DE19712150A1 - Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ mit Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Wärme­ generator vom Viskosfluid-Typ, in welchem Wärme durch kräftige Scherung eines viskosen Fluids erzeugt wird, welches in einer Kammer eingeschlossen ist, und die Wärme wird an eine Wärmetauschflüssigkeit übertragen, welche durch ein Heizsystem zirkuliert. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ, welcher mit einer Einheit zur Änderung der Wärmeerzeugungsleistung als Antwort auf eine Änderung in dem Wärmebedarf von einem Zielbeheizungsgebiet versehen ist.

Das geprüfte japanische Gebrauchsmuster mit der Veröffent­ lichungsnummer 7-52722 (JU-B-7-52722) offenbart einen Wärme­ generator vom Viskosfluid-Typ, welcher angepaßt ist, um in ein Fahrzeugheizsystem als eine Ergänzungswärmequelle inte­ griert zu werden. Bei dem Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der JU-B-7-52722 ist eine Mehrzahl von unterteilten Heiz­ kammern, welche nebeneinander entlang einer Achse einer Antriebswelle angeordnet sind, in dem Gehäuse des Wärmegene­ rators gebildet, um darin ein viskoses Fluid einzuschließen. Der Wärmegenerator umfaßt ferner eine Wärmeaufnahmekammer in dem Gehäuse, durch welche eine Wärmetauschflüssigkeit ström­ bar ist und Wärme aus dem viskosen Fluid in der Heizkammer aufnehmbar ist. Die Wärmetauschflüssigkeit wird durch die Wärmeaufnahmekammer und einen getrennten Heizungskreislauf des Fahrzeugheizungssystems zirkuliert, um auf diese Weise die Wärme einem Zielgebiet, beispielsweise einer Fahrgast­ zelle des Fahrzeugs während des Betriebs des Heizungssystems, bereitzustellen. Daher weist das Gehäuse des Wärmegenerators einen Einlaß und einen Auslaß auf, durch welche die Wärme­ tauschflüssigkeit in die und aus der Wärmeaufnahmekammer strömt.

Das Gehäuse des Wärmegenerators hält darin drehbar eine An­ triebswelle über Anti-Reibungslager, um sich durch die Mehr­ zahl von Heizungskammern zu erstrecken. Die Antriebswelle hält eine Mehrzahl von Rotorelementen in einer solchen Weise, daß jedes der Rotorelemente drehbar innerhalb jeder der Mehr­ zahl von Heizkammern angeordnet ist. Auf diese Weise übt jedes der Rotorelemente, welches innerhalb der entsprechenden Heizkammer rotiert, eine Scherwirkung auf das viskose Fluid aus, welches in Zwischenräume, die zwischen der Wandfläche der Heizungskammer und der äußeren Oberfläche des Rotor­ elements gebildet sind, gefüllt ist.

Bei dem Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ, welcher in das Fahrzeugheizungssystem integriert ist, ist die Antriebswelle verbunden mit dem und angetrieben durch den Fahrzeugmotor, so daß die jeweiligen Rotorelemente, welche auf der Antriebs­ welle montiert sind, innerhalb der zugehörigen Heizungs­ kammern rotiert werden. Auf diese Weise wird die Wärme in jeder Heizungskammer durch das viskose Fluid erzeugt, welches einer Scherwirkung durch das rotierende Rotorelement unter­ worfen ist. Die erzeugte Wärme wird an die Wärmetauschflüs­ sigkeit übertragen und wird durch die Wärmetauschflüssigkeit zu dem Heizkreis geführt, um ein Zielbeheizungsgebiet des Fahrzeuges, wie die Fahrgastzelle, zu heizen.

Der Heizungsbedarf der Zielgebiete von Fahrzeugen verändert sich jedoch abhängig von Änderungen in den Gebrauchsbe­ dingungen der jeweiligen Fahrzeuge. Insbesondere wirkt sich eine Veränderung in klimatischen und/oder geographischen Verhältnissen, unter welchen die Fahrzeuge in Gebrauch sind, in starkem Maße auf den Heizbedarf des Fahrzeuges, in welchem der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ verwendet ist, aus. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, wenn die Fahrzeuge in einer Region in Gebrauch sind, in welcher moderate klima­ tische Bedingungen vorliegen, daß das Heizsystem, welches einen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ umfaßt, eine große Heizungsleistung aufweist. Andererseits muß das Heizsystem, wenn die Fahrzeuge in einer Region mit kalten Klimaverhält­ nissen in Gebrauch sind, eine verhältnismäßig hohe Heizlei­ stung aufweisen. Auf diese Weise muß der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ des Heizungssystems eine Vielfalt von Heiz­ leistungen als Antwort auf Veränderungen in den klimatischen und geographischen Verhältnissen, unter welchen die Fahrzeuge im Einsatz sind, aufweisen.

Bei dem Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ, welcher in der JU-B-7-52722 beschrieben ist, haben die jeweiligen Rotor­ elemente, welche in den jeweiligen Heizkammern, die eine identische Größe aufweisen, identischen Durchmesser und Breite. Deshalb müssen gemäß dem Aufbauprinzip des Wärme­ generators vom Viskosfluid-Typ, welcher in der JU-B-7-52722 beschrieben ist, die Zahl der Rotorelemente und der Heiz­ kammern jedes Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ in Ab­ hängigkeit einer Veränderung in einer Anforderung für die Heizleistung, welche der Wärmegenerator vorweist, geändert werden. Dementsprechend ist es unmöglich, Wärmegeneratoren vom Viskosfluid-Typ zu entwerfen und herzustellen, die gleich in der Größe sind und die befähigt sind, eine Vielfalt von Heizleistungen vorzuweisen, um jede Art von Heizbedarf zu erfüllen. Als Ergebnis müssen die Herstellungskosten dieses Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ steigen, weil gemeinsame gleiche Teile und Elemente nicht verwendet werden können.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile und Probleme, welchen bei dem oben beschriebenen konventio­ nellen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ begegnet wird, zu beseitigen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ bereitzustellen, welcher eine Einheit zur Änderung der Heizleistung aufweist, um jede Art von Heizungsbedürfnissen zu erfüllen, wenn der Wärmegene­ rator in ein Heizsystem integriert ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ bereitzustellen, der ein­ heitlich in der Größe ist und in der Lage ist, eine Vielfalt von Heizleistungen vorzuweisen, um auf diese Weise in der Lage zu sein, auf eine Vielfalt von Heizungsanforderungen zu antworten.

Erfindungsgemäß wird ein Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ bereitgestellt, der umfaßt:
ein Gehäuse, in welchem eine Wärmeerzeugungskammer, in der Wärme erzeugbar ist, und eine Wärmeaufnahmekammer, welche der Wärmeerzeugungskammer benachbart angeordnet ist, durch die ein Wärmetauschfluid zirkulierbar ist, um auf diese Weise Wärme von der Wärmeerzeugungskammer aufzunehmen, gebildet ist;
eine Antriebswelle, welche mittels einer Lagerungsvor­ richtung durch das Gehäuse drehbar um eine Rotationsachse gehalten ist;
mindestens eine Teilungsplatte, welche die Wärmeerzeu­ gungskammer in mindestens zwei getrennte Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern teilt, welche nebeneinander in einer Richtung parallel mit der Rotationsachse der Antriebswelle angeordnet sind, wobei die Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern jeweils eine innere Wand daran aufweisen;
mindestens zwei Rotorelemente, welche koaxial auf der Antriebswelle zur Rotation mit dieser montiert sind, wobei die jeweiligen Rotorelemente in den jeweiligen Wärmeerzeu­ gungs-Komponentenkammern der Wärmeerzeugungskammer angeordnet sind und äußere Flächen aufweisen, wodurch Zwischenräume zwischen den äußeren Flächen von jedem Rotorelement und der inneren Wand von jeder Wärmeerzeugungs-Komponentenkammer gebildet sind;
ein viskoses Fluid, welches in den Zwischenräumen zwischen den äußeren Flächen von jedem Rotorelement und der inneren Wand von jeder Wärmeerzeugungs-Komponentenkammer so eingeschlossen ist, daß es einer Scherwirkung unterwerfbar ist, welche darin die Wärme während der Rotation des jewei­ ligen Rotorelements erzeugt, wobei mindestens die zwei Rotor­ elemente eine unterschiedliche Größe relativ zueinander auf­ weisen, um auf diese Weise eine unterschiedliche Wärmeerzeu­ gungsleistung vorzuweisen.

Mit dem oben erwähnten Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ kann die Wärmeerzeugungsleistung des Wärmegenerators variiert werden durch angepaßte Änderung einer Kombination der Mehr­ zahl von Rotorelementen, die verschieden in der Größe sind, ohne die Größe des Gehäuses, der Antriebswelle und der anderen verschiedenen Teile des Wärmegenerators vom Viskos­ fluid-Typ mit Ausnahme der Rotorelemente zu ändern. Deshalb können viele konstruktive Elemente und Teile des Wärmegene­ rators zusammen verwendet werden, uni den erfindungsgemäßen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ zusammenzusetzen, welcher verschiedene Wärmeerzeugungsleistungen vorweist.

Bevorzugterweise haben die jeweiligen Rotorelemente, welche koaxial auf der Antriebswelle montiert sind, äußere Durch­ messer, die voneinander verschieden sind, so daß das Paar von gegenüberliegenden äußeren Flächen der jeweiligen Rotor­ elemente Scherwirkungen auf das viskose Fluid in den jewei­ ligen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern ausübt, welche verschieden voneinander sind.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die jeweiligen Rotorelemente, welche koaxial auf der Antriebswelle montiert sind, axiale Breiten aufweisen, die verschieden voneinander sind, so daß die jeweiligen Rotorelemente Scherwirkungen auf das viskose Fluid in den jeweiligen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern ausüben, die verschieden voneinander sind.

Weiter ist es bevorzugt, wenn eine der mindestens zwei ge­ trennten Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern als eine in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer gebildet ist, wobei die in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer mit einer Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit versehen ist, welche eine Kontrollkammer umfaßt, die benachbart zu der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer angeordnet ist und bezogen auf das Fluid mit einem Zentralbereich der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer kommuniziert, um eine gegebene Menge des viskosen Fluids von der in der Wärme­ erzeugungsleistung variablen Kammer unter dem Weissenberg-Effekt aufzunehmen, wenn die Wärmeerzeugungsleistung des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ reduziert werden soll. Die Kontrollkammer kommuniziert auf weitergehende Weise mit der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer, um die gegebene Menge des viskosen Fluids von dort in die Kammer mit variabler Wärmeerzeugung zu liefern.

Der Weissenberg-Effekt ist auf dem Gebiet der Fluiddynamik als eine Art von Änderung in einer Normalspannung eines Nicht-Newtonschen Fluids bekannt, und gemäß dem Effekt sammelt sich das Nicht-Newtonsche viskose Fluid in Richtung des Zentrums der Rotation gegen eine Zentrifugalkraft an, welche durch ein rotierendes Element ausgeübt wird.

Die Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit kann weiter einen thermosensitiven Betätigungsmechanismus zum Steuern oder Regeln einer Fluidkommunikation zwischen der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer und der Kontroll­ kammer als Antwort auf eine Änderung in der Temperatur des viskosen Fluids innerhalb der Kontrollkammer von einer vorbestimmten Referenztemperatur umfassen.

Vorzugsweise umfaßt der thermosensitive Betätigungsmechanis­ mus ein Bimetall-betätigtes Drehschieberventil, welches die Fluidkommunikation zwischen der in der Wärmeerzeugungslei­ stung variablen Kammer und der Kontrollkammer steuert oder regelt.

Vorzugsweise hat das Rotorelement, welches innerhalb der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer angeordnet ist, einen Durchmesser, der kleiner ist als derjenige des Rotor­ elements, welches innerhalb der anderen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammer angeordnet ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ gemäß einer dritten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ gemäß einer vierten Ausführungsform.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ ein Gehäuse auf, welches einen vorderen Gehäuseteil 1, eine erste Zwischenplatte 2, eine zweite Zwischenplatte 3, und einen hinteren Gehäuseteil 4 umfaßt, welche zusammen mittels einer Mehrzahl von langen Schraub­ bolzen 6 verbunden sind. Das Gehäuse umfaßt auch O-Ring­ artige Dichtungen zwischen dem Vordergehäuse 1 und der ersten Zwischenplatte 2, und zwischen den ersten und zweiten Zwischenplatten 2 und 3 und hat weiter eine Dichtungsscheibe 5, welche zwischen der zweiten Zwischenplatte 3 und dem hinteren Gehäuseteil 4 angeordnet ist. Der vordere Gehäuse­ teil 1 weist eine kreisförmige innere Ausnehmung 1a auf, welche so ausbildet ist, daß sie eine erste Wärmeerzeugungs­ kammer 7 bildet, die durch eine Fläche der ersten Zwischen­ platte 2 hermetisch geschlossen ist. Die andere Fläche der ersten Zwischenplatte 2 schließt hermetisch eine zweite Wärme­ erzeugungskammer 8, welche durch eine kreisförmige innere Ausnehmung 3a gebildet ist, die in der inneren Fläche der zweiten Zwischenplatte 3 gebildet ist. Es versteht sich, daß die ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 benach­ bart zueinander angeordnet sind, um koaxiale Kammern zu bil­ den, die durch die erste Zwischenplatte 2 getrennt sind, aber bezogen auf das Fluid miteinander über eine zentrale Öffnung 2a der ersten Zwischenplatte 2 kommunizieren.

Das Gehäuse weist eine Wärmeaufnahmekammer 9a auf, die zwischen einer äußeren Fläche der zweiten Zwischenplatte 3 und einer inneren ausgenommenen Fläche des hinteren Gehäuse­ teils 4 gebildet ist, und durch die Dichtung 5 hermetisch abgedichtet ist. Die Wärmeaufnahmekammer 9a, in der eine Wärmetauschflüssigkeit strömbar ist, ist mit einem Einlaß 9b und einem benachbarten Auslaß (in der Fig. 1 nicht gezeigt) versehen, welche in einem Teil des hinteren Gehäuseteils 4 gebildet sind. Der Einlaß 9b ist zum Aufnehmen der Wärme auf­ nehmenden Flüssigkeit vorgesehen, und der Auslaß ist vorge­ sehen zum Liefern der Wärmetauschflüssigkeit an eine externe Flüssigkeitsführung, welche Anschluß hat an einen Heizungs­ kreislauf eines externen Heizungssystems (nicht gezeigt), beispielsweise ein Fahrzeug-Heizungssystem.

Das Gehäuse hat eine Wellendichtungseinrichtung 10, welche benachbart zu der ersten Heizungskammer 7 angeordnet ist, und einen Nabenanteil, durch welchen eine Lagerungskammer gebil­ det ist, die darin eine Anti-Reibungs-Lagerungsvorrichtung 11 aufnimmt, um eine Antriebswelle 12 drehbar zu halten. Die An­ triebswelle 12 hat einen inneren Teil, welcher sich durch die Wellendichtungseinrichtung 10 und durch die ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 erstreckt, bis das innerste Ende der Antriebswelle 12 eine innere Fläche eines Ausnehmungsanteils der zweiten Zwischenplatte 3 erreicht. Der innere Teil der Antriebswelle 12 hält auf sich drehbar ein erstes scheibenförmiges Rotorelement 13, welches in der ersten Wärmeerzeugungskammer 7 angeordnet ist, und ein zwei­ tes scheibenförmiges Rotorelement 14, welches in der zweiten Wärmeerzeugungskammer 8 angeordnet ist. Es sei bemerkt, daß die ersten und zweiten Rotorelemente als getrennte Elemente hergestellt sind und mittels Paßsitz auf der Antriebswelle 12 bei der Stufe des Zusammensetzens des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ montiert werden, so daß die Antriebswelle 12 und die Rotorelemente 13 und 14 zusammen rotieren können. Der Durchmesser des zweiten Rotorelements 14 ist absichtlich ver­ schieden ausgeführt von demjenigen des ersten Rotorelements 13. Insbesondere ist der Durchmesser des zweiten Rotor­ elements 14 kleiner ausgebildet als derjenige des ersten Rotorelements 13 bei der beschriebenen Ausführungsform.

Innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 7 sind vorberei­ tend Zwischenräume gebildet zwischen den inneren Flächen der Kammer 7 und den äußeren Flächen des ersten Rotorelements 13 und aufgefüllt mit viskosem Fluid, welches beispielsweise Silikonöl umfaßt.

Ähnlicherweise sind innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskam­ mer 8 identische Zwischenräume zwischen den Oberflächen der Kammer 8 gebildet, welche sich senkrecht zu der Rotations­ achse des zweiten Rotorelements 14 und den Flächen des zwei­ ten Rotorelements 14, die senkrecht zu der Rotationsachse sind, erstrecken; die Zwischenräume sind aufgefüllt mit dem viskosen Fluid, beispielsweise Silikonöl.

Die Antriebswelle 12 hat einen äußeren Teil, welcher sich über das Gehäuse hinaus erstreckt und daran ist eine Riemen­ scheibe 16 montiert, welche durch einen Schraubbolzen 15 gesichert ist. Die Riemenscheibe 16 kann mit einem Fahrzeug­ motor über einen Riemen gekoppelt sein.

Wenn der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ in ein Fahrzeug­ heizungssystem integriert ist und durch den Fahrzeugmotor angetrieben ist, dann rotiert die Antriebswelle 12 zusammen mit den ersten und zweiten Rotorelementen 13 und 14. Das erste Rotorelement 13, welches innerhalb der ersten Wärmeer­ zeugungskammer 7 rotiert, und das zweite Rotorelement 14, welches innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 8 rotiert, üben eine Scherwirkung auf das viskose Fluid aus, welches in den Zwischenräumen zwischen den inneren Wänden der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammer 7, 8 und den äußeren Flächen der ersten und zweiten Rotorelemente 13, 14 einge­ schlossen ist, so daß das viskose Fluid Wärme erzeugt.

Wenn der Viskositätskoeffizient des viskosen Fluids mit µ bezeichnet wird, der Radius des ersten oder zweiten Rotor­ elements 13 oder 14 mit R, eine axiale Breite jedes des ersten und zweiten Rotorelements 13 und 14 mit l, die axiale Ausdehnung jedes Zwischenraums zwischen den inneren Wänden der ersten und zweiten Wärme erzeugenden Kammern 7 und 8 und den äußeren Flächen der ersten und zweiten Rotorelemente 13, 14 mit δ und die Winkelgeschwindigkeit der jeweiligen Rotor­ elemente 13, 14 mit ω, dann ist die Wärmemenge L₁, welche durch das viskose Fluid, das zwischen den flachen inneren Wänden der ersten und zweiten Wärme erzeugenden Kammern 7 und 8 und den flachen äußeren Flächen der zwei Rotorelemente 13 und 14 gehalten ist, durch die folgende Gleichung definiert:

L₁ = π µ ω R⁴/δ.

Weiter ist eine Wärmemenge L₂, welche durch das viskose Fluid, das zwischen den kreisförmigen inneren Wänden der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 und den Umfängen der zwei Rotorelemente 13 und 14 gehalten ist, durch die folgende Gleichung gegeben:

L₂ = (2 π µ ω R³ × 1)/δ.

Insbesondere wird die Gesamtwärmemenge (L₁ + L₂) innerhalb den ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 erzeugt und diese Wärme wird an die Wärmetauschflüssigkeit über­ tragen, beispielsweise an Wasser, das durch die Wärmetausch­ kammer 9a strömt und durch das Heizsystem zirkuliert. Auf diese Weise trägt die Wärmetauschflüssigkeit Wärme zu dem Heizkreislauf des Heizsystems, um eine Zielregion eines Fahrzeugs, welche geheizt werden soll, beispielsweise eine Fahrgastzelle, zu wärmen und zu heizen.

Es versteht sich in diesem Stadium, daß unter der Bedingung, daß die ersten und zweiten Rotorelemente 13 und 14 eine identische axiale Breite 1 aufweisen, wenn entweder beide Durchmesser der Rotorelemente 13 und 14 oder einer der Durch­ messer der Rotorelemente 13 und 14 verändert werden, die Scherwirkung, welche durch die rotierenden ersten und zweiten Rotorelemente 13 und 14 auf das viskose Fluid ausgeübt wird, das innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 eingeschlossen ist, variiert, um im Bewirken einer Änderung der Gesamtwärmemenge (L₁ + L₂) innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 zu resultieren. Deshalb ist es möglich, wenn eine Kombination der Durchmesser der ersten und zweiten Rotorelemente 13 und 14 auf anpaßbare und selektive Weise in dem Stadium des Zusammensetzens des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ verändert wird, die Gesamtwärmemenge (L₁ + L₂) innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 7 und 8 in Abhängigkeit eines Heiz­ bedarfs eines Fahrzeuges auf anpaßbare Weise zu steuern; der Heizbedarf ist im wesentlichen bestimmt durch Umwelt- und klimatische Bedingungen verschiedener Regionen, in welchen die Fahrzeuge im praktischen Gebrauch sind.

Ferner ist anzumerken, daß gemäß dem Konzept der ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung die Größe des Ge­ häuses, welches den vorderen Gehäuseteil 1, die ersten und zweiten Zwischenplatten 2 und 3 und das hintere Gehäuseteil 4 umfaßt, nicht verändert werden muß, um die Wärmeerzeugungsleistung des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der ersten Ausführungsform zu ändern. Insbesondere ist es nur nötig, die Kombination der Durchmesser der ersten und zweiten Rotorele­ mente 13 und 14 für den Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ auf selektive Weise zu ändern, um seine Wärmeerzeugungs­ leistung zu variieren. Deshalb können mit Ausnahme der ersten und zweiten Rotorelemente 13 und 14 die gleichen Elemente und Teile des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ für die Produktion der Wärmegeneratoren, die verschiedene Arten von Wärmeerzeugungsfunktionen aufweisen, verwendet werden. Auf diese Weise können die Produktionskosten des jeweiligen Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typs beträchtlich reduziert werden.

Es versteht sich, daß der erfindungsgemäße Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ gemäß der beschriebenen ersten Ausführungs­ form auf solch eine Weise modifizierbar ist, daß die Riemen­ scheibe 16 durch eine bekannte Magnetspulen-Kopplungseinrich­ tung ersetzt ist.

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform mit einem Gehäuse versehen, welches einen vorderen Gehäuseteil 21, eine erste Zwischenplatte 22, eine zweite Zwischenplatte 23, eine dritte Zwischenplatte 24 und einen hinteren Gehäuseteil 25 aufweist, welche zusammen kombiniert sind durch eine Vielzahl von Schraubbolzen 29. Das Gehäuse umfaßt auch O-Ringe 26a, welche zwischen den ersten und zweiten Zwischenplatten 22 und 23 angeordnet sind und ein O-Ring 26b, welcher zwischen den zweiten und dritten Zwischenplatten 23 und 24 angeordnet ist. Das Gehäuse weist weiter ein Dichtungselement 27 auf, das zwischen dem vorderen Gehäuseteil 21 und der ersten Zwischen­ platte 22 angeordnet ist, und ein Dichtungselement 28, das zwischen der dritten Zwischenplatte 24 und dem hinteren Gehäuseteil 25 angeordnet ist.

Die ersten bis dritten Zwischenplatten 22 bis 24 des Gehäuses definieren eine erste Wärmeerzeugungskammer 30 und eine zweite Wärmeerzeugungskammer 31. Insbesondere ist die erste Wärmeerzeugungskammer 30 durch eine kreisförmige Ausnehmung 22a der ersten Zwischenplatte 22 einer von gegenüberliegenden flachen Flächen der zweiten Zwischenplatte 23 gebildet, und die zweite Wärmeerzeugungskammer 31 ist durch die andere der gegenüberliegenden flachen Flächen der zweiten Zwischenplatte 23 und einer kreisförmigen Ausnehmung 24a der dritten Zwischenplatte 24 gebildet. Die ersten und zweiten Heizungs­ kammern 30 und 31 sind koaxial und kommunizieren miteinander über eine zentrale Durchgangsöffnung 23a der zweiten Zwischenplatte 23.

Wie im folgenden beschrieben wird, ist die zweite Wärmeerzeu­ gungskammer 31 dadurch charakterisiert, daß sie als Kammer eingerichtet ist, welche eine variable Wärmeerzeugungslei­ stung aufweist und es soll auf sie bezogen werden als die in der Wärmeerzeugung variable Kammer. Die in der Wärmeerzeugung variable Kammer 31 hat eine zentrale Fluidkammer 24b, welche als zentrale Ausnehmung in einer vorderen inneren Fläche der dritten Zwischenplatte 24 gebildet ist. Die zentrale Fluid­ kammer 24b ist mit einer ersten Fluid-Rückzugsöffnung 24c versehen, welche als Durchgangsöffnung gebildet ist, die in die dritte Zwischenplatte 24 an einer Randposition der zen­ tralen Fluidkammer 24b als Durchbohrung gebildet ist.

Die zweite Wärmeerzeugungskammer, das heißt die in der Wärme­ erzeugung variable Kammer 31 ist weiter versehen mit einer Fluid-Versorgungsaussparung 24d, welche in der dritten Zwi­ schenplatte 24 gebildet ist und sich radial von einem unteren Anteil der zentralen Fluidkammer 24b zu einer unteren Region der in der Wärmeerzeugung variablen Kammer 31 erstreckt. Die radiale Fluid-Versorgungsaussparung 24d kommuniziert mit einer ersten Fluid-Versorgungsöffnung 24e, die axial durch die dritte Zwischenplatte 24 an einem inneren Teil der radialen Fluid-Versorgungsaussparung als Durchbohrung gebil­ det ist.

Es versteht sich, daß die ersten und zweiten Wärmeerzeugungs­ kammern 30 und 31 durch die zweite Zwischenplatte 23 inner­ halb des Gehäuses geteilt sind, um eine Fluidkommunikation dazwischen durch die zentrale Durchgangsöffnung 23a der zwei­ ten Zwischenplatte 23 aufrecht zu erhalten.

Das Gehäuse des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zwei­ ten Ausführungsform ist auch versehen mit einer ersten Wärme­ aufnahmekammer 32a, die durch eine Ringkammer, welche durch eine Ausnehmung in einer inneren Fläche des vorderen Gehäuse­ teils 21 gebildet ist und durch eine Vorderfläche der zweiten Zwischenplatte 22 geschlossen ist. Die erste Wärmeaufnahme­ kammer 32a ist benachbart zu der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 angeordnet.

Das Gehäuse ist weiter mit einer zweiten Wärmeaufnahmekammer 32b versehen, welche als Ringkammer gebildet ist, die zwi­ schen der dritten Zwischenplatte 24 und dem hinteren Gehäuse­ teil 25 gebildet ist. Insbesondere erstreckt sich die zweite Wärmeaufnahmekammer 32b ringförmig zwischen einem äußeren Umfang und einer inneren ringförmigen Rippe 25a des hinteren Gehäuseteils 25 und liegt zu einer hinteren inneren Fläche der dritten Zwischenplatte 24 hingewandt und ist benachbart zu der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 angeordnet. Die zweite Wärmeaufnahmekammer 32b hat einen Einlaß 32c, so daß eine Wärmetauschflüssigkeit in die zweite Wärmeaufnahmekammer 32b durch ihn hineinströmen kann, und einen Auslaß (nicht gezeigt in Fig. 2), so daß Wärmetauschflüssigkeit durch ihn aus der zweiten Wärmeaufnahmekammer herausströmbar ist. Der Einlaß 32c und der Auslaß sind durch zwei getrennte Fluidführungen gebildet, welche in den hinteren Gehäuseteil 25 als Durch­ bohrung gebildet sind.

Die ersten und zweiten Wärmeaufnahmekammern 32a und 32b kommunizieren miteinander über eine Mehrzahl von Kommuni­ kations-Verbindungswegen 33, die in gleichem Winkelabstand in den ersten bis dritten Zwischenplatten 22 bis 24 angeordnet sind, und jeder der Kommunikations-Verbindungswege 33 ist zwischen zwei benachbarten Öffnungen für die Schraubbolzen 29 angeordnet. Auf diese Weise fließt die Wärmetauschflüssigkeit sowohl durch die ersten sowie zweiten Wärmeaufnahmekammern 32a und 32b über die Mehrzahl von Kommunikations-Verbindungs­ wegen 33 und nimmt von den ersten und zweiten Wärmeerzeu­ gungskammern 30 und 31 Wärme auf.

Das Gehäuse des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform ist weiter mit einer Kontrollkammer CR versehen, welche innerhalb des hinteren Gehäuseteils 25 vorgesehen ist und radial einwärts in Bezug auf die oben erwähnte ringförmige zweite Wärmeaufnahmekammer 32b lokali­ siert ist und hermetisch von der Kammer 32b durch die ring­ förmige Rippe 25a isoliert ist. Die Kontrollkammer CR ist eingerichtet, um bezogen auf das Fluid mit der zentralen Fluidkammer 24b der in der Wärmeerzeugung variablen Kammer zu kommunizieren, das heißt, der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 über die erste Fluid-Rückzugsöffnung 24c, und mit der ersten Fluid-Versorgungsöffnung 24e der dritten Zwischen­ platte 24.

Der hintere Gehäuseteil 25 ist mit einer ringförmigen Aus­ ragung 25b versehen, welche von einer inneren Fläche des hinteren Gehäuseteils 25 in die oben erwähnte Kontrollkammer CR hinausreicht.

Der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ dieser Ausführungsform ist auch dadurch charakterisiert, daß er zusätzlich eine Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit aufweist, die einen Ventilschaft 34 aufweist, der drehbar in der inneren Fläche des hinteren Gehäuseteils 25 an einer Zentralposition der Kontrollkammer CR gehalten ist und durch die ringförmige Aus­ ragung 25b des hinteren Gehäuseteils 25 eingeschlossen ist. Der Ventilschaft 34 ist ein axiales Element, das an dem Zen­ trum der ringförmigen Ausragung 25b angeordnet ist und sich zu der dritten Zwischenplatte 24 erstreckt.

Die Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit ist auch mit einem thermosensitiven Betätigungsmechanismus versehen, der eine Bimetall-Schraubenfeder 35 umfaßt, welche ein äußeres Ende 35a hat, das an einem Anteil der ringförmigen Ausragung 25b befestigt ist und ein inneres Ende 35b, das an dem dreh­ baren Ventilschaft 34 befestigt ist. Für die Bimetall-Schraubfeder 35 ist es vorgesehen, sich spiralförmig von einer vorbestimmten Position zu bewegen, welche für eine vor­ bestimmte Temperatur festgelegt ist, die als eine Referenz­ temperatur zum Heizen einer Zielbeheizungszone, beispiels­ weise einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs festgelegt ist; die Bewegung erfolgt als Antwort auf eine Änderung in der Tempe­ ratur bezüglich der vorbestimmten Temperatur. Die Bewegung der Bimetall-Schraubenfeder 35 verursacht eine Rotation des Ventilschafts 34, an dem ein scheibenförmiges Drehschieber­ ventil 36 befestigt ist, um mit dem Ventilschaft 34 zu rotie­ ren. Das Drehschieberventil 36 wird zu der hinteren inneren Fläche der dritten Zwischenplatte 34 durch eine Scheibenfeder 37 getrieben, welche gegen ein ringförmiges Ende der ring­ förmigen Ausragung 25b sitzt, so daß das Drehschieberventil 36 normalerweise die erste Fluid-Rückzugsöffnung 24c und die erste Fluid-Versorgungsöffnung 24e innerhalb der Kontroll­ kammer CR schließt. Das Drehschieberventil 36 ist mit einem bogenförmigen Fluid-Rückzugsschlitz (nicht in Fig. 2 gezeigt) zum Zurückziehen des viskosen Fluids von der zweiten Wärme­ erzeugungskammer 31 in die Kontrollkammer CR und einem bogen­ förmigen Fluid-Versorgungsschlitz 36a zum Bereitstellen des viskosen Fluids von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeerzeugungskammer 31 versehen. Insbesondere ergibt sich, wenn das Drehschieberventil 36 an eine Position gedreht ist, bei der der bogenförmige Fluid-Rückzugsschlitz in Erfassungs­ position mit der ersten Fluid-Rückzugsöffnung 24c ist, ein Rückzug des viskosen Fluids von der zweiten Wärmeerzeugungs­ kammer 31 zu der Kontrollkammer CR, und wenn das Drehschie­ berventil 36 zu einer Position gedreht ist, in der der bogen­ förmige Fluid-Versorgungsschlitz 36a in Erfassungsposition mit der ersten Fluidversorgungsöffnung 24e ist, ergibt sich eine Lieferung des viskosen Fluids von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeerzeugungskammer 31.

Der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausfüh­ rungsform ist weiter versehen mit einer Wellendichtungsvor­ richtung 38, welche innerhalb eines Nabenanteils der ersten Zwischenplatte 22 angeordnet ist, um benachbart zu der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 angeordnet zu sein, und einer Anti- Reibungs-Lagerungsvorrichtung 39, die innerhalb eines Naben­ anteils des vorderen Gehäuseteils 21 positioniert ist. Die Wellendichtungseinrichtung 38 und die Anti-Reibungs-Lagerungsvorrichtung 39 halten drehbar eine Antriebswelle 40, welche einen axialen inneren Teil aufweist, der sich in die ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 30 und 31 er­ streckt. Der axiale innere Teil der Antriebswelle 40 hält auf sich ein flachplattenartiges erstes Rotorelement 41, welches innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 angeordnet ist, und ein zweites Rotorelement 42, welches innerhalb der zwei­ ten Wärmeerzeugungskammer 31 angeordnet ist. Der Durchmesser des zweiten Rotorelements 42 ist so gewählt, daß es kleiner ist als derjenige des ersten Rotorelements 41. Beide Rotor­ elemente 41 und 42 sitzen im Paßsitz auf der Antriebswelle 40, um mit der Antriebswelle 40 zu rotieren. Das zweite Rotorelement 42 ist an einem zentralen Teil von sich mit einer Mehrzahl von in einem Abstand angeordneten Durchgangs­ öffnungen 42a versehen.

Innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 sind Zwischen­ räume zwischen den inneren Flächen der ersten Wärmeerzeu­ gungskammer 30 und den äußeren Flächen des ersten Rotor­ elements 41 vorgesehen. Auf ähnliche Weise sind innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 Zwischenräume zwischen den inneren Flächen der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 und den äußeren Flächen des zweiten Rotorelements 42 vorgesehen. Diese Zwischenräume der ersten und zweiten Wärmeerzeugungs­ kammern 30 und 31 sind mit viskosem Fluid, beispielsweise Silikonöl aufgefüllt. Das viskose Fluid füllt auch die Kon­ trollkammer CR, so daß die Bimetall-Schraubenfeder 33 in das Fluid eingetaucht ist bei der anfänglichen Stufe des Zusam­ mensetzens des Wärmegenerators.

Die Antriebswelle 40 des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ kann mit einer Antriebsquelle verbunden sein, beispielsweise einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) über einen geeigneten Transmissionsmechanismus wie beispielsweise einen Riemen- Riemenscheiben-Mechanismus oder eine Magnetspulenkopplung.

Wenn der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der zweiten Aus­ führungsform in ein Fahrzeugheizungssystem integriert und durch den Fahrzeugmotor angetrieben ist, wird die Antriebs­ welle 40 zusammen mit den ersten und zweiten Rotorelementen 41 und 42 rotiert. Das erste Rotorelement 41, das innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 rotiert, und das zweite Rotorelement 42, das innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungs­ kammer 31 rotiert, üben Scherwirkung auf das viskose Fluid aus, das in den Zwischenräumen zwischen den inneren Wänden der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 30, 31 und den äußeren Flächen der ersten und zweiten Rotorelemente 41, 42 eingeschlossen ist, so daß das viskose Fluid Wärme erzeugt. Die Wärme, die innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeu­ gungskammern 30 und 31 erzeugt wird, wird an das Wärmetausch­ fluid übertragen, das durch die ersten und zweiten Wärmeauf­ nahmekammern 32a und 32b strömt, so daß die Wärme zu dem externen Heizungskreislauf des Fahrzeugheizungssystems ge­ führt wird, um die Zielbeheizungszone zu heizen, beispiels­ weise die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs.

Während des Betriebs des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform sammelt sich das viskose Fluid (Silikonöl) innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 im allgemeinen zu dem zentralen Anteil hin der Kammer 31 infolge des Weissenberg-Effekts an. Auf diese Weise bleibt die Bimetall-Schraubenfeder 35, wenn die Temperatur des Silikon­ öls, welche in die Kontrollkammer CR gefüllt ist, niedriger ist als die vorbestimmte Referenztemperatur, an einer Posi­ tion, bei welcher die erste Fluid-Rückzugsöffnung 24c nicht in Erfassungsposition mit dem bogenförmigen Fluid-Rückzugs­ schlitz des Rotationsdrehschiebers 36 ist, sondern die erste Fluidversorgungsöffnung 24e in Erfassungsposition mit dem bogenförmigen Fluid-Versorgungsschlitz 36a des Drehschieber­ ventils 36 ist. Deshalb wird innerhalb der zweiten Wärmeer­ zeugungskammer 31 das Silikonöl nicht von der zentralen Fluidkammer 24b in die Kontrollkammer CR zurückgezogen. Andererseits wird eine Versorgungsmenge des Silikonöls von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeerzeugungskammer 31 durch den bogenförmigen Fluid-Versorgungsschlitz 36a, die erste Fluid-Versorgungsöffnung 24e und die radiale Fluid-Versorgungsaussparung 24d geliefert. Die Versorgung des Silikonöls von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeer­ zeugungskammer 31 wird erreicht durch das Bereitstellen der oben erwähnten Durchgangsöffnungen 42a. Insbesondere erlauben die Durchgangsöffnungen 42a des zweiten Rotorelements 42 dem Silikonöl, auf ruhige Weise von dem Zwischenraum zwischen der hinteren Fläche des zweiten Rotorelements 42 und der inneren Fläche der dritten Zwischenplatte 24 in den Zwischenraum zwischen der Vorderfläche des zweiten Rotorelements 42 und der inneren Fläche der zweiten Zwischenplatte 23 zu strömen.

Wenn das zusätzliche Silikonöl von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeerzeugungskammer 31 geliefert wird, nimmt die Wärmeerzeugung innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31, das heißt, der Kammer mit variabler Wärmeerzeugung, zu. Deshalb erhöht der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ seine Wärmeerzeugungsleistung und dementsprechend kann das Fahr­ zeugheizungssystem seine Wärmeabgabe erhöhen.

Andererseits bringt, wenn die Temperatur des Silikonöls innerhalb der Kontrollkammer CR höher ist als die vorbe­ stimmte Referenztemperatur, welche bezeichnend ist für die überschüssige Wärmezuwendung durch das Fahrzeugheizungssystem zu der beheizten Zone, die Bimetall-Schraubenfeder 35 das Drehschieberventil 36 zur Drehung in die Position, in der die erste Fluid-Rückzugsöffnung 24c und der bogenförmige Fluid-Rückzugsschlitz des Drehschieberventils 36 in Erfassungs­ position miteinander sind; die erste Fluid-Versorgungsöffnung 24e der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 ist aber nicht in Erfassungsposition mit dem gewölbten Fluid-Versorgungs­ schlitz 36a des Drehschieberventils 36. Deshalb wird das viskose Fluid, das heißt das Silikonöl, innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 von der Kammer 31 in die Kontroll­ kammer CR durch die zentrale Fluidkammer 24b, die erste Fluid-Versorgungsöffnung 24e und den bogenförmigen Fluid-Versorgungsschlitz 36a zurückgezogen. Die Durchgangsöffnungen 42a des zweiten Rotorelements 42 erlauben es dem Silikonöl, sich auf ruhige Weise innerhalb der zentralen Fluidkammer 24b zu sammeln, und im Gegenzug in die Kontrollkammer CR zu strömen. Demgemäß wird das Silikonöl innerhalb der Kontroll­ kammer CR ohne Rücklieferung in die zweite Wärmeerzeugungs­ kammer 31 gehalten.

Als Ergebnis wird eine Menge des Silikonöls, welches inner­ halb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31, in der das zweite Rotorelement 42 mit dem kleinen Durchmesser rotiert, redu­ ziert, und dementsprechend tritt eine Reduktion der Wärmeer­ zeugung innerhalb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 in beträchtlichem Maße ein. Auf diese Weise kann der Wärme­ generator vom Viskosfluid-Typ seine Wärmeerzeugungsleistung reduzieren, um die Heizungsfunktion des Fahrzeugheizungs­ systems zu reduzieren.

Es versteht sich, daß die Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform sehr effektiv sein kann für einen schnellen Rückzug des Silikonöls von der zweiten Wärmeerzeu­ gungskammer 31 in die Kontrollkammer CR und für eine schnelle Lieferung des Silikonöls von der Kontrollkammer CR in die zweite Wärmeerzeugungskammer 31 als Antwort auf eine Änderung im Bedarf für die Heizungsfunktion des Fahrzeugheizungs­ systems. Deshalb kann das Fahrzeugheizungssystem, in welches der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ gemäß der zweiten Aus­ führungsform integriert ist, ein hohes Mitgehverhalten in der Heizungsfunktion vorzeigen, wenn das Heizsystem in Betrieb ist. Weiter ist die Bereitstellung der zweiten in der Wärme­ erzeugungsleistung variablen Kammer 31 sehr effektiv zum Ab­ schwächen eines mechanischen Stoßes, der durch den Fahrzeug­ motor gegeben wird.

Die Menge des viskosen Fluids, welches innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 eingeschlossen ist, kann durch ange­ paßtes Auswählen der Durchmesser der zentralen Durchgangs­ öffnungen 23a der zweiten Zwischenplatte 23 unverändert blei­ ben.

In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform ist es ver­ ständlich, daß unter der Bedingung, daß die ersten und zwei­ ten Rotorelemente 41 und 42 eine identische axiale Breite aufweisen, wenn entweder beide Durchmesser der Rotorelemente 41 und 42 oder einer der Durchmesser der ersten und zweiten Rotorelemente 41 und 42 geändert werden, die Scherwirkung, die durch die rotierenden ersten und zweiten Rotorelemente 41 und 42 auf das viskose Fluid ausgeübt wird, welches innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 30 und 31 ein­ geschlossen ist, variiert, um in einer Änderung in der Gesamtwärmemenge innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeu­ gungskammern 30 und 31 zu resultieren. Deshalb ist es mög­ lich, wenn eine Kombination der Durchmesser der ersten und zweiten Rotorelemente 41 und 42 auf anpaßbare und selektive Weise in dem Stadium des Zusammensetzens des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform geändert wird, die Gesamtwärmemenge innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 30 und 31 in Abhängigkeit eines Hei­ zungsbedarfs eines Fahrzeugs, der im wesentlichen bestimmt ist durch Umwelt- und klimatische Bedingungen der verschie­ denen Regionen, in denen das Fahrzeug in der Praxis genutzt ist, auf anpaßbare Weise zu steuern. Auch ist es möglich, wenn nur der Durchmesser des zweiten Rotorelements 42 inner­ halb der zweiten Wärmeerzeugungskammer 31 verändert wird, die Wärmeerzeugungsleistung des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ der zweiten Ausführungsform zu variieren. Deshalb ver­ steht es sich, daß gemäß dem Konzept der zweiten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung die Größe des Gehäuses, welches den vorderen Gehäuseteil 21, die ersten bis dritten Zwischenplatten 22 bis 24 und den hinteren Gehäuseteil 25 umfaßt, nicht geändert werden muß, um die Wärmeerzeugungs­ leistung des Wärmegenerators zu ändern. Insbesondere ist es nur notwendig, auf selektive Weise den Durchmesser der ersten und zweiten Rotorelemente 41 und 42 innerhalb der ersten Wärmeerzeugungskammer 30 und der in der Wärmeerzeugungs­ leistung variablen Kammer 31 für den Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ zu ändern, um seine Wärmeerzeugungsleistung zu variieren. Deshalb können mit Ausnahme der ersten und zweiten Rotorelemente 41 und 42 alle Elemente und Teile des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ gemeinsam für die Produk­ tion von Wärmegeneratoren mit verschiedenen Arten von Wärme­ erzeugungsfunktionen angefertigt werden. Auf diese Weise können die Produktionskosten des Wärmegenerators vom Viskos­ fluid-Typ der zweiten Ausführungsform in erheblichem Maße niedrig gehalten werden.

Fig. 3 zeigt den Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ gemäß der dritten Ausführungsform. Wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist, unterscheidet sich der Wärmegenerator der dritten Ausfüh­ rungsform von dem Wärmegenerator der zweiten Ausführungsform dadurch, daß die axialen Breiten der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 55 und 56 so ausgebildet sind, daß sie deutlich länger sind als diejenigen der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 30 und 31 der zweiten Ausführungsform (Fig. 2). Deshalb sind die axialen Längen der ersten und dritten Zwischenplatten 51 und 52 länger als diejenigen der ersten und dritten Zwischenplatten 22 und 24 der zweiten Aus­ führungsform. Die erste Zwischenplatte 51 ist mit einer axial langen Ausnehmung 51a versehen, welche in dieser gebildet ist, um die axial breite erste Wärmeerzeugungskammer 55 zu definieren. Auf ähnliche Weise ist die dritte Zwischenplatte 52 mit einer axial langen Ausnehmung 52a versehen, welche darin gebildet ist, um die axial weite zweite Wärmeerzeu­ gungskammer 56 zu definieren, welche als die in der Wärme­ erzeugungsleistung variable Kammer gebildet ist.

Die ersten und zweiten Rotorelemente 53 und 54, welche inner­ halb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 55 und 56 angeordnet sind, sind so ausgebildet, daß sie eine große axiale Breite verglichen mit den ersten und zweiten Rotor­ elementen 41 und 42 der zweiten Ausführungsform aufweisen.

Weiter ist die Länge einer Mehrzahl von Schraubbolzen 47, um auf feste Weise den ersten Gehäuseteil 21, die ersten bis dritten Zwischenplatten 51, 23 und 52 und den hinteren Ge­ häuseteil 25 des Gehäuses zu verbinden, länger als die der Schraubenbolzen 29 der zweiten Ausführungsform. Weiter ist die axiale Länge einer Antriebswelle 58 so ausgebildet, daß sie länger ist als diejenige der Antriebswelle 40 der zweiten Ausführungsform. Die anderen Teile und Elemente des Wärme­ generators der dritten Ausführungsform sind identisch mit denjenigen, die in dem Wärmegenerator der zweiten Ausfüh­ rungsform zur Verwendung kommen.

Der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der dritten Ausfüh­ rungsform, welcher die ersten und zweiten Rotorelemente 53 und 54 mit großen axialen Breiten verwendet, ist in der Lage, eine große Scherkraft auf das viskose Fluid innerhalb der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern 55 und 56, vergli­ chen mit dem Wärmegenerator der zweiten Ausführungsform, welche in Fig. 2 gezeigt ist, auszuüben. Da der Wärmegene­ rator vom Viskosfluid-Typ der dritten Ausführungsform die zweite Wärmeerzeugungskammer 56 umfaßt, die als in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer 56 ausgebildet ist, und eine Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit, umfassend die Bimetall-Schraubenfeder 35 und das Drehschiebeventil 36, die ähnlich sind zu den entsprechenden Elementen des Wärme­ generators der zweiten Ausführungsform, kann weiter der Wärmegenerator der dritten Ausführungsform eine variable Wärmeerzeugungsleistung vorweisen als Antwort auf eine Be­ darfsänderung für eine Heizungsfunktion des Fahrzeughei­ zungssystems. Es ist anzumerken, daß das Konzept der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche mehrere Kombinationen der ersten und zweiten Rotorelemente 53, 54 mit großen axialen Breiten verwendet, zur Erniedrigung der Produktionskosten des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ beitragen kann.

Fig. 4 zeigt die vierte Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung, die im wesentlichen ähnlich ist zu der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 mit Ausnahme der Konstruktion der ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern. Insbesondere ist in dem Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der vierten Ausführungsform die erste Wärmeerzeugungskammer 65 durch eine erste Zwischenplatte 61 gebildet, welche mit einer kreisför­ migen Ausnehmung 61a versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie eine relativ kleine axiale Breite aufweist, und die zweite Wärmeerzeugungskammer 66 ist durch eine dritte Zwischenplatte 62 gebildet, welche mit einer kreisförmigen Ausnehmung 62a versehen ist, die so ausgebildet ist, daß sie eine große axiale Breite aufweist. Auf diese Weise hat das erste Rotorelement 63 eine relativ kleine axiale Breite, aber das zweite Rotorelement 64 hat eine große axiale Breite.

Da der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ der vierten Aus­ führungsform mit der zweiten Wärmeerzeugungskammer 66 ver­ sehen ist, die als in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer ausgebildet ist, und eine Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit eine Bimetall-Schraubenfeder 35 umfaßt, welche als Ventilbetätigung eines Drehschieberventils 36 einsetzbar ist, kann der Wärmegenerator der vierten Ausfüh­ rungsform auf anpaßbare Weise die Wärmeerzeugungsleistung von sich als Antwort auf eine Änderung in dem Bedarf für die Heizungsfunktion des Fahrzeugheizungssystems, in welchem der Wärmegenerator integriert ist, ändern.

Es versteht sich, daß die Wärmeerzeugungsleistung des Wärme­ generators vom Viskosfluid-Typ der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 4 im wesentlichen ähnlich ist zu der des Wärme­ generators der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Aus der vorangehenden Beschreibung der ersten bis vierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird deutlich, daß erfindungsgemäß ein Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ Wärmeerzeugungsleistungen vorweisen kann, die variierbar in Abhängigkeit einer Veränderung im Bedarf für die Heizungs­ funktion eines Heizungssystems, in welchem der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ integriert ist, sind, ohne eine Erhöhung in den Produktionskosten des Wärmegenerators zu verursachen.

Es versteht sich, daß sich für den Fachmann viele und viel­ fältige Modifikationen und Variationen ergeben, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann, wenn der Wärmegenerator in ein Fahrzeugheizungssystem integriert ist, die Wärmetauschflüssigkeit, welche benutzt wird zur Wärmeauf­ nahme aus den Wärmeerzeugungskammern, vorzugsweise Kühlwasser eines Fahrzeugmotors sein. Jedoch kann die Wärmetauschflüs­ sigkeit auch eine geeignete andere Flüssigkeit, beispiels­ weise ein Öl, sein. Weiter können die ersten und zweiten Wärmeerzeugungskammern voneinander isoliert sein durch Aus­ schluß der zentralen Durchgangsöffnung 23a der gezeigten Aus­ führungsformen.

Claims (12)

1. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ, welcher umfaßt:
ein Gehäuse, in welchem eine Wärmeerzeugungskammer, in der Wärme erzeugbar ist, und eine Wärmeaufnahmekammer, welche der Wärmeerzeugungskammer benachbart angeordnet ist, durch die ein Wärmetauschfluid zirkulierbar ist, um auf diese Weise Wärme von der Wärmeerzeugungskammer auf­ zunehmen, gebildet ist;
eine Antriebswelle, welche mittels einer Lagerungsvor­ richtung durch das Gehäuse drehbar um eine Rotations­ achse gehalten ist;
mindestens eine Teilungsplatte, welche die Wärmeerzeu­ gungskammer in mindestens zwei getrennte Wärmeerzeu­ gungs-Komponentenkammern teilt, welche nebeneinander in einer Richtung parallel mit der Rotationsachse der An­ triebswelle angeordnet sind, wobei die Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern jeweils eine innere Wand daran auf­ weisen;
mindestens zwei Rotorelemente, welche koaxial auf der Antriebswelle zur Rotation mit dieser montiert sind, wobei die jeweiligen Rotorelemente in den jeweiligen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern der Wärmeerzeugungs­ kammer angeordnet sind und äußere Flächen aufweisen, wodurch Zwischenräume zwischen den äußeren Flächen von jedem Rotorelement und der inneren Wand von jeder Wärme­ erzeugungs-Komponentenkammer gebildet sind;
ein viskoses Fluid, welches in den Zwischenräumen zwischen den äußeren Flächen von jedem Rotorelement und der inneren Wand von jeder Wärmeerzeugungs-Komponenten­ kammer eingeschlossen ist, so daß es einer Scherwirkung unterwerfbar ist, welche darin die Wärme während der Rotation von jedem Rotorelement erzeugt, wobei minde­ stens zwei Rotorelemente eine unterschiedliche Größe relativ zueinander aufweisen, um auf diese Weise unter­ schiedliche Wärmeerzeugungsleistungen vorzuweisen.

2. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Rotor­ elemente (13, 14; 41, 42; 53, 54; 63, 64), welche ko­ axial auf der Antriebswelle (12; 40; 58) montiert sind, äußere Durchmesser aufweisen, welche verschieden vonein­ ander sind, so daß die äußeren Flächen der jeweiligen Rotorelemente auf das viskose Fluid in den jeweiligen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern (7, 8; 30, 31; 55, 56; 65, 66) Scherwirkungen ausüben, welche verschieden voneinander sind.

3. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Rotorelemente (13, 14; 41, 42; 53, 54; 63, 64), welche koaxial auf der Antriebswelle (12; 40; 58) montiert sind, axiale Breiten aufweisen, die verschieden vonein­ ander sind, so daß die jeweiligen Rotorelemente (13, 14; 41, 42; 53, 54; 63, 64) auf das viskose Fluid in den je­ weiligen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammern (7, 8; 30, 31; 55, 56; 65, 66) Scherwirkungen ausüben, die ver­ schieden voneinander sind.

4. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der mindestens zwei getrennten Wärmeerzeugungs-Komponenten­ kammern als eine in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer (31; 56; 66) gebildet ist, wobei die in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer mit einer Wärme­ erzeugungsleistung-Änderungseinheit versehen ist, welche eine Kontrollkammer (CR) umfaßt, die benachbart zu der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) angeordnet ist und bezogen auf das Fluid mit einem Zentralbereich (24b) der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) kommuniziert, um eine ge­ gebene Menge des viskosen Fluids von der in der Wärmeer­ zeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) unter dem Weissenberg-Effekt aufzunehmen, wenn die Wärmeerzeu­ gungsleistung des Wärmegenerators vom Viskosfluid-Typ reduziert werden soll.

5. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollkammer (CR) auf weitergehende Weise mit der in der Wärmeerzeugungs­ leistung variablen Kammer (31; 56; 66) kommuniziert, um die gegebene Menge des viskosen Fluids von dort in die in der Wärmeerzeugungsleistung variable Kammer (31; 56; 66) zu liefern.

6. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeerzeugungsleistung-Änderungseinheit einen thermo­ sensitiven Betätigungsmechanismus zum Steuern oder Regeln einer Fluidkommunikation zwischen der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) und der Kontrollkammer (CR) als Antwort auf eine Ände­ rung in der Temperatur des viskosen Fluids innerhalb der Kontrollkammer (CR) von einer vorgegebenen Referenz­ temperatur umfaßt.

7. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der thermosensitive Betäti­ gungsmechanismus ein Bimetall-betätigtes Drehschieber­ ventil (36) umfaßt, welches die Fluidkommunikation zwischen der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) und der Kontrollkammer (CR) steuert oder regelt.

8. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach einem der An­ sprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotor­ element (42; 54; 64), welches innerhalb der in der Wärmeerzeugungsleistung variablen Kammer (31; 56; 66) angeordnet ist, einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als derjenige des Rotorelementes (41; 53; 63), welcher in der anderen Wärmeerzeugungs-Komponentenkammer (30; 55; 65) angeordnet ist.

9. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse vordere (1; 21) und hintere Gehäuseelemente (4; 25) umfaßt, die in einem axialen Abstand voneinander angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Zwischenplatten­ elementen (2, 3; 22, 23, 24; 51, 52; 61, 62), welche eines neben einen anderen zwischen den vorderen (1; 21) und hinteren (4; 25) Gehäuseelementen angeordnet sind, wobei die vorderen (1; 21) und hinteren (4; 25) Gehäuse­ elemente und diese Mehrzahl von Zwischenplattenelementen (2, 3; 22, 23, 24; 51, 52; 61, 62) axial miteinander kombiniert sind, um so mindestens zwei Wärmeerzeugungs­ kammern (7, 8; 30, 31; 55, 56; 65, 66) und die Wärmeauf­ nahmekammern (9a; 32a, 32b) zu bilden.

10. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmeaufnahmekammer eine erste Wärmeaufnahmekammer (32a) umfaßt, welche innerhalb des vorderen Gehäuseelements (21) gebildet ist, und eine zweite Wärmeaufnahmekammer (32b), welche innerhalb des hinteren Gehäuseelements (25) gebildet ist, wobei die erste (32a) und zweite (32b) Wärmeaufnahmekammer bezogen auf das Fluid miteinander kommunizieren, so daß die Wärmetauschflüssigkeit durch die erste und zweite Wärme­ aufnahmekammer (32a, 32b) strömen kann, wobei die zweite Wärmeaufnahmekammer (32b) einen Einlaß (32c) aufweist, durch den die Wärmetauschflüssigkeit in die erste (32a) und zweite (32b) Wärmeaufnahmekammer strömt, und einen Auslaß, durch den die Wärmetauschflüssigkeit aus der ersten (32a) und zweiten (32b) Wärmeaufnahmekammer ausströmen kann.

11. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebswelle (12; 40; 58) mit einer darauf montierten Transmissionseinheit (16) versehen ist, um auf diese Weise an eine Rotationsantriebsquelle koppelbar zu sein.

12. Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rotationsantriebsquelle ein Fahrzeugmotor ist, und weiter der Wärmegenerator vom Viskosfluid-Typ in ein Heizsystem eines Fahrzeugs inte­ griert ist.