ファンケースによる静圧回復を実現している。
 一方、図5Bに示すように、後向きファンは、インペラディスク112の半径方向において、動翼111の長さが長い。よって、インペラ110が回転する際、動翼111の入口である内周側端部111aと、動翼111の出口である外周側端部111bとの間において、流れる空気の流速差が大きくなる。従って、図7に示すように、後向きファンは、ファン自体で静圧を上昇できる。よって、本実施の形態における温度調和ユニットを用いれば、第1の被温度調和体と第2の被温度調和体を合わせた、送風機にかかる圧力損失が大きくなっても、風量を確保することができる。送風機にかかる圧力損失が大きくなると、前向きファンの動作点がAからA’、後向きファンの動作点がBからB’に変化する。前向きファンと後ろ向きファンの動作点における風量の差が大きくなり、後ろ向きファンの優位性が高くなる。
 この特性を利用すれば、さらに、温度調和ユニットを小型化することも可能となる。
 以上の説明では、温度調和ユニットは、車載用二次電池の温度調和装置とした。この場合の車両は、ハイブリッドカーでもよく、電気自動車でもよい。実施の形態1における温度調和ユニットは、被温度調和部材として、電力変換装置でもよい。特に、被温度調和部材である電力変換装置は、車載用電力変換装置を含む。また、他の電力変換装置は、エンジンコントロールユニット、インバータ装置、あるいは、電動機の温度調和などにも適用できる。
 また、第2の被温度調和体911は、回路基板、電子部品、放熱器、継電器又は半導体素子のいずれかを含んでもよい。
 図8Aは、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられる送風機(遠心送風機)500においてインペラ110及びディフューザ115を含む構成を示す斜視断面図である。図8Bは、インペラ110及びディフューザ115を含む構成を示す斜視断面図である。図8Cは、実施の形態1における温度調和ユニットに用いられるディフューザについて、圧力変動を測定した結果を示す特性図である。
 本実施の形態における温度調和ユニットと同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
 図8Aから図8Cに示すように、実施の形態1における温度調和ユニットは、以下のインペラ及びディフューザが使用できる。
 すなわち、インペラ510は、複数の静翼117をさらに有する。複数の静翼117は、インペラ510が回転する方向において、インペラディスクの外周部から前方へ突出する。
 また、インペラ510には、インペラ510の外周部にディフューザ115を配置する。ディフューザ115は、ディフューザプレート116と、複数の静翼117と、を有する。ディフューザプレート116は、インペラディスクと平行して位置する。複数の静翼117は、ディフューザプレート116が含む吸気孔側に位置する面上において、回転軸112aに沿った方向に延伸する。複数の静翼117は、インペラ510が回転する方向において、インペラディスクの外周部から前方へ突出する。
 顕著な作用効果を奏する形態は、以下の通りである。
 複数の動翼111の枚数をZfとする。複数の静翼117の枚数をZdとする。枚数Zfの約数をFとする。自然数をnとする。
 このとき、温度調和ユニットは、Zd≠n×Fの関係を満たす。
 また、他の形態は、自然数をm及びnとする。電動機が含む極数をPとする。電動機が含むスロット数をSとする。極数Pとスロット数Sとの最小公倍数をCとする。最小公倍数Cの約数をDとする。
 このとき、温度調和ユニットは、m×Zf≠n×P、m×Zf≠n×S、及び、Zf≠n×Dの関係を満たす。
 また、別の他の形態の温度調和ユニットは、m×Zf≠n×P、m×Zf≠n×S、Zf≠n×D、及び、Zd≠n×Fの関係を満たす。
 ディフューザ115は、ディフューザ115を構成する部材として、金属又は樹脂のいずれかを含む。
 図面を用いて、詳細に説明する。
 本実施の形態における温度調和ユニットは、遠心送風機の構成において、ディフューザ115を含む構成を採用しても良い。
 ディフューザは、インペラと、回転駆動源である電動機との間に位置する。図8Aに示すように、ディフューザ115は、ディフューザプレート116と、複数の静翼117と、を有する。ディフューザプレート116は、電動機が含むシャフト210に対して交差する方向に延伸する、面上に形成される。ディフューザプレート116は、実質的な円板形状又は実質的な円環形状である。複数の静翼117は、ディフューザプレート116が含む面であって、吸気孔が位置する側の面に形成される。複数の静翼117は、インペラ110から吐出される空気の流れである、遠心風を整流する。
 ディフューザ115は、次の作用効果を奏する。ディフューザ115は、インペラインペラ510から吐出される遠心風を、複数の静翼117の翼間で減速させる。併せて、ディフューザ115は、インペラインペラ510から吐出される遠心風の圧力を昇圧する。よって、ディフューザ115を有する遠心送風機から吐出される遠心風は、圧力が高められる。
 図8Aには、送風機(遠心送風機)500のインペラインペラ510の外周部に、上述したディフューザ115が付加された構成が示される。図8Bには、送風機(遠心送風機)500のインペラインペラ510の外周部に、上述したディフューザ115が付加された状態が示される。なお、図8Aにおいては、ファンケース120とディフューザ115とディフューザプレート116とを一体化した構成を一例として示す。また、ファンケース120と、ディフューザ115とディフューザプレート116とを各々個別部品として構成しても良い。
 インペラ510から吐出される遠心風をディフューザ115が有する複数の静翼117を用いて整流する場合、騒音が発生する。この騒音は、インペラ510が有する複数の動翼111と、ディフューザ115が有する複数の静翼117との間で生じる、乱流等に起因する。この騒音は、BPFノイズ(Blade Passing Frequency Noise)、動翼通過周波数騒音、あるいは、離散化周波数騒音などとも呼ばれる。この騒音は、以下の説明において、BPFノイズという。
 そこで、実施の形態1における温度調和ユニットで示した遠心送風機は、この騒音を低減するために、後述する構成例を採用する。
 (構成例1)
 インペラ510が有する複数の動翼111の枚数をZfとする。ディフューザ115が有する複数の静翼117の枚数をZdとする。インペラ510が有する複数の動翼111の枚数Zfの約数をFとする。自然数をnとする。
 実施の形態1における温度調和ユニットは、Zd≠n×Fの関係を満たす構成である。
 本構成とすれば、BPFノイズの発生を抑制できる。
 インペラ510の回転数をN[r/min]とした場合、BPFノイズの周波数Fnは、Fn=N/60×Zfとなる。
 (構成例2)
 インペラ510が有する複数の動翼111の枚数をZfとする。ディフューザ115が有する複数の静翼117の枚数をZdとする。自然数をm及びnとする。電動機が含む極数をPとする。電動機が含むスロット数をSとする。電動機が含む極数Pと電動機が含むスロット数Sとの最小公倍数を、Cとする。最小公倍数Cは、電動機に含まれるコギングトルクの次数を表す。最小公倍数Cの約数をDとする。
 このとき、実施の形態1における温度調和ユニットは、
m×Zf≠n×P、m×Zf≠n×S、及び、Zf≠n×D
の関係を満たす構成である。
 本構成とすれば、BPFノイズの発生を抑制できる。
 電動機に含まれるコギングトルクに起因する騒音の周波数Fcは、インペラの回転数をN[r/min]とした場合、Fc=N/60×C[Hz]となる。
 なお、電動機に含まれるコギングトルクに起因する騒音は、電動機に含まれるコギングトルクに起因する振動ということもできる。
 (構成例3)
 構成例3は、上述した構成例1と構成例2とを満たす構成である。つまり、実施の形態1における温度調和ユニットは、
m×Zf≠n×P、m×Zf≠n×S、Zf≠n×D、及び、Zd≠n×F
の関係を満たす構成である。
 (ディフューザ)
 以下、実施の形態1における送風機において、ディフューザについて、検証した結果を説明する。
 一般的に、電動機が含む極数Pは、2の倍数である。三相電動機の場合、電動機が含むスロット数Sは、3の倍数である。よって、インペラが有する複数の動翼の枚数Zfは、素数であることが好ましい。
 理由は、インペラが有する複数の動翼の枚数Zfが、電動機が含む極数Pの倍数又は極数Pの約数となる場合、あるいは、電動機が含むスロット数Sの倍数又はスロット数Sの約数となる場合、お互いが加振力となる。よって、電動機とインペラとにおいて、お互いの振動が励起され、騒音の増加を招くことになる。
 電動機を製造する際、何らかの要因によって、電動機を構成する部品に歪が生じることがある。このような場合、コギングトルクの次数Cの約数をDとすると、電動機の回転数に対して、D倍の周波数の振動が生じることがある。
 この対策として、次のものがある。電動機が含む極数Pと、電動機が含むスロット数Sとの最小公倍数Cの約数を、Dとする。このとき、温度調和ユニットでは、約数Dとインペラが有する複数の動翼の枚数とを一致させないようにする。本構成とすれば、温度調和ユニットは、少なくとも振動及び騒音の一方の増加を抑制できる。
 車載用の温度調和ユニットには、出力が数十ワットであるインペラが用いられることが多い。よって、車載用の温度調和ユニットでは、インペラが有する複数の動翼は、7枚から15枚程度の範囲で形成されることが多い。その理由は、ディフューザを用いた翼間流れによる整流効果と、ディフューザを構成する静翼の表面で生じる摩擦損失との兼ね合いに起因する。
 以下に、具体例を示す。具体例の仕様は、次のとおりである。電動機が含む極数Pは、10である。電動機が含むスロット数Sは、12である。インペラが有する複数の動翼の枚数は、11枚である。このとき、ディフューザが有する複数の静翼の枚数を変化させて比較した。準備したディフューザは、複数の静翼の枚数が、21枚、22枚、23枚である。
 本比較では、ディフューザが有する複数の静翼において、前縁部における圧力変動の様子を、流体解析することで、算出した。対象とする前縁部は、図8B中、丸印が付与される。図8Cには、圧力変動をFFT(fast Fourier transform)分析した結果が示される。
 図8Cに示すように、ディフューザが有する複数の静翼の枚数を22枚とした場合、最も圧力変動が大きくなった。この22枚という数字は、インペラが有する複数の動翼の枚数を整数倍した数である。
 また、ディフューザが有する複数の静翼の枚数を21枚とした方が、23枚とするよりも良好な結果を得ることができた。ここで示した圧力変動は、BPF騒音の原因となる。
 インペラが有する動翼の枚数が11枚のとき、インペラが回転することで生じる回転周波数の11次を基本高調波とする。換言すれば、基本高調波は、インペラが回転することで生じる回転周波数の11次であり、インペラが有する動翼の羽枚数の倍数である、11倍である。基本高調波は、Nzで示される。つまり、インペラが回転することで生じる回転周波数の22次は、2次高調波を意味する2Nzとなる。
 Nzは、次の式で算出できる。
Nz=回転周波数N(Hz)×インペラが有する動翼の枚数z
ここで、回転周波数Nを示す単位(Hz)は、1秒間あたりの回転数を示す「rps」(revolutions per second)とも表現される。インペラが有する動翼の枚数zは、単位がない無次元数である。
 上述したFFT分析の結果より、圧力変動において、回転周波数の11次であるNzの振幅の大きさと、回転周波数の22次である2Nzの振幅の大きさに顕著な差異が認められた。
 実施の形態1の温度調和ユニットは、電動機が含む極数Pを多数極とすることで、コギングトルクの次数を高次にできる可能性がある。しかしながら、電動機が含む極数Pを多数極とすることによるコギングトルクの次数の高次化は、電動機が有する主磁束に対する極間の漏洩磁束の割合が多くなる。よって、電動機が利用できる有効磁束量が減少するため、電動機の効率の低下を招く。
 従って、上述した具体例では、電動機の効率の向上、及び、コギングトルクの次数の高次化を考慮した上で、インペラが有する複数の動翼の枚数との最小公倍数が高くなるように、10極12スロットの電動機が選択された。
 また、本実施の形態のインペラディスク112は、インペラディスク112の外周部において、吐出孔916が位置する方向に向かって傾斜するガイド部113を有してもよい。
 また、それぞれの複数の動翼111は、インペラ110が回転する方向において、内周側端部111aを外周側端部111bよりも前方に位置してもよい。
 また、インペラ110は、インペラ110が回転する方向において、インペラディスク112の外周部から前方へ突出する、複数の静翼117をさらに有してもよい。
 また、インペラ110は、インペラディスク112と平行して位置するディフューザプレート116と、ディフューザプレート116が含む吸気孔915側に位置する面上に、回転軸112aに沿った方向に延伸する、複数の静翼117と、を有するディフューザ115を取り付ける構成を有してもよい。複数の静翼117は、インペラ110が回転する方向に、インペラディスク112の外周部から前方へ突出してもよい。
 (実施の形態2)
 図9Aは、実施の形態2における温度調和ユニット904を示す概要図である。図9Bは、実施の形態2における温度調和ユニット904を示す斜視図である。図9A、図9Bに示すように、温度調和ユニット904は、インペラ110と、電動機200と、ファンケース120と、第1の筐体部905と第2の筐体部910と、第1の温度調和ユニット部901と第2の温度調和ユニット部902を備える。
 図9Aにおいて、空気の流れは、矢印917で示される。空気の流れ917は、温度調和ユニット904内を流れる空気について、模式的に示すものである。第1の筐体部905の内部には、被温度調和部材である、二次電池が収納される。第2の筐体部910の内部には、被温度調和部材である、回路基板、電子部品、放熱器、継電器又は半導体素子が収納される。
 図9Aに示すように、第1の筐体部905は、第2の筐体部910に隣接して設置される。送風機(遠心送風機)903は、第1の筐体部905と第2の筐体部910をつなぐ流路経路の間に設けられる。第1の通気孔部906は、送風機(遠心送風機)903から吐出される空気を、温度調和ユニット904の外部に排出する。第2の通気孔部912は、送風機(遠心送風機)903へ吸気される空気を、温度調和ユニット904の外部から吸入する。
 送風機(遠心送風機)903は、図1Cから図1Dに示すインペラ110と、ファンケース120と、を有する。インペラ110は、実質的に円板状のインペラディスク112を有する。インペラディスク112上に、複数の動翼111が形成される。ファンケース120は、側壁1121と、吸気孔915と、を有する。側壁1121は、インペラ110が含む回転軸112aの軸心112b方向に延伸する、実質的に円筒の側面である。吸気孔915は、軸心112b方向に位置する。吸気孔915は、軸心112b方向と交差する面上において、軸心112bを中心とする円形に開口される。インペラ110は、シャフト210を介して、回転駆動源である電動機に連結される。
 図9Aから図9Bに示すように、送風機(遠心送風機)903の吐出孔と、第1の筐体部905の第1の通気孔部が、通気路918によって接続されている。回転駆動源である電動機が回転すれば、シャフト210を介して、インペラ110が回転する。インペラ110が回転すれば、ファンケース120に形成された吸気孔915から空気が流入する。吸気孔915から流入した空気は、動翼111によりエネルギーを与えられる。動翼111によりエネルギーを与えられた空気は、インペラディスク112に沿って、回転軸112aとほぼ直交する方向に吐出される。インペラ110から吐出された空気は、ファンケース120の内壁面に沿って、吐出孔1123方向へと方向が変換される。
 ファンケース120の内壁面の形状は、空気の流れ917を妨げないように、なだらかな曲面であることが好ましい。ファンケース120の吸気孔915に流入される空気は、第2の筐体内に流れ、第3のエアーチャンバー913内に配置された第2の温度調和ユニット部902にある第2の被温度調和体911を冷却する。この空気は第3の通気孔部から吸気される。送風機の吐出孔は第1の筐体の第1のエアーチャンバー907に接続されている。送風機が空気を吐出することにより第1のエアーチャンバー907内の圧力が高くなる。それによって、第1のエアーチャンバー907から第1の被温度調和対象である二次電池を冷却又は加温する。その後、第3のエアーチャンバー913を流れ、第2の通気孔部912から排出される。第2の通気孔部912は、適宜、第2の筐体部910のいずれかの箇所に設けられる、一つ又は複数の開口である。
 第1の通気孔部906及び第2の通気孔部912には、防塵用のエアフィルタを付加してもよい。第1の通気孔部906及び第2の通気孔部912には、除湿装置を取り付けてもよい。
 (実施の形態3)
 図10Aは、実施の形態3における温度調和ユニット904を示す概要図である。図10Bは、実施の形態3における温度調和ユニット904を示す斜視図である。
 実施の形態3においては、第1の通気孔部から空気を吸入し、第1のエアーチャンバーから第2のエアーチャンバーへ風を流す。これによって、第1の被温度調和体を冷却又は加温する。第1のエアーチャンバーの空気を送風機で吸引し、送風機の吐出流れを第3のエアーチャンバーに排気する。これによって、第2の被温度調和体を冷却した後、第2の通気孔部から空気を排出する。実施の形態4では、送風機を複数設置している。これにより、被温度調和体の容量が大きくなり、大風量が必要とされる場合においても、十分な温度調和効果をもたらすことができる。
 (実施の形態4)
 図10Cは、実施の形態4の態様における温度調和ユニット904を示す概要図である。図10Dは、実施の形態4の態様における温度調和ユニット904を示す斜視図である。
 実施の形態4においては、第2の通気孔部から空気を吸入し、第3のエアーチャンバーから第2のエアーチャンバーへ風を流す。第3のエアーチャンバー内に生じる空気の流れによって、第2の被温度調和体を冷却又は加温する。第3のエアーチャンバーの空気を送風機で吸引し、送風機の吐出流れを第2のエアーチャンバーに排気する。そして、第2のエアーチャンバーの空気は、第1のエアーチャンバーへ送気される。これによって、第1の被温度調和体を冷却した後、第1の通気孔部から空気を排出される。実施の形態4では、送風機を複数設置している。これにより、被温度調和体の容量が大きくなり、大風量が必要とされる場合においても、十分な温度調和効果をもたらすことができる。
 (実施の形態5)
 図11Aは、実施の形態5における温度調和ユニットを示す概要図である。図11Bは、実施の形態5における温度調和ユニットを示す斜視図である。実施の形態5と、実施の形態3とは、互いに類似の構成である。
 実施の形態5においては、第1の通気孔部906から第1のエアーチャンバー907に空気を吸入する。第12の被温度調和体908を冷却した空気を、送風機(遠心送風機)903で吸引する。送風機の空気の吸入によって、第1のエアーチャンバー907から第2のエアーチャンバー909へ流す。これらによって、第1の被温度調和体を冷却又は加温し、第2の通気孔部から空気を排出する。空気の流れを模式的に示す矢印は、空気の流れ917として図示する。
 図11Bは、第2の筐体部を除いて表した温度調和ユニットを示す斜視図である。図11Aにおいて、第1のエアーチャンバー907から通気路918を介して送風機(遠心送風機)903につなぐ構成とした場合、各部品の固定、及び、接続部分の空気の漏洩防止措置が複雑となる。図11A及び図11Bに示す温度調和ユニットでは、第1の筐体と送風機(遠心送風機)903のファンケース、通気路918を一体化した構成としている。これにより、第1の筐体と送風機(遠心送風機)903の取付が容易になる。同時に、温度調和ユニットの剛性も上がり、強度アップになる。よって、外部からの衝撃に対して強い温度調和ユニットを提供することができる。
 本実施の形態における温度調和ユニット904は、第1の温度調和ユニット部901と第2の温度調和ユニット部902と送風機(遠心送風機)903とを含む。第1の温度調和ユニット部901は、第1の筐体部905と、第1の通気孔部906と、第1のエアーチャンバー907と、第1の被温度調和体908と、第2のエアーチャンバー909と、とを含む。第2の温度調和ユニット部902は、第2の筐体部910と、第2の被温度調和体911と、第2の通気孔部912と、第3のエアーチャンバー913とを含む。温度調和ユニット904は、第1の筐体部905の壁部の一部分が第2の筐体部910の壁部の一部分を兼ねる隔壁914、又は、第2の筐体部910の壁部の一部分が第1の筐体部905の壁部の一部分を兼ねる隔壁914を含む。温度調和ユニット904は、送風機(遠心送風機)903の吸気孔915と第2のエアーチャンバー909とを通気可能に接続する通気路918と、送風機(遠心送風機)903の吐出孔916と第3のエアーチャンバー913とを通気可能に配置する構成と、第3のエアーチャンバー913の内部に第2の被温度調和体911の少なくとも一部を配置する構造と、送風機(遠心送風機)903の少なくとも一部分を第3のエアーチャンバー913の内部に配置する構成と、とを含む。
 送風機(遠心送風機)903は、中心部に回転軸112aを含み、回転軸112a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112と、回転軸112aに沿った方向に延伸するとともに、回転軸112aと交差する方向の断面形状はインペラディスク112が回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、回転軸112aの側に位置する内周側端部111aと回転軸112aに対して反回転軸の側に位置する外周側端部111bとを含む、複数の動翼111を有するインペラ110と、シャフト210を含み、シャフト210を介して回転軸112aに回転動作を伝達する電動機と、インペラ110を覆うように回転軸112aの長手方向に延伸する側壁と、回転軸112aの長手方向に位置する吸気孔915と、を含むファンケース120(図1C・図1D参照)と、吸気孔915に対応する吐出孔123(図1C・図1D参照)と、を有する。ファンケース120は、電動機200(図1D参照)から伝達された回転動作によりインペラ110が回転するとき、吸気孔915から吸い込まれて内周側端部111a(図1D参照)から外周側端部111b(図1D参照)を経た空気を、側壁121(図1D参照)に沿って吐出孔123(図1D参照)へと導く流路118a(図1D参照)を有する。
 これにより、温度調和ユニット904の内部の収容物による高密度化が進行し、温度調和ユニット904全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な構成の温度調和ユニットを提供することが可能である。
 また、送風機(遠心送風機)903を複数配置してもよい。
 (実施の形態6)
 図12Aは、実施の形態6における温度調和ユニットを示す概要図である。図12Bは、実施の形態6における温度調和ユニットを示す斜視図である。実施の形態6と、実施の形態4とは、互いに類似の構成である。
 実施の形態6においては、第2の通気孔部912から第3のエアーチャンバー913に空気を吸入する。第2の被温度調和体911を冷却した空気を、送風機903で吸引する。送風機の空気の排気によって、第2のエアーチャンバー909から第2のエアーチャンバー907へ流す。これらによって、第1の被温度調和体を冷却又は加温し、第1の通気孔部から空気を排出する。空気の流れを模式的に示す矢印は、空気の流れ917として図示する。
 図12Bは、第2の筐体部を除いて表した温度調和ユニットを示す斜視図である。図12Aにおいて、第1のエアーチャンバー907から通気路918を介して送風機(遠心送風機)903につなぐ構成とした場合、各部品の固定、及び、接続部分の空気の漏洩防止措置が複雑となる。図12A及び図12Bに示す温度調和ユニットでは、第1の筐体と送風機903のファンケース、通気路918を一体化した構成としている。これにより、第1の筐体と送風機(遠心送風機)903の取付が容易になる。同時に、温度調和ユニットの剛性も上がり、強度アップになる。よって、外部からの衝撃に対して強い温度調和ユニットを提供することができる。
 本実施の形態における温度調和ユニット904は、第1の温度調和ユニット部901と第2の温度調和ユニット部902と送風機(遠心送風機)903とを含む。第1の温度調和ユニット部901は、第1の筐体部905と、第1の通気孔部906と、第1のエアーチャンバー907と、第1の被温度調和体908と、第2のエアーチャンバー909と、とを含む。第2の温度調和ユニット部902は、第2の筐体部910と、第2の被温度調和体911と、第2の通気孔部912と、第3のエアーチャンバー913とを含む。温度調和ユニット904は、第1の筐体部905の壁部の一部分が第2の筐体部910の壁部の一部分を兼ねる隔壁914、又は、第2の筐体部910の壁部の一部分が第1の筐体部905の壁部の一部分を兼ねる隔壁914を含む。(以下、要確認・要変更)温度調和ユニット904は、送風機(遠心送風機)903の吐出孔916と第2のエアーチャンバー909とを通気可能に接続する通気路918と、送風機(遠心送風機)903の吸気孔915と第3のエアーチャンバー913とを通気可能に配置する構成と、第3のエアーチャンバー913の内部に第2の被温度調和体911の少なくとも一部を配置する構造と、送風機(遠心送風機)903の少なくとも一部分を第3のエアーチャンバー913の内部に配置する構成と、とを含む。
 送風機(遠心送風機)903は、中心部に回転軸112aを含み、回転軸112a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112と、回転軸112aに沿った方向に延伸するとともに、回転軸112aと交差する方向の断面形状はインペラディスク112が回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、回転軸112aの側に位置する内周側端部111aと回転軸112aに対して反回転軸の側に位置する外周側端部111bとを含む、複数の動翼111を有するインペラ110と、シャフト210を含み、シャフト210を介して回転軸112aに回転動作を伝達する電動機と、インペラ110を覆うように回転軸112aの長手方向に延伸する側壁と、回転軸112aの長手方向に位置する吸気孔915と、を含むファンケース120(図1C・図1D参照)と、吸気孔915に対応する吐出孔123(図1C・図1D参照)と、を有する。ファンケース120は、電動機200(図1D参照)から伝達された回転動作によりインペラ110が回転するとき、吸気孔915から吸い込まれて内周側端部111a(図1D参照)から外周側端部111b(図1D参照)を経た空気を、側壁121(図1D参照)に沿って吐出孔123(図1D参照)へと導く流路118a(図1D参照)を有する。
 これにより、温度調和ユニット904の内部の収容物による高密度化が進行し、温度調和ユニット904全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な構成の温度調和ユニットを提供することが可能である。
 また、送風機(遠心送風機)903を複数配置してもよい。
 (実施の形態6)
 図12A、図12Bにおいては、第2の通気孔部912から空気を流入し、第3のエアーチャンバー913を通って送風機(遠心送風機)903に吸引される。送風機(遠心送風機)903から排出された空気が、第1のエアーチャンバー907から第2のエアーチャンバー909+に流れ、第2の通気孔部912から排出される。
 本実施の形態における温度調和ユニット904は、第1の温度調和ユニット部901と第2の温度調和ユニット部902と送風機(遠心送風機)903とを含む。第1の温度調和ユニット部901は、第1の筐体部905と、第1の通気孔部906と、第1のエアーチャンバー907と、第1の被温度調和体908と、第2のエアーチャンバー909と、とを含む。第2の温度調和ユニット部902は、第2の筐体部910と、第2の被温度調和体911と、第2の通気孔部912と、第3のエアーチャンバー913とを含む。温度調和ユニット904は、第1の筐体部905の壁部の一部分が第2の筐体部910の壁部の一部分を兼ねる隔壁914、又は、第2の筐体部910の壁部の一部分が第1の筐体部905の壁部の一部分を兼ねる隔壁914を含む。(以下、要確認・要変更)温度調和ユニット904は、送風機(遠心送風機)903の吐出孔916と第2のエアーチャンバー909とを通気可能に接続する構成と、送風機(遠心送風機)903の吸気孔915と第3のエアーチャンバー913とを通気可能に配置する構成と、第3のエアーチャンバー913の内部に第2の被温度調和体911の少なくとも一部を配置する構造と、送風機(遠心送風機)903の少なくとも一部分を第3のエアーチャンバー913の内部に配置する構成と、とを含む。
 送風機(遠心送風機)903は、中心部に回転軸112aを含み、回転軸112a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112と、回転軸112aに沿った方向に延伸するとともに、回転軸112aと交差する方向の断面形状はインペラディスク112が回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、回転軸112aの側に位置する内周側端部111aと回転軸112aに対して反回転軸の側に位置する外周側端部111bとを含む、複数の動翼111を有するインペラ110と、シャフト210を含み、シャフト210を介して回転軸112aに回転動作を伝達する電動機と、インペラ110を覆うように回転軸112aの長手方向に延伸する側壁と、回転軸112aの長手方向に位置する吸気孔915と、を含むファンケース120(図1C・図1D参照)と、吸気孔915に対応する吐出孔123(図1C・図1D参照)と、を有する。ファンケース120は、電動機200(図1D参照)から伝達された回転動作によりインペラ110が回転するとき、吸気孔915から吸い込まれて内周側端部111a(図1D参照)から外周側端部111b(図1D参照)を経た空気を、側壁121(図1D参照)に沿って吐出孔123(図1D参照)へと導く流路118a(図1D参照)を有する。
 これにより、温度調和ユニット904の内部の収容物による高密度化が進行し、温度調和ユニット904全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な構成の温度調和ユニットを提供することが可能である。
 また、送風機(遠心送風機)903を複数配置してもよい。
 (実施の形態7)
 図13Aは、実施の形態7における送風機(遠心送風機)903の配置を示す斜視図である。図13Bは、実施の形態7における送風機(遠心送風機)903の配置を示す上面図である。送風機(遠心送風機)903のファンケースは、ファン回転軸に対して軸対称、すなわち円筒形状で構成される。ファンからの吐出流れは、回転軸対象となる。よって、周方向に対して一様な流れ分布をさせ、局所的な流速の変化及び流れ方向の変化を抑制する。それによって、送風機(遠心送風機)903からの吐出流れも周方向に均等な流れが得られる。なお、送風機(遠心送風機)903の周囲に第2の被温度調和体911が複数配置される等の場合は、送風機(遠心送風機)903の体格(外径寸法)が規制され、好適な送風機の体格(外径寸法)を選択し得無いケースもありえる。
 (実施の形態8)
 図14は、実施の形態8における送風機(遠心送風機)903の上面図である。図15は、実施の形態8における別の送風機(遠心送風機)903の上面図である。送風機(遠心送風機)903のファンケースは、回転軸対称な円筒形状ではなく、楕円形状で構成されている。送風機(遠心送風機)903を設置する領域が狭い場合、送風機(遠心送風機)903のファンケースを円筒形状で構成すると、十分な流路面積が確保できずに、送風機性能を発揮できない場合がある。そのような場合には、送風機(遠心送風機)903のファンケース形状を、図14に示す楕円形状、又は、図15に示す実質的な多角形(非円形形状、実質的な三角形形状)にする。実質的な三角形で構成することにより、狭小な領域を活用することができる。これにより、送風機の流路面積を広くすることができる。したがって、送風機の高出力化が可能となる。
 図16は、実施の形態8において、ファン出口部の流速に対するファンケースの平均半径距離の比を横軸に、圧力係数を縦軸にとったグラフである。ファンケースの平均半径距離とは、ファン出口からファンケースまでの距離を周方向に平均した長さである。図16が示すように、ファン流出速度と半径距離の比に対する圧力係数は極大値を持つ。したがって、ファン流出速度と半径距離の比が0.6から0.8の範囲になるようなファンケースを採用すると、効果的に送風機出力を増加させることができる。なお、ファン流出速度と半径距離の比が約0.8以上では圧力回復は見られず、顕著な効果は無い。ファン流出速度と半径距離の比の好適な範囲は、0.6から0.8程度である。
 (実施の形態9)
 図17Aは、実施の形態8における送風機(遠心送風機)903の斜視図である。図17Bは、実施の形態8における送風機(遠心送風機)903の側面図である。図18は本実施の形態8における別の態様の送風機(遠心送風機)903の斜視図である。図17A及び図17Bに示す送風機(遠心送風機)903のファンケースは、ファンケースの高さが、ファンの回転軸に垂直な平面上に存在しておらず、第2の被温度調和体911に近接する部分が短くなっている。これにより、ファンケースの高さが短い部分では、送風機(遠心送風機)903からの吐出流れの半径方向成分が大きくなり、第2の被温度調和体911に送風することができる。したがって、第2の被温度調和体911の冷却効果を高めることができる。任意の位置のファンケースの高さが短くなる形状として、図17A及び図17Bでは、ファン回転軸に対して角度を持った平面で切断した形状としているが、部分的な切欠きでもよい。その形状は一義的ではない。
 図18に示す送風機(遠心送風機)903のファンケースは、第2の被温度調和体911に近接する側壁の一部に、吐出孔を設けている。これにより、吐出孔からファンへの流れの一部が吐出し、第2の被温度調和体911に送風することができる。したがって、第2の被温度調和体911の冷却効果を高めることができる。送風機(遠心送風機)903のファンケースの側壁の吐出孔の形状は、円形、楕円、多角形などでも良い。
 (実施の形態10)
 図19は、実施の形態10における温度調和システム20の概要を示すシステム構成図である。図20は、実施の形態10における温度調和システム20aの他の概要を示すシステム構成図である。図21は、実施の形態10における温度調和システム20bのさらに他の概要を示すシステム構成図である。
 図22は、実施の形態10における車両30の概要を示す概要図である。図23は、実施の形態10における車両30aの他の概要を示す概要図である。
 本実施の形態においては、上述の温度調和ユニットと同様の構成については、同じ符号を付して、説明を援用する。
 図19から図21に示すように、本実施の形態における温度調和システムは、以下の構成である。
 図19に示すように、本実施の形態における温度調和システム20は、第1の温度調和ユニット711aと、第2の温度調和ユニット711bと、複数のダクト700、700a、700b、700c、700dと、切替部701と、回転数制御部702と、制御部703と、を備える。白抜きの矢印は、空気の流れ301を模式的に示す。
 第1の温度調和ユニット711a及び第2の温度調和ユニット711bには、上述した各実施の形態にて説明した温度調和ユニットが使用できる。図19は、本実施の形態において説明する温度調和ユニットを模式的に示す。
 複数のダクトの一部であるダクト700b、700cは、第1の温度調和ユニット711aが有する排気孔125aと、第2の温度調和ユニット711bが有する吸気孔122bとを接続する。
 複数のダクトの一部であるダクト700、700aは、第1の温度調和ユニット711aが有する吸気孔122aと、第2の温度調和ユニット711bが有する排気孔125bとを接続する。
 切替部701は、ダクト700、700a、700dが接続される状態を切り替える。
 回転数制御部702は、第1の温度調和ユニット711aが有する電動機200aの回転数、及び、第2の温度調和ユニット711bが有する電動機200bの回転数のいずれか一方を制御する。
 制御部703は、切替部701と回転数制御部702とを制御する。制御部703は、複数のダクト700、700a、700b、700c、700d内を流れる空気の流路あるいは空気の風量を制御する。
 図20に示すように、本実施の形態における温度調和システム20aは、第1の温度調和ユニット720aと、第2の温度調和ユニット720bと、複数のダクト700、700e、700fと、切替部701と、回転数制御部702と、制御部703と、を備える。
 第1の温度調和ユニット720a及び第2の温度調和ユニット720bは、上述した各実施の形態において説明した温度調和ユニットが適用可能である。
 複数のダクトの一部であるダクト700、700eは、第1の温度調和ユニット720aが有する吸気孔122aと、第2の温度調和ユニット720bが有する吸気孔122bとを接続する。
 複数のダクトは、第1の温度調和ユニット720aが有する排気孔125aと、第2の温度調和ユニット720bが有する排気孔125bとを接続してもよい。
 切替部701は、ダクト700、700e、700fが接続される状態を切り替える。
 回転数制御部702は、第1の温度調和ユニット720aが有する電動機200aの回転数、及び、第2の温度調和ユニット720bが有する電動機200bの回転数のいずれか一方を制御する。
 制御部703は、切替部701と回転数制御部702とを制御する。制御部703は、複数のダクト700、700e、700f内を流れる空気の流路あるいは空気の風量を制御する。
 図21に示すように、本実施の形態における温度調和システム20bは、温度調和ユニット10aと、第1のダクト730、730a、730bと、第2のダクト730c、730dと、切替部701a、701bと、回転数制御部702と、制御部703と、を備える。
 温度調和ユニット10aは、上述の各実施の形態で説明した温度調和ユニットが適用可能である。
 第1のダクト730、730a、730bは、温度調和ユニット10aを介することなく空気を流す。
 第2のダクト730cは、温度調和ユニット10aへ供給される空気を流す。あるいは、第2のダクト730dは、温度調和ユニット10aから吐出される空気を流す。
 切替部701a、701bは、第1のダクト730、730a、730b及び第2のダクト730c、730dが接続される。切替部701a、切替部701bは、空気の流れを切り替える。
 回転数制御部702は、温度調和ユニット10aが有する電動機200の回転数を制御する。
 制御部703は、切替部701a、701bと回転数制御部702とを制御する。制御部703は、第1のダクト730、730a、730b内と、第2のダクト730c、730d内とを流れる空気の流路あるいは空気の風量を制御する。
 図22に示すように、本実施の形態における車両30は、動力源800と、駆動輪801と、走行制御部802と、温度調和システム803と、を備える。
 駆動輪801は、動力源800から供給される動力で駆動される。走行制御部802は、動力源800を制御する。温度調和システム803には、上述した温度調和システム20、20a、20bが利用できる。
 また、図23に示すように、本実施の形態における車両30aは、動力源800と、駆動輪801と、走行制御部802と、温度調和ユニット804と、を備える。
 駆動輪801は、動力源800から供給される動力で駆動される。走行制御部802は、動力源800を制御する。温度調和ユニット804には、上述した各実施の形態にて説明した各温度調和ユニットが適用可能である。
 図面を用いて、さらに、詳細に説明する。
 図22に示すように、各実施の形態における温度調和システム803は、車両30に搭載される。車両30に温度調和システム803を搭載する際、以下の構成を採用すれば、被温度調和部材の冷却、及び、加温が効果的に行える。
 本実施の形態における温度調和システム803には、複数の、上述した本各実施の形態における温度調和ユニットが利用できる。温度調和システム803は、各温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔どうしを接続する、複数のダクトを備える。温度調和システム803は、ダクト内を流れる気流の量、及び、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
 例えば、吸気側の気温が常温より低い場合、複数の温度調和ユニットをダクトで接続する。本構成とすれば、被温度調和部材を効率よく温度調和できる。
 また、本実施の形態における温度調和システム803は、温度調和ユニットの吸気孔及び通気孔と接続される、複数のダクトを有する。本実施の形態における温度調和システムは、ダクト内を流れる気流の量、及び、気流を流すための経路を切り替える切替部を備える。
 例えば、本実施の形態における温度調和ユニットが有する、吸気孔及び通気孔には、複数のダクトが接続される。
 ダクトは、一端が車両の外部に接続され、他端が切替部に接続される。ダクトは、一端が切替部に接続され、他端が切替部に接続される。また、ダクトは、一端が切替部に接続され、他端が温度調和ユニットが有する吸気孔に接続される。ダクトは、一端が温度調和ユニットが有する排気孔に接続され、他端が切替部に接続される。
 本構成において、車両30の外部気温が所定範囲内の場合、ダクトを介して、直接、車外の空気を車両30内に取り込むことができる。また、車両30の外部気温が所定範囲外の場合、ダクトと、温度調和ユニットとを介して、車外の空気を車両30内に取り込むことができる。
 本実施の形態における温度調和システムは、車両の外部気温に応じて、被温度調和部材に提供する空気を切り替えることができる。よって、本実施の形態における温度調和システムは、効率よく、かつ、省エネルギー化を実現しながら、被温度調和部材の温度調和を実現できる。
 上述した温度調和システムにおいて、ダクトを切り替えるための車両の外部気温の閾値は、目的に応じて、適宜設定すればよい。また、上述した温度調和システムにおいて、ダクトを切り替えるための車両外部の空気の取り込みは、車両外部の気温に代えて、気圧による切替とすることもできる。
 図23に示した形態は、図22に示した形態の温度調和システム803を温度調和ユニット804に読み替えることで、その説明を援用できる。
 以上のように、本実施の形態における温度調和システム20は、温度調和ユニットを2つ有し、2つの温度調和ユニットのうち、一方を第1の温度調和ユニット711aとし、他方を第2の温度調和ユニット711bとし、第1の温度調和ユニット711aが有する、第1の通気孔部906又は第2の通気孔部912と、第2の温度調和ユニット711bが有する、第1の通気孔部906又は第2の通気孔部912と、を接続する、複数のダクト700、700a、700b、700c、700dと、複数のダクト700、700a、700b、700c、700dが接続された状態を切り替える切替部701と、第1の温度調和ユニット711aが有する電動機200aの回転数、又は、第2の温度調和ユニットが有する電動機200bの回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部702と、切替部701と回転数制御部702とを制御して、複数のダクト700、700a、700b、700c、700d内を流れる空気の流路あるいは空気の風量を制御する制御部703と、を備える。
 また、本実施の形態における温度調和システム20bは、温度調和ユニット10aと、温度調和ユニット10aを介することなく空気を流す第1のダクト730、730a、730bと、温度調和ユニット10aへ供給される空気を流す、あるいは、温度調和ユニット10aから吐出される空気を流す、第2のダクト730c、730dと、第1のダクト730、730a、730b及び第2のダクト730c、730dが接続され、空気の、流れを切り替える切替部701a、701bと、温度調和ユニット10aが有する電動機200の回転数を制御する回転数制御部702と、切替部701a、701bと回転数制御部702とを制御して、複数のダクト730、730a、730b、730c、730d内を流れる空気の流路あるいは空気の風量を制御する制御部703と、を備える。
 また、本実施の形態における車両30は、動力源800と、動力源800から供給される動力で駆動する駆動輪801と、動力源800を制御する走行制御部802と、温度調和システム803と、を備える。
 また、本実施の形態における車両30aは、動力源800と、動力源800から供給される動力で駆動する駆動輪801と、動力源800を制御する走行制御部802と、温度調和ユニット804と、を備える。
 本発明は、温度調和ユニットの内部の収容物による高密度化が進行して、温度調和ユニット全体の圧力抵抗が高くなった構成においても、好適な冷却・加温が可能な温度調和ユニットを提供することが可能である。したがって、産業的価値の大いなるものである。
 10a 温度調和ユニット
 20 温度調和システム
 20a 温度調和システム
 20b 温度調和システム
 30 車両
 30a 車両
 110 インペラ
 111 動翼
 111a 内周側端部
 111b 外周側端部
 111c 反インペラディスク側端部
 111d 開口部
 112 インペラディスク
 112a 回転軸
 112b 軸心
 113 ガイド部
 114 シュラウド
 114a 開口部
 114b 開口部
 114c 側面
 115 ディフューザ
 116 ディフューザプレート
 117 静翼
 118a 流路
 120 ファンケース
 121 側壁
 120a 内壁面
 120b 湾曲部
 120c 誘導面
 120d 傾斜部
 122a 吸気孔
 122b 吸気孔
 123 吐出孔
 125a 排気孔
 125b 排気孔
 200 電動機
 200a 電動機
 200b 電動機
 210 シャフト
 301 空気の流れ
 400 送風機(シロッコファン)
 401 前向きファン
 410 不安定領域
 500 送風機(遠心送風機)
 700 ダクト
 700a ダクト
 700b ダクト
 700c ダクト
 700d ダクト
 700e ダクト
 700f ダクト
 701 切替部
 701a 切替部
 701b 切替部
 702 回転数制御部
 703 制御部
 711a 第1の温度調和ユニット
 711b 第2の温度調和ユニット
 720a 第1の温度調和ユニット
 720b 第2の温度調和ユニット
 730 第1のダクト
 730a 第1のダクト
 730b 第1のダクト
 730c 第2のダクト
 730d 第2のダクト
 800 動力源
 801 駆動輪
 802 走行制御部
 803 温度調和システム
 804 温度調和ユニット
 901 第1の温度調和ユニット部
 902 第2の温度調和ユニット部
 903 送風機(遠心送風機)
 904 温度調和ユニット
 905 第1の筐体部
 906 第1の通気孔部
 907 第1のエアーチャンバー
 908 第1の被温度調和体
 909 第2のエアーチャンバー
 910 第2の筐体部
 911 第2の被温度調和体
 912 第2の通気孔部
 913 第3のエアーチャンバー
 914 隔壁
 915 吸気孔
 916 吐出孔
 917 空気の流れ
 918 通気路
 919 通気孔
 920 排気孔
 1111 動翼
 1111a 内周側端部
 1111b 外周側端部
 1112 インペラディスク
 1120 ファンケース
 1121 側壁
 1123 吐出孔

Claims (19)

  1. 第1の温度調和ユニット部と第2の温度調和ユニット部と送風機とを含む温度調和ユニットであって、
    前記第1の温度調和ユニット部は、
    第1の筐体部と、第1の通気孔部と、第1のエアーチャンバーと、第1の被温度調和体と、第2のエアーチャンバーとを含み、
    前記第2の温度調和ユニット部は、
    第2の筐体部と、第2の被温度調和体と、第2の通気孔部と、第3のエアーチャンバーとを含み、
    前記温度調和ユニットは、
    前記第1の筐体部の壁部の一部分が前記第2の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁、又は、前記第2の筐体部の壁部の一部分が前記第1の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁と、
    前記送風機の吸気孔と前記第2のエアーチャンバーとを通気可能に接続する通気路と、
    前記送風機の吐出孔を前記第3のエアーチャンバーに通気可能に配置する構成と、
    前記第3のエアーチャンバーの内部に前記第2の被温度調和体の一部を配置する構造と、
    前記送風機の一部分を前記第3のエアーチャンバーの内部に配置する構成とを含み、
    前記送風機は、
    中心部に回転軸を含み、前記回転軸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、
    前記回転軸に沿った方向に延伸するとともに、前記回転軸と交差する方向の断面形状は前記インペラディスクが回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、前記回転軸の側に位置する内周側端部と前記回転軸に対して反回転軸の側に位置する外周側端部とを含む、複数の動翼を有するインペラと、
    シャフトを含み、前記シャフトを介して前記回転軸に回転動作を伝達する電動機と、
    前記インペラを覆うように前記回転軸の長手方向に延伸する側壁と、前記回転軸の長手方向に位置する吸気孔と、を含むファンケースと、
    前記吸気孔に対応する吐出孔と、を有し、
    前記ファンケースは、前記電動機から伝達された回転動作により前記インペラが回転するとき、前記吸気孔から吸い込まれて前記内周側端部から前記外周側端部を経た空気を、前記側壁に沿って前記吐出孔へと導く流路を有する温度調和ユニット。
  2. 第1の温度調和ユニット部と第2の温度調和ユニット部と送風機とを含む温度調和ユニットであって、
    前記第1の温度調和ユニット部は、
    第1の筐体部と、第1の通気孔部と、第1のエアーチャンバーと、第1の被温度調和体と、第2のエアーチャンバーとを含み、
    前記第2の温度調和ユニット部は、
    第2の筐体部と、第2の被温度調和体と、第2の通気孔部と、第3のエアーチャンバーとを含み、
    前記温度調和ユニットは、
    前記第1の筐体部の壁部の一部分が前記第2の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁、又は、前記第2の筐体部の壁部の一部分が前記第1の筐体部の壁部の一部分を兼ねる隔壁と、
    前記送風機の吐出孔と前記第2のエアーチャンバーとを通気可能に接続する通気路と、
    前記送風機の吸気孔を前記第3のエアーチャンバーに通気可能に配置する構成と、
    前記第3のエアーチャンバーの内部に前記第2の被温度調和体の一部を配置する構造と、
    前記送風機の一部分を前記第3のエアーチャンバーの内部に配置する構成とを含み、
    前記送風機は、
    中心部に回転軸を含み、前記回転軸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、
    前記回転軸に沿った方向に延伸するとともに、前記回転軸と交差する方向の断面形状は前記インペラディスクが回転する方向に向かって凸となる円弧状であり、前記回転軸の側に位置する内周側端部と前記回転軸に対して反回転軸の側に位置する外周側端部とを含む、複数の動翼を有するインペラと、
    シャフトを含み、前記シャフトを介して前記回転軸に回転動作を伝達する電動機と、
    前記インペラを覆うように前記回転軸の長手方向に延伸する側壁と、前記回転軸の長手方向に位置する吸気孔と、を含むファンケースと、
    前記吸気孔に対応する吐出孔と、を有し、
    前記ファンケースは、前記電動機から伝達された回転動作により前記インペラが回転するとき、前記吸気孔から吸い込まれて前記内周側端部から前記外周側端部を経た空気を、前記側壁に沿って前記吐出孔へと導く流路を有する温度調和ユニット。
  3. 前記送風機を複数配置する請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  4. 前記第1の通気孔部の構成及び前記第2の通気孔部の構成は、一つ又は複数の孔部である請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  5. 前記第1の被温度調和体は、二次電池を含む請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  6. 前記第2の被温度調和体は、回路基板、電子部品、放熱器、継電器又は半導体素子のいずれかを含む請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  7. 前記ファンケースは、前記流路の一部を構成するとともに、前記インペラと向かい合う内壁面をさらに含み、
    前記内壁面は、前記回転軸の軸心を含む面において、前記外周側端部と近接する部分と前記吐出孔の縁部とを結んだ線の延長線が、前記軸心と鋭角に交差するように湾曲する、湾曲部を有する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  8. 前記流路は、前記内壁面と向かい合って位置する誘導面をさらに含み、
    前記誘導面は、前記外周側端部と近接する部分から前記吐出孔に至るまでの間において、前記軸心方向に傾斜する傾斜部を有する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  9. 前記インペラディスクは、前記インペラディスクの外周部において、前記吐出孔が位置する方向に向かって傾斜するガイド部を有する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  10. 前記インペラは、前記複数の動翼に対して前記インペラディスクとは反対側に位置し、前記複数の動翼のそれぞれに含まれる反インペラディスク側端部に接続されるシュラウドをさらに有し、
    前記シュラウドは、前記吸気孔と向かい合う位置に開口部が形成され、
    前記回転軸に沿った方向において、前記シュラウドと前記インペラディスクとの間の距離は、前記内周側端部側よりも前記外周側端部側のほうが短い、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  11. それぞれの前記複数の動翼は、前記インペラが回転する方向において、前記内周側端部を前記外周側端部よりも前方に位置する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  12. 前記インペラは、前記インペラが回転する方向において、前記インペラディスクの外周部から前方へ突出する、複数の静翼をさらに有する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  13. 前記インペラは、
    前記インペラディスクと平行して位置するディフューザプレートと、
    前記ディフューザプレートが含む前記吸気孔側に位置する面上に、前記回転軸に沿った方向に延伸する、複数の静翼と、
    を有するディフューザを取り付ける構成を有し、
    前記複数の静翼は、前記インペラが回転する方向に、前記インペラディスクの外周部から前方へ突出する、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニット。
  14. 請求項1又は請求項2のいずれかに記載の温度調和ユニットを2つ有し、前記2つの温度調和ユニットのうち、一方を第1の温度調和ユニットとし、他方を第2の温度調和ユニットとし、
    前記第1の温度調和ユニットが有する、前記第1の通気孔部又は前記第2の通気孔部と、前記第2の温度調和ユニットが有する、前記第1の通気孔部又は前記第2の通気孔部と、を接続する、複数のダクトと、
    前記複数のダクトが接続された状態を切り替える切替部と、
    前記第1の温度調和ユニットが有する電動機の回転数、又は、前記第2の温度調和ユニットが有する電動機の回転数のいずれか一方を制御する回転数制御部と、
    前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路あるいは前記空気の風量を制御する制御部と、
    を備える温度調和システム。
  15. 請求項1又は請求項2のいずれかに記載された温度調和ユニットと、
    前記温度調和ユニットを介することなく空気を流す第1のダクトと、
    前記温度調和ユニットへ供給される前記空気を流す、あるいは、前記温度調和ユニットから吐出される前記空気を流す、第2のダクトと、
    前記第1のダクト及び前記第2のダクトが接続され、前記空気の、流れを切り替える切替部と、
    前記温度調和ユニットが有する電動機の回転数を制御する回転数制御部と、
    前記切替部と前記回転数制御部とを制御して、前記複数のダクト内を流れる空気の流路あるいは前記空気の風量を制御する制御部と、
    を備える温度調和システム。
  16. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項14に記載の温度調和システムと、を備える車両。
  17. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項15に記載の温度調和システムと、を備える車両。
  18. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項1に記載の温度調和ユニットと、を備える車両。
  19. 動力源と、
    前記動力源から供給される動力で駆動する駆動輪と、
    前記動力源を制御する走行制御部と、
    請求項2に記載の温度調和ユニットと、を備える車両。
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