KR100759421B1 - 비스코스 히터 - Google Patents

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KR100759421B1
KR100759421B1 KR1020010077080A KR20010077080A KR100759421B1 KR 100759421 B1 KR100759421 B1 KR 100759421B1 KR 1020010077080 A KR1020010077080 A KR 1020010077080A KR 20010077080 A KR20010077080 A KR 20010077080A KR 100759421 B1 KR100759421 B1 KR 100759421B1
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Abstract

자동차용 보조난방장치로 사용되는 비스코스 히터, 특히 워터펌프와 일체로 구성된 비스코스 히터를 개시한다. 개시된 비스코스 히터는 워터펌프 하우징에 결합되며, 임펠러가 단부에 고정된 구동축을 회전 가능하게 지지하는 축공과 냉각수 유입구 및 유출구를 가지는 프론트 하우징; 프론트 하우징 내의 구동축에 고정되어 회전하는 원통형 로터; 로터 외주면과의 사이에는 발열실을 형성함과 동시에 프론트 하우징 내주면과의 사이에는 방열실을 형성하도록 로터의 외주면과 프론트 하우징의 내주면과의 사이에 설치된 사이드 플레이트; 로터의 내측에 이 로터의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되며, 오일이 저장되는 저유실이 구비되고, 하부 일측에는 저유실의 오일을 발열실로 공급하는 오일공급홀, 그리고, 상부 일측에는 발열실의 오일을 저유실로 회수하는 오일회수홀이 구비된 리어 플레이트; 및 리어 플레이트의 오일공급홀과 오일회수홀에 위치하도록 구성되어 발열실의 온도에 따라 오일공급홀과 오일회수홀을 선택적으로 개폐함으로써 발열량을 제어하는 수단;을 포함한다. 이러한 본 발명은 소형이면서도 충분한 발열량을 얻을 수 있으며, 또한 워터펌프와 일체로 구성됨으로써 별도의 장착공간을 필요로 하지 않는다.
히팅시스템, 보조난방, 보조히팅장치, 비스코스히터

Description

비스코스 히터{VISCOUS HEATER}
도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 외관을 보인 정면도 및 측면도,
도 2는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도,
도 3은 도 1b의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 로터를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 사이드 플레이트를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 리어 플레이트를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 발열량 제어수단을 나타낸 도면,
도 8a 및 8b는 도 7에 나타낸 발열량 제어수단의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 의한 비스코스 히터가 채용된 보조난방시스템에서의 냉각수 순환 유로를 나타낸 개략도이다.
도 10a와 도10b는 각각 본 발명에 따른 비스코스 히터에 적용된 리스트릭터 의 작동 상태도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10;워터펌프 하우징, 11;임펠러
12;구동축, 20;프론트 하우징
22;냉각수 유입구, 23;냉각수 유출구
30;원통형 로터, 32;발열부
32a;유동홈, 40;사이드 플레이트
41;방열핀, 50;리어 플레이트
51;저유실, 52;오일공급홀
53;오일회수홀, 60;발열량 제어수단
61,62; 호형 개폐판, 63;스프링
본 발명은 자동차용 보조난방장치로 많이 사용되는 비스코스 히터(Viscous Heater)에 관한 것으로, 특히 워터펌프(Water Pump)와 일체로 구성된 비스코스 히터에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 난방장치는 고온으로 가열된 엔진 냉각수를 이용하여 실내를 난방하도록 되어 있다. 그러나, 초기 기동시에는 엔진 냉각수가 정상온도로 가열되지 않은 상태이기 때문에, 난방장치가 초기 일정시간동안 제기능을 수행하지 못하게 되며, 따라서, 자동차에는 초기 기동시의 난방을 위한 보조난방장치가 설치되어 있다. 이러한 자동차용 보조난방장치로는 점성유체의 마찰열을 이용하는 비스코스 히터가 많이 사용되고 있다. 특히 연료를 직접 분사하는 방식이 채용된 디젤 차량은 엔진의 고효율화에 따라 초기 발열량이 작아 기동시 난방효율이 아주 나쁘기 때문에 이 비스코스 히터의 필요성이 높다.
비스코스 히터는 엔진의 구동으로 회전하는 로터로 발열실에 충전된 점성유체에 전단력을 가하여 마찰열을 발생시키고, 이 마찰열과 공조장치의 히터코어를 순환하는 엔진 냉각수를 열교환시켜 히터코어로 유입되는 냉각수의 온도를 난방에 적절한 온도로 상승시킨다.
그러나, 이러한 일반적인 비스코스 히터는 엔진룸에서의 설치공간 확보에 어려움이 있었으며, 이를 해결하기 위하여 비스코스 히터를 워터펌프에 일체로 구성하는 방법이 제안되었다. 워터펌프 일체형 비스코스 히터의 대표적인 것으로는, 미국 특허 5,791,558에 개시된 것이 있다.
미국특허 5,791,558에 개시된 비스코스 히터는, 워터펌프의 구동축(즉, 임펠러축)에 원판형 로터가 고정되어 회전하도록 되어 있고, 이 로터의 일측에 발열실을 형성하는 플레이트가 설치된 구조로 되어 있다. 점성유체는 저유실에서 상기 발열실로 공급되며, 상기 발열실에 충전되는 점성유체는 로터의 회전에 따라 전단력에 의한 마찰열을 발생시킨다. 이에 의해 엔진 냉각수가 상기 마찰열과 열교환되어 난방에 적절한 온도로 상승되어 히터코어로 유입됨으로써 초기 난방을 수행할 수 있는 것이다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 비스코스 히터는 원판형의 로터를 사용하기 때문에, 충분한 발열량을 얻기 위해서는 로터의 크기가 커져야 하므로 공간을 많이 차지한다고 하는 문제가 있다. 특히 이러한 문제 때문에, 로터의 크기를 크게 하는데 공간상 한계가 있어 발열량을 높이는데 문제가 있다.
또한, 종래의 비스코스 히터는 발열량을 조절하기 위한 장치가 로터의 외부에 위치되어 있기 때문에, 많은 공간이 필요할 뿐만 아니라 상기 발열량조절장치가 외부의 신호에 의해 제어되도록 구성되어 있어 구조 및 제어가 복잡하다고 하는 문제가 있다.
또한, 종래의 비스코스 히터를 채용한 보조난방시스템은 비스코스 히터의 작동시 전체 냉각수 유량이 히터코어로 유입, 다시 말하면 히터코어로 과도한 유량이 유입됨으로써 히터코어의 내구성 저하를 야기시킨다고 하는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 감안하여 안출한 것으로, 원통형 로터를 채용함으로써 소형이면서도 안정적인 발열량을 확보할 수 있는 비스코스 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 원통형 로터의 내부에 기계적 방식으로 작동하는 발열량제어수단을 구성함으로써 공간 축소에 따른 소형화를 이룰 수 있고, 또한, 발열량제어수단의 제어가 용이한 비스코스 히터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 비스코스 히터의 작동시 히터코어로 유입되는 냉각수 유량을 조절함으로써 히터코어로 과도한 냉각수가 유입됨으로써 발생되는 히 터코어의 내구성 저하를 방지할 수 있는 보조난방시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비스코스 히터는, 워터펌프 하우징에 결합되며, 임펠러가 단부에 고정된 구동축을 회전 가능하게 지지하는 축공과 냉각수 유입구 및 유출구를 가지는 프론트 하우징; 상기 프론트 하우징 내에서 회전하도록 상기 구동축에 고정된 일측이 개구된 원통형 로터; 상기 로터 외주면과의 사이에는 발열실을 형성함과 동시에 상기 프론트 하우징 내주면과의 사이에는 방열실을 형성하도록 상기 로터의 외주면과 프론트 하우징의 내주면과의 사이에 설치된 사이드 플레이트; 상기 로터의 내측에 이 로터의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되며, 오일이 저장되는 저유실이 구비되고, 하부 일측에는 저유실의 오일을 상기 발열실로 공급하는 오일공급홀, 그리고, 상부 일측에는 발열실의 오일을 저유실로 회수하는 오일회수홀이 구비된 리어 플레이트; 및 상기 리어 플레이트의 오일공급홀과 오일회수홀에 위치하도록 구성되어 발열실의 온도에 따라 상기 오일공급홀과 오일회수홀을 선택적으로 개폐함으로써 발열량을 제어하는 수단;을 포함한다.
상기 원통형 로터의 외주면에는 복수의 유동홈이 형성됨이 바람직하다.
그리고, 상기 사이드 플레이트의 외주면에는 상기 방열실을 원주방향으로 구획하여 원주방향의 냉각수 유로를 형성하는 복수의 방열핀이 형성됨이 바람직하다.
상기 발열량 제어수단은, 상기 리어 플레이트 내주면의 오일회수홀 양측에 유동 가능하게 설치되어 오일회수홀을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 1 호형 개폐판과, 상기 리어 플레이트 내주면의 오일공급홀 양측에 유동 가능하게 설치되어 오일공급홀을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 2 호형 개폐판과, 상기 제 1 및 제 2 호형 개폐판을 서로 탄성 바이어스 되도록 연결하는 한 쌍의 스프링을 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 차량용 보조난방시스템은, 점성유체의 마찰열을 이용하여 엔진 냉각수를 가열하는 비스코스 히터; 상기 비스코스 히터의 작동시 엔진 냉각수가 라디에이터로 순환하지 못하도록 라디에이터측의 냉각수 입구유로를 차단하기 위하여 상기 냉각수 입구유로상에 설치된 써모스태트; 및 상기 비스코스 히터의 작동시 라디에이터측 냉각수 입구유로가 차단됨으로써 히터코어로 과도한 냉각수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 히터코어로 흐르는 냉각수량을 조절하는 수단;을 포함한다.
상기 비스코스 히터는, 워터펌프 하우징에 결합되며, 임펠러가 단부에 고정된 구동축을 회전 가능하게 지지하는 축공과 냉각수 유입구 및 유출구를 가지는 프론트 하우징; 상기 프론트 하우징 내에서 회전하도록 상기 구동축에 고정된 일측이 개구된 원통형 로터; 상기 로터 외주면과의 사이에는 발열실을 형성함과 동시에 상기 프론트 하우징 내주면과의 사이에는 방열실을 형성하도록 상기 로터의 외주면과 프론트 하우징의 내주면과의 사이에 설치된 사이드 플레이트; 상기 로터의 내측에 이 로터의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되며, 오일이 저장되는 저유실이 구비되고, 하부 일측에는 저유실의 오일을 상기 발열실로 공급하는 오일공급홀, 그리고, 상부 일측에는 발열실의 오일을 저유실로 회수하는 오일회수홀이 구비된 리어 플레이트; 및 상기 리어 플레이트의 오일공급홀과 오일회수홀에 위치하도록 구 성되어 발열실의 온도에 따라 상기 오일공급홀과 오일회수홀을 선택적으로 개폐함으로써 발열량을 제어하는 수단;을 포함한다.
그리고, 상기 냉각수량 조절수단은, 상기 냉각수 입구라인의 써모스태트 전단에서 냉각수 출구라인에 이르도록 설치되어 비스코스 히터로부터 유출되는 냉각수의 일부를 바이패스시키는 바이패스라인과, 히터코어측 냉각수 입구라인상에 설치되어 과도한 유량으로 인한 히터코어측 냉각수 입구라인의 압력 상승시 냉각수의 흐름량을 감소시키는 리스트릭터(Restrictor)로 구성된다.
상기 리스트릭터는, 중앙에 냉각수 흐름공을 갖는 고무부재로 이루어져, 압력 상승시 상기 고무부재가 수축하면서 냉각수 흐름공의 직경이 작아지는 것에 의해 냉각수 흐름량이 감소되도록 구성될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.
첨부한 도 1a 및 1b는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 외관을 보인 정면도 및 측면도, 도 2는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도 3은 도 1b의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 로터를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 사이드 플레이트를 나타낸 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 리어 플레이트를 나타낸 도면, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 비스코스 히터의 발열량 제어수단을 나타낸 도면, 그리고, 도 8a 및 8b는 도 7에 나타낸 발열량 제어수단의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 비스코스 히터는, 워터 펌프 하우징(10), 임펠러(11), 구동축(12), 프론트 하우징(20), 로터(30), 사이드 플레이트(40), 리어 플레이트(50), 그리고, 발열량 제어수단(60)을 포함한다.
상기 워터펌프 하우징(10)은 임펠러(11)를 에워 싸고 있으며, 그 개구부는,예컨대 엔진의 냉각수 유로와 연결되어 있다. 상기 임펠러(11)는 구동축(12)의 단부에 결합되어 있으며, 상기 구동축(12)은 엔진의 구동으로 회전하도록 되어 있다. 따라서, 엔진의 구동으로 상기 임펠러(11)가 회전하게 되면, 엔진의 냉각수 유로상에 있는 냉각수가 라디에이터 및/또는 히터코어측으로 순환하게 된다.
상기 프론트 하우징(20)은 상기 워터펌프 하우징(10)에 결합되어 있다. 이 프론트 하우징(20)에는 상기 구동축(12)을 회전 가능하게 지지하기 위한 축공(21)이 형성되어 있으며, 일측에는 상기 임펠러(11)의 회전에 의해 순환하는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(22)가 형성되어 있고, 타측에는 냉각수 유출구(23)가 형성되어 있다.
상기 로터(30)는 상기 프론트 하우징(20) 내에서 회전하도록 상기 구동축(12)에 고정되어 있다. 이러한 로터(30)는 중앙에 구동축(12)이 삽입되는 고정공(31a)(도 4 참조)이 형성된 원판지지체(31)의 가장자리에 발열부(32)가 수직하게 연장된 일측이 개구된 원통형 구조로 되어 있다. 그리고, 상기 발열부(32)의 표면에는 다수의 유동홈(32a)이 형성되어 있다. 이와 같은 로터(30)는 구동축(12)에 의하여 회전하면서 그 발열부(32)로써 발열부 주위에 충전된 오일에 전단력을 가하여 마찰열을 발생시킨다. 여기서, 상기 유동홈(32a)은 로터(30)와 후술되는 사이드 플레이트(40) 사이에 형성되는 발열실에서의 오일 유동성을 높이기 위한 것이다. 이 로터(30)는 원통형 구조의 발열부(32)가 오일에 전단력을 가하는 발열면으로 사용되기 때문에, 종래의 원판형 로터에 비해 그 크기를 크게 하지 않으면서도 상대적으로 훨씬 큰 면적의 발열면을 가진다. 따라서, 비스코스 히터의 크기를 작게 할 수 있다.
상기 사이드 플레이트(40)는 상기 로터(30)의 외주면과 상기 프론트 하우징 내주면과의 사이 공간에 상기 로터(30)를 에워 싸도록 설치되어 있다. 이에 의해 사이드 플레이트(40)와 로터(30)의 외주면, 즉 로터(30)의 발열부(32) 표면 사이에는 오일이 충전되는 발열실이 형성되며, 또한, 사이드 플레이트(40)와 프론트 하우징(20)의 내주면 사이에는 방열실이 형성되게 된다. 냉각수는 프론트 하우징(20)의 냉각수 유입구(22)를 통하여 프론트 하우징으로 유입된 후 상기 방열실을 경유하여 냉각수 유출구(23)로 유출되는데, 이 때, 방열실을 경유하는 냉각수와 발열실에서 발생되는 마찰열이 서로 열교환됨으로써 냉각수는 적정온도(난방에 필요한 온도)로 가열될 수 있다. 이러한 사이드 플레이트(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 양측이 개구된 원통형으로 형성되어 있으며, 외표면에는 상기 방열실을 원주방향으로 구획하여 서로 분할된 유로들을 원주방향으로 형성하는 다수의 방열핀(41)이 형성되어 있다. 그리고, 이 방열핀(41)들은 사이드 플레이트(40)의 외부에서 각각 일부분씩 제거되어 방열핀(41)에 의해 방열실의 분할된 유로들을 상호 소통시키게 되는데, 이 방열핀이 제거된 서로 대향하는 방향의 2개의 제거부(42)(43)가 각각 냉각수 유입구(22)와 유출구(23)에 연통됨으로써 냉각수의 일방향 유동이 이루어지게 된다.
상기 리어 플레이트(50)는 상기 로터(30)의 내측에 이 로터(30)의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되어 있으며, 오일이 저장되는 저유실(51)을 구비함과 아울러 이 저유실(51)에 저장된 오일을 상기 발열실로 공급하기 위한 오일공급홀(52)이 하부 일측에 형성되어 있고, 상부 일측에는 발열실에 충전된 오일을 저유실(51)로 회수하기 위한 오일회수홀(53)이 형성되어 있다. 이러한 리어 플레이트(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 대략 원통형으로 형성되어 있으며, 중앙에는 통공을 가지는 보스(54)가 형성되어 있다. 또한, 표면에는 다수의 유동홈(55)이 형성될 수도 있다. 여기서, 상기 오일회수홀(53)과 오일공급홀(52)은 중력에 의해 오일이 저유실(51)로 회수되거나 또한 발열실로 공급되도록 되어 있다.
상기 발열량 제어수단(60)은 리어 플레이트(50)의 오일공급홀(52)과 오일회수홀(53)을 선택적으로 개폐함으로써 저유실(51)의 오일이 발열실로 공급되거나 발열실의 오일이 저유실(51)로 회수되도록 위한 것으로, 이 발열량 제어수단(60)의 제어에 의해 오일이 조건에 따라 발열실로 공급 또는 회수됨으로써 발열량을 제어할 수 있다. 즉, 발열실의 온도에 따라 상기한 발열량 제어수단(60)을 이용하여 상기 오일공급홀(52)과 오일회수홀(53)을 선택적으로 개폐함으로써 적절한 발열량이 유지되도록 할 수 있다.
이와 같은 발열량 제어수단(60)은, 상기 리어 플레이트(50) 내주면의 오일회수홀(53) 양측에 유동 가능하게 설치되어 오일회수홀(53)을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 1 호형 개폐판(61)과, 상기 리어 플레이트(50) 내주면의 오일공급홀(52) 양측에 유동 가능하게 설치되어 오일공급홀(52)을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 2 호형 개폐판(62)과, 상기 제 1 및 제 2 호형 개폐판(61)(62)을 서로 탄성 바이어스 되도록 연결하는 한 쌍의 스프링(63)을 포함하여 구성된다.
보다 구체적으로 보면, 엔진의 초기 구동시에는 엔진 냉각수의 온도가 매우 낮기 때문에, 높은 발열의 마찰열이 필요하게 된다. 따라서, 이 때에는 상기 제 1 호형 개폐판(62)의 작동으로 리어 플레이트(50)의 오일공급홀(52)이 열리면서 저유실(51)의 오일이 발열실로 공급되게 되며, 따라서, 발열량은 증대되게 되고, 방열실을 경유하는 저온의 엔진 냉각수는 높은 마찰열과 열교환되어 난방에 적절한 온도로 상승되게 된다.
한편, 엔진 냉각수의 온도가 일정온도, 예컨대 대략 80도 정도로 올라가게 되면, 더이상의 비스코스 히터의 작동은 필요없게 된다. 왜냐하면, 80도 정도의 엔진 냉각수가 히터코어로 유입되게 되면, 보조난방장치 없이도 충분한 난방을 이룰 수 있기 때문이다. 이 경우 상기 제 1 호형 개폐판(61)의 작동으로 리어 플레이트(50)의 오일회수홀(52)이 열리면서 발열실의 오일이 저유실(51)로 회수되게 된다. 물론, 이 때, 오일공급홀(52)은 닫히게 되며, 회수되는 오일은 중력에 의해 저유실로 회수되게 된다. 이에 따라 발열실의 오일량이 감소되면서 발열량은 점차 낮아지게 된다.
물론, 상술한 바와 같은 발열량 제어수단은 종래에 언급한 비스코스 히터에도 있다. 그러나 종래에는 발열량 제어수단이 로터의 외부에 구성됨으로써 많은 설치공간을 차지하게 되며, 또한, 외부의 제어 신호에 의해 전자적으로 작동하는 구조로 되어 있기 때문에, 구조가 복잡할 뿐만 아니라 제어가 쉽지 않다고 하는 문제가 있다. 이에 반하여 본 발명에 의한 발열량 제어수단은 원통형 로터의 내부 공간 을 이용하여 그 안에 구성되기 때문에, 별도의 공간을 차지하지 않으며, 따라서 비스코스 히터의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 발열량 제어수단은 엔진 냉각수 온도에 따라 작동되는 기계적인 구조로 이루어져 있기 때문에, 구조가 간단할 뿐만 아니라 제어가 용이하게 이루어진다고 하는 장점이 있다.
첨부한 도 9는 본 발명에 의한 비스코스 히터가 채용된 보조난방시스템를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 도면에서 부호 100은 엔진, 200은 라디에이터, 300은 히터코어, 그리고, 400은 본 발명에 의한 워터펌프 일체형 비스코스 히터이다.
도시된 바와 같이, 엔진 냉각수는 라디에이터측 냉각수 입구라인(210)과 히터코어측 냉각수 입구라인(310)을 통하여 각각 라디에이터(200)와 히터코어(300)로 유입되도록 되어 있다. 상기 라디에이터(200)와 히터코어(300)로 유입된 냉각수는 다시 라디에이터측 냉각수 출구라인(220)과 히터코어측 냉각수 출구라인(320)을 통하여 다시 엔진(100)으로 돌아오게 된다.
그리고, 도면에서 부호 230은 비스코스 히터(400)의 작동시 엔진 냉각수가 라디에이터(200)로 유입되지 않도록 라디에이터측 냉각수 입구라인(210)을 차단하기 위하여 설치된 써모스태트이다. 이에 의해 비스코스 히터의 작동시 엔진 냉각수는 라디에이터로는 순환되지 않고 히터코어로 들어가게 된다. 물론, 히터코어로 들어가는 냉각수는 비스코스 히터에 의해 가열되어 난방에 적절한 온도 상승된 냉각수이다.
이 때, 써모스태트(230)가 닫힌 상태에 있기 때문에, 엔진 냉각수 전체량이 히터코어(300)로 들어가게 되므로, 히터코어로 과도한 유량이 유입됨으로써 히터코 어의 내구성 저하 문제를 불러 일으킬 수 있다.
본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 히터코어의 작동시 히터코어로 과도한 냉각수가 유입되는 것을 방지하는 수단을 강구하고 있다. 이는 도면에서 보는 바와 같이, 라디에이터측 냉각수 입구라인(210)과 냉각수 출구라인(220) 사이에 별도의 바이패스라인(510)을 설치하여 양측 라인(210)(220)을 써모스태트(230)의 전단에서 연결함으로써 비스코스 히터에 의해 가열되어 유출되는 냉각수의 일부를 바이패스 시킨다. 따라서, 냉각수의 일부가 상기 바이패스라인(510)을 통하여 엔진으로 바이패스되므로, 히터코어로 유입되는 냉각수량을 그만큼 감소시킬 수 있다.
또한, 상기와 같은 바이패스라인에 더하여 히터코어측 냉각수 입구라인(310) 상에 이 라인에 과도한 유량이 유입됨으로써 압력이 높아질 때 상기 라인으로 유입되는 냉각수량을 감소시키는 리스트릭터(520)를 설치하고 있다.
도 10a와 도 10b에서 보이는 바와 같이, 상기 리스트릭터(520)는 중앙부에 냉각수 흐름공(521)을 갖는 고무부재로 이루어지며, 이 리스트릭터(520)는 도 10a에서 보이는 바와 같이, 압력이 정상인 경우에는 냉각수 흐름공(521)이 초기 상태를 유지하며, 도 10b에서처럼, 히터코어측 냉각수 입구라인의 압력이 상승하면 리스트릭터(520)가 압력에 의해 눌려 냉각수 흐름공(521)의 직경이 작아지게 되고, 결국 상기 히터코어측 냉각수 입구라인을 통하여 히터코어로 유입되는 냉각수량이 그만큼 감소된다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 보조난방시스템은 비스코스 히터의 작동으로 소정 온도로 가열된 냉각수가 전부 히터코어로 유입되지 않고, 그 중 일부가 바이패스라인을 통하여 바이패스됨과 동시에 리스트릭터에 의해 더욱 감소된 양으로 히터코어로 유입되기 때문에, 히터코어에 과도한 냉각수가 유입됨으로써 발생될 수 있는 히터코어의 내구성 저하 문제를 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 비스코스 히터는, 원통형의 로터를 채용함으로써 크기 대비 발열량을 높일 수 있어, 비스코스 히터의 전체적인 크기를 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 비스코스 히터는, 발열량 제어를 위한 구성이 원통형 로터의 내부 공간에 구성되기 때문에, 더욱 소형화가 가능하게 되며, 또 발열량 제어장치가 기계적인 구조로 작동됨으로써 구조가 간단함은 물론 제어가 매우 용이하게 이루어진다.
한편, 상기와 같은 특징을 가지는 비스코스 히터가 채용된 보조난방시스템은, 비스코스 히터의 작동시 엔진 냉각수 전부가 히터코어로 유입되지 않고 일부가 바이패스되기 때문에, 히터코어로 과도한 냉각수가 유입됨으로써 발생되는 히터코어의 내구성 저하 문제를 해소할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 워터펌프 하우징에 결합되며, 임펠러가 단부에 고정된 구동축을 회전 가능하게 지지하는 축공과 냉각수 유입구 및 유출구를 가지는 프론트 하우징;
    상기 프론트 하우징 내에서 회전하도록 상기 구동축에 고정된 일측이 개구된 원통형 로터;
    상기 로터 외주면과의 사이에는 발열실을 형성함과 동시에 상기 프론트 하우징 내주면과의 사이에는 방열실을 형성하도록 상기 로터의 외주면과 프론트 하우징의 내주면과의 사이에 설치된 사이드 플레이트;
    상기 로터의 내측에 이 로터의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되며, 오일이 저장되는 저유실이 구비되고, 하부 일측에는 저유실의 오일을 상기 발열실로 공급하는 오일공급홀, 그리고, 상부 일측에는 발열실의 오일을 저유실로 회수하는 오일회수홀이 구비된 리어 플레이트; 및
    상기 리어 플레이트의 오일공급홀과 오일회수홀에 위치하도록 구성되어 발열실의 온도에 따라 상기 오일공급홀과 오일회수홀을 선택적으로 개폐함으로써 발열량을 제어하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원통형 로터의 외주면에는 복수의 유동홈이 형성된 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 사이드 플레이트의 외주면에는 상기 방열실을 원주방향으로 구획하여 원주방향의 냉각수 유로를 형성하는 복수의 방열핀이 형성된 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발열량 제어수단은, 상기 리어 플레이트 내주면의 오일회수홀 양측에 슬라이딩 가능하게 설치되어 오일회수홀을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 1 호형 개폐판과, 상기 리어 플레이트 내주면의 오일공급홀 양측에 슬라이딩 가능하게 설치되어 오일공급홀을 선택적으로 개폐하는 한 쌍의 제 2 호형 개폐판과, 상기 제 1 및 제 2 호형 개폐판을 서로 탄성 바이어스 되도록 연결하는 한 쌍의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
  5. 엔진의 초기 기동시 엔진 냉각수를 가열하여 히터코어로 순환시킴으로써 조기 난방을 가능하게 하는 차량용 보조난방시스템으로서,
    점성유체의 마찰열을 이용하여 엔진 냉각수를 가열하는 비스코스 히터;
    상기 비스코스 히터의 작동시 엔진 냉각수가 라디에이터로 순환하지 못하도록 라디에이터측의 냉각수 입구유로를 차단하기 위하여 상기 냉각수 입구유로상에 설치된 써모스태트; 및
    상기 비스코스 히터의 작동시 라디에이터측 냉각수 입구유로가 차단됨으로써 히터코어로 과도한 냉각수가 유입되는 것을 방지하기 위하여 히터코어로 흐르는 냉각수량을 조절하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조난방시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비스코스 히터는, 워터펌프 하우징에 결합되며, 임펠러가 단부에 고정된 구동축을 회전 가능하게 지지하는 축공과 냉각수 유입구 및 유출구를 가지는 프론트 하우징;
    상기 프론트 하우징 내에서 회전하도록 상기 구동축에 고정된 일측이 개구된 원통형 로터;
    상기 로터 외주면과의 사이에는 발열실을 형성함과 동시에 상기 프론트 하우징 내주면과의 사이에는 방열실을 형성하도록 상기 로터의 외주면과 프론트 하우징의 내주면과의 사이에 설치된 사이드 플레이트;
    상기 로터의 내측에 이 로터의 내주면과 소정 간극을 유지하도록 설치되며, 오일이 저장되는 저유실이 구비되고, 하부 일측에는 저유실의 오일을 상기 발열실로 공급하는 오일공급홀, 그리고, 상부 일측에는 발열실의 오일을 저유실로 회수하는 오일회수홀이 구비된 리어 플레이트; 및
    상기 리어 플레이트의 오일공급홀과 오일회수홀에 위치하도록 구성되어 발열실의 온도에 따라 상기 오일공급홀과 오일회수홀을 선택적으로 개폐함으로써 발열량을 제어하는 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보조난방시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각수량 조절수단은, 상기 냉각수 입구라인의 써모스태트 전단에서 냉각수 출구라인에 이르도록 설치되어 비스코스 히터로부터 유출되는 냉각수의 일부를 바이패스시키는 바이패스라인과, 히터코어측 냉각수 입구라인상에 설치되어 과도한 유량으로 인한 히터코어측 냉각수 입구라인의 압력 상승시 냉각수의 흐름량을 감소시키는 리스트릭터(Restrictor)로 구성됨을 특징으로 하는 보조난방시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리스트릭터는, 중앙에 냉각수 흐름공을 갖는 고무부재로 이루어져, 압력 상승시 상기 고무부재가 수축하면서 냉각수 흐름공의 직경이 작아지는 것에 의해 냉각수 흐름량이 감소되도록 구성된 것을 특징으로 하는 보조난방시스템.
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