KR19990022381A

KR19990022381A - 비스코스 히터

Info

Publication number: KR19990022381A
Application number: KR1019970708861A
Authority: KR
Inventors: 다카시 반; 히데후미 모리; 기요시 야기; 다츠야 히로세
Original assignee: 이소가이 지세이; 가부시키가이샤 도요다지도숏키세사쿠쇼
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1999-03-25
Also published as: CA2223995A1; WO1997037865A1; JPH09272325A; DE19780384T1; US5904120A

Abstract

점성 유체의 팽창에 의한 누출을 방지하면서, 발열 효율의 향상을 실현가능한 비스코스 히터를 제공한다. 이 때문에, 평탄한 원판 모양의 로터(15)를 채용하고, 전방부 하우징 본체(1), 전방부 플레이트(2), 후방부 플레이트(3) 및 후방부 하우징 본체(4)로 하우징을 구성하고, 이들을 적층하여 관통 볼트(7)에 의해 체결한다. 전방부 플레이트(2)에는 발열실(8)과 외주에서 각 관통 볼트(7) 및 수로(10) 사이에서 연결되어 통하는 잉여공간(11)을 오목하게 설치한다.

Description

비스코스 히터

종래, 일본 특허공개 평 2-246823 호 공보에 차량용 난방 장치에 이용되는 비스코스 히터가 개시되어 있다. 이 비스코스 히터에서는 전방부 및 후방부 하우징이 대칭 설치된 상태로 관통 볼트에 의해 체결되며, 내부에 발열실을 형성하고, 이 발열실의 외부영역에 물 재킷을 형성하고 있다. 물 재킷내에서는 순환수가 입수 포트로부터 받아들여지며, 출수 포트로부터 외부의 난방회로로 보내기 위하여 순환되고 있다. 전방부 하우징에는 베어링 장치를 통해 구동축이 회전가능하게 받쳐지고, 구동축에는 발열실내에서 회전가능한 로터가 고정되어 있다. 발열실의 벽면과 로터의 외면과는 상호 근접하는 래버린스 홈을 구성하고, 이들 발열실의 벽면과 로터의 외면의 간극에는 실리콘 오일 등의 점성 유체가 넣어져 있다.

차량의 난방 장치에 설치된 이 비스코스 히터에서는 구동축이 엔진에 의해 구동되면, 발열실내에서 로터가 회전하기 때문에, 점성 유체가 발열실의 벽면과 로터의 외면의 간극에서 전단 작용에 의해 발열한다. 이 발열은 물 재킷내의 순환수로 열교환되고 가열된 순환수가 난방회로에서 차량의 난방에 제공되게 된다.

그러나, 상기 종래의 비스코스 히터에서는, 임의 반경의 로터를 유효하게 활용하여 발열 효율을 향상하기 위하여, 점성 유체를 충분히 봉입하여 로터를 점성 유체에 완전하게 침지(浸漬)되게 하면, 점성 유체가 발열시에 팽창하여 발열실에서 하우징 외부로 누출되기 쉽다.

이러한 점을 해결하기 위하여, 점성 유체의 팽창을 대기에 의해 흡수시키게 하기 위하여, 발열실을 대기와 연결하는 구성으로 형성하는 것도 고려되지만, 이렇게 하면 점성 유체에 대기중의 수분이 공급되기 쉽기 때문에, 점성 유체의 열화에 의해 발열 효율의 저하가 염려되기 때문에, 이러한 구성은 바람직하지 못하다.

본 발명의 과제는, 점성 유체의 팽창에 의한 누출을 방지하면서 발열 효율의 향상을 실현시키는 것이 가능한 비스코스 히터를 제공하는 것에 있다.

본 발명은 점성 유체를 전단 작용에 의해 발열시켜, 방열실내를 순환하는 순환 유체로 열교환하여 난방열원으로 이용하는 비스코스 히터에 관한 것이다.

도 1은 실시형태 1의 비스코스 히터의 종단면도.

도 2는 실시형태 1의 비스코스 히터에 관한 것으로, 도 1의 II-II 선에서 본 단면도.

도 3는 실시형태 2의 비스코스 히터의 종단면도.

도 4는 실시형태 3의 비스코스 히터에 관한 것으로, 도 2와 같은 단면도.

청구항 1의 비스코스 히터는, 내부에 발열실 및 해당 발열실에 인접하여 순환 유체를 순환시키는 방열실을 형성하는 전방부 및 후방부 하우징과, 해당 전방부 하우징에 베어링 장치를 통해 회전가능하게 받쳐진 구동축과, 해당 발열실내에서 해당 구동축에 의해 회전 가능하게 설치된 로터와, 해당 발열실의 벽면과 해당 로터의 외면의 간극에 넣어져, 해당 로터의 회전에 의해 발열되는 점성 유체를 가지는 비스코스 히터에 있어서, 상기 전방부 및 후방부 하우징의 적어도 한쪽에는, 상기 발열실에 연결함과 동시에 상기 점성 유체의 열팽창을 허용하는 잉여 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 1의 비스코스 히터에서는 점성 유체가 발열실 자체의 용적과 잉여 공간의 용적과의 합계의 용적의 일정 비율만큼 봉입되는 경우, 대량의 점성 유체가 봉입되게 되고, 점성 유체의 열화 지연에 의해 수명 연장화가 도모된다. 그리고, 이 비스코스 히터에서는, 임의 반경의 로터를 유효하게 활용하기 위하여 점성 유체를 충분히 봉입하여 로터를 점성 유체에 완전하게 침지하더라도, 발열실에 연결하는 잉여공간내의 공기에 의해 점성 유체의 열팽창을 허용한다.

따라서, 청구항 1의 비스코스 히터는, 점성 유체의 팽창에 의한 누출을 방지하면서, 발열 효율의 향상을 실현할 수 있다.

청구항 2의 비스코스 히터는, 청구항 1 기재의 비스코스 히터에 있어서, 발열실 및 잉여 공간은, 폐색 상태로 유지되어 점성 유체를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2의 비스코스 히터에서는 발열실 및 잉여 공간이 대기와 연결되지 않기 때문에, 대기중의 수분에 의한 점성 유체의 열화가 방지되어, 점성 유체에 의한 발열 효율이 유지된다.

청구항 3의 비스코스 히터는, 청구항 1 또는 2기재의 비스코스 히터에 있어서, 잉여 공간은, 발열실의 외주영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

발열실내의 점성 유체는, 로터가 회전된 채이면, 액면과 직각으로 회전되는 것으로, 원심력에 역행하여 축심방향으로 집합하는 바이센베르크 효과(Weissenberg Effect)를 발생한다. 이 바이센베르크 효과는 법선 응력 효과에 의해 생긴다고 생각되고 있다. 이 때문에, 가령 잉여 공간이 발열실의 전방 및 후방의 적어도 한쪽에 형성되어 있게 되면, 점성 유체는 구동중에 그 잉여 공간내에 집합하고, 점성 유체의 열팽창을 잉여 공간에 의하여 허용할 수 없다. 또한, 이러한 위치에 잉여 공간을 형성하면, 점성 유체의 전단 작용이 잉여 공간에 의해서 크게 저해되어 버리기 때문에, 발열 효율도 저하한다.

이 점, 청구항 3의 비스코스 히터에서는 잉여 공간을 발열실의 외주영역에 형성하고 있기 때문에, 점성 유체는 구동중에 바이센베르크 효과에 의해서 잉여 공간에 집합하는 일은 없고, 외주영역의 잉여 공간에 의해서 확실하게 열팽창을 허용할 수 있다. 또한, 이러한 위치에 잉여 공간을 형성하고 있기 때문에, 점성 유체의 전단 작용은 잉여 공간에 의해서 완전하다고 하여도 좋을 정도로 저해되지 않고, 발열효율은 유지된다.

또한, 청구항 3의 비스코스 히터에서는 잉여 공간을 발열실의 외주영역에 형성하고 있기 때문에, 축길이가 길게되지 않고, 차량에의 탑재성이 우수하다.

또한, 잉여 공간은, 발열실과는 별개의 공간으로서 형성되어도 좋고, 또한 청구항 4 와 관계되는 수단과 같이, 발열실의 내주벽면과 로터의 외주면의 간극을 확대함에 의해 발열실과 일체의 공간으로 형성되어도 좋다.

청구항 4의 비스코스 히터는, 청구항 3 기재의 비스코스 히터에 있어서, 잉여 공간은, 발열실의 내주벽면과 로터의 외주면의 간극을 확대함에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4의 비스코스 히터에서는 잉여 공간이 발열실과 일체의 공간으로서 형성되기 때문에, 별개의 공간으로서 형성하는 것보다도 간단하게 잉여 공간을 형성할 수 있어, 제조비용의 저렴화가 실현된다.

또한, 여기에서 말하는 발열실의 내주 및 외주는, 원형의 외면만을 의도하는 것은 아니고, 기타 원하는 형상을 갖는 발열실 및 로터의 외면(대략 축방향으로 연장하는 면)도 포함하는 것이다. 발열실의 내주벽면과 로터의 외주면의 간극의 확대는 부분적 또는 전주(全周)일 수 있다. 부분적으로 간극을 확대하는 경우는, 청구항 5와 관계되는 수단과 같이, 로터의 상방에만 잉여 공간을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 잉여 공간을 점재(点在)시키는 쪽이 점성 유체의 전단 작용을 저해하기 어렵다는 이유로 바람직하다.

청구항 5의 비스코스 히터는, 청구항 3 내지 4항 기재의 비스코스 히터에 있어서, 잉여 공간은, 로터보다도 상방에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 5의 비스코스 히터에서는 잉여 공간이 로터보다도 상방에 형성되어 있기 때문에, 예를들면 구동축이 수평으로 되도록 비스코스 히터가 차량에 가로로 배치되어 탑재되는 경우에는, 로터의 전후 단면이 점성 유체에 의해서 완전히 침지되고, 발열 효율의 향상이 도모된다.

청구항 6의 비스코스 히터는, 청구항 1 항 기재의 비스코스 히터에 있어서, 전방부 하우징과 후방부 하우징은 발열실의 외주영역에서 복수의 관통 볼트에 의해 체결되고, 잉여 공간은 해당 각 관통 볼트 사이에 점재되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 비스코스 히터에서는 제조를 쉽게하기 위해 각 관통 볼트간에 잉여 공간을 점재하고 있기 때문에, 전체의 직경 방향의 외경이 대형화하지 않고, 차량에의 탑재성이 우수하다.

청구항 7의 비스코스 히터는, 청구항 1 항 기재의 비스코스 히터에 있어서, 방열실은 발열실의 전방부에 형성된 전방부 방열실과, 해당 전방부 방열실과 축방향으로 연장하는 복수의 유체로에 의해 연결되고, 해당 발열실의 후방부에 형성된 후방부 방열실로 이루어지고, 잉여 공간은 각 해당 유체로 사이에 점재되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7의 비스코스 히터에서는 순환 유체에의 열교환을 충분하게 하기 위해서 전방부 방열실과 후방부 방열실을 채용하고 있다. 그리고, 이들을 연결하는 각 유체로 사이에 잉여 공간을 점재하고 있기 때문에, 전체의 직경 방향의 외경이 대형화하지 않고 차량에 탑재성이 우수하다.

청구항 8의 비스코스 히터는 1 항 기재의 비스코스 히터에 있어서, 전방부 및 후방부 하우징의 적어도 한쪽은, 축방향의 한끝면에서 상기 발열실의 1 벽면을 형성하고, 다른끝면에서 방열실의 1 벽면을 형성하는 플레이트와, 잔재부의 하우징 본체로 이루어지고, 로터는 평판 형상이고, 해당 플레이트, 해당 하우징 본체 및 해당 전방부 및 후방부 하우징의 다른쪽은, 각각 적층(積層)되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 8의 비스코스 히터에서는 전방부 및 후방부 하우징의 적어도 한쪽이 플레이트와 하우징 본체로 이루어지고, 플레이트, 하우징 본체 및 전방부 및 후방부 하우징의 다른쪽이 각각 적층되어, 플레이트 및 하우징 본체에 의해서 방열실이 형성되어 있다. 이 때문에, 이 비스코스 히터에서는 플레이트 및 하우징 본체가 간이한 형상을 이루고, 조립이 용이하기 때문에, 제조비용의 저렴화가 실현된다.

청구항 9의 비스코스 히터는, 청구항 1 항 기재의 비스코스 히터에 있어서, 후방부 하우징은 발열실의 중앙영역과 연결되는 제어실을 가지며, 능력축소시에 있어서의 해당 발열실내에서 해당 제어실내로의 점성 유체의 회수는 적어도 해당 점성 유체의 바이센베르크 효과에 의해 행하여지는 것을 특징으로 한다.

청구항 9의 비스코스 히터에서는 발열실내의 점성 유체가 적어도 그 바이센베르크 효과에 의해 제어실로 회수되면, 발열실의 벽면과 로터의 외면의 간극의 발열량이 감소하고(능력축소) 난방이 약하게 되게 된다. 이 때, 잉여 공간에 잔류하고 있는 공기는 점성 유체의 발열에 의해 팽창하여 고압으로 되어 있었기 때문에, 점성 유체를 제어실로 매끄럽게 보낸다.

반대로, 제어실내의 점성 유체가 발열실로 공급되면, 발열실의 벽면과 로터의 외면의 간극의 발열량이 증대하여(능력확대) 난방이 강화되게 된다. 이 때, 잉여 공간에 잔류하고 있는 공기는, 점성 유체의 냉각에 의해 수축하여 저압으로 되어 있었기 때문에, 점성 유체의 발열실에의 공급을 매끄럽게 한다.

이렇게 해서, 이 비스코스 히터에서는 능력 제어를 매끄럽게 행할 수 있다.

이하, 각 청구항 기재의 발명을 구체화한 실시형태 1 내지 3을 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

실시형태 1의 비스코스 히터는 청구항 1 내지 8을 구체화하고 있다.

이 비스코스 히터에서는 도 1에 도시한 것같이, 제조를 쉽게하기 위해서, 전방부 하우징 본체(1), 전방부 플레이트(2), 후방부 플레이트(3) 및 후방부 하우징 본체(4)가 전방부 하우징 본체(1)와 전방부 플레이트(2)의 사이 및 후방부 플레이트(3)와 후방부 하우징 본체(4)의 사이에 개스킷(5,6)을 통하여, 각각 적층된 상태로 복수 라인의 관통 볼트(7)에 의해 체결되고 있다. 여기에서, 전방부 하우징 본체(1) 및 전방부 플레이트(2)가 전방부 하우징을 구성하고, 후방부 플레이트(3) 및 후방부 하우징 본체(4)가 후방부 하우징을 구성하고 있다. 그리고, 전방부 플레이트(2)의 후단면(後端面)에 오목하게 설치된 오목부(2a)는 후방부 플레이트(3)의 평탄한 전단면과 동시에 폐색 상태로 유지된 발열실(8)을 형성하고 있다.

또한, 전방부 하우징 본체(1)의 내면과 전방부 플레이트(2)의 전단면(前端面)이 발열실(8)의 전방부에 인접하는 전방부 방열실로서의 전방부 물 재킷(FW)을 형성하고, 후방부 플레이트(3)의 후단면과 후방부 하우징 본체(4)의 내면이 발열실(8)의 후방부에 인접한 후방부 방열실로서의 후방부 물 재킷(RW)을 형성하고 있다.

후방부 하우징 본체(4)의 후면의 외부영역에는 입수 포트(9,入水 port) 및 도시하지 않은 출수 포트(出水 port)가 인접하여 형성되고, 입수 포트(9)와 출수 포트는 후방부 물 재킷(RW)에 연결되고 있다. 후방부 플레이트(3) 및 전방부 플레이트(2)에는, 도 2에 도시하는 것같이, 각 관통 볼트(7) 사이에서 등간격으로 복수의 유체로로서의 수로(10)가 관통설치되고, 전방부 물 재킷(FW)과 후방부 물 재킷(RW)은 수로(10)에 의해 연결되어 통하고 있다. 그리고, 전방부 플레이트(2)에는, 발열실(8)의 외주영역에 있어서, 발열실(8)의 내주벽면과 후술하는 로터(15)의 외주면의 간극을 부분적으로 확대함에 의해, 내주에서 발열실(8)과 일체가 되어 연결하는 복수의 잉여 공간(11)이 각 관통 볼트(7)와 각 수로(10)의 사이에 점재되고, 또한 폐색(閉塞)상태로 오목하게 설치되어 있다.

또한, 도 1에 도시한 것같이, 전방부 플레이트(2)의 보스(2a)내에는 발열실(8)에 인접하여 축밀봉 장치(12)가 설치되고, 전방부 하우징 본체(1)의 보스(1a)내에는 베어링 장치(13)가 설치되어 있다. 이들 축밀봉 장치(12) 및 베어링 장치(13)를 통해 구동축(14)이 회전가능하게 받쳐지고, 구동축(14)의 후단에는 발열실(8)내에서 회전가능한 평탄한 원형판 형상의 로터(15)가 압입(壓入)되어 있다. 그리고, 발열실(8)의 벽면과 로터(15)의 외면의 간극 및 하방의 잉여 공간(11)에는, 점성 유체로서의 실리콘 오일이 넣어져 있다. 또한, 구동축(14)의 선단에는 도시하지 않은 풀리 또는 전자 클러치가 설치되고, 차량의 엔진에 의해 벨트로 회전되도록 되어있다. 이 때, 이 비스코스 히터는, 구동축(14)이 수평으로 되도록 엔진룸내에서 가로로 배치되어 탑재되어 있다.

차량의 난방 장치에 설치된 이 비스코스 히터에는 구동축(14)이 풀리 등을 통해 엔진에 의해 구동되면, 발열실(8)내에서 로터(15)가 회전하기 때문에, 실리콘 오일이 발열실(8)의 벽면과 로터(15)의 외면의 간극에서 전단 작용에 의해 발열한다. 이 발열은 후방부 물 재킷(RW) 및 전방부 물 재킷(FW)내의 순환 유체로서의 순환수에 충분히 열교환되고, 가열된 순환수가 난방회로에서 차량의 난방에 제공되게 된다.

여기에서, 실시형태의 비스코스 히터에서는 실리콘 오일이 발열실(8) 자체의 용적과 전체 잉여 공간(11)의 용적과의 합계의 용적의 약 80%만 봉입되어 있다. 이 때문에, 잉여 공간이 없고, 실리콘 오일이 발열실 자체의 용적의 약 80%만큼 봉입되는 비스코스 히터와 비교하여, 실시형태의 비스코스 히터는, 대량의 실리콘 오일이 봉입되게 되어, 실리콘 오일의 열화 지연에 의해 수명 연장을 도모할 수 있다.

또한, 이 비스코스 히터에서는 발열실(8) 및 각 잉여 공간(11)이 대기와 연결되고 있지 않기 때문에, 이 점에 있어서도 대기중의 수분에 의한 실리콘 오일의 열화가 방지되어 실리콘 오일에 의한 발열 효율이 유지된다.

또한, 실시형태의 비스코스 히터에서는 가로로 배치되어 차량에 탑재되어 있기 때문에, 잔재부의 약 20%에 해당하는 상방의 잉여 공간(11)내에는 공기가 잔류된다. 이 때문에, 잉여 공간이 없고 발열실 자체에 잔재부의 약 20%의 공기가 잔류하는 비스코스 히터와 비교하여, 실시형태의 비스코스 히터는 발열실(8) 자체가 실리콘 오일에 의해서 완전히 봉입되고, 로터(15)의 전후 단면이 실리콘 오일에 의해서 완전히 침지된다. 이 때문에, 실시형태의 비스코스 히터에서는 임의 반경의 로터(15)가 유효하게 활용되어, 발열 효율이 향상하는 한편, 상방의 잉여 공간(11)내에 잔류한 공기에 의해 실리콘 오일의 열팽창이 허용된다.

또한, 로터(15)가 회전된 채이면, 발열실(8)내의 실리콘 오일은 바이센베르크 효과에 의해, 중앙영역에 집합하려고 한다. 그러나, 이 비스코스 히터에서는 잉여 공간(11)을 발열실(8)의 외주영역에 형성하고 있기 때문에, 실리콘 오일이 구동중에 바이센베르크 효과에 의해서 잉여 공간(11)에 집합하는 일은 없고, 외주영역의 잉여 공간(11)에 의해서 확실하게 열팽창을 허용할 수 있다. 또한, 이러한 위치에 각 잉여 공간(11)을 점재시키고 있기 때문에, 실리콘 오일의 전단 작용은 잉여 공간(11)에 의해서 완전하다고 하여도 좋을 정도로 저해되지 않으므로 발열 효율은 유지된다.

따라서, 이 비스코스 히터는, 실리콘 오일의 팽창에 의한 누출을 방지하면서, 발열 효율의 향상을 실현할 수 있다.

또한, 이 비스코스 히터에서는 잉여 공간(11)을 발열실(8)의 외주영역에 형성하고 있기 때문에, 잉여 공간을 발열실(8)의 전후에 설치된 비스코스 히터와 비교하여, 축길이가 짧음과 동시에, 각 관통 볼트(7) 사이 및 각 수로(10) 사이에 잉여 공간(11)을 점재하고 있기 때문에, 잉여 공간을 이들의 사이 이외의 발열실(8)의 외주영역에 설치된 비스코스 히터와 비교하여, 전체의 직경 방향의 외경이 대형화하고 있지 있다. 이 때문에, 이 비스코스 히터는 차량에의 탑재성이 우수한 것이다.

또한, 이 비스코스 히터에서는 전방부 및 후방부 플레이트(2,3) 및 전방부 및 후방부 하우징 본체(1,4)가 간이한 형상을 이루고, 조립이 용이함과 동시에, 발열실(8)과 일체의 공간으로서 잉여 공간(11)을 형성할 수 있기 때문에, 제조비용의 저렴화가 실현되고 있다.

또한, 이 비스코스 히터에서는 전방부 플레이트(2)에 잉여 공간(11)을 오목하게 설치하고 있기 때문에 경량화를 도모 한다.

(실시형태 2)

실시형태 2의 비스코스 히터는 청구항 1 내지 9를 구체화하고 있다.

이 능력가변형 비스코스 히터에서는 도 3에 도시하는 것같이, 제조를 쉽게 하기 위해서, 전방부 하우징 본체(21), 전방부 플레이트(22), 후방부 플레이트(23) 및 후방부 하우징 본체(24)가 전방부 하우징 본체(21)와 전방부 플레이트(22)의 사이 및 후방부 플레이트(23)와 후방부 하우징 본체(24)의 사이에 개스킷(25,26)을 통하여, 각각 적층된 상태로 복수 라인의 관통 볼트(2)에 의해 체결되고 있다. 여기에서, 전방부 하우징 본체(21) 및 전방부 플레이트(22)가 전방부 하우징을 구성하고, 후방부 플레이트(23) 및 후방부 하우징 본체(24)가 후방부 하우징을 구성하고 있다.

전방부 플레이트(22)의 후단면에 오목하게 설치된 오목부(22a)는 후방부 플레이트(23)가 평탄한 전단면과 함께 발열실(28)을 형성하고 있다. 후방부 플레이트(23)의 전단면에는, 발열실(28)의 중앙영역과 대면하는 회수오목부(23a)가 오목하게 설치되고, 회수오목부(23a)의 외부로부터의 위치에서 제 1 회수구멍(23b)이 후단면까지 관통 설치되어 있다. 또한, 그 후방부 플레이트(23)의 전단면에는, 회수오목부(23a)의 하방 외측에서 발열실(28)의 하방 외부영역까지 공급홈(23c)이 연장되어 있고, 공급홈(23c)의 내부에서의 위치에서 제 1 공급구멍(23d)이 역시 후단면까지 관통 설치 되어있다.

또한, 전방부 하우징 본체(21)의 내면과 전방부 플레이트(22)의 전단면이 발열실(28)의 전방부에 인접하는 전방부 방열실로서의 전방부 물 재킷(FW)을 형성하고 있다. 한편, 후방부 하우징 본체(24)에는 개스킷(26)과 접촉하는 제 1 리브(24a)가 링 형상으로 돌출설치되어 있고, 후방부 플레이트(23)의 후단면과 후방부 하우징 본체(24)의 제 1 리브(24a)로부터 외측의 내면이 발열실(28)의 후방부에 인접하는 후방부 방열실로서의 후방부 물 재킷(RW)을 형성하고 있음과 동시에, 후방부 플레이트(23)의 후단면과 후방부 하우징 본체(24)의 제 1 리브(24a)보다 안쪽의 내면이 회수오목부(23a) 및 제 1 공급구멍(23d)과 연결하는 제어실(CR)을 형성하고 있다. 후방부 하우징 본체(24)의 후면에는 입수 포트(29) 및 도시하지 않은 출수 포트가 인접하여 형성되고, 입수 포트(29)와 출수 포트는 후방부 물 재킷(RW)에 연결되어 있다. 후방부 플레이트(23) 및 전방부 플레이트(22)에는 각 관통 볼트(27) 사이에서 등간격으로 복수의 유체로 써 수로(30)가 관통설치되고, 전방부 물 재킷(FW)과 후방부 물 재킷(RW)은 수로(30)에 의해 연통 되고 있다. 그리고, 전방부 플레이트(22)에는, 실시형태 1과 같이 내주에서 발열실(28)과 연결하는 복수의 잉여 공간(31)이 각 관통 볼트(27)와 각 수로(30)의 사이에 점재된 상태로 오목하게 설치되어 있다.

후방부 하우징 본체(24)의 제어실(CR) 내에는 제 2 리브(24b)가 링 형상으로 돌출설치되어 있음과 동시에, 제 2 리브(24b)의 중앙에 밸브축(32)이 회전가능하게 유지되어 있다. 제 2 리브(24b)에는 온도감응형 액추에이터로서의 바이메탈 나사선형 스프링(33)의 외부 말단이 걸리고, 바이메탈 나사선형 스프링(33)의 내부 말단은 밸브축(32)과 걸리고 있다. 이 바이메탈 나사선형 스프링(33)은 설정된 난방온도의 과강(過强)·과약(過弱)에 근거하여 변위를 위한 소정온도가 설정되어 있다. 또한, 밸브축(32)의 전단에는 원판 모양의 회전밸브(34)가 고정되어 있고, 이 회전밸브(34)는 제 2 리브(24b)의 전단면을 시이트면(座面)으로 하는 접시 스프링(35)에 의해 제 1 회수구멍(23b) 및 제 1 공급구멍(23d)의 제어실(CR)측의 개구를 닫는 방향으로 눌려지고 있다. 이 회전밸브(34)에는, 회전밸브(34)의 회전각도에 의해 제 1 회수구멍(23b) 또는 제 1 공급구멍(23d)과 연통 가능한 호(弧)모양의 제 2 회수구멍(도시하지 않음) 및 제 2 공급구멍(34a)이 관통설치되어 있다.

또한, 전방부 플레이트(22)의 보스(22a)내에는 발열실(28)에 인접하여 축밀봉 장치(36)가 설치되고, 전방부 하우징 본체(21)의 보스(21a)내에는 베어링 장치(37)가 설치되어 있다. 이들 축밀봉 장치(36) 및 베어링 장치(37)를 통해 구동축(38)이 회전가능하게 받쳐지고, 구동축(38)의 후단에는 발열실(28)내에서 회전가능한 평판 형상의 로터(39)가 압입되어 있다. 로터(39)의 중앙영역에는 전후로 관통하는 복수개의 연결구멍(39a,連通孔)이 관통설치되어 있다. 발열실(28)의 벽면과 로터(39)의 외면의 간극, 하방의 잉여 공간(31) 및 바이메탈 나사선형 스프링(33)의 거의가 잠기는 정도의 제어실(CR)내에는 점성 유체로서의 실리콘 오일이 넣어져 있다. 구동축(38)의 선단에는 도시하지 않은 풀리 또는 전자클러치가 설치되고, 차량의 엔진에 의해 벨트로 회전되도록 되어있다. 이 때, 이 비스코스 히터는 구동축(38)이 수평으로 되도록 엔진룸내에서 가로배치하여 탑재되어 있다.

차량의 난방 장치에 설치된 이 능력가변형 비스코스 히터에 있어서도, 구동축(38)이 엔진에 의해 구동되면, 발열실(28)내에서 로터(39)가 회전하기 때문에, 실리콘 오일이 발열실(28)의 벽면과 로터(39)의 외면의 간극에서 전단 작용에 의해 발열한다. 이 발열은 전방부 및 후방부 물 재킷(FW, RW) 내의 순환 유체로서의 순환수로 열교환되어, 가열된 순환수가 난방회로에서 차량의 난방에 제공되게 된다.

그동안, 로터(39)가 회전된 채이면, 발열실(28)내의 실리콘 오일은 바이센베르크 효과에 의해 중앙영역에 집합하려고 한다. 여기에서, 제어실(CR)내의 실리콘 오일의 온도가 낮으면 난방이 너무 약하기 때문에, 바이메탈 나사선형 스프링(33)은, 제 2 회수구멍을 제 1 회수구멍(23b)에 연결되어 통하게 하지 않고, 제 2 공급구멍(34a)을 제 1 공급구멍(23d)에 연결되어 통하게 한다. 이 때문에, 발열실(28)내의 실리콘 오일은 회수오목부(23a), 제 1 회수구멍(23b) 및 제 2 회수구멍을 거치는 것으로는 제어실(CR)내로 회수되지 않는다. 또한, 제어실(CR)내에 회수되어 있던 실리콘 오일은 제 2 공급구멍(34a), 제 1 공급구멍(23d) 및 공급홈(23c)을 거쳐서 발열실(28)내로 공급된다. 이 때, 제어실(CR)내의 실리콘 오일이 발열실(28)의 전방 벽면과 로터(39)의 전방 측면과의 사이로 연결구멍(39a)을 거쳐서 보내기 쉽다. 그리고, 발열실(28)의 벽면과 로터(39)의 외면의 간극에 실리콘 오일이 공급되면, 발열실(28)의 벽면과 로터(39)의 외면의 간극의 발열차가 증대하여(능력확대) 난방이 강화되게 된다. 이 때, 상방의 잉여 공간(31)에 잔류하고 있는 공기는 실리콘 오일의 냉각에 의해 수축되어 저압으로 되어있었기 때문에, 실리콘 오일의 발열실(28)로의 공급을 매끄럽게 한다.

한편, 제어실(CR)내의 실리콘 오일의 온도가 높게 되면, 난방이 너무 강하게 되고 있기 때문에, 바이메탈 나사선형 스프링(33)은 제 2 회수구멍을 제 1 회수구멍(23b)에 연결되어 통하게 하고, 제 2 공급구멍(34a)을 제 1 공급구멍(23d)에 연통시키지 않는다. 이 때문에, 발열실(28)내의 실리콘 오일은 회수오목부(23a), 제 1 회수구멍(23b) 및 제 2 회수구멍을 거쳐서 제어실(CR)내로 회수된다. 이 때, 발열실(28)의 전방 벽면과 로터(39)의 전방 측면의 사이의 실리콘 오일이 연결구멍(39a)을 거쳐서 제어실(CR)로 회수되기 쉽다. 또한, 제어실(CR)내로 회수된 실리콘 오일은 제 2 공급구멍(34a), 제 1 공급구멍(23d), 공급홈(23c)을 거쳐서, 발열실(10)내로 공급되지 않는다. 그리고, 제어실(CR)에 실리콘 오일이 회수되면 발열실(28)의 벽면과 로터(39)의 외면의 간극의 발열차가 감소하여(능력축소) 난방이 약하게 되게 된다. 이 때, 상방의 잉여 공간(31)에 잔류하고 있는 공기는 실리콘 오일의 발열에 의해 팽창하여 고압으로 되어 있기 때문에 실리콘 오일을 제어실(CR)로 매끄럽게 보낸다.

이렇게 해서, 이 비스코스 히터에서는 다른 작용 및 효과를 실시형태 1과 같이 발휘하면서 능력 제어를 매끄럽게 행할 수 있다.

(실시형태 3)

실시형태 3의 비스코스 히터에서는 도 4에 도시하는 것같이, 잉여 공간의 형상을 실시형태 1,2와 다르게 하고 있다.

즉, 전방부 플레이트(40)에는 하방이 로터(41)와 동심의 원호를 이루고, 상방이 편심된 원호를 이루는 발열실(42)이 형성되어 있다. 이렇게 해서, 발열실(42)은 상방의 3일째 초생달(3 日月) 모양의 잉여 공간(43)을 일체로 가지고 있다. 또한, 44는 구동축, 45는 관통 볼트, 46은 수로이다. 다른 구성은 실시형태 1 또는 2와 동일하다.

이러한 전방부 플레이트(40)를 채용한 비스코스 히터에 있어서도, 실시형태 1 또는 2의 것과 같은 작용 및 효과가 있을 수 있다.

즉, 잉여 공간에 관해서는, 실시형태 1 내지 3의 구성에 한정되지 않고, 각 청구항의 취지에 따른 여러가지의 변형이 가능한 것을 알았다.

Claims

내부에 발열실 및 해당 발열실에 인접하여 순환유체를 순환시키는 방열실을 형성하는 전방부 및 후방부 하우징과, 해당 전방부 하우징에 베어링 장치를 통해 회전 가능하게 받쳐진 구동축과, 해당 발열실내에서 해당 구동축에 의해 회전 가능하게 설치된 로터와, 해당 발열실의 벽면과 해당 로터의 외면의 간극에 넣어져 해당 로터의 회전에 의해 발열되는 점성 유체를 가지는 비스코스 히터에 있어서,

상기 전방부 및 후방부 하우징의 한쪽이상에는 상기 발열실에 연결되어 통하게 함과 동시에 상기 점성 유체의 열팽창을 허용하는 잉여 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제1항에 있어서, 상기 발열실 및 잉여 공간은 폐색상태로 유지되어 점성 유체를 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제2항에 있어서, 상기 잉여공간은 발열실의 외주영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제3항에 있어서, 상기 잉여 공간은 발열실의 내주벽면과 로터의 외주면의 간극을 확대함에 의해 형성되어있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 잉여 공간은 로터보다도 상방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제1항에 있어서, 상기 전방부 하우징과 후방부 하우징은 발열실의 외주영역에서 복수의 관통 볼트에 의해 체결되고, 상기 잉여 공간은 해당 각 관통 볼트 사이에 점재(点在)되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제1항에 있어서, 상기 방열실은 발열실의 전방부에 형성된 전방부 방열실과, 해당 전방부 방열실과 축방향으로 연장하는 복수의 유체로에 의해 연결되어 통하게 되고, 해당 발열실의 후방부에 형성된 후방부 방열실로 이루어지고 잉여 공간은 각 해당 유체로 사이에 점재되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제1항에 있어서, 상기 전방부 및 후방부 하우징의 한쪽이상에는 축방향의 한단측 면에서 상기 발열실의 1벽면을 형성하고, 다른 단측 면에서 방열실의 1벽면을 형성하는 플레이트와, 잔재부의 하우징 본체로 이루어지고, 로터는 평판형상이고, 해당 플레이트, 해당 하우징 본체 및 해당 전방부 및 후방부 하우징의 다른쪽은, 각각 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.
제1항에 있어서, 상기 후방부 하우징은 발열실의 중앙영역과 연결되어 통하게 되는 제어실을 가지며, 능력축소시에 있어서의 해당 발열실내로부터 해당 제어실내로의 점성 유체의 회수는 적어도 해당 점성 유체의 바이센베르크 효과에 의해 행하여지는 것을 특징으로 하는 비스코스 히터.