JPH10151936A - 流体摩擦熱利用ヒータ - Google Patents
流体摩擦熱利用ヒータInfo
- Publication number
- JPH10151936A JPH10151936A JP8311008A JP31100896A JPH10151936A JP H10151936 A JPH10151936 A JP H10151936A JP 8311008 A JP8311008 A JP 8311008A JP 31100896 A JP31100896 A JP 31100896A JP H10151936 A JPH10151936 A JP H10151936A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- shearing
- chamber
- fluid
- generating chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
- B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
- B60H1/038—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from a viscous fluid heater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両用エンジンの側方等に搭載可能な細長ヒ
ータ向き構造の流体摩擦熱利用ヒータを提供すること。 【解決手段】 円筒状の空間に形成された発熱室７内
に、駆動軸１４と一体化され、かつ円筒状の外周面を有
する円筒状の剪断作用部１５を配設する。駆動軸１４加
工時の支持軸心と剪断作用部１５加工時の支持軸心とを
同一にする。好ましくは、駆動軸１４と剪断作用部１５
とを一つの棒状素材から一体的に加工する。
ータ向き構造の流体摩擦熱利用ヒータを提供すること。 【解決手段】 円筒状の空間に形成された発熱室７内
に、駆動軸１４と一体化され、かつ円筒状の外周面を有
する円筒状の剪断作用部１５を配設する。駆動軸１４加
工時の支持軸心と剪断作用部１５加工時の支持軸心とを
同一にする。好ましくは、駆動軸１４と剪断作用部１５
とを一つの棒状素材から一体的に加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粘性流体を剪断に
より発熱させ、放熱室内を循環する流体を加熱して暖房
熱源に利用する流体摩擦熱利用ヒータに関する。
より発熱させ、放熱室内を循環する流体を加熱して暖房
熱源に利用する流体摩擦熱利用ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開平２−２４６８２３号公報に
車両用暖房装置に利用される流体摩擦熱利用ヒータが開
示されている。この流体摩擦熱利用ヒータは、前部及び
後部ハウジングが対設された状態で通しボルトにより締
結され、内部に発熱室が、また、この発熱室の外周域に
放熱室としてのウォータジャケットが形成されている。
そして、循環水が入口ポートからウォータジャケット内
に取り入れられ、出口ポートから外部の暖房回路へ送り
出されるべくウォータジャケット内で循環されている。
前部ハウジングには軸受装置を介して駆動軸が回動可能
に支承され、駆動軸には発熱室内で回動可能な剪断作用
部としてのロータが固定されている。発熱室の壁面とロ
ータの外面とは互いに近接するラビリンス溝を構成し、
これら発熱室の壁面とロータの外面との間隙にはシリコ
ンオイル等の粘性流体が介在されている。
車両用暖房装置に利用される流体摩擦熱利用ヒータが開
示されている。この流体摩擦熱利用ヒータは、前部及び
後部ハウジングが対設された状態で通しボルトにより締
結され、内部に発熱室が、また、この発熱室の外周域に
放熱室としてのウォータジャケットが形成されている。
そして、循環水が入口ポートからウォータジャケット内
に取り入れられ、出口ポートから外部の暖房回路へ送り
出されるべくウォータジャケット内で循環されている。
前部ハウジングには軸受装置を介して駆動軸が回動可能
に支承され、駆動軸には発熱室内で回動可能な剪断作用
部としてのロータが固定されている。発熱室の壁面とロ
ータの外面とは互いに近接するラビリンス溝を構成し、
これら発熱室の壁面とロータの外面との間隙にはシリコ
ンオイル等の粘性流体が介在されている。
【０００３】車両の暖房装置に組み込まれたこの流体摩
擦熱利用ヒータでは、駆動軸がエンジンにより駆動され
ると、発熱室内でロータが回転し、ラビリンス溝部の粘
性流体にロータの回転数に比例した剪断力が加わり、粘
性流体が内部エネルギーの増加と摩擦熱とにより発熱す
る。この発熱により温度上昇した粘性流体は、ウォータ
ジャケット内の循環水と熱交換され、加熱された循環水
が暖房回路に送出され車室内の暖房に供されることとな
る。
擦熱利用ヒータでは、駆動軸がエンジンにより駆動され
ると、発熱室内でロータが回転し、ラビリンス溝部の粘
性流体にロータの回転数に比例した剪断力が加わり、粘
性流体が内部エネルギーの増加と摩擦熱とにより発熱す
る。この発熱により温度上昇した粘性流体は、ウォータ
ジャケット内の循環水と熱交換され、加熱された循環水
が暖房回路に送出され車室内の暖房に供されることとな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の流体摩擦熱
利用ヒータは、ロータが軸長に比し直径の大きいもので
あるため、ロータの前後面において大きな発熱量を確保
しており、軸長は短いものの外径が大きくなっている。
しかし、昨今自動車のエンジンルームは、諸機器の搭載
により極めて手狭であって、この様な大きな外径のもの
は、スペース上搭載が困難であり、エンジンの側方に沿
って配設可能となるような細長形状のヒータの開発が要
望されている。
利用ヒータは、ロータが軸長に比し直径の大きいもので
あるため、ロータの前後面において大きな発熱量を確保
しており、軸長は短いものの外径が大きくなっている。
しかし、昨今自動車のエンジンルームは、諸機器の搭載
により極めて手狭であって、この様な大きな外径のもの
は、スペース上搭載が困難であり、エンジンの側方に沿
って配設可能となるような細長形状のヒータの開発が要
望されている。
【０００５】本発明は、この様な従来の技術に存在する
問題点に着目してなされたものであって、その目的とす
るところは、車両用エンジンの側方等に搭載可能な細長
形状向き構造の流体摩擦熱利用ヒータを提供することに
ある。
問題点に着目してなされたものであって、その目的とす
るところは、車両用エンジンの側方等に搭載可能な細長
形状向き構造の流体摩擦熱利用ヒータを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、発熱室と、該発熱室に隣
接して流体を循環させる放熱室と、発熱室内で駆動軸に
より回動可能に設けられた剪断作用部と、発熱室の壁面
と剪断作用部の外面との間隙に介在され、剪断作用部の
回動により発熱される粘性流体とを有する流体摩擦熱利
用ヒータにおいて、発熱室を円筒状空間に形成し、ま
た、剪断作用部と駆動軸とを一体物として、該剪断作用
部の外面を駆動軸の加工時と同一の支持軸心により円筒
状に加工して、発熱室と同軸に発熱室内に配設したこと
を特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、発熱室と、該発熱室に隣
接して流体を循環させる放熱室と、発熱室内で駆動軸に
より回動可能に設けられた剪断作用部と、発熱室の壁面
と剪断作用部の外面との間隙に介在され、剪断作用部の
回動により発熱される粘性流体とを有する流体摩擦熱利
用ヒータにおいて、発熱室を円筒状空間に形成し、ま
た、剪断作用部と駆動軸とを一体物として、該剪断作用
部の外面を駆動軸の加工時と同一の支持軸心により円筒
状に加工して、発熱室と同軸に発熱室内に配設したこと
を特徴とする。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、発熱室と、
該発熱室に隣接して流体を循環させる放熱室と、発熱室
内で駆動軸により回動可能に設けられた剪断作用部と、
発熱室の壁面と剪断作用部の外面との間隙に介在され、
剪断作用部の回動により発熱される粘性流体とを有する
流体摩擦熱利用ヒータにおいて、発熱室を円筒状空間に
形成し、剪断作用部と駆動軸とを一つの棒状素材から一
体物として加工し、該剪断作用部の外面を円筒状にし
て、発熱室と同軸に発熱室内に配設したことを特徴とす
る。
該発熱室に隣接して流体を循環させる放熱室と、発熱室
内で駆動軸により回動可能に設けられた剪断作用部と、
発熱室の壁面と剪断作用部の外面との間隙に介在され、
剪断作用部の回動により発熱される粘性流体とを有する
流体摩擦熱利用ヒータにおいて、発熱室を円筒状空間に
形成し、剪断作用部と駆動軸とを一つの棒状素材から一
体物として加工し、該剪断作用部の外面を円筒状にし
て、発熱室と同軸に発熱室内に配設したことを特徴とす
る。
【０００８】従って、上記請求項１及び２記載の流体摩
擦熱利用ヒータでは、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部
の円筒状外周面との間に間隙が形成され、この間隙にお
いて、粘性流体に剪断作用部の回転数に比例した剪断力
が加わり、粘性流体が内部エネルギーの増加と摩擦熱と
により発熱する。また、このように発熱室内部の空間及
び剪断作用部の外面が共に円筒状に形成されることによ
り、流体摩擦熱利用ヒータを細長形状とすることができ
る。
擦熱利用ヒータでは、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部
の円筒状外周面との間に間隙が形成され、この間隙にお
いて、粘性流体に剪断作用部の回転数に比例した剪断力
が加わり、粘性流体が内部エネルギーの増加と摩擦熱と
により発熱する。また、このように発熱室内部の空間及
び剪断作用部の外面が共に円筒状に形成されることによ
り、流体摩擦熱利用ヒータを細長形状とすることができ
る。
【０００９】また、円筒状の外周面を有する剪断作用部
を駆動軸とは別部品として構成し、この剪断作用部を駆
動軸に組みつけ（例えば、剪断作用部の軸心部に駆動軸
圧入用の軸孔を設けて、この軸孔に駆動軸を圧入して組
みつける）、組みつけた状態の剪断作用部を円筒状発熱
室内に配設するものが考えられるが、この場合、剪断作
用部の外周面加工、軸孔加工、駆動軸の外周面加工等の
加工時の支持軸心が相違することによる心ずれが生じ、
また、組付けがたや、圧入ずれ等が生ずる。このため、
発熱室と剪断作用部の組み立て後の状態は、円筒状の２
物体が相対しており、しかも軸長が長いので、心ずれに
より発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の円筒状外周面と
の接触が生じ易くなる。従って、この接触を避けるため
には、間隙の寸法を大きくする必要があるが、間隙を大
きくすると、剪断作用部の外周面当たりの流体発熱量が
低下し、この低下を補うために発熱室の径や長さが大き
くなり、流体摩擦熱利用ヒータの外形寸法が大きくなる
という問題がある。しかし、請求項１記載の発明の場合
は、剪断作用部の外周面加工時の支持軸心と駆動軸の外
周面加工時の支持軸心とが同一とされるので、前記のよ
うな加工時の心ずれや、組付けがたや、圧入ずれが無く
なるので、発熱室と剪断作用部の組み立て後の心ずれは
小さくなり、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面
との間隙寸法を小さくすることができる。従って、剪断
作用部の単位外周表面積当たりの粘性流体の発熱量が大
幅に増大し、発熱室の径や長さを小さくして流体摩擦熱
利用ヒータを小型化することができる。
を駆動軸とは別部品として構成し、この剪断作用部を駆
動軸に組みつけ（例えば、剪断作用部の軸心部に駆動軸
圧入用の軸孔を設けて、この軸孔に駆動軸を圧入して組
みつける）、組みつけた状態の剪断作用部を円筒状発熱
室内に配設するものが考えられるが、この場合、剪断作
用部の外周面加工、軸孔加工、駆動軸の外周面加工等の
加工時の支持軸心が相違することによる心ずれが生じ、
また、組付けがたや、圧入ずれ等が生ずる。このため、
発熱室と剪断作用部の組み立て後の状態は、円筒状の２
物体が相対しており、しかも軸長が長いので、心ずれに
より発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の円筒状外周面と
の接触が生じ易くなる。従って、この接触を避けるため
には、間隙の寸法を大きくする必要があるが、間隙を大
きくすると、剪断作用部の外周面当たりの流体発熱量が
低下し、この低下を補うために発熱室の径や長さが大き
くなり、流体摩擦熱利用ヒータの外形寸法が大きくなる
という問題がある。しかし、請求項１記載の発明の場合
は、剪断作用部の外周面加工時の支持軸心と駆動軸の外
周面加工時の支持軸心とが同一とされるので、前記のよ
うな加工時の心ずれや、組付けがたや、圧入ずれが無く
なるので、発熱室と剪断作用部の組み立て後の心ずれは
小さくなり、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面
との間隙寸法を小さくすることができる。従って、剪断
作用部の単位外周表面積当たりの粘性流体の発熱量が大
幅に増大し、発熱室の径や長さを小さくして流体摩擦熱
利用ヒータを小型化することができる。
【００１０】また、請求項２記載の発明の場合は、駆動
軸と剪断作用部とが一つの棒状素材から形成されるの
で、これら外周面は当然ながら同一の支持軸心で加工さ
れることになり、加工時の心ずれや、組付けがたや、圧
入ずれが無くなり、前記請求項１記載の発明の場合と同
様、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面との間隙
寸法を小さくすることができ、また、剪断作用部の外周
表面積当たりの発熱量を大幅に増大させることができ、
流体摩擦熱利用ヒータを小型化することができる。ま
た、請求項２記載の発明の場合は、駆動軸と剪断作用部
の組付けが無くなり、両部品の製作の簡素化、簡易化が
図られコスト低減が可能となる。
軸と剪断作用部とが一つの棒状素材から形成されるの
で、これら外周面は当然ながら同一の支持軸心で加工さ
れることになり、加工時の心ずれや、組付けがたや、圧
入ずれが無くなり、前記請求項１記載の発明の場合と同
様、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面との間隙
寸法を小さくすることができ、また、剪断作用部の外周
表面積当たりの発熱量を大幅に増大させることができ、
流体摩擦熱利用ヒータを小型化することができる。ま
た、請求項２記載の発明の場合は、駆動軸と剪断作用部
の組付けが無くなり、両部品の製作の簡素化、簡易化が
図られコスト低減が可能となる。
【００１１】請求項３記載の発明は、剪断作用部断面直
径と駆動軸断面直径とを同一としたことを特徴とする。
このようにすると、駆動軸の加工と剪断作用部の加工が
完全に一連化されて、簡略化され、より一層のコスト低
減が図られる。
径と駆動軸断面直径とを同一としたことを特徴とする。
このようにすると、駆動軸の加工と剪断作用部の加工が
完全に一連化されて、簡略化され、より一層のコスト低
減が図られる。
【００１２】請求項４記載の発明は、放熱室を発熱室の
円筒状壁面の外周側にのみ形成したことを特徴とする。
このようにすると、発熱室の前後方向の壁面外側部分に
放熱室を設けないので、発熱室の径を細くすることが可
能であり、細長い流体摩擦熱利用ヒータを得るのには好
適な形状となる。
円筒状壁面の外周側にのみ形成したことを特徴とする。
このようにすると、発熱室の前後方向の壁面外側部分に
放熱室を設けないので、発熱室の径を細くすることが可
能であり、細長い流体摩擦熱利用ヒータを得るのには好
適な形状となる。
【００１３】請求項５記載の発明は、放熱室の一側面に
暖房用流体を取り入れる入口ポートと出口ポートとを設
けたことを特徴とする。このようにすることにより、入
口ポートと出口ポートの製造が容易になる。また、狭い
エンジンルーム内における暖房用流体の配管の取り回し
が容易となり、車両への搭載性が向上する。
暖房用流体を取り入れる入口ポートと出口ポートとを設
けたことを特徴とする。このようにすることにより、入
口ポートと出口ポートの製造が容易になる。また、狭い
エンジンルーム内における暖房用流体の配管の取り回し
が容易となり、車両への搭載性が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
の形態を図１〜３に基づいて詳細に説明する。この流体
摩擦熱利用ヒータは、図１に示すように、円筒状の中部
ハウジング１内に略円筒状のシリンダブロック２が圧入
或いは挿入され、中部ハウジング１及びシリンダブロッ
ク２の前部及び後部にはガスケット３Ａ、３Ｂを介して
前部ハウジング５及び後部ハウジング６が接合されてい
る。シリンダブロック２内には発熱室７が円筒状空間と
して形成されている。また、シリンダブロック２の外周
面、即ち発熱室７の円筒状壁面の外周側にはリブ２ａが
螺旋状に突設され、このリブ２ａが中部ハウジング１の
内周面と当接して螺旋状の流体通路が形成され、この流
体通路が放熱室４となる。なお、シリンダブロック２か
ら放熱室４内に突出し、放熱室４内を循環する暖房用流
体としての循環水と発熱室７の円筒状壁面との接触面積
を大きくするフィンを別途設けることもできるが、前記
リブ２ａは斯かるフィンとしての機能をも兼用してい
る。
の形態を図１〜３に基づいて詳細に説明する。この流体
摩擦熱利用ヒータは、図１に示すように、円筒状の中部
ハウジング１内に略円筒状のシリンダブロック２が圧入
或いは挿入され、中部ハウジング１及びシリンダブロッ
ク２の前部及び後部にはガスケット３Ａ、３Ｂを介して
前部ハウジング５及び後部ハウジング６が接合されてい
る。シリンダブロック２内には発熱室７が円筒状空間と
して形成されている。また、シリンダブロック２の外周
面、即ち発熱室７の円筒状壁面の外周側にはリブ２ａが
螺旋状に突設され、このリブ２ａが中部ハウジング１の
内周面と当接して螺旋状の流体通路が形成され、この流
体通路が放熱室４となる。なお、シリンダブロック２か
ら放熱室４内に突出し、放熱室４内を循環する暖房用流
体としての循環水と発熱室７の円筒状壁面との接触面積
を大きくするフィンを別途設けることもできるが、前記
リブ２ａは斯かるフィンとしての機能をも兼用してい
る。
【００１５】中部ハウジング１の外周面の同一側面内、
即ち、放熱室４の一側面には、後端に外部の暖房回路か
ら循環水を取り入れる入口ポート８が突設され、前端に
循環水を暖房回路へ送り出す出口ポート９が入口ポート
８と同一方向に突設され、これら入口ポート８と出口ポ
ート９とは放熱室４に連通されている。また、前部ハウ
ジング５及び後部ハウジング６には軸封装置１０Ａ，１
０Ｂ及び軸受装置１２Ａ、１２Ｂを介して駆動軸１４が
回動可能に支承され、また、該駆動軸１４の中間部分
は、該駆動軸１４の断面直径ｄよりやや大きい断面直径
Ｄの円筒状外周面を有する軸部とされ、この大きい断面
直径Ｄの軸部が剪断作用部１５を構成する。この剪断作
用部１５は、一つの棒状素材から駆動軸１４と一体的に
切削加工されて形成されたものであって、その断面直径
Ｄに比し軸長Ｌが大きく形成されている。また、剪断作
用部１５及び駆動軸１４の両外周面の切削加工は、例え
ば図２に示すように、左右の支持１７、１８を取り替え
ずにカッター１９を移動させて一連的に行うことによ
り、これら加工時の支持軸心を同一にしたものである。
このように形成された剪断作用部１５は、前記の如く駆
動軸１４により回動可能に支持されて、発熱室７内に同
軸に配設され、発熱室７の外周壁面、即ち円筒状壁面と
剪断作用部１５の円筒状外周面との間に僅かな間隙７ａ
が形成される。
即ち、放熱室４の一側面には、後端に外部の暖房回路か
ら循環水を取り入れる入口ポート８が突設され、前端に
循環水を暖房回路へ送り出す出口ポート９が入口ポート
８と同一方向に突設され、これら入口ポート８と出口ポ
ート９とは放熱室４に連通されている。また、前部ハウ
ジング５及び後部ハウジング６には軸封装置１０Ａ，１
０Ｂ及び軸受装置１２Ａ、１２Ｂを介して駆動軸１４が
回動可能に支承され、また、該駆動軸１４の中間部分
は、該駆動軸１４の断面直径ｄよりやや大きい断面直径
Ｄの円筒状外周面を有する軸部とされ、この大きい断面
直径Ｄの軸部が剪断作用部１５を構成する。この剪断作
用部１５は、一つの棒状素材から駆動軸１４と一体的に
切削加工されて形成されたものであって、その断面直径
Ｄに比し軸長Ｌが大きく形成されている。また、剪断作
用部１５及び駆動軸１４の両外周面の切削加工は、例え
ば図２に示すように、左右の支持１７、１８を取り替え
ずにカッター１９を移動させて一連的に行うことによ
り、これら加工時の支持軸心を同一にしたものである。
このように形成された剪断作用部１５は、前記の如く駆
動軸１４により回動可能に支持されて、発熱室７内に同
軸に配設され、発熱室７の外周壁面、即ち円筒状壁面と
剪断作用部１５の円筒状外周面との間に僅かな間隙７ａ
が形成される。
【００１６】発熱室７の円筒状壁面と剪断作用部１５の
外周面との間隙７ａには粘性流体としてのシリコンオイ
ルが介在されている。このとき、両者間の容積の全てに
シリコンオイルを介在させると、発熱により膨張するシ
リコンオイルが漏れ易くなるため、空気を２０％含ませ
ておく。駆動軸１４の先端には前部ハウジング５との間
に軸封装置１１を介しボルト１６により固定されたプー
リ２８が設けられている。
外周面との間隙７ａには粘性流体としてのシリコンオイ
ルが介在されている。このとき、両者間の容積の全てに
シリコンオイルを介在させると、発熱により膨張するシ
リコンオイルが漏れ易くなるため、空気を２０％含ませ
ておく。駆動軸１４の先端には前部ハウジング５との間
に軸封装置１１を介しボルト１６により固定されたプー
リ２８が設けられている。
【００１７】この流体摩擦熱利用ヒータは、エンジンの
冷却水を循環させて放熱又は暖房する暖房回路中に配設
されて、車両用暖房の補助熱源として利用される。即
ち、この流体摩擦熱利用ヒータを用いた車両用暖房回路
は、図３に示されるように、エンジン２０の出口側に配
設され、この流体摩擦熱利用ヒータの出口ポート９とエ
ンジン２０の入口側に設けられた循環ポンプ２１との間
に、ラジエータ２２とサーモバルブ２３とを直列に接続
した直列回路と暖房コイル２４を接続した回路とが並列
に接続され、また、エンジン２０の出口側と循環ポンプ
２１の入口側との間にサーモバルブ２５を接続したバイ
パス回路が接続されている。尚、サーモバルブ２３は暖
房用流体としてのエンジン冷却水の温度が高い場合に開
となり、サーモバルブ２５はこの冷却水の温度が低い場
合に開となる。また、暖房コイル２３は、暖房時に開と
なる開閉ダンパー２６を通風路に備えている。また、こ
の流体摩擦熱利用ヒータは、図３に示すように、車両用
エンジン２０の図示しないクランクシャフトと平行な側
面に沿って配置され、プーリ２８、２９、ベルト３０及
び流体摩擦熱利用ヒータオンオフ用の電磁クラッチ（図
示しない）を介して、エンジン２０により回転駆動され
るように構成されている。
冷却水を循環させて放熱又は暖房する暖房回路中に配設
されて、車両用暖房の補助熱源として利用される。即
ち、この流体摩擦熱利用ヒータを用いた車両用暖房回路
は、図３に示されるように、エンジン２０の出口側に配
設され、この流体摩擦熱利用ヒータの出口ポート９とエ
ンジン２０の入口側に設けられた循環ポンプ２１との間
に、ラジエータ２２とサーモバルブ２３とを直列に接続
した直列回路と暖房コイル２４を接続した回路とが並列
に接続され、また、エンジン２０の出口側と循環ポンプ
２１の入口側との間にサーモバルブ２５を接続したバイ
パス回路が接続されている。尚、サーモバルブ２３は暖
房用流体としてのエンジン冷却水の温度が高い場合に開
となり、サーモバルブ２５はこの冷却水の温度が低い場
合に開となる。また、暖房コイル２３は、暖房時に開と
なる開閉ダンパー２６を通風路に備えている。また、こ
の流体摩擦熱利用ヒータは、図３に示すように、車両用
エンジン２０の図示しないクランクシャフトと平行な側
面に沿って配置され、プーリ２８、２９、ベルト３０及
び流体摩擦熱利用ヒータオンオフ用の電磁クラッチ（図
示しない）を介して、エンジン２０により回転駆動され
るように構成されている。
【００１８】以上のように構成された流体摩擦熱利用ヒ
ータは、駆動軸１４がプーリ２８等を介してエンジン２
０により駆動されると、発熱室７内で剪断作用部１５が
回動するため、シリコンオイル等の粘性流体が発熱室７
の円筒状壁面と剪断作用部１５の円筒状外周面との間隙
７ａで剪断力により発熱される。一方、入口ポート８か
ら取り入れられた暖房用流体としての循環水は、放熱室
４内が螺旋状の通路に構成されていることにより、短絡
や滞留を生じることなく流れ、この間に前記粘性流体の
発熱により、発熱室７の円筒状壁面を介して十分に加熱
されて、出口ポート９より前記暖房回路におくり出さ
れ、車両用暖房に供される。
ータは、駆動軸１４がプーリ２８等を介してエンジン２
０により駆動されると、発熱室７内で剪断作用部１５が
回動するため、シリコンオイル等の粘性流体が発熱室７
の円筒状壁面と剪断作用部１５の円筒状外周面との間隙
７ａで剪断力により発熱される。一方、入口ポート８か
ら取り入れられた暖房用流体としての循環水は、放熱室
４内が螺旋状の通路に構成されていることにより、短絡
や滞留を生じることなく流れ、この間に前記粘性流体の
発熱により、発熱室７の円筒状壁面を介して十分に加熱
されて、出口ポート９より前記暖房回路におくり出さ
れ、車両用暖房に供される。
【００１９】また、剪断作用部１５の外周面と発熱室７
の円筒状壁面との間隙７ａは、剪断作用部１５が駆動軸
に対し組みつけられる場合には、加工時の心ずれや、組
みつけ時の組付けがた、圧入ずれ等の加工誤差が生じ、
発熱室と剪断作用部の組み立て後の心ずれが大きくなる
ため、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面との接
触等の干渉回避のため大きくする必要があるが、本実施
の形態のように、剪断作用部１５と駆動軸１４とを一つ
の棒状素材から削り出す場合は、組みつけ時の組付けが
たや圧入ずれによる加工誤差が解消される、また、剪断
作用部１５の外周面を加工するときの支持軸心と、駆動
軸１４の外周面を加工するときの支持軸心とを同一とす
ることが当然となり、このようにすることにより、前記
の加工時の心ずれによる加工誤差が解消される。従っ
て、本実施の形態の流体摩擦熱利用ヒータにあっては、
剪断作用部１５の外周面と発熱室７の円筒状壁面との間
隙７ａを小さくすることが可能となる。
の円筒状壁面との間隙７ａは、剪断作用部１５が駆動軸
に対し組みつけられる場合には、加工時の心ずれや、組
みつけ時の組付けがた、圧入ずれ等の加工誤差が生じ、
発熱室と剪断作用部の組み立て後の心ずれが大きくなる
ため、発熱室の円筒状壁面と剪断作用部の外周面との接
触等の干渉回避のため大きくする必要があるが、本実施
の形態のように、剪断作用部１５と駆動軸１４とを一つ
の棒状素材から削り出す場合は、組みつけ時の組付けが
たや圧入ずれによる加工誤差が解消される、また、剪断
作用部１５の外周面を加工するときの支持軸心と、駆動
軸１４の外周面を加工するときの支持軸心とを同一とす
ることが当然となり、このようにすることにより、前記
の加工時の心ずれによる加工誤差が解消される。従っ
て、本実施の形態の流体摩擦熱利用ヒータにあっては、
剪断作用部１５の外周面と発熱室７の円筒状壁面との間
隙７ａを小さくすることが可能となる。
【００２０】そして、その効果として流体摩擦熱利用ヒ
ータの発熱量を大幅に向上させることが可能となる。即
ち、この流体摩擦熱利用ヒータの発熱量Ｑは、粘性流体
の粘性係数をμ、剪断作用部１５の断面半径をＲ（Ｄ／
２に等しい）、発熱室７の円筒状壁面と剪断作用部１５
の外周面との間隙７ａの間隙寸法をδ、角速度をωとす
ると、 Ｑ＝２πμω2Ｒ3Ｌ／δ で表される。従って、間隙寸法δが小さくなれば、発熱
量Ｑは大幅に向上することになる。
ータの発熱量を大幅に向上させることが可能となる。即
ち、この流体摩擦熱利用ヒータの発熱量Ｑは、粘性流体
の粘性係数をμ、剪断作用部１５の断面半径をＲ（Ｄ／
２に等しい）、発熱室７の円筒状壁面と剪断作用部１５
の外周面との間隙７ａの間隙寸法をδ、角速度をωとす
ると、 Ｑ＝２πμω2Ｒ3Ｌ／δ で表される。従って、間隙寸法δが小さくなれば、発熱
量Ｑは大幅に向上することになる。
【００２１】また、この実施の形態では、発熱室７の軸
方向前後の壁面外側には放熱室を構成していないので、
半径方向の断面積を大きくする必要がなく、軸方向に長
い細長ヒータを構成するのに極めて都合が良い。
方向前後の壁面外側には放熱室を構成していないので、
半径方向の断面積を大きくする必要がなく、軸方向に長
い細長ヒータを構成するのに極めて都合が良い。
【００２２】また、剪断作用部１５は、一つの棒状素材
から駆動軸１４と一体に削り出されることにより、剪断
作用部１５を駆動軸１４に組みつける機構及びその作業
が省略されることとなり、部品製作の簡素化、簡易化が
図られコスト低減が可能となる。更に、前記実施の形態
では、剪断作用部１５の断面直径Ｄを駆動軸１４の断面
直径ｄに比しやや大径に形成していたが、この断面直径
Ｄを駆動軸１４の断面直径ｄと同一径とし、図４の如く
両部品全体を通じ同一径に構成すれば、細長ヒータを形
成する上で好都合であるばかりか、剪断作用部１５の外
周面と駆動軸１４の外周面とを全く同一に加工すること
が可能になり、より一層のコスト低減が可能となる。
から駆動軸１４と一体に削り出されることにより、剪断
作用部１５を駆動軸１４に組みつける機構及びその作業
が省略されることとなり、部品製作の簡素化、簡易化が
図られコスト低減が可能となる。更に、前記実施の形態
では、剪断作用部１５の断面直径Ｄを駆動軸１４の断面
直径ｄに比しやや大径に形成していたが、この断面直径
Ｄを駆動軸１４の断面直径ｄと同一径とし、図４の如く
両部品全体を通じ同一径に構成すれば、細長ヒータを形
成する上で好都合であるばかりか、剪断作用部１５の外
周面と駆動軸１４の外周面とを全く同一に加工すること
が可能になり、より一層のコスト低減が可能となる。
【００２３】また、前記のように構成された車両用暖房
回路は、暖房用流体としての冷却水温度が高いときは、
サーモバルブ２３が開、サーモバルブ２５が閉とされ、
冷却水はラジエータ２２に流されてエンジン２０の廃熱
が外気に放熱される。一方、冷却水の温度が低いとき
は、サーモバルブ２３が閉、サーモバルブ２５が開とさ
れ、冷却水はラジエータ２２に流されず、外気に放熱さ
れることなくエンジン２０に帰還される。そして、暖房
を必要とするときは、暖房コイル２４の通風路の開閉ダ
ンパー２６が開かれて車室内空気が循環され、暖房コイ
ル２４に流れる冷却水により加熱される。しかし、エン
ジン２０の始動時のように冷却水の温度が低いときは、
冷却水のみでは暖房効果が発揮されないので、流体摩擦
熱利用ヒータが駆動され、この流体摩擦熱利用ヒータに
より加熱された冷却水が暖房コイル２４に送られ、循環
する車室内の空気が加熱されるように構成されている。
回路は、暖房用流体としての冷却水温度が高いときは、
サーモバルブ２３が開、サーモバルブ２５が閉とされ、
冷却水はラジエータ２２に流されてエンジン２０の廃熱
が外気に放熱される。一方、冷却水の温度が低いとき
は、サーモバルブ２３が閉、サーモバルブ２５が開とさ
れ、冷却水はラジエータ２２に流されず、外気に放熱さ
れることなくエンジン２０に帰還される。そして、暖房
を必要とするときは、暖房コイル２４の通風路の開閉ダ
ンパー２６が開かれて車室内空気が循環され、暖房コイ
ル２４に流れる冷却水により加熱される。しかし、エン
ジン２０の始動時のように冷却水の温度が低いときは、
冷却水のみでは暖房効果が発揮されないので、流体摩擦
熱利用ヒータが駆動され、この流体摩擦熱利用ヒータに
より加熱された冷却水が暖房コイル２４に送られ、循環
する車室内の空気が加熱されるように構成されている。
【００２４】流体摩擦熱利用ヒータは、上記のような暖
房回路中に配設されるが、前記のようにエンジン２０の
側面に沿うように配設され、入口ポート８と出口ポート
９とがこの流体摩擦熱利用ヒータの一側面に突設される
ため、製造が容易であるとともに、狭いエンジンルーム
内における流体配管の取り回しが容易であり、車両への
搭載性が優れたものとなる。
房回路中に配設されるが、前記のようにエンジン２０の
側面に沿うように配設され、入口ポート８と出口ポート
９とがこの流体摩擦熱利用ヒータの一側面に突設される
ため、製造が容易であるとともに、狭いエンジンルーム
内における流体配管の取り回しが容易であり、車両への
搭載性が優れたものとなる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているた
め、次のような効果を奏する。請求項１乃至５記載の発
明によれば、車両用エンジンルームに搭載するのに好都
合な細長ヒータにすることができる。また、剪断作用部
の外周面と発熱室の円筒状壁面との間隙を小さくして発
熱量を大幅に増大させることができる。
め、次のような効果を奏する。請求項１乃至５記載の発
明によれば、車両用エンジンルームに搭載するのに好都
合な細長ヒータにすることができる。また、剪断作用部
の外周面と発熱室の円筒状壁面との間隙を小さくして発
熱量を大幅に増大させることができる。
【００２６】請求項２記載の発明によれば、上記効果に
加え、製作の簡素化、簡易化が図られコスト低減が可能
となる。請求項３記載の発明によれば、剪断作用部と駆
動軸の加工の一連化が図られより一層のコスト低減が可
能となる。請求項４記載の発明によれば、細長ヒータの
製作がより容易になる。請求項５記載の発明によれば、
暖房用流体の配管が容易となる。
加え、製作の簡素化、簡易化が図られコスト低減が可能
となる。請求項３記載の発明によれば、剪断作用部と駆
動軸の加工の一連化が図られより一層のコスト低減が可
能となる。請求項４記載の発明によれば、細長ヒータの
製作がより容易になる。請求項５記載の発明によれば、
暖房用流体の配管が容易となる。
【図１】 実施の形態の流体摩擦熱利用ヒータの全体構
成を示す断面図。
成を示す断面図。
【図２】 実施の形態に係わる駆動軸及び剪断作用部の
加工説明図。
加工説明図。
【図３】 実施の形態に係わる暖房回路図。
【図４】 他の実施の形態に係わる駆動軸及び剪断作用
部を示す図。
部を示す図。
４…放熱室、７…発熱室、７ａ…発熱室の円筒状壁面と
剪断作用部の外周面との間隙、８…入口ポート、９…出
口ポート、１４…駆動軸、１５…剪断作用部、１７、１
８…支持、２０…カッタ、２４…暖房コイル、ｄ…駆動
軸の断面直径、Ｄ…剪断作用部の断面直径、Ｌ…剪断作
用部の軸長。
剪断作用部の外周面との間隙、８…入口ポート、９…出
口ポート、１４…駆動軸、１５…剪断作用部、１７、１
８…支持、２０…カッタ、２４…暖房コイル、ｄ…駆動
軸の断面直径、Ｄ…剪断作用部の断面直径、Ｌ…剪断作
用部の軸長。
Claims (5)
- 【請求項１】 発熱室と、該発熱室に隣接して流体を循
環させる放熱室と、発熱室内で駆動軸により回動可能に
設けられた剪断作用部と、発熱室の壁面と剪断作用部の
外面との間隙に介在され、剪断作用部の回動により発熱
される粘性流体とを有する流体摩擦熱利用ヒータにおい
て、発熱室を円筒状空間に形成し、また、剪断作用部と
駆動軸とを一体物として、該剪断作用部の外面を駆動軸
の加工時と同一の支持軸心により円筒状に加工して、発
熱室と同軸に発熱室内に配設したことを特徴とする流体
摩擦熱利用ヒータ。 - 【請求項２】 発熱室と、該発熱室に隣接して流体を循
環させる放熱室と、発熱室内で駆動軸により回動可能に
設けられた剪断作用部と、発熱室の壁面と剪断作用部の
外面との間隙に介在され、剪断作用部の回動により発熱
される粘性流体とを有する流体摩擦熱利用ヒータにおい
て、発熱室を円筒状空間に形成し、剪断作用部と駆動軸
とを一つの棒状素材から一体物として加工し、該剪断作
用部の外面を円筒状にして、発熱室と同軸に発熱室内に
配設したことを特徴とする請求項１記載の流体摩擦熱利
用ヒータ。 - 【請求項３】 剪断作用部の断面直径と駆動軸の断面直
径とを同一としたことを特徴とする請求項２記載の流体
摩擦熱利用ヒータ。 - 【請求項４】 放熱室を発熱室の円筒状壁面の外周側に
のみ形成したことを特徴とする請求項１乃至３記載のい
ずれか１項記載の流体摩擦熱利用ヒータ。 - 【請求項５】 放熱室の一側面に暖房用流体を取り入れ
る入口ポートと出口ポートとを設けたことを特徴とする
請求項４記載の流体摩擦熱利用ヒータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311008A JPH10151936A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 流体摩擦熱利用ヒータ |
| US08/956,213 US5943991A (en) | 1996-11-21 | 1997-10-22 | Heater utilizing fluid frictional heat |
| CA002219148A CA2219148A1 (en) | 1996-11-21 | 1997-10-23 | Heater utilizing fluid frictional heat |
| KR1019970061462A KR19980042629A (ko) | 1996-11-21 | 1997-11-20 | 유체 마찰열을 이용한 히터 |
| DE19751529A DE19751529C2 (de) | 1996-11-21 | 1997-11-20 | Fluidreibungswärme nutzende Heizvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311008A JPH10151936A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 流体摩擦熱利用ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10151936A true JPH10151936A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18012020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311008A Pending JPH10151936A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 流体摩擦熱利用ヒータ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5943991A (ja) |
| JP (1) | JPH10151936A (ja) |
| KR (1) | KR19980042629A (ja) |
| CA (1) | CA2219148A1 (ja) |
| DE (1) | DE19751529C2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100734013B1 (ko) * | 2006-03-20 | 2007-06-29 | 주식회사 다산 | 엔진의 폐열을 이용한 차실내의 난방장치 |
| JP5050241B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2012-10-17 | 株式会社Ｋｅｌｋ | 流体温調装置 |
| US7886705B2 (en) * | 2007-05-31 | 2011-02-15 | Caterpillar Inc. | Engine system having dedicated thermal management system |
| US10145586B2 (en) | 2015-01-20 | 2018-12-04 | Wacker Neuson Production Americas Llc | Flameless heater |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4271790A (en) * | 1979-11-23 | 1981-06-09 | Nazeer Ahmed | Method of heating water using wind energy and apparatus therefor |
| US4424797A (en) * | 1981-10-13 | 1984-01-10 | Eugene Perkins | Heating device |
| US4561681A (en) * | 1983-04-25 | 1985-12-31 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Rotary union for high pressure gas |
| US4483277A (en) * | 1983-06-02 | 1984-11-20 | Perkins Eugene W | Superheated liquid heating system |
| US4501231A (en) * | 1983-06-02 | 1985-02-26 | Perkins Eugene W | Heating system with liquid pre-heating |
| US4685443A (en) * | 1986-05-12 | 1987-08-11 | Lloyd S. Myster | Hydraulic friction heat generator |
| US4798176A (en) * | 1987-08-04 | 1989-01-17 | Perkins Eugene W | Apparatus for frictionally heating liquid |
| JP2712510B2 (ja) * | 1989-03-21 | 1998-02-16 | アイシン精機株式会社 | 車両用暖房装置 |
| US5188090A (en) * | 1991-04-08 | 1993-02-23 | Hydro Dynamics, Inc. | Apparatus for heating fluids |
| JP3461070B2 (ja) * | 1995-11-02 | 2003-10-27 | 株式会社豊田自動織機 | ビスカスヒータ |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8311008A patent/JPH10151936A/ja active Pending
-
1997
- 1997-10-22 US US08/956,213 patent/US5943991A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-23 CA CA002219148A patent/CA2219148A1/en not_active Abandoned
- 1997-11-20 KR KR1019970061462A patent/KR19980042629A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-11-20 DE DE19751529A patent/DE19751529C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19751529C2 (de) | 1999-09-09 |
| CA2219148A1 (en) | 1998-05-21 |
| DE19751529A1 (de) | 1998-05-28 |
| US5943991A (en) | 1999-08-31 |
| KR19980042629A (ko) | 1998-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100190956B1 (ko) | 비스커스히터 | |
| US5070980A (en) | Viscous fluid coupling | |
| JPH10151936A (ja) | 流体摩擦熱利用ヒータ | |
| KR100197060B1 (ko) | 점성난방기 | |
| US5913306A (en) | Viscous fluid heater | |
| US6039264A (en) | Viscous fluid type heat generator | |
| US5758619A (en) | Drive unit with internal combustion engine and hydrodynamic retarder | |
| JP2811812B2 (ja) | 粘性流体継手装置 | |
| US5947107A (en) | Viscous fluid type heat generator with means allowing it to be mounted in a small mounting area | |
| US5899173A (en) | Viscous fluid heater | |
| US5937797A (en) | Viscous fluid heater | |
| JPH11139148A (ja) | 熱発生器 | |
| JP3588968B2 (ja) | ビスカスヒータ | |
| US5809992A (en) | Viscous fluid heater | |
| JPH11139147A (ja) | 車両用暖房装置 | |
| JP3169146B2 (ja) | 車両用暖房装置 | |
| JPH11291748A (ja) | 熱発生器 | |
| JPH1191344A (ja) | ウォータポンプ一体型剪断発熱器 | |
| JPH106755A (ja) | ビスカスヒータ | |
| JP3156351B2 (ja) | 車両用暖房装置 | |
| JPH1067222A (ja) | ビスカスヒータ | |
| JP2000211344A (ja) | 熱発生器 | |
| JPH11245653A (ja) | 熱発生器 | |
| JPH1081125A (ja) | ビスカスヒータ | |
| JP2001330061A (ja) | 回転数可変継手 |