JPH106755A - Viscous heater - Google Patents
Viscous heaterInfo
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- JPH106755A JPH106755A JP15716796A JP15716796A JPH106755A JP H106755 A JPH106755 A JP H106755A JP 15716796 A JP15716796 A JP 15716796A JP 15716796 A JP15716796 A JP 15716796A JP H106755 A JPH106755 A JP H106755A
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- viscous heater
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- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、粘性流体をせん断
により発熱させ、放熱室内を循環する循環流体に熱交換
して暖房熱源に利用するビスカスヒータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a viscous heater in which a viscous fluid generates heat by shearing and exchanges heat with a circulating fluid circulating in a radiating chamber for use as a heating heat source.
【0002】[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ビスカスヒータが開示され
ている。このビスカスヒータでは、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
部に発熱室と、この発熱室の外域にウォータジャケット
とを形成している。ウォータジャケット内では循環水が
入水ポートから取り入れられ、出水ポートから外部の暖
房回路へ送り出されるべく循環されている。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
される。2. Description of the Related Art Hitherto, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-246823 discloses a viscous heater used for a vehicle heating device. In this viscous heater, the front and rear housings are fastened by through bolts in a state of being opposed to each other, and a heat generating chamber is formed inside and a water jacket is formed outside the heat generating chamber. In the water jacket, circulating water is taken in from an inlet port and circulated from an outlet port to be sent to an external heating circuit. A drive shaft is rotatably supported on the front housing via a bearing device, and a rotor that is rotatable in the heating chamber is fixed to the drive shaft. The wall surface of the heating chamber and the outer surface of the rotor form a labyrinth groove that is close to each other, and a viscous fluid such as silicon oil is interposed in the gap between the wall surface of the heating chamber and the outer surface of the rotor.
【0003】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、駆動軸がエンジンにより駆動されれば、
発熱室内でロータが回動するため、粘性流体が発熱室の
壁面とロータの外面との間隙でせん断により発熱する。
この発熱はウォータジャケット内の循環水に熱交換さ
れ、加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供され
ることとなる。In this viscous heater incorporated in a vehicle heating device, if a drive shaft is driven by an engine,
Since the rotor rotates in the heating chamber, the viscous fluid generates heat by shearing in the gap between the wall surface of the heating chamber and the outer surface of the rotor.
This heat is exchanged with the circulating water in the water jacket, and the heated circulating water is supplied to the heating of the vehicle in the heating circuit.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のビ
スカスヒータでは、ラビリンス溝をもつロータを採用し
ているとともに、発熱室を形成してこのロータの前後端
面と対面するハウジングの前後壁面にもラビリンス溝を
形成している。このため、このようなビスカスヒータで
は、ロータやハウジングの製造が面倒であることから、
製造コストの高騰化を招来してしまう。特に、上記従来
のビスカスヒータでは、これらのラビリンス溝が軸心回
りに同心状のものであるため、これらを極めて精度よく
製造し、かつ組付けなければ、駆動軸の傾斜に伴ってロ
ータがハウジングと干渉してしまう。However, the above-mentioned conventional viscous heater employs a rotor having a labyrinth groove, and also forms a heat generating chamber so as to cover the front and rear wall surfaces of the housing facing the front and rear end faces of the rotor. A labyrinth groove is formed. For this reason, in such a viscous heater, since the manufacture of the rotor and the housing is troublesome,
This leads to an increase in manufacturing costs. In particular, in the above-mentioned conventional viscous heater, since these labyrinth grooves are concentric around the axis, if these are manufactured with extremely high precision and are not assembled, the rotor will not move with the inclination of the drive shaft. Will interfere.
【0005】本発明の課題は、製造が容易であり、安価
に製造可能なビスカスヒータを提供することにある。An object of the present invention is to provide a viscous heater which is easy to manufacture and can be manufactured at low cost.
【0006】[0006]
(1)請求項1のビスカスヒータは、内部に発熱室及び
該発熱室に隣接して循環流体を循環させる放熱室を形成
するハウジングと、該ハウジングに軸受装置を介して回
動可能に支承された駆動軸と、該発熱室内で該駆動軸に
より回動可能に設けられたロータと、該発熱室の壁面と
該ロータの外面との間隙に介在され、該ロータの回動に
より発熱される粘性流体とを有するビスカスヒータにお
いて、前記ロータは軸長より前記駆動軸の軸心からの半
径の長い前後端面を有する平板形状であることを特徴と
する。(1) The viscous heater according to the first aspect of the present invention has a housing in which a heat generating chamber and a heat radiating chamber adjacent to the heat generating chamber for circulating a circulating fluid are formed, and the housing is rotatably supported via a bearing device. A driving shaft, a rotor rotatably provided by the driving shaft in the heating chamber, and a viscous member interposed in a gap between a wall surface of the heating chamber and an outer surface of the rotor, the heat being generated by the rotation of the rotor. In a viscous heater having a fluid, the rotor has a flat plate shape having front and rear end faces whose radius from the axis of the drive shaft is longer than the shaft length.
【0007】このビスカスヒータでは、平板形状のロー
タの製造が容易であることから、製造コストの低廉化を
実現できる。また、ラビリンス溝を有しないことから、
不可避の精度誤差を許容したとしても、駆動軸の傾斜に
伴ってロータがハウジングと干渉することもない。な
お、ロータの前後端面に凹部、凸部を形成したり、前後
端面を貫通する貫通孔を形成することもできる。これら
は発熱室を形成するハウジングの前後端面で互いに近接
するラビリンス溝をとは異なるものである。With this viscous heater, it is easy to manufacture a flat rotor, so that the manufacturing cost can be reduced. Also, because it does not have a labyrinth groove,
Even if an unavoidable accuracy error is allowed, the rotor does not interfere with the housing due to the inclination of the drive shaft. In addition, a concave portion and a convex portion may be formed on the front and rear end surfaces of the rotor, and a through hole penetrating the front and rear end surfaces may be formed. These are different from the labyrinth grooves which are close to each other on the front and rear end surfaces of the housing forming the heat generating chamber.
【0008】(2)請求項2のビスカスヒータは、請求
項1記載のビスカスヒータにおいて、ロータは、軸長の
2倍より駆動軸の軸心からの半径の長い前後端面を有す
る平板形状であることを特徴とする。このビスカスヒー
タでは、外周面における発熱量より前後面における発熱
量が大きくなる。(2) In the viscous heater according to the second aspect, in the viscous heater according to the first aspect, the rotor has a flat plate shape having front and rear end faces whose radius from the axis of the drive shaft is longer than twice the shaft length. It is characterized by the following. In this viscous heater, the calorific value on the front and rear surfaces is larger than the calorific value on the outer peripheral surface.
【0009】(3)請求項3のビスカスヒータは、請求
項1又は2記載のビスカスヒータにおいて、発熱室の前
後壁面は平坦であることを特徴とする。このビスカスヒ
ータでは、発熱室を形成してロータの前後端面と対面す
るハウジングの前後壁面も平坦なため、そのハウジング
の製造が容易であり、製造コストの低廉化を実現でき
る。また、ラビリンス溝を有しないことから、不可避の
精度誤差を許容したとしても、駆動軸の傾斜に伴ってロ
ータがハウジングと干渉することもない。(3) The viscous heater according to claim 3 is characterized in that, in the viscous heater according to claim 1 or 2, the front and rear wall surfaces of the heat generating chamber are flat. In this viscous heater, since the heat generating chamber is formed and the front and rear wall surfaces of the housing facing the front and rear end surfaces of the rotor are flat, the manufacture of the housing is easy and the manufacturing cost can be reduced. Further, since there is no labyrinth groove, even if an unavoidable accuracy error is allowed, the rotor does not interfere with the housing due to the inclination of the drive shaft.
【0010】(4)請求項4のビスカスヒータは、請求
項1、2又は3記載のビスカスヒータにおいて、放熱室
はロータの前後側の少なくとも一方に形成されているこ
とを特徴とする。このビスカスヒータでは、放熱室がロ
ータの前後側の少なくとも一方に形成されて有効に熱交
換を行なう。(4) A viscous heater according to a fourth aspect is characterized in that, in the viscous heater according to the first, second or third aspect, the heat radiation chamber is formed on at least one of the front and rear sides of the rotor. In this viscous heater, the heat radiating chamber is formed on at least one of the front and rear sides of the rotor to effectively exchange heat.
【0011】(5)請求項5のビスカスヒータは、請求
項1、2、3又は4記載のビスカスヒータにおいて、ハ
ウジングは、軸方向の一端面で発熱室の一壁面を形成
し、他端面で放熱室の一壁面を形成するプレートと、残
部のハウジング本体とからなり、該プレート及び該ハウ
ジング本体は、各々積層された状態で通しボルトにより
締結されていることを特徴とする。(5) In the viscous heater according to the fifth aspect, in the viscous heater according to the first, second, third or fourth aspect, the housing forms one wall surface of the heat generating chamber at one end surface in the axial direction and at the other end surface. It is characterized by comprising a plate forming one wall surface of the heat radiating chamber and a remaining housing main body, wherein the plate and the housing main body are fastened with through bolts in a stacked state.
【0012】このビスカスヒータでは、プレート及びハ
ウジング本体が簡易な形状をなし、製造が容易である。In this viscous heater, the plate and the housing body have simple shapes, and are easy to manufacture.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、各請求項記載の発明を具体
化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。このビス
カスヒータでは、図1に示すように、製造を容易にする
ため、前部ハウジング本体1、前部プレート2、後部プ
レート3及び後部ハウジング本体4が前部ハウジング本
体1と前部プレート2との間及び後部プレート3と後部
ハウジング本体4との間にガスケット5、6を介し、各
々積層された状態で複数本の通しボルト7により締結さ
れている。ここで、前部ハウジング本体1及び前部プレ
ート2が前部ハウジングを構成し、後部プレート3及び
後部ハウジング本体4が後部ハウジングを構成してい
る。そして、前部プレート2の後端面に底面が平坦に凹
設された凹部2aは後部プレート3の平坦な前端面とと
もに閉塞状態に保持された発熱室8を形成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the invention described in each claim will be described below with reference to the drawings. In this viscous heater, as shown in FIG. 1, the front housing body 1, the front plate 2, the rear plate 3, and the rear housing body 4 are connected to the front housing body 1, the front plate 2, And between the rear plate 3 and the rear housing main body 4 via gaskets 5 and 6, which are fastened by a plurality of through bolts 7 in a stacked state. Here, the front housing body 1 and the front plate 2 constitute a front housing, and the rear plate 3 and the rear housing body 4 constitute a rear housing. A concave portion 2 a having a flat bottom surface formed on the rear end surface of the front plate 2 forms a heat generating chamber 8 held in a closed state together with the flat front end surface of the rear plate 3.
【0014】また、前部ハウジング本体1の内面と前部
プレート2の前端面とが発熱室8の前部に隣接する前部
放熱室としての前部ウォータジャケットFWを形成し、
後部プレート3の後端面と後部ハウジング本体4の内面
とが発熱室8の後部に隣接する後部放熱室としての後部
ウォータジャケットRWを形成している。後部ハウジン
グ本体4の後面の外域には入水ポート9及び図示しない
出水ポートが隣接して形成され、入水ポート9と出水ポ
ートとは後部ウォータジャケットRWに連通されてい
る。後部プレート3及び前部プレート2には、各通しボ
ルト7間で等間隔に複数の流体路としての水路10が貫
設され、前部ウォータジャケットFWと後部ウォータジ
ャケットRWとは水路10により連通されている。The inner surface of the front housing body 1 and the front end surface of the front plate 2 form a front water jacket FW as a front heat radiating chamber adjacent to the front of the heat generating chamber 8,
The rear end face of the rear plate 3 and the inner surface of the rear housing body 4 form a rear water jacket RW as a rear heat radiating chamber adjacent to the rear of the heat generating chamber 8. A water inlet port 9 and a water outlet port (not shown) are formed adjacent to an outer region of the rear surface of the rear housing body 4, and the water inlet port 9 and the water outlet port communicate with the rear water jacket RW. In the rear plate 3 and the front plate 2, water passages 10 as a plurality of fluid passages are provided at equal intervals between the through bolts 7, and the front water jacket FW and the rear water jacket RW are connected by the water passage 10. ing.
【0015】また、前部プレート2のボス2a内には発
熱室8に隣接して軸封装置12が設けられ、前部ハウジ
ング本体1のボス1a内には軸受装置13が設けられて
いる。これら軸封装置12及び軸受装置13を介して駆
動軸14が回動可能に支承され、駆動軸14の後端に
は、図2に示すように、軸長より(好ましくは、軸長の
2倍より)駆動軸14の軸心からの半径の長い前後端面
を有する平円板形状のロータ15が圧入され、このロー
タ15は発熱室8内で回動可能になされている。そし
て、発熱室8の壁面とロータ15の外面との間隙には、
粘性流体としてのシリコンオイルが介在されている。ま
た、駆動軸14の先端には図示しないプーリ又は電磁ク
ラッチが設けられ、車両のエンジンによりベルトで回転
されるようになっている。A shaft sealing device 12 is provided in the boss 2a of the front plate 2 adjacent to the heat generating chamber 8, and a bearing device 13 is provided in the boss 1a of the front housing body 1. A drive shaft 14 is rotatably supported via the shaft sealing device 12 and the bearing device 13, and the rear end of the drive shaft 14 has a length greater than the shaft length (preferably, 2 mm) as shown in FIG. A flat disk-shaped rotor 15 having front and rear end surfaces having a long radius from the axis of the drive shaft 14 is press-fitted, and this rotor 15 is rotatable in the heat generating chamber 8. And, in the gap between the wall surface of the heat generating chamber 8 and the outer surface of the rotor 15,
Silicon oil as a viscous fluid is interposed. A pulley (not shown) or an electromagnetic clutch (not shown) is provided at the tip of the drive shaft 14, and is rotated by a belt by an engine of the vehicle.
【0016】車両の暖房装置に組み込まれたこのビスカ
スヒータでは、駆動軸14がプーリ等を介してエンジン
により駆動されれば、発熱室8内でロータ15が回動す
るため、シリコンオイルが発熱室8の壁面とロータ15
の外面との間隙でせん断により発熱する。この発熱は後
部ウォータジャケットRW及び前部ウォータジャケット
FW内の循環流体としての循環水に充分に熱交換され、
加熱された循環水が暖房回路で車両の暖房に供されるこ
ととなる。In this viscous heater incorporated in the heating device of the vehicle, when the drive shaft 14 is driven by an engine via a pulley or the like, the rotor 15 rotates in the heat generating chamber 8, so that the silicon oil is removed from the heat generating chamber. 8 wall and rotor 15
Heat is generated by shearing in the gap with the outer surface of the. This heat is sufficiently exchanged with the circulating water as the circulating fluid in the rear water jacket RW and the front water jacket FW,
The heated circulating water is used for heating the vehicle in the heating circuit.
【0017】このとき、粘性係数をμ、ロータ15の半
径をR、ロータ15の軸長をl、発熱室7の壁面とロー
タ15の外面との間隙をδ、角速度をωとすれば、前後
面における発熱量L1 は、 L1 =πμω2 R4 /δ であり、外周面における発熱量L2 は、 L2 =2πμω2 R3 l/δ である。ここで、このビスカスヒータでは、軸長2l<
半径Rであれば、L2 <L1 であり、ロータ15の前後
端面において大きな発熱量L1 を確保していることとな
る。そして、後部ウォータジャケットRW及び前部ウォ
ータジャケットFWがロータ15の前後に形成されて有
効に熱交換を行なう。At this time, if the viscosity coefficient is μ, the radius of the rotor 15 is R, the axial length of the rotor 15 is 1, the gap between the wall surface of the heat generating chamber 7 and the outer surface of the rotor 15 is δ, and the angular velocity is ω, The calorific value L 1 on the surface is L 1 = πμω 2 R 4 / δ, and the calorific value L 2 on the outer peripheral surface is L 2 = 2πμω 2 R 3 l / δ. Here, in this viscous heater, the axial length 2l <
If the radius is R, then L 2 <L 1 , and a large amount of heat L 1 is secured on the front and rear end faces of the rotor 15. Then, the rear water jacket RW and the front water jacket FW are formed before and after the rotor 15 to effectively exchange heat.
【0018】したがって、このビスカスヒータは、製造
が容易であり、安価に製造可能であるとともに、軸長が
短いことで車両等への優れた搭載性を発揮しつつ、効果
的な暖房に供し得る。なお、プーリの代わりに電磁クラ
ッチを用いて駆動軸14の断続駆動を行ってもよい。Therefore, this viscous heater can be manufactured easily, can be manufactured at low cost, and can be used for effective heating while exhibiting excellent mountability to a vehicle or the like due to its short shaft length. . Note that the drive shaft 14 may be intermittently driven by using an electromagnetic clutch instead of the pulley.
【0019】また、粘性流体の攪拌作用を向上させるた
め、ロータ15を偏心させて駆動軸に圧入することもで
きる。Further, in order to improve the stirring action of the viscous fluid, the rotor 15 can be eccentrically pressed into the drive shaft.
【図1】実施形態のビスカスヒータの断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a viscous heater according to an embodiment.
【図2】実施形態のビスカスヒータに係るロータ等の平
面図である。FIG. 2 is a plan view of a rotor and the like according to the viscous heater of the embodiment.
8…発熱室 FW…前部放熱室(前部ウォータジャケット) RW…後部放熱室(後部ウォータジャケット) 1、2、3、4…ハウジング(1…前部ハウジング本
体、2…前部プレート、3…後部プレート、4…後部ハ
ウジング本体) 13…軸受装置 14…駆動軸 15…ロータ 7…通しボルト8: Heat generation chamber FW: Front heat radiation chamber (front water jacket) RW: Rear heat radiation chamber (rear water jacket) 1, 2, 3, 4 ... Housing (1: front housing body, 2: front plate, 3) ... rear plate, 4 ... rear housing body) 13 ... bearing device 14 ... drive shaft 15 ... rotor 7 ... through bolt
Claims (5)
流体を循環させる放熱室を形成するハウジングと、該ハ
ウジングに軸受装置を介して回動可能に支承された駆動
軸と、該発熱室内で該駆動軸により回動可能に設けられ
たロータと、該発熱室の壁面と該ロータの外面との間隙
に介在され、該ロータの回動により発熱される粘性流体
とを有するビスカスヒータにおいて、 前記ロータは軸長より前記駆動軸の軸心からの半径の長
い前後端面を有する平板形状であることを特徴とするビ
スカスヒータ。A housing for forming a heat-generating chamber and a heat-radiating chamber adjacent to the heat-generating chamber for circulating a circulating fluid; a drive shaft rotatably supported by the housing via a bearing device; A viscous heater having a rotor rotatably provided by the drive shaft in the heat generating chamber, and a viscous fluid interposed in a gap between a wall surface of the heat generating chamber and an outer surface of the rotor and heated by the rotation of the rotor; 3. The viscous heater according to claim 1, wherein the rotor has a flat plate shape having front and rear end faces whose radius from the axis of the drive shaft is longer than the shaft length.
らの半径の長い前後端面を有する平板形状であることを
特徴とする請求項1記載のビスカスヒータ。2. The viscous heater according to claim 1, wherein the rotor has a flat plate shape having front and rear end faces whose radius from the axis of the drive shaft is longer than twice the shaft length.
とする請求項1又は2記載のビスカスヒータ。3. The viscous heater according to claim 1, wherein the front and rear wall surfaces of the heat generating chamber are flat.
に形成されていることを特徴とする請求項1、2又は3
記載のビスカスヒータ。4. The heat radiation chamber is formed on at least one of the front and rear sides of the rotor.
The described viscous heater.
一壁面を形成し、他端面で放熱室の一壁面を形成するプ
レートと、残部のハウジング本体とからなり、 該プレート及び該ハウジング本体は、各々積層された状
態で通しボルトにより締結されていることを特徴とする
請求項1、2、3又は4記載のビスカスヒータ。5. The housing comprises a plate forming one wall surface of the heat generating chamber at one end surface in the axial direction, and a plate forming one wall surface of the heat radiation chamber at the other end surface, and a remaining housing body. The viscous heater according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the main bodies are fastened by through bolts in a stacked state.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15716796A JPH106755A (en) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Viscous heater |
US08/870,254 US5799619A (en) | 1996-06-07 | 1997-06-06 | Viscous fluid heater |
DE19723930A DE19723930C2 (en) | 1996-06-07 | 1997-06-06 | Heating device for viscous fluid |
SE9702171A SE512642C2 (en) | 1996-06-07 | 1997-06-06 | Heater with viscous fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15716796A JPH106755A (en) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Viscous heater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH106755A true JPH106755A (en) | 1998-01-13 |
Family
ID=15643661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15716796A Pending JPH106755A (en) | 1996-06-07 | 1996-06-18 | Viscous heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH106755A (en) |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP15716796A patent/JPH106755A/en active Pending
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