JPH11227451A - 熱発生器 - Google Patents

熱発生器

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JPH11227451A
JPH11227451A JP10034753A JP3475398A JPH11227451A JP H11227451 A JPH11227451 A JP H11227451A JP 10034753 A JP10034753 A JP 10034753A JP 3475398 A JP3475398 A JP 3475398A JP H11227451 A JPH11227451 A JP H11227451A
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JP
Japan
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heat
heat generating
chamber
chambers
rotor
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JP10034753A
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English (en)
Inventor
Takahiro Moroi
隆宏 諸井
Shigeru Suzuki
鈴木  茂
Satoshi Yagi
聖史 八木
Tatsuya Hirose
達也 廣瀬
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24VCOLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動軸の一定回転数当たりの最大発熱量を大き
くすることができるとともに、発熱量を中間状態で維持
可能な熱発生器を提供する。 【解決手段】第1〜3発熱室12〜14を採用するとと
もに第1〜3ロータ22〜24を採用し、第1〜3発熱
室12〜14における液密的間隙での発熱能力を独立し
て制御可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【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
して車室等の暖房熱源に利用する熱発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ドイツ国公開公報3832966
号に車両用暖房装置に利用される熱発生器が開示されて
いる。この熱発生器では、ハウジング内に発熱室と、こ
の発熱室に隣接して循環流体を循環させる放熱室として
のウォータジャケットとが形成されている。また、ハウ
ジングには軸受装置及び軸封装置を介して駆動軸が回動
可能に支承されており、駆動軸の前端にはエンジンによ
りベルト駆動されるプーリが固定され、駆動軸の後端に
は発熱室内で回動可能にロータが一体的に形成されてい
る。そして、発熱室の壁面とロータの外面との液密的間
隙にはロータの回動により発熱されるシリコーンオイル
等の粘性流体が介在されている。また、ハウジング内に
は、発熱室と回収通路及び供給通路により連通され、粘
性流体を収容可能な貯留室が形成されている。回収通路
はロータの回動により発熱室内の粘性流体を積極的に貯
留室に回収するようになされており、供給通路はバイメ
タルを用いた弁手段により開閉可能になされている。
【0003】車両の暖房装置に組み込まれたこの熱発生
器では、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
ロータの外面との液密的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冷却水に熱交換さ
れ、加熱された冷却水が暖房回路で車室等の暖房に供さ
れることとなる。
【0004】また、ロータが回動している間、粘性流体
は発熱室からは回収通路により貯留室に常に回収され
る。一方、弁手段が供給通路を開放しておれば、貯留室
内の粘性流体が発熱室に供給される。このため、この場
合には、粘性流体が発熱室と貯留室との間で循環し、粘
性流体の高温劣化が防止される。他方、弁手段が供給通
路を閉塞しておれば、貯留室内の粘性流体が発熱室に供
給されない。このため、この場合には、粘性流体が発熱
室から貯留室に回収されるだけであり、発熱室での発熱
が抑えられる。したがって、この熱発生器では、駆動軸
の駆動を電磁クラッチ等により断接しなくても発熱の停
止が可能になるとともに、粘性流体の高温劣化の防止も
図ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の熱
発生器では、ロータが一個であり、ハウジングには、そ
のロータを内部で回動させる一個の発熱室が形成されて
いるだけである。このため、この種の熱発生器におい
て、軸長を変えずに駆動軸の一定回転数当たりの最大発
熱量を大きくするためには、周速度を大きくすべく、大
径のロータを採用せざるを得ない。それでは全体の大径
化を招来して車両等への搭載性を損なってしまう。
【0006】他方、米国特許公報4312322号に開
示された熱発生器のように、駆動軸に並列に複数個の円
板状のロータを採用し、ハウジングに各々のロータを内
部で回動させる複数個の発熱室を駆動軸に並列に円板状
に形成することも考えられる。この種の熱発生器では、
複数個づつの発熱室とロータとの液密的間隙が大きなせ
ん断面積を有することとなり、駆動軸の一定回転数当た
りの最大発熱量を大きくすることができる。また、この
熱発生器では、粘性流体を収容する貯留室を有し、各発
熱室を供給通路によりその貯留室と連通させているた
め、発熱室内に常に粘性流体を供給できるようになって
いる。
【0007】しかしながら、従来のこの種の熱発生器で
は、全ての発熱室とロータとの液密的間隙について一括
して粘性流体を供給し、個別の発熱室について粘性流体
の充填量を制御することとはしていない。このため、こ
の熱発生器では、駆動軸の回転数が低い間は、駆動軸の
回転数の上昇に応じて発熱量を増加することはできるも
のの、駆動軸の回転数が高くなるに従って発熱量が一様
に増加してしまう。このため、この場合には、例え暖房
等が要求されていても、過剰な暖房等を回避したり、粘
性流体の高温劣化を防止したりするために、駆動軸への
駆動力の伝達を断って発熱を停止したり、全ての液密的
間隙について一括して粘性流体の供給を停止しなければ
ならない。つまり、この熱発生器では、発熱量を中間状
態で維持することができない。
【0008】なお、実開平4−11716号公報には、
上記米国特許公報開示の熱発生器と同様、複数個の発熱
室及びロータを採用した熱発生器が開示されているが、
この熱発生器では、各発熱室との間で粘性流体を循環可
能な貯留室を設けておらず、単に駆動軸の一定回転数当
たりの最大発熱量を大きくすることはできるものの、発
熱量の調整は不能であるとともに、粘性流体の高温劣化
の危惧も生じてしまう。
【0009】本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされ
たものであって、駆動軸の一定回転数当たりの最大発熱
量を大きくすることができるとともに、発熱量を中間状
態で維持可能な熱発生器を提供することを解決すべき課
題としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の熱発生器は、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液密的間隙に介在さ
れ、該ロータの回動によりせん断されて発熱する粘性流
体とを有する熱発生器において、前記ロータは複数個で
構成され、前記ハウジングには各々該ロータを内部で回
動させる複数個の前記発熱室が形成され、各該発熱室に
おける前記液密的間隙での発熱能力は独立して制御可能
になされていることを特徴とする。
【0011】本発明の熱発生器では、各発熱室における
液密的間隙での発熱能力を独立して制御可能としている
ため、駆動軸の回転数が低い間は、多くの発熱室におい
て液密的間隙での発熱を維持して駆動軸の回転数の上昇
に応じて発熱量を増加させることができ、駆動軸の回転
数が高くなれば、いくつかの発熱室において液密的間隙
での発熱を停止させて発熱量を減少させたり、また全て
の発熱室において液密的間隙での発熱を停止させること
もできる。こうして、過剰な暖房等を回避したり、粘性
流体の高温劣化を防止したりしつつ、要求される暖房等
を実現することができる。つまり、この熱発生器では、
発熱量を中間状態で維持することができる。
【0012】また、この熱発生器では、複数個づつの発
熱室とロータとの液密的間隙が大きなせん断面積を有す
ることとなり、駆動軸の一定回転数当たりの最大発熱量
を大きくすることができる。なお、本発明の熱発生器に
おいては、径等の異なるロータ等を採用することもでき
るが、部品の管理及び複数種類の熱発生器を製造する観
点からは共通のロータ等を採用することが好ましい。他
方、径等の異なるロータ等を採用すれば、各発熱室にお
ける液密的間隙毎にせん断面積を異ならせて発熱量を異
ならせることができる。
【0013】本発明の具体化のためには、ハウジングに
少なくとも一つの発熱室における液密的間隙の容積を超
える粘性流体を収容できる貯留室を配設し、各発熱室と
貯留室とを回収通路及び供給通路により連通して粘性流
体を循環させるようにし、回収通路及び供給通路の少な
くとも一方を各発熱室毎に独立して開閉可能とすること
ができる。こうであれば、発熱室内と貯留室内とで粘性
流体を循環でき、粘性流体の高温劣化を防止できる。そ
して、この際、回収通路及び供給通路の少なくとも一方
が各発熱室毎に独立して開閉可能になっているため、個
別の液密的間隙について粘性流体の充填量を制御するこ
とができる。このため、この熱発生器では、駆動軸の回
転数が低い間は、多くの発熱室において、その液密的間
隙に粘性流体を供給することにより、それら液密的間隙
での発熱を維持して駆動軸の回転数の上昇に応じて発熱
量を増加させることができる。他方、駆動軸の回転数が
高くなれば、特定の発熱室のみの液密的間隙に粘性流体
を供給したり、少なくとも一つの発熱室における液密的
間隙から粘性流体を貯留室に回収したりすることによ
り、発熱量を減少又は停止させることができる。
【0014】回収通路及び供給通路の少なくとも一方の
開閉は電磁コイルへの励磁又は消磁により具体化可能で
ある。こうであれば、電子制御によりきめ細かな発熱量
の調整が可能である。また、回収通路及び供給通路の少
なくとも一方の開閉はバイメタルの変形によっても具体
化可能である。こうであれば、熱発生器の内部で発熱量
の調整が可能であり、補助熱源として簡易な構造を実現
でき、製造コストの低廉化を実現できる。
【0015】各ロータは駆動軸に並列に設けられる円板
状のものであり、各発熱室は駆動軸に並列に設けられる
円筒状に形成されていることが好ましい。こうであれ
ば、全体の軸長は大きくなるものの、その小径化から車
両等への優れた搭載性を発揮できる。また、貯留室は個
々の発熱室毎に配設することもできるが、粘性流体の高
温劣化防止の観点からは単一であることが好ましい。す
なわち、貯留室が単一であれば、例え液密的間隙毎に作
動時間等で粘性流体のせん断条件が異なっても、それら
の粘性流体が単一の貯留室内で混ざり合い、過酷なせん
断条件が特定の粘性流体にのみ作用することがなく、全
体として粘性流体の延命化を図ることができる。また、
単一の貯留室を配設することの方が個々の発熱室毎に貯
留室を配設するよりも構造が簡易となり、製造コストの
低廉化を実現する。他方、貯留室を個々の発熱室毎に配
設する場合、各発熱室毎に公称粘度の異なる粘性流体を
充填してもそれらが混じり合わないこととなるため、各
液密的間隙が同一で、同一のせん断面積を有していても
各発熱室毎の発熱量を異ならせることができる。
【0016】さらに、貯留室は、各ロータの外周側で軸
方向に対して発熱室と並列的に位置していることが好ま
しい。こうであれば、個々の回収通路及び供給通路を発
熱室の外周側に位置させやすく、個々の回収通路及び供
給通路が貯留室と発熱室とを外周側から個別に連通しや
すい。そして、貯留室から供給通路を介して発熱室に粘
性流体を供給する際、当初からその粘性流体が最も周速
の大きいロータの外周域に移送されることとなる。ま
た、発熱室から回収通路を介して貯留室に粘性流体を回
収する際、最も高温で劣化しやすい状態の粘性流体が遠
心力も手伝って迅速に貯留室に回収されることとなる。
このため、この熱発生器では、粘性流体が発熱室と貯留
室との間で循環しやすい。また、この熱発生器では、貯
留室がロータの外周側に位置していることから、貯留室
がロータの前後側に位置しているよりも、軸長が小さ
く、構造も簡易となる。このため、車両等への優れた搭
載性を発揮できるとともに、製造コストの低廉化を実現
する。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態1、2を比較形態1、2とともに図面を参照しつつ説
明する。 (実施形態1)この熱発生器としてのビスカスヒータV
Hでは、図1に示すように、前部ハウジング本体1、第
1プレート2、第2プレート3、第3プレート4、第4
プレート5、第5プレート6、第6プレート7、第7プ
レート8、第8プレート9及び後部ハウジング本体10
が各々積層され、これらがそれぞれ間にOリングを介し
て複数本のボルト11により締結されている。第1プレ
ート2、第4プレート5及び第7プレート8の後面には
円形の凹部が凹設されており、これらの凹部はそれぞれ
第2プレート3、第5プレート6及び第8プレート9の
前面とにより第1〜3発熱室12〜14を形成してい
る。
【0018】第1プレート2の凹部の底面には、図2に
示すように、後述する粘性流体としてのシリコーンオイ
ルSOのせん断効果を高めるとともに伝熱面積向上のた
めの溝2aが放射状に凹設されている。第4プレート5
及び第7プレート8も図示はしないが同様である。ま
た、第1プレート2、第4プレート5及び第7プレート
8とともに第1〜3発熱室12〜14を形成する第2プ
レート3、第5プレート6及び第8プレート9の前面も
図示はしないが同様である。
【0019】また、図1に示すように、第1プレート
2、第4プレート5及び第7プレート8の前面には円弧
状のフィン2b、5b、8bが複数条軸方向前方に突設
され、第2プレート3、第5プレート6及び第8プレー
ト9の後面にも円弧状のフィン3b、6b、9bが複数
条軸方向後方に突設されている。そして、前部ハウジン
グ本体1と第1プレート2のフィン2bとにより第1ウ
ォータジャケットWJ1が形成され、第2プレート3の
フィン3bと第3プレート4とにより第2ウォータジャ
ケットWJ2が形成され、第3プレート4と第4プレー
ト5のフィン5bとにより第3ウォータジャケットWJ
3が形成され、第5プレート6のフィン6bと第6プレ
ート7とにより第4ウォータジャケットWJ4が形成さ
れ、第6プレート7と第7プレート8のフィン8bとに
より第5ウォータジャケットWJ5が形成され、第8プ
レート9のフィン9bと後部ハウジング本体10とによ
り第6ウォータジャケットWJ6が形成されている。第
1〜6ウォータジャケットWJ1〜WJ6が放熱室であ
り、これら第1〜6ウォータジャケットWJ1〜WJ6
内の循環流体としての冷却水はこれらフィン2b、3
b、5b、6b、8b、9bに従って流れるようになっ
ており、フィン2b、3b、5b、6b、8b、9bは
その際に受熱面積を向上させている。
【0020】第1プレート2及び第2プレート3の軸
孔、第4プレート5及び第5プレート6の軸孔並びに第
7プレート8及び第8プレート9の軸孔には軸封装置内
蔵の軸受装置15〜20が設けられ、これら軸受装置1
5〜20により駆動軸21が回動可能に支承されてい
る。また、駆動軸21には、軸受装置15、16の間、
軸受装置17、18の間及び軸受装置19、20の間に
位置し、それぞれ第1〜3発熱室12〜14内で回動可
能な第1〜3ロータ22〜24が圧入されている。これ
ら第1〜3ロータ22〜24は、それぞれ円板状をなし
ており、シリコーンオイルSOのせん断効果を高めると
ともにそれぞれ第1〜3発熱室12〜14内のシリコー
ンオイルSOを外周域に移行させる複数条のスリット2
2a、23a、24aを有している。これらのスリット
22a、23a、24aは図2の二点鎖線で示す回転方
向R後方側に傾斜している。また、図1に示すように、
これら第1〜3ロータ22〜24の中央域には前後に貫
通する連通孔22b、23b、24bが複数個形成され
ている。
【0021】そして、図2に示すように、第1プレート
2、第4プレート5及び第7プレート8は第1〜3ロー
タ22〜24の横部から下部にかけて(第1〜3発熱室
12〜14の側面において横部から下部にかけて)膨出
されており、この横部から下部には円弧状の単一の貯留
室SRが形成されている。これにより貯留室SRの容積
を確保しつつ、ビスカスヒータVH全体の大径化を最小
限にしている。第1〜3発熱室12〜14の壁面と第1
〜3ロータ22〜24の外面との液密的間隙及び貯留室
SRの一部には粘性流体としてのシリコーンオイルSO
が40〜70vol%の充填率で封入されている。
【0022】また、第1プレート2、第4プレート5及
び第7プレート8には、貯留室SRの底部と第1〜3発
熱室12〜14とを第1〜3ロータ22〜24の接線方
向で連通する供給孔2c、5c、8cが形成されてお
り、第1〜3発熱室12〜14の前部及び後部壁面には
第1〜3ロータ22〜24の回転方向Rに延在する供給
溝2d、5d、8dが凹設されている。供給孔2c、5
c、8c及び供給溝2d、5d、8dが供給通路であ
る。また、供給孔2c、5c、8cの対面にはそれぞれ
弁体25が接線方向に摺動可能に設けられている。各弁
体25は、供給孔2c、5c、8cを閉塞する方向に付
勢力をもつ各押圧ばね26により付勢されているととも
に、第1プレート2、第4プレート5及び第7プレート
8に固定された各ケース27内の電磁コイル28により
供給孔2c、5c、8cを開放する方向に移動可能にな
されている。各電磁コイル28は図示しないエアコンE
CUに接続されている。
【0023】他方、第1プレート2、第4プレート5及
び第7プレート8には、第1〜3発熱室12〜14から
第1〜3ロータ22〜24の放射方向に延在し、軸芯よ
りも上方において貯留室SRの気体相に連通する回収孔
2e、5e、8eが形成されている。また、第1プレー
ト2、第4プレート5及び第7プレート8には、第1〜
3ロータ22〜24の径方向に対し、第1〜3ロータ2
2〜24の回転方向R前方側に傾斜し、回収孔2e、5
e、8eに向かって延在する回収溝2f、5f、8fが
凹設されている。回収孔2e、5e、8e及び回収溝2
f、5f、8fが回収通路である。そして、回収溝2
f、5f、8fと回収孔2e、5e、8eとの間には凸
部2g、5g、8gが第1〜3発熱室12〜14内に向
かって突設されている。第2プレート3、第5プレート
6及び第8プレート9にも同様の供給孔、供給溝及び回
収溝が形成されている。
【0024】また、第1〜8プレート2〜9にはエンジ
ンの冷却回路及び車両の暖房回路と連通する入水路29
及び出水路30が形成されており、入水路29及び出水
路30は第1〜6ウォータジャケットWJ1〜WJ6に
連通している。以上により熱発生器たるビスカスヒータ
VHが構成されている。そして、図1に示すように、前
部ハウジング本体1及び駆動軸21には電磁クラッチM
Cが装着されている。ここで、電磁クラッチMCでは、
ビスカスヒータVHの前部ハウジング本体1に軸受装置
31を介してプーリ32が回転可能に支承されていると
ともに、プーリ32内に位置すべく電磁コイル33が設
けられている。この電磁コイル33も図示しないエアコ
ンECUに接続されている。そして、ビスカスヒータV
Hの駆動軸21はボルト34及びキー35によりハブ3
6が固定され、ハブ36は弾性ゴム37等を介してアー
マチュア38と固定されている。プーリ32は図示しな
い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。
【0025】以上のように構成されたビスカスヒータV
Hでは、駆動軸21が電磁クラッチMCを介してエンジ
ンにより駆動され、第1〜3発熱室12〜14内で第1
〜3ロータ22〜24が回動する。この際、車両がアイ
ドリング状態であったり、低速で走行していたりするこ
とにより、駆動軸21の回転数が低い間は、エアコンE
CUにより全ての電磁コイル28を励磁する。これによ
り、全ての弁体25が押圧ばね26の付勢力に抗して供
給孔2c、5c、8cを開放する。このため、貯留室S
R内のシリコーンオイルSOは自重により供給孔2c、
5c、8c及び供給溝2d、5d、8dより第1〜3発
熱室12〜14の壁面と第1〜3ロータ22〜24の外
面との全ての液密的間隙に供給される。これにより、シ
リコーンオイルSOが全ての第1〜3発熱室12〜14
における液密的間隙でせん断により発熱する。この発熱
は第1〜6ウォータジャケットWJ1〜WJ6内の冷却
水に熱交換され、加熱された冷却水がエンジンの暖機運
転に供されることとなるとともに、ヒータコア等により
車室の暖房に供されることとなる。こうして、このビス
カスヒータでは、大きなせん断面積で駆動軸21の一定
回転数当たりの最大発熱量を大きくしている。
【0026】かかる状態を回転数と発熱量Q/最低発熱
量Qlowとの関係で見れば、例えば図3の●印で示す
ように、回転数がアイドリング状態から1300rpm
までであれば、発熱量Q/最低発熱量Qlowが大きな
傾斜の曲線で上昇する。つまり、駆動軸21の回転数の
上昇に応じて大きく発熱量が増加する。なお、図3にお
いて、最低発熱量Qlowは最低回転数でも所要の暖房
が得られるように設定している(例えば1000rpm
で2.5kw)。
【0027】他方、車両が高速で走行して駆動軸21の
回転数が高くなれば、エアコンECUによりまず一つの
電磁コイル34を消磁する。これにより、一つの弁体2
5が押圧ばね26の付勢力に屈して例えば供給孔2cを
閉塞する。このため、貯留室SR内のシリコーンオイル
SOは、第2、3発熱室13、14の壁面と第2、3ロ
ータ23、24の外面との液密的間隙には供給されるも
のの、第1発熱室12の壁面と第1ロータ22の外面と
の液密的間隙には供給されない。この間、第1発熱室1
2内では回収溝2f、凸部2g及び回収孔2eによりシ
リコーンオイルSOが貯留室SRに回収される。これに
より、シリコーンオイルSOは第2、3発熱室13、1
4の壁面と第2、3ロータ23、24の外面との二つの
液密的間隙ではせん断により発熱するが、第1発熱室1
2の壁面と第1ロータ22の外面との一つの液密的間隙
ではせん断されずに発熱しない。
【0028】このため、例えば図3の●印で示すよう
に、回転数が1300〜1700rpmであれば、発熱
量Q/最低発熱量Qlowがやや小さな傾斜の曲線で上
昇する。こうして、過剰な暖房等を回避したり、シリコ
ーンオイルSOの高温劣化を防止したりしつつ、要求さ
れる暖房等を実現することができる。つまり、このビス
カスヒータVHでは、発熱量を第1の中間状態で維持す
ることができる。
【0029】車両がさらに高速で走行して駆動軸21の
回転数がさらに高くなれば、エアコンECUにより合計
二つの電磁コイル34を消磁する。これにより、二つの
弁体25が押圧ばね26の付勢力に屈して例えば供給孔
2c、5cを閉塞する。このため、貯留室SR内のシリ
コーンオイルSOは、第3発熱室14の壁面と第3ロー
タ24の外面との液密的間隙には供給されるものの、第
1、2発熱室12、13の壁面と第1、2ロータ22、
23の外面との液密的間隙には供給されない。この間、
第1、2発熱室12、13内では回収溝2f、5f、凸
部2g、5g、及び回収孔2e、5eによりシリコーン
オイルSOが貯留室SRに回収される。これにより、シ
リコーンオイルSOは第3発熱室14の壁面と第3ロー
タ24の外面との一つの液密的間隙ではせん断により発
熱するが、第1、2発熱室12、13の壁面と第1、2
ロータ22、23の外面との二つの液密的間隙ではせん
断されずに発熱しない。
【0030】このため、例えば図3の●印で示すよう
に、回転数が1700rpmを超えれば、発熱量Q/最
低発熱量Qlowがさらに小さな傾斜の曲線で上昇す
る。こうして、より過剰な暖房等を回避したり、シリコ
ーンオイルSOの高温劣化を防止したりしつつ、要求さ
れる暖房等を実現することができる。つまり、このビス
カスヒータVHでは、発熱量を第2の中間状態で維持す
ることができる。なお、最高発熱量Qhighはシリコ
ーンオイルSOの高温劣化を生じないように設定してい
る。
【0031】こうして、このビスカスヒータVHでは、
常用回転数域において最低発熱量Qlowを確実に確保
しつつ、回転数の変化があっても発熱量の変化を滑らか
な小さいものにすることができる。このため、運転ショ
ックも小さくなる。なお、車両がさらに高速で走行して
駆動軸21の回転数がさらに高くなれば、エアコンEC
Uにより合計三つの電磁コイル34を消磁する。これに
より、三つの液密的間隙での発熱を停止する。この場合
には、駆動軸21の駆動を電磁クラッチ等により断接し
なくても発熱の停止が可能になる。
【0032】また、このビスカスヒータVHでは、第1
〜3ロータ22〜24が駆動軸21に並列に設けられる
円板状のものであり、第1〜3発熱室12〜14は駆動
軸21に並列に設けられる円筒状に形成されているた
め、全体の軸長は大きいものの、その小径化から車両へ
の優れた搭載性を発揮している。さらに、このビスカス
ヒータVHでは、貯留室SRが単一であるため、第1〜
3発熱室12〜14の壁面と第1〜3ロータ22〜24
の外面との液密的間隙毎に作動時間等でシリコーンオイ
ルSOのせん断条件が異なっても、それらのシリコーン
オイルSOが単一の貯留室SR内で混ざり合い、過酷な
せん断条件が特定のシリコーンオイルSOにのみ作用す
ることがなく、全体としてシリコーンオイルの延命化を
図ることができる。また、単一の貯留室SRを配設する
ことの方が第1〜3発熱室12〜14毎に貯留室を配設
するよりも構造が簡易となり、製造コストの低廉化を実
現している。
【0033】また、このビスカスヒータVHでは、貯留
室SRが第1〜3ロータ22〜24の外周側で軸方向に
対して第1〜3発熱室12〜14と並列的に位置してい
ることから、個々の回収孔2e、5e、8e及び供給孔
2c、5c、8cを第1〜3発熱室12〜14の外周側
に位置させやすく、個々の回収孔2e、5e、8e及び
供給孔2c、5c、8cが貯留室SRと第1〜3発熱室
12〜14とを外周側から個別に連通しやすい。そし
て、貯留室SRから供給孔2c、5c、8c及び供給溝
2d、5d、8dを介して第1〜3発熱室12〜14に
シリコーンオイルSOを供給する際、当初からそのシリ
コーンオイルSOが最も周速の大きい第1〜3ロータ2
2〜24の外周域に移送されることとなる。また、第1
〜3発熱室12〜14から回収孔2e、5e、8eを介
して貯留室SRにシリコーンオイルSOを回収する際、
最も高温で劣化しやすい状態のシリコーンオイルSOが
遠心力も手伝って迅速に貯留室SRに回収されることと
なる。このため、このビスカスヒータVHでは、シリコ
ーンオイルSOが第1〜3発熱室12〜14と貯留室S
Rとの間で循環しやすい。また、このビスカスヒータV
Hでは、貯留室SRが第1〜3ロータ22〜24の外周
側に位置していることから、貯留室SRが第1〜3ロー
タ22〜24の前後側に位置しているよりも、軸長が小
さく、構造も簡易となる。このため、この意味でも車両
への優れた搭載性を発揮しているとともに、製造コスト
の低廉化を実現している。
【0034】また、このビスカスヒータVHでは、第1
プレート2、第4プレート5及び第7プレート8を共通
部品とし、第2プレート3、第5プレート6及び第8プ
レート9を共通部品とし、第3プレート4及び第6プレ
ート7を共通部品とし、第1〜3ロータ22〜24を共
通部品としている。また、Oリング、軸受装置15〜2
0、各ケース27及び電磁コイル28も共通部品として
いる。このため、部品の管理が容易であり、この意味で
も製造コストの低廉化を実現することができる。また、
実施形態1のビスカスヒータVHでは3個づつのロータ
22〜24及び発熱室12〜14を採用したが、所望に
より2個又は4個以上のロータ及び発熱室12〜14を
採用する場合でも、軸長の異なる駆動軸21及びボルト
11を採用するだけでその要求に答えることができる。 (比較形態1)このビスカスヒータでは、貯留室SR、
回収通路及び供給通路を設けていない。他の構成は実施
形態1と同様である。
【0035】このビスカスヒータでは、例えば図3の□
印で示すように、駆動軸21の回転数が高くなるに従っ
て発熱量が一様に増加してしまう。これでは過剰な暖房
等を回避できず、シリコーンオイルSOの高温劣化も懸
念される。これらを避けるためには、駆動軸21への駆
動力の伝達を電磁クラッチMCにより断って発熱を停止
せざるを得ない。つまり、このビスカスヒータでは、発
熱量を中間状態で維持することができない。 (比較形態2)このビスカスヒータでは、貯留室SR、
回収通路及び供給通路を設けてはいるが、供給孔2c、
5c、8cを第1〜3発熱室12〜14毎に独立して開
閉可能とはしておらず、一括して開閉可能としている。
他の構成は実施形態1と同様である。
【0036】このビスカスヒータでは、米国特許公報開
示の熱発生器と同様、全ての第1〜3発熱室12〜14
の壁面と第1〜3ロータ22〜24の外面との液密的間
隙について一括してシリコーンオイルSOを供給し、個
別の液密的間隙についてシリコーンオイルSOの充填量
を制御することができない。このため、例えば図3の○
印で示すように、回転数が2000rpm程度に高くな
れば、例え暖房等が要求されていても、過剰な暖房等を
回避したり、シリコーンオイルSOの高温劣化を防止し
たりするために、全ての第1〜3発熱室12〜14の壁
面と第1〜3ロータ22〜24の外面との液密的間隙に
ついて一括してシリコーンオイルSOの供給を停止しな
ければならない。つまり、このビスカスヒータでも、発
熱量を中間状態で維持することができない。 (実施形態2)このビスカスヒータVHでは、図4に示
すように、供給孔2c、5c、8cの弁座にそれぞれバ
イメタル弁39がシリコーンオイルSOの温度により開
閉可能に設けられている。他の構成は実施形態1と同様
である。
【0037】このビスカスヒータVHでは、内部で発熱
量の調整が可能であり、車両用暖房装置として簡易な構
造を実現でき、製造コストの低廉化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1に係り、電磁クラッチを装着したビ
スカスヒータの縦断面図である。
【図2】実施形態1に係り、図1のII−II矢視断面
図である。
【図3】実施形態1及び比較形態1、2のビスカスヒー
タにおける回転数と発熱量との関係を示すグラフであ
る。
【図4】実施形態2に係り、図2と同様の断面図であ
る。
【符号の説明】
12〜14…発熱室 WJ1〜WJ6…放熱室(ウォータジャケット) 1〜10…ハウジング 15〜20…軸受装置 21…駆動軸 22〜24…ロータ SO…粘性流体(シリコーンオイル) 2f、5f、8f、2e、5e、8e…回収通路(2
f、5f、8f…回収溝、2e、5e、8e…回収孔) 2c、5c、8c、2d、5d、8d…供給通路(2
c、5c、8c…供給孔、2d、5d、d…供給溝) SR…貯留室 28…電磁コイル 39…バイメタル弁(バイメタル)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 達也 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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液密
    的間隙に介在され、該ロータの回動によりせん断されて
    発熱する粘性流体とを有する熱発生器において、 前記ロータは複数個で構成され、前記ハウジングには各
    々該ロータを内部で回動させる複数個の前記発熱室が形
    成され、各該発熱室における前記液密的間隙での発熱能
    力は独立して制御可能になされていることを特徴とする
    熱発生器。
  2. 【請求項2】ハウジングには、各発熱室と回収通路及び
    供給通路により連通され、少なくとも一つの発熱室にお
    ける液密的間隙の容積を超える粘性流体を収容して該回
    収通路及び該供給通路を介して該粘性流体を循環させる
    貯留室が配設され、該回収通路及び該供給通路の少なく
    とも一方が各該発熱室毎に独立して開閉可能になってい
    ることを特徴とする請求項1記載の熱発生器。
  3. 【請求項3】回収通路及び供給通路の少なくとも一方の
    開閉は電磁コイルへの励磁又は消磁によりなされること
    を特徴とする請求項2記載の熱発生器。
  4. 【請求項4】回収通路及び供給通路の少なくとも一方の
    開閉はバイメタルの変形によりなされることを特徴とす
    る請求項2記載の熱発生器。
  5. 【請求項5】各ロータは駆動軸に並列に設けられる円板
    状のものであり、各発熱室は該駆動軸に並列に設けられ
    る円筒状に形成されていることを特徴とする請求項1、
    2、3又は4記載の熱発生器。
  6. 【請求項6】貯留室は単一であることを特徴とする請求
    項2、3、4又は5記載の熱発生器。
  7. 【請求項7】貯留室は、各ロータの外周側で軸方向に対
    して発熱室と並列的に位置していることを特徴とする請
    求項6記載の熱発生器。
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