JPH06255341A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つのモータで駆動される複数のファンであ
っても、各ファンの通路に要求される風量比を実現する
ことのできる送風機を備えた車両用空気調和装置の提
供。 【構成】 送風機６の第１ファン７および第２ファン８
は、１つのモータ９に駆動される。フットモード時にお
ける第１ファン７の通風抵抗は、第２ファン８の通風抵
抗に比較して大変大きくなり、同一のファンを用いる
と、要求風量比が得られない。そこで、第１ファン７の
翼径を第２ファン８の翼径よりも大きく設け、第１ファ
ン７の送風能力を第２ファン８の送風能力よりも大きく
した。これによって、フットモード時に、第１通路４お
よび第２通路５に要求される風量比を実現することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つのモータで複数の
ファンを駆動する送風機を備えた空気調和装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】１つのモータで、複数のファンを駆動す
る従来の送風機の一例を、図８および図９に示す。この
ように、従来の送風機１００の２つのファン１０１、１
０２は、同一翼径、同一翼長（翼の径方向の寸法）、同
一翼幅（翼の駆動軸方向の寸法）、同一翼形状、同一翼
数、つまり同一形状に設けられ、同一のモータ１０３で
駆動されるため、同一の送風能力となっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、例えば２つ
のファン１０１、１０２が、異なった通風抵抗の通路に
空気流を生じさせる場合や、各ファン１０１、１０２へ
の吸込抵抗が異なる場合では、各通路に風量差や、圧力
差が生じてしまい、結果的に各通路に要求される風量比
が変化してしまう。また、２つのファン１０１、１０２
が異なった通路に空気流を生じさせる場合であっても、
合流して１つの通路を通る場合、合流部分において圧力
の高い側と低い側との圧力の打消が発生し、結果的に交
流した通路の空気流が低下する不具合を有していた。さ
らに、２つのファン１０１、１０２の各吸入抵抗、およ
び空気流を生じさせる各通路の通風抵抗が同一の場合
は、各通路に同一の風量しか生じさせることができない
ため、各通路を異なった風量比とすることができなかっ
た。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、１つのモータによって駆動される
複数のファンであっても、各ファンの送風能力を異なら
せ、要求される風量比とすることのできる空気調和装置
の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調和装置
は、次の技術的手段を採用した。空気調和装置は、室内
に向かう複数の通路を備えるダクトと、前記複数の通路
のそれぞれにおいて車室に向かう空気流を生じさせる複
数のファン、およびこの複数のファンを駆動する１つの
モータからなる送風機とを備える。そして、この送風機
の前記複数のファンは、それぞれの通風抵抗や要求風量
比に応じて、同一の回転速度であっても異なる送風能力
となるように、異なった形状に設けられる。

【０００６】

【発明の作用】複数のファンは、同一の回転速度であっ
ても異なる送風能力となるように、それぞれ異なった形
状に設けられる。具体的には、ファンの翼径、翼長、翼
幅、翼形状、翼数の少なくとも１つが異なって設けられ
る。これによって、各ファンの通風抵抗（吸込抵抗およ
び吹出抵抗）が異なっても、その抵抗を加味して各ファ
ンの送風能力を設定することにより、各通路の風量差や
圧力差をなくすことができる。また、各通路より吹き出
される風量比を異ならせる場合は、その要求される風量
比に応じて各ファンの形状を設定し、各通路に異なった
風量を生じさせることができる。

【０００７】

【発明の効果】本発明の空気調和装置は、上記の作用で
示したように、各ファンの吸入抵抗や各通路の通風抵抗
が異なっても、各ファンの送風能力を変えることによ
り、各通路の風量差や圧力差をなくすことができる。ま
た、各通路より吹き出される風量比を異ならせる場合で
あっても、各ファンの送風能力を変えることにより、各
通路に異なった風量を生じさせることができる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の空気調和装置を、図に示す一
実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１および図２は本発明の第１実
施例を示すもので、図１は車両用空気調和装置のダクト
の概略構成図である。本実施例の空気調和装置１は、例
えば電気自動車に搭載されるもので、室内へ向けて空気
を送る空気通路をなすダクト２を備える。このダクト２
内は、仕切壁３が設けられ、ダクト２の内部が上方の第
１通路４と、下方の第２通路５に仕切られている。

【０００９】ダクト２の一端には、ダクト２内の第１通
路４および第２通路５に、それぞれ室内へ向かう空気流
を生じさせる送風機６が設けられている。この送風機６
は、第１通路４に空気流を生じさせる第１ファン７、第
２通路５に空気流を生じさせる第２ファン８、一体化さ
れた第１、第２ファン７、８を駆動する１つのモータ
９、および第１ファン７と第２ファン８をそれぞれ覆う
ファンケース１０から構成されている。なお、この送風
機６については後述する。

【００１０】第１ファン７へ空気を導くファンケース１
０の吸入口には、吸入空気を内気と外気とで切り替える
内外気切替手段１１が設けられている。この内外気切替
手段１１は、内気を導入する内気導入口１２と、外気を
導入する外気導入口１３とを備える。そして、内外気切
替手段１１は、内外気切替ダンパ１４を備え、この内外
気切替ダンパ１４により、第１ファン７が吸引する空気
を内気と外気とで切り替えることができる。なお、外気
導入口１３には、図示しない外気導入ダクトが接続さ
れ、車両の外部の外気を外気導入口へ導いている。この
ため、内外気切替手段１１が外気を選択している際は、
外気を外気導入ダクトを介して第１ファン７に導くた
め、第１ファン７に空気を導く吸入抵抗が大きくなる。
また、第２ファン８へ空気を導くファンケース１０の吸
入口には、常に内気のみを第２ファン８へ導く内気導入
口１５を備える。なお、内気導入口１２、１５は、室内
に開口しており、内気導入口１２、１５より第１、第２
ファン７、８へ空気を導く吸入抵抗は大変小さい。

【００１１】ダクト２の他端には、第１通路４および第
２通路５を通過した空気を室内の各部へ向けて吹き出す
吹出口が形成されている。この吹出口は、室内前部の中
央より、乗員の上半身へ向けて主に第１通路４を通過し
た空気を吹き出すセンタフェイス吹出口１６と、室内前
部の両脇より、乗員の上半身あるいはサイドの窓ガラス
へ向けて主に第１通路４を通過した空気を吹き出すサイ
ドフェイス吹出口１７と、フロントの窓ガラスへ向けて
主に第１通路４を通過した空気を吹き出すデフロスタ吹
出口１８と、乗員の足元へ向けて主に第２通路５を通過
した空気を吹き出すフット吹出口１９とからなる。そし
て、サイドフェイス吹出口１７を除く他の吹出口へ通じ
る空気通路には、各吹出口への空気流を制御するセンタ
フェイスダンパ２０、デフロススダンパ２１、およびフ
ットダンパ２２が設けられている。

【００１２】ダクト２内の上流には、ダクト２内を流れ
る空気を冷却する冷却手段２３が配置されるとともに、
その下流にダクト２内を流れる空気を加熱する加熱手段
２４が配置されている。なお、冷却手段２３は、冷凍サ
イクルの冷媒蒸発器で、加熱手段２４は冷凍サイクルの
冷媒凝縮器である。冷却手段２３は、仕切壁３を貫通し
て設けられるとともに、ダクト２内を流れる空気が全て
通過するように、ダクト２内の前面に亘って設けられて
いる。また、加熱手段２４も仕切壁３を貫通して設けら
れ、第２通路５を流れる空気が全て加熱手段２４を通過
するとともに、第１通路４の下方を流れる空気が加熱手
段２４を通過するように設けられている。つまり、第１
通路４の加熱手段２４の上部には、加熱手段２４を迂回
させる加熱バイパス通路２５が設けられている。この加
熱バイパス通路２５には、加熱バイパス通路２５の開閉
を行うクールダンパ２６が設けられており、このクール
ダンパ２６により加熱バイパス通路２５を閉じることに
より、第１通路４の空気は全て加熱手段２４を通過す
る。

【００１３】また、仕切壁３の下流には、第１通路４と
第２通路５を連通するデフモード開口２７が設けられ、
デフロスタモード時に第２通路５を通過した空気をデフ
ロスタ吹出口１８へ導く。このデフモード開口２７に
は、このデフモード開口２７の開閉を行うデフモードダ
ンパ２８が設けられ、デフロスタモードが選択された際
に、デフモード開口２７が開くように設けられている。

【００１４】次に、本実施例の送風機６を図２を用いて
説明する。本実施例の送風機６は、第１ファン７と第２
ファン８とが一体に形成された遠心式ファンで、第１フ
ァン７と第２ファン８との間には、各ファン内に導かれ
た空気が他方のファン内に導かれないように遮断壁３０
が設けられている。第１、第２ファン７、８は、１つの
ファンケース１０内に収納されている。このファンケー
ス１０の内部には、第１ファン７が吹き出した空気と第
２ファン８が吹き出した空気とを遮断する遮断プレート
３１が設けられている。第１ファン７が設けられた空気
通路の通風抵抗は、外気モード時において、第２ファン
８の設けられた空気通路の通風抵抗に比較して大きくな
る。これは、外気モード時、第２ファン８がファンケー
ス１０に設けられた開口から内気を吸引するのに対し、
第１ファン７は、通路長の長い外気導入ダクトを介して
外気を吸引するためである。また、フットモード時にお
いては、第１通路４の空気はセンタフェイスダンパ２０
が閉じ、サイドフェイス吹出口１７とデフロスタ吹出口
１８から吹き出し、第２通路５の空気はフット吹出口１
９から吹き出すように設定されるとともに、クールダン
パ２６が加熱バイパス通路２５を閉じるように設定され
ることにより、第１通路４の通風抵抗が、第２通路５の
通風抵抗よりも大きくなる。

【００１５】このフットモード時における、第１通路４
および第２通路５に要求される風量比が、第１通路４が
３５％に対し、第２通路５が６５％であるとする。そし
て、例えば従来技術の図８の如く、第１ファン７と第２
ファン８の形状を、翼径、翼長（翼の径方向の寸法）、
翼幅（翼の駆動軸方向の寸法）、翼形状、翼数を全て同
じに設けた場合、第１ファン７の設けられた側の通風抵
抗が、第２ファン８が設けられた側の通風抵抗に比較し
て大変大きくなるため、第１通路４および第２通路５の
風量比が、第１通路４が２４％に対し、第２通路５が７
６％になってしまう。そこで、本実施例では、第１ファ
ン７の翼径Ｄ1 を、第２ファン８の翼径Ｄ2に対して大
きく設けることにより、同一の通風抵抗時に第１ファン
７の送風能力を第２ファン８の送風能力よりも大きく設
け、第１通路４および第２通路５に要求される風量比が
得られるように設けた。

【００１６】〔実施例の作動〕次に、上記実施例の作動
をフットモード時を用いて説明する。フットモードが選
択されると、内外気切替ダンパ１４は外気を選択して第
１ファン７が外気を吸引するとともに、第２ファン８が
内気を吸引する。第１ファン７の吸引した外気は第１通
路４に導かれ、冷却手段２３および加熱手段２４を通っ
てサイドフェイス吹出口１７およびデフロスタ吹出口１
８より、車両の窓ガラス、あるいは一部乗員の上半身へ
向けて吹き出される。一方、第２ファン８の吸引した内
気は第２通路５に導かれ、冷却手段２３および加熱手段
２４を通ってフット吹出口１９より乗員の足元へ吹き出
される。これによって、窓ガラスや乗員の上半身には外
気の比較的湿度の低い空気が送られ、窓ガラスの曇りを
抑える。また、乗員の足元には、内気が再び吹き出され
るため、空気の加熱能力が小さく済み、空気調和にかか
るエネルギーを低く抑えることができる。

【００１７】フットモード時は、上述のように、第１フ
ァン７の吸入抵抗および吹出抵抗が、第２ファン８の吸
入抵抗および吹出抵抗に比較して大変大きいため、同一
のファンを用いると、要求される風量比が第１ファン７
側が３５％、第２ファン８側が６５％に対して２４％：
７６％になるが、本実施例では第１ファン７の翼径Ｄ1
を、第２ファン８の翼径Ｄ2 に対して大きく設けること
により、実験結果が３７％：６３％と、ほぼ要求される
風量比を達成することができた。この実験データを次の
表１に示す。

【表１】

【００１８】〔実施例の効果〕本実施例では、第１ファ
ン７側の通風抵抗と、第２ファン８の通風抵抗とが大き
く異なっても、第１ファン７の翼径Ｄ1 と第２ファン８
の翼径Ｄ2 とを変えることにより、第１通路４および第
２通路５に要求される風量比を得ることができた。

【００１９】〔第２実施例〕図３および図４は第２実施
例を示すもので、図３は送風機６の断面図、図４は翼の
形状を示す断面図である。本実施例の第１ファン７およ
び第２ファン８の翼径は図３に示すように同じである
が、第１ファン７の翼７ａの形状と第２ファン８の翼８
ａの形状を、図４に示すように、異なる形状に設けたも
のである。具体的には、第１ファン７の翼７ａの曲率
を、第２ファン８の翼８ａの曲率より大きく設け、第１
ファン７の翼７ａの出口角θ1 を、第２ファン８の翼８
ａの出口角θ2 より大きく設けたものである。これによ
って第１ファン７と第２ファン８は、同一の回転速度で
あっても異なった送風能力となる。

【００２０】〔第３実施例〕図５は第３実施例を示す送
風機６の外観図である。本実施例の送風機６は、モータ
９の一方の駆動軸に第１ファン７を固定し、モータ９の
他方の駆動軸に第２ファン８を固定した両軸式送風機
で、第１ファン７は第１ファンケース３２に収納され、
第２ファン８は第２ファンケース３３に収納されてい
る。本実施例の第１ファン７の翼径Ｄ1 は、第２ファン
８の翼径Ｄ2よりも大きく設けられ、同一の回転速度で
あっても異なった送風能力となる。

【００２１】〔第４実施例〕図６は第４実施例を示す空
気調和装置１の概略図である。本実施例の空気調和装置
１は、第２ファン８から吹き出された空気が冷却手段２
３を通過した後、加熱バイパス通路２５を通過可能に設
けたものである。このため、第１ファン７より吹き出さ
れた空気と、第２ファン８より吹き出された空気とは、
冷却手段２３および冷却手段を通過した箇所で合流す
る。この合流する箇所においては、第２ファン８の吐出
する空気通路の面積が、第１ファン７の吐出する空気通
路の面積に比較して大変大きく設けられている。このた
め、第１ファン７と第２ファン８の送風能力が等しい
と、第２ファン８側の圧力が小さくなり、合流部分で圧
力の打消が発生し、吐出風量が低下してしまう。そこで
本実施例は、第２ファン８の翼径を、第１ファン７の翼
径に比較して大きくし、合流部分での圧力を等しくし
て、圧力の打消による風量低下を抑えている。また、本
実施例では、外気導入時であっても、内気の割合が外気
よりも大きくなるため、空気調和にかかるエネルギー消
費を小さく抑えることができる。

【００２２】〔第５実施例〕図７は第５実施例を示す空
気調和装置１の概略図である。本実施例の空気調和装置
１は、冷却手段２３の下方に、冷却手段２３を迂回する
冷却バイパス通路３４を設け、冷却手段２３を通過せ
ず、加熱手段２４のみを通過した空気をフット吹出口１
９へ導くものである。これにより、フット吹出口へ導か
れる通風抵抗が小さくでき、結果的に送風機６にかかる
エネルギー消費を抑えることができる。

【００２３】〔変形例〕本発明を電気自動車の空気調和
装置に適用した例を示したが、内燃機関、特にディーゼ
ルエンジンによって駆動される自動車の空気調和装置に
適用しても良い。また、屋内を空調する空気調和装置に
本発明を適用しても良い。翼径あるいは翼形状を変える
ことにより、複数のファンの送風能力を変えた例を示し
たが、翼長、翼幅、翼枚数、あるいはこれらを組み合わ
せて複数のファンの送風能力を変えても良い。１つのモ
ータで２つのファンを駆動する例を示したが、３つ以上
のファンを１つのモータで駆動させても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和装置のダクトの概略構成図である（第
１実施例）。

【図２】送風機の断面図である（第１実施例）。

【図３】送風機の断面図である（第２実施例）。

【図４】翼形状を示す断面図である（第２実施例）。

【図５】送風機の外観図である（第３実施例）。

【図６】空気調和装置のダクトの概略構成図である（第
４実施例）。

【図７】空気調和装置のダクトの概略構成図である（第
５実施例）。

【図８】送風機の断面図である（従来技術）。

【図９】送風機の外観図である（従来技術）。

【符号の説明】

１ 空気調和装置 ２ ダクト ４ 第１通路（複数の通路） ５ 第２通路（複数の通路） ６ 送風機 ７ 第１ファン（複数のファン） ８ 第２ファン（複数のファン） ９ モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内に向かう複数の通路を備えるダクト
   と、 前記複数の通路のそれぞれにおいて車室に向かう空気流
   を生じさせる複数のファン、およびこの複数のファンを
   駆動する１つのモータからなる送風機とを備え、 この送風機の前記複数のファンは、それぞれの通風抵抗
   や要求される風量比に応じて、同一の回転速度であって
   も異なる送風能力となるように、異なった形状に設けら
   れた空気調和装置。