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KR100231399B1 - 차량용 난방 시스템 - Google Patents

차량용 난방 시스템 Download PDF

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KR100231399B1
KR100231399B1 KR1019970704542A KR19970704542A KR100231399B1 KR 100231399 B1 KR100231399 B1 KR 100231399B1 KR 1019970704542 A KR1019970704542 A KR 1019970704542A KR 19970704542 A KR19970704542 A KR 19970704542A KR 100231399 B1 KR100231399 B1 KR 100231399B1
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KR
South Korea
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heater
engine
heating system
water
jacket
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KR1019970704542A
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KR980700917A (ko
Inventor
타수유키 호시노
겐지 다께나카
히데후미 모리
다까시 반
기요시 야지
Original Assignee
이소가이 치세이
도요다 지도슛키 세사큐쇼 주식회사
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Publication date
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Publication of KR980700917A publication Critical patent/KR980700917A/ko
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Abstract

엔진룸내에 있어서 별도의 탑재 스페이스를 요하는 일 없이 또한 염가로 제조가 가능함과 동시에 엔진 시동시에 충분하게 차실을 난방가능한 차량용 난방 시스템을 제공한다. 예를 들자면 엔진의 실린더 블록과 접합되어 설치되는 하우징(1), 플레이트(2) 및 커버(3) 내에 워터 펌프(WP)와 비스코스 히터(VH)를 내장하고 워터 펌프(WP)와 비스코스 히터(VH)를 겸용하는 구동축(11)에 의해 구동한다. 엔진의 주 워터 재킷(WJ1)과 워터 펌프(WP)의 펌프실(4)을 거쳐 연통하는 비스코스 히터(VH)의 부워터 재킷(WJ2)이 히터 코어에 연통되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
차량용 난방 시스템
[기술분야]
본 발명은 순환수의 열을 차실 등의 난방에 제공하는 차량용 난방 시스템에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적인 차량용 난방 시스템에서는 실린더 블록, 실린더 헤드 등에 의해 엔진의 구성부품인 엔진 하우징이 구성되어 있고, 실린더 블록에 보조기로의 워터펌프가 내장되어 있음과 동시에 워터 펌프의 펌프실과 연통하는 워터 재킷이 형성되어 있다. 워터 펌프의 구동축은 풀리에 의해 벨트를 거쳐서 엔진이 구동하도록 되어 있다. 그래서 워터 재킷은 서모스태트에 의해 개폐할 수 있는 수로에 의해 라디에이터 및 히터 코어와 연통되고 순환수는 워터 재킷, 워터 펌프의 펌프실, 수로, 라디에이터 및 히터 코어를 순환한다.
이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 차거운 순환수에 의해 엔진을 냉각하고 엔진의 냉각에 의해 가열된 순환수가 히터 코어에 의해 차실(車室) 등 난방에 제공된다. 또 순환수는 가열되면 서모스태트가 수로를 개방하기 때문에 라디에이터에 의해서 냉각된다.
그러나 일반적인 차량용 난방 시스템에서는 차실의 난방을 엔진의 발열만에 맡겨져 있기 때문에 한냉지 등에 있어서 엔진 시동시에 충분하게 차실의 난방을 할 수 없었다.
또 냉간 운전시의 엔진의 예를 들면 서모스태트가 수로를 폐쇄하고 자기(自己)의 발열로 가열되도록 하여도 자기의 발열에 의해 어느정도 가열되기 전에는 적합한 연소를 하기 어렵고 연소효율 및 배기가스의 불합리함도 생각할 수 있다.
그런가하면 엔진과는 별체(別體)로 보조열원을 설치한다면 엔진 주위의 체적이 커져 좁은 엔진룸내에 있어서 보조열원의 탑재 스페이스가 문제로 됨과 동시에 개별 풀리, 구동축 등이 요구되어 부품 점수가 많아져 제조 코스트의 상승을 초래한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 상기한 종래의 실정을 감안하여 행해진 것으로서 엔진룸내에 있어서 별도체적만한 탑재 스페이스를 요하는 일이 없고 또한 염가의 제조를 가능하게 함과 동시에 엔진 시동시에도 충분한 차실을 난방 가능한 차량용 난방 시스템을 제공하는 것을 해결해야할 과제로 한다.
또한 엔진 시동시에도 충분히 엔진을 온기 운전이 가능한 차량용 난방템을 제공하는 것도 해결해야 할 과제로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
청구항 제1항의 차량용 난방 시스템은 발열실 및 이 발열실에 인접하는 부워터 재킷이 형성된 히터 하우징과 이 히터 하우징에 베어링 장치를 거쳐서 회전이 가능하게 지지되며 히터 풀리에 의해 엔진이 구동하는 히터 구동축과 이 발열실에서 이 히터 구동축에 의해 회전이 가능하게 설치된 회전자와 이 발열실의 벽면과의 회전자의 외면과의 간격 사이에 개재되고 이 회전자의 회동(會同)에 의해 발열되는 점성 유체를 갖춘 비스코스 히터를 구비하고 이 엔진의 구성 부품이 이 비스코스 히터의 히터 하우징 및 히터 구동축의 최소한 한편을 겸용하고 이 부워터 재킷이 수로에 의해 히터 코어에 연통되고 순환수가 이 부워터 재킷, 수로 및 히터 코어를 순환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제1항의 차량용 난방 시스템에서는 히터 풀리에 의해 히터 구동축이 엔진에 의해 구동되면 비스코스 히터의 회저나가 발열실내에서 회동된다. 이 때문에 점성 유체가 의 벽면과 회전자의 외면과의 틈 사이에서 선단에 의해 발열한다. 이 점성 유체의 발열은 비스코스 히터의 부워터 재킷내를 순환하는 순환수로 열교환되고 이에 의해 더워진 순환수가 수로에 의해 히터 코어로 순환된다. 이와 같이 해서 차실의 난방이 엔진의 발열뿐만 아니라 비스코스 히터의 발열에 의해서도 담당한다.
또 청구항 제1항의 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 구성부품이 비스코스 히터의 히터 하우징 및 히터구동축의 최소한 한편을 겸용하고 있기 때문에 엔진의 주위의 체적이 그다지 커지지 아니하고 부품점수의 삭감이가능하다.
따라서 청구항 제1항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 차실의 난방이 엔진의 발열뿐만이 아니라 비스코스 히터의 발열에 의해서도 담당하기 때문에 한냉지 등에 있어서 엔진 시동시에도 충분히 차실을 난방할 수가 있다.
또 청구항 제1항의 차량용 난방 시스템에서는 엔진 주위의 체적이 그다지 커지지 아니하기 때문에 엔진룸내에 있어서 그다지 탑재 스페이스를 요하는 일이 없음과 동시에 부품 점수의 삭감에 의해 염가로 제조가 가능하다.
청구항 제2항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제1항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서 엔진의 구성부품은 엔진 하우징이고 이 엔진 하우징에는 보조기 풀리에 의해 엔진 구동되는 보조기 구동축을 갖는 보조기가 내장되고 이 보조기 풀리가 비스코스 히터의 히터 풀리를 겸용함과 동시에 이 보조기 구동축이 비스코스 히터의 히터 구동축을 겸용하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제2항의 차량용 난방 시스템에서는 보조기 풀리와 히터 풀리를 겸한 풀리에 의해 보조기 구동축과 히터 구동축을 겸한 구동축을 엔진이 구동하면 보조기가 기능을 행함과 동시에 비스코스 히터의 회전자가 발열실내에서 회전된다.
또한 청구항 제2항의 차량용 난방 시스템에서는 비스코스 히터가엔진 하우징에 내장되어 있기 때문에 엔진 주위의 체적은 그다지 커지지 아니한다. 동시에 비스코스 히터의 회전자는 보조기와 겸용의 풀리 및 구동축에 의해 회전이 가능하게 설치되어 있기 때문에 개별 풀리, 구동축 등이 불필요하게 되고 부품점수의 삭감이 가능하다.
또한 청구항 제2항의 차량용 난방 시스템에 있어서 엔진 하우징에 내장되어서 비스코스 히터와 풀리 및 구동축을 겸용하는 보조기로서는 청구항 제14항에 관한 워터 펌프나 진공 펌프 등을 채용할 수가 있다. 보조기가 워터 펌프 또는 진공 펌프면 구동축을 연동 구동할 수 있기 때문에 전자클러치를 생략할 수가 있다.
따라서 청구항 제2항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 개별 풀리, 구동축 등이 불필요하게 되어 엔진룸내에 있어서 그다지의 탑재 스페이스를 요하는 일이 없음과 동시에 부품 점수의 삭감에 의해 염가로 제조가 가능하다.
청구항 제3항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제2항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서 엔진 하우징에는 주워터 재킷이 형성되고 수로는 서모스태트에 의해 개폐가 가능해서 주워터 재킷에 의해 개폐가 가능하며 주워터 재킷 및 라디에이터와 연통된 주수로를 갖추고, 순환수가 이 주워터 재킷, 주수로 및 라디에이터도 순환하도록 구성이 되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제3항의 차량용 난방 시스템에는 엔진의 냉간시에는 비스코스 히터의 발열에 의해 가열된 순환수가 주워터 재킷에 순환되기 때문에 엔진은 자기의 발열과 함께 비스코스 히터의 발열에 의해서도 난기로 되어 조기에 가장 적절한 연소를 할 수가 있다. 또한 엔진이 자기의 발열에 의해 충분히 난기로 되면 서모스태트가 수로를 열고 라디에이터로 순환수를 냉각하고 엔진이 필요 이상으로 가열되지 아니하도록 냉각을 한다. 이때 청구항 제10항에 관한 능력 가변형의 비스코스 히터를 채용하는 것이 바람직하다.
따라서 청구항 제3항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 냉간시에는 엔진을 자기의 발열과 비스코스 히터의 발열에 의해 난기 운전을 할 수 있기 때문에 초기에 가장 적합한 연소가 가능해진다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 연소효율 및 배기가스의 점에서도 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
청구항 제11항의 차량용 난방 시스템은 청구항 3항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서 히터 코어는 서모스태트보다 상류쪽의 수로에 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제11항의 차량용 난방 시스템에서는 순환수가 냉(冷)하기 때문에 모스태트가 수로를 닫고 있으면 작은 유량의 순환수를 비스코스 히터로 가열할 수 있다.
따라서 청구항 제11항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 적은 유량의 순환수를 비스코스 히터에 의해 가열할 수 있기 때문에 엔진의 시동후 조기에 차실의 난방 및 엔진의 난기 운전이 가능해진다.
청구항 제12항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제3항에 기재된 차량용 난방 시스템의 서모스태트보다 상류측의 수로는 히터 코어에 연통하는 난방 수로와 라디에이터를 단락해서 엔진 하우징의 주워터 재킷에 연통하는 난기 수로로 3방 밸브에 의해 분류되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제12항의 차량용 난방 시스템에서는 3방 밸브를 수동 도는 자동으로 절환하므로서 순환수의 유동을 난방 수로로 흐르는 유동과 난기 수로로 흐르는 다른 유동으로 분류할 수가 있다. 따라서, 비스코스 히터 또는 엔진에 의해 가열된 순환수가 차실의 난방 또는 엔진의 난기에 이용될 수가 있다.
청구항 제13항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제3항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서의 수로는 부워터 재킷을 경유하지 아니한 바이패스 수로를 갖추고 순환수는 이 바이패스 수로도 순환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제13항의 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 발열에 의해 가열된 순환수가 바이패스 수로에 의해 부워터 재킷을 경유하지 아니하고 수로를 순환하기 때문에 순환수의 유로 저항이 작다.
따라서 청구항 제13항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 순환수의 유로 저항이 작기 때문에 워터 펌프의 동력 저감을 실현할 수 있다.
청구항 제14항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제2항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서의 보조기가 워터 펌프인 것을 특징으로 한다.
청구항 제14항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제2항의 차량용 난방 시스템의 보조기를 구체화한 것이다. 그 구체적인 작용 및 효과는 실시형태에 있어서 상세히 기술한다.
청구한 제15항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제14항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서의 워터 펌프가 엔진의 주워터 재킷에서 비스코스 히터의 부워터 재킷으로 순환수를 송출하거나 이 비스코스 히터의 부워터 재킷에서 히터 코어로 순환수를 송출하거나 또는 히터 코어에서 엔진의 주워터 재킷으로 순환수를 송출하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 제15항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제14항의 수단을 구체화한 것이다. 여기에서 엔진의 주워터 재킷에서 비스코스 히터의 부워터 재킷으로 순환수를 송출하도록 워터 펌프를 설치한 경우에는 워터 펌프의 펌프실 근처에 비스코스 히터의 부워터 재킷이 위치하게 되고 부워터 재킷을 엔진 하우징의 주워터 재킷에 연통시키기가 용이하다. 따라서 이 경우에는 비스코스 히터의 부워터 재킷을 주워터 재킷에 연통시키기가 쉽기 때문에 복잡한 수로를 필요로 하지 아니하고 엔진 주위의 체적의 소형화를 실현할 수 있다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 엔진룸내에 있어서 뛰어난 탑재성을 실현할 수 있다.
청구항 제16항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제1항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서 순환수가 비스코스 히터의 부워터 재킷을 거쳐 히터 코어에 순환되는 것을 특징으로 한다.
청구항 제16항의 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 냉간시라도 비스코스 히터의 발열에 의해 더워진 순환수를 히터 코어에 의해 난방에 제공할 수 있다.
따라서 청구항 제16항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 보다 적절한 차실의 난방을 할 수가 있다.
청구항 제17항의 차량용 난방 시스템은 청구항 제1항에 기재된 차량용 난방 시스템에 있어서 비스코스 히터는 발열실의 중당 영역과 연통되는 제어실을 갖추고 능력 축소시에 있어서 발열실내에서 제어실내로의 점성 유체의 회수는 최소한 점성 유체의 바이센베르크 효과에 의해 행해지는 능력가변형의 것임을 특징으로 한다.
청구항 제17항의 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 발열이 충분히 차실이나 자기의 난방에 제공되도록 하면 바에센베르크 효과에 의해 발열실내에서 제어실내로 점성 유체를 회수하므로서 비스코스 히터의 발열 능력을 축소할 수가 있기 때문에 라디에이터에 의한 순환수의 냉각 나아가서는 엔진의 냉각 손실을 없앨 수가 있다.
따라서 청구항 제17항에 기재된 차량용 난방 시스템에서는 엔진의 발열이 충분히 차실의 난방이나 자기의 난방에 제공되도록 된 후의 엔진의 냉각 손실을 없앨 수가 있기 때문에 엔진 가열에 의한 불합리함을 해소할 수가 있다.
제1도는 실시형태 1의 차량용 난방 시스템에 있어서 요부의 종단면도.
제2도는 실시형태 1의 차량용 난방 시스템의 전체 구성도.
제3도는 실시형태 2의 차량용 난방 시스템에 있어서 요부의 종단면도.
제4도는 실시형태 2의 차량용 난방 시스템의 전체 구성도.
제5도는 실시형태 3의 차량용 난방 시스템의 전체 구성도.
[실시예]
[발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태]
아래 각 청구항 기재의 발명을 구체화한 실시형태 13을 도면을 참조하면서 설명한다.
[실시형태 1]
이 차량용 난방 시스템에서는 제1도에 도시하는 바와 같이 엔진의 실린더 블록에 장착 하우징(1)이 접합되어 있고 장착하우징(1)에는 플레이트(2)를 거쳐 카버(3)가 접합되어 있다. 여기에서 실린더 블록 및 장착 하우징(1)은 엔진의 구성부품인 엔진 하우징이고 장착 하우징(1), 플레이트(2) 및 카버(3)가 히터 하우징이다.
장착 하우징(1)에는 실린더 블록의 주워터 재킷(WJ1)과 연통하는 펌프실(4)이 형성되어 있고 펌프실(4)은 장착 하우징(1) 및 플레이트(2)로 형성되는 부워터 재킷(WJ2)에 연통되어 있다. 플레이트(2)의 펌프실(4)쪽인 후단면에서는 중앙 영역에 원주형상의 볼록부(2a)가 돌설되어 있음과 함께 볼록부(2a)의 하반 주위에는 복수의 돌기(2b)가 축방향으로 돌설되고 이들 볼록부(2a) 및 돌기(2b)는 장착 하우징(1)에 맞대여 있다. 플레이트(2) 및 장착 하우징(1)에는 부워터 재킷(WJ2)과 연통하는 파이프(17)가 접합되고 파이프(17)는 제2도에 도시하는 주수로(18)에 연통되어 있다.
또 제1도에 도시하는 바와 같이 장착 하우징(1), 플레이트(2) 및 카버(3)에는 펌프실(4)과 카버(3)의 보스(3a)내에 개구되는 공통되는 축구멍(5)이 관통 설치되어 있다. 장착 하우징(1)의 축구멍(5)내에는 펌프실(4)쪽에 차례로 미케니컬실(6), 베어링 장치(7) 및 오일실(8)이 설치되고 카버(3)의 추구멍(5)내 및 보스(3a)내에는 펌프실(4)@쪽에서 차례로 오일실(9) 및 베어링 장치(10)가 설치되어 있다. 그래서 미케니컬실(6), 베어링 장치(7,10) 및 오일실(8,9)내에 구동축(11)이 회전이 가능하고 또한 봉지된 상태에서 설치되어 있다. 구동축(11)의 후단에는 임펠러(12)가 고정되어 있고 구동축(11)의 전단에는 풀리(13)가 고정되어 있다. 풀리(13)는 벨트를 거쳐서 엔진이 구동하도록 되어있다. 이렇게해서 구동축(11)이 히터 구동축 및 보조기 구동축을 겸용해서 풀리(13)가 히터 풀리 및 보조기 풀리를 겸용하고 있다. 또한 축구멍(5)은 미케니컬실(6)과 베어링 장치(7) 사이에 있어서 드래인 구멍(5a)에 연통되어 있다.
커버(3)의 후단면에 오목하게 설치된 오목부는 플레이트(2)의 평탄한 전단면과 함께 부워터 재킷(WJ2)과 인접하는 발열실(14)을 형성하고 있고 이 발열실(14)내에는 구동축(11)의 중앙 약간 앞으로 치우쳐서 압입된 평판 형상의 회전자(15)가 회전이 가능하게 설치되어 있다. 발열실(14)의 벽면과 회전자(15)의 외면과의 간격 사이에 점송 유체로서의 실리콘 오일이 개재되어 있다.
회전자(15)의 중앙 영역에는 복수개의 연통 구멍(16a)이 축방향으로 형성되고 플레이트(2) 및 장착 하우징(1)에는 발열실(14)의 중앙 영역과 연통하는 제어 구멍(16b)이 형성되어 있다. 제어 구멍(16b)은 장착 하우징(1)에 고정된 벨로우스(16c)에 의해 덮여 있고 벨로우스(16c)내에 제어실(16)이 형성되어 있다. 벨로우스(16c)의 하단은 장착 하우징(1)에 접합된 덮개부재(16d)내를 습동가능하게 설치된 스풀(16e)과 맞대여 있고 스풀(16e)은 덮개부재(16d)와의 사이에 설치된 가압 스프링(16f)에 의해 제어실(16)의 내부 용적을 축소하는 방향으로 부가되어 있음과 동시에 외부 입력에 의해 여자ㆍ소자되는 솔레노이드(16g)에 의해 제어실(16)의 내부 용적을 확대가능하게 되어 있다.
이와 같이 해서 이들 장착 하우징(1), 플레이트(2) 및 커버(3)에 의해 구성되는 히터 하우징 및 엔진 하우징내에는 풀리(13), 구동축(11), 임펠러(12), 펌프실(4) 등에 의해 구성되는 보조기로서의 워터 펌프(WP)와 풀리(13), 구동축(11), 발열실(14), 회전자(15), 실리콘 오일, 부워터 재킷(WJ2) 등에 의해 구성되는 능력 가변형 비스코스 히터(VH)가 내장되어 있다.
그래서 제2도에 도시하는 바와 같이 주수로(18)는 부수로(19)를 분기한 후 서모스태트(20)에 접속되고 다시 라디에이터(21)에 연통된 후 주워터 재킷(WJ1)에 연통되어 있다. 라디에이터(21)에는 냉각용 팬(22)이 마주되어 있다. 또 부수로(19)는 히터 코어(23)에 연통된 후 주워터 재킷(WJ1)에 연통되어 있다. 히터 코어(23)에는 차실난방용 팬(24)이 접하고 있다. 그래서 주워터 재킷(WJ1), 펌프실(4), 부워터 재킷(WJ2), 파이프(17)내, 주수로(18), 라디에이터(21), 부수로(19) 및 히터 코어(23)에는 순환수가 넣어져 있다. 이 때문에 순환수는 엔진의 주워터 재킷(WJ1)에서 펌프실(4), 부워터 재킷(WJ2)을 거쳐서 파이프(17)내를 흐르고 주수로(18)를 거쳐 라디에이터(21)에서 주워터 재킷(WJ1)으로 환류됨과 동시에 주수로(18)를 거쳐 부수로(19)에 의해 히터 코어(23)에서 주워터 재킷(WJ1)으로 환료되도록 되어 있다.
이 차량용 난방 시스템에서는 제1도에 도시하는 구동축(11)이 풀리(13)에 의해 엔진 구동되면 워터 펌프(WP)의 임펠러(12)가 회전해서 주워터 재킷(WJ1) 등에 있어서 순환수가 순환함과 동시에 비스코스 히터(VH)의 회전자(15)가 발열실(14)내에서 회전된다. 이 때문에 시리콘 오일이 발열실(14)의 벽면과 회전자(15)의 외면과의 간격 사이에서 선단에 의해 발열한다. 이 실리콘 오일의 발열은 비스코스 히터(VH)의 부워터 재킷(WJ2)내를 순환하는 순환수로 열 교환되고 이에 의해 가열된 순환수가 제2도에 도시하는 부수로(19)에 의해 히터 코어(23)로 순환된다. 이렇게 해서 차실의 난방에 엔진의 발열뿐만 아니라 비스코스 히터(VH)의 발열에 의해서도 담당하게 된다. 이와 같은 난방은 순환수가 비스코스 히터(VH)의 부워터 재킷(WJ2)을 거쳐서 히터 코어(23)에 순환되기 때문에 엔진의 냉간시에 있어서도 행해진다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 한냉지 등에 있어서 엔진 시동시에 충분하게 차실을 난방시킬 수가 있다.
또 엔진이 냉각되어 있을 때 비스코스 히터(VH)의 발열에 의해 가열된 순환수가 주워터 재킷(WJ1)으로 순환되기 때문에 엔진은 자기의 발열과 함께 비스코스 히터(VH)의 발열에 의해서도 난기로 되고 조기에 가장 적합한 연소를 행하게 할 수가 있다.
특히 이 차량용 난방 시스템에서는 순환수가 차갑기 때문에 서모스태트(20) 주수로(18)를 닫아두면 작은 유량의 순환수를 비스코스 히터(VH)에 의해 가열할 수 있기 때문에 엔진 시동시에 조기에 차실의 난방 및 엔진의 난기(暖氣) 운전이 가능하게 된다.
엔진이 자기의 발열에 의해 충분하게 난기되어지면서 서모스태트(20)가 주수로(18)를 개방하여 라디에이터(21)로서 순환수를 냉각하고 엔진이 필요이상으로 가열되지 아니하도록 냉각을 한다. 또 이때 외부 입력에 의해 제1도에 도시하는 솔레노이드(16g)가 여자되고 스풀(16e)이 가압스프링(16f)에 대항해서 제어실(16)의 내부 용적을 확대한다. 이 때문에 발열실(14)내의 실리콘 오일은 바이센베르크 효과에 의해 제어구멍(16b)을 거쳐 제어실(16)내에 회수된다. 이 사이 회전자(15)의 앞단면쪽에 있는 실리콘 오일은 연통구멍(16a)을 거쳐 제어구멍(16b)에 이르기 쉽다. 이와 같이 해서 이 차량용 난방 시스템에서는 비스코스 히터(VH)의 발열 능력을 축소할 수가 있기 때문에 제2도에 도시하는 라디에이터(21)에 의한 순환수의 냉각 나아가서는 엔진의 냉각 손실을 감소할 수가 있다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 연소효율 및 배기가스의 점에서도 우수한 효과를 가지며 엔진 가열에 의한 불합리함을 해소할 수가 있다.
재차의 엔진 시동시 엔진 및 냉각수가 냉각되어 있으면 제2도에 도시하는 서모스태트(20)가 주수로(18)를 폐쇄하고 비스코스 히터(VH)의 발열에 의해 가열된 순환수를 히터 코어(23) 및 주워터 재킷(WJ1)으로 순환한다. 또한 이때에는 외부 입력에 의해 제1도로 도시하는 솔레노이드(16g)가 소자되어 있고 스풀(16e)이 가압 스프링(16f)에 굴복해서 제어실(16)의 내부 용적을 축소한다. 이 때문에 제어실(16)내의 시릴콘 오일은 제어 구멍(16b)을 거쳐서 발열실(14)내로 환류된다. 이 사이 실리콘 오일은 연통구멍(16a)을 거쳐서 회전자(15)의 앞단면쪽에 이르기 쉽다. 이렇게 해서 차량용 난방 시스템에서는 비스코스 히터(VH)의 발열 능력을 회복한다.
다시 이 차량용 난방 시스템에서는 비스코스 히터(VH)가 엔진 하우징에 내장되어 있기 때문에 엔진 주위의 체적은 그다지 커지지 아니한다. 또한 비스코스 히터(VH)의 회전자(15)는 워터 펌프(WP)와 겸용하는 구동축(11)에 의해 회전이 가능하게 설치되어 있기 때문에 개별 풀리, 구동축, 전자 클러치 등이 불필요하며 부품 점수의 증가를 초래하지 아니한다. 특히 이 차량용 난방 시스템에서는 워터 펌프(WP)의 펌프실(4) 근처에 비스코스 히터(VH)의 부워터 재킷(WJ2)이 위치하므로서 부워터 재킷(WJ2)을 주워터 재킷(WJ1)에 연통시키기 쉽다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 복잡한 수로를 필요로 하지 아니하고 엔진 주위의 체적의 소형하를 실현할 수 있다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 엔진룸내에 있어서 뛰어난 탑재성을 실현할 수 있음과 동시에 제조 코스트의 감소를 실현할 수 있다.
[실시형태 2]
이 차량용 난방 시스템에서는 제3도 및 제4도에 도시하는 바와 같이 펌프실(4)과 부워터 재킷(WJ2) 사이에 개폐 밸브(26)를 갖는 바이패스 수로(25)가 연통되고 이 바이패스 수로(25)는 서모스태트(20)보다 상류쪽의 주수로(18)와 부수로(19)에 연통되어 있다. 그래서 바이패스 수로(25)에도 순환수가 넣어져 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하기 때문에 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.
이 차량용 난방 시스템에서는 순환수가 엔진의 발열에 의해 가열되면 개폐 밸브(26)가 열리기 때문에 가열된 순환수가 바이패스 수로(25)에 의해 부워터 재킷(WJ2)을 거치지 아니하고 주수로(18) 및 부수로(19)를 순환하기 때문에 순환수의 유로 저항이 적다. 이 때문에 이 차량용 난방 시스템에서는 워터 퍼프(WP)의 동력 절감을 실현할 수 있다. 다른 작용 및 효과는 실시형태 1과 같다.
[실시형태 3]
이 차량용 난방 시스템에서는 제5도에 도시하는 바와 같이 서모스태트(20) 보다 상류쪽의 주수로(18)에 3방 밸브(27)의 입구포트를 설치하고 3방 밸브(27)의 한 출구 포트에 히터 코어(23)에 연통하는 난방수로인 부수로(19)가 접속되고 3방 밸브(27)의 다른 한 출구 포트에 라디에이터(21)를 단락해서 주워터 재킷(WJ1)에 연통하는 난기수로(28)가 접속되어 있다. 3방 밸브(27)는 실내의 온도 및 순환수의 온도에 의해 자동적으로 절환이 가능하게 되어 있다. 다른 구성은 실시형태 1과 동일하기 때문에 동일 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 있다.
이 차량용 난방 시스템에서는 실내의 온도가 제1설정 온도보다 낮으면 3방 밸브(27)가 자동적으로 순환수를 부수로(19)쪽으로 흐르게 한다. 이 경우 실시형태 1과 등가의 회로로 되고 차실의 난방이 우선된다. 또한 순환수가 제1설정온도보다 높으면 3방 밸브(27)가 자동적으로 순환수를 부수로(19)쪽으로 흐르게 한다. 이 경우 차실의 난방보다도 엔진의 난기 운전이 우선된다. 다시 순환수가 설정온도보다 높으면 3방 밸브(27)가 자동적으로 순환수를 부수로(19) 및 난기수로(28)쪽으로 흐르게 하지 아니하고 주수로(18)만에 순환수를 흐르게 한다. 이 경우 차실의 난방 및 엔진의 난기 운전을 하지 아니하고 라디에이터(21)에 의해 냉각수의 적극적인 냉각을 하게 된다.
또한 상기한 실시형태에 있어서 순환수의 온도는 주워터 재킷(WJ1)내에서 검지하도록 하여도 되고 파이프(17)내에서 검지하도록 해도 된다. 또 상술한 순환수의 온도에 의한 3방 밸브(27)의 절환을 하지 아니하도록 해도 좋다.
또한 실시형태 1∼3에서는 엔진 하우징이 비스코스 히터(VH)의 히터 하우징을 겸용하였으나 별도 예로서 엔진의 캠샤프트나 크랭크샤프트가 비스코스 히터(VH)의 히터 구동축을 겸용하도록 구성을 해도 좋다. 예를 들자면 엔진의 캠샤프트를 비스코스 히터(VH)의 히터 구동축에 겸용하는 경우 캠샤프트는 엔진의 헤드커버내에서 축방향으로 연장되어 있기 때문에 캠샤프트를 약간 연장시켜서 비스코스 히터(VH)의 히터 구동축에 제공함과 함께 헤드 커버를 비스코스 히터(VH)의 히터 하우징에 제공할 수가 있다.
또 실시형태 1∼3의 별도예로서 워터 펌프(WP)와 비스코스 히터(VH)와의 실린더 블록에 대한 배열을 역으로 하여도 좋다. 이 경우 주워터 재킷(WJ1)이 직접 부워터 재킷(WJ2)에 연통하고 부워터 재킷(WJ2)이 폄프실(4)로 연통하게 된다.
다시 실시형태 1∼3의 별예로서 워터 펌프(WP)의 보기 구동축과 비스코스 히터(VH)의 히터 구동축을 일체로 하지 아니하고 기어 등에 의해 동기구동하도록 병렬로 설치해도 좋다.
또한 실시형태 1∼3에서 비스코스 히터로서 축심으로부터의 바경보다 축 길이가 짧은 평판형상의 모터를 갖는 것을 채용하였으나 축심으로부터의 반경보다 축 길이가 긴 원주형상의 회전자를 갖는 비스코스 히터, 래버린스 홈이 오목설치된 회전자 등을 갖는 비스코스 히터 등 각종의 것을 채용할 수가 있다.
다시 실시형태 3의 별도예로서 3방 밸브(27)를 수동으로 절환하도록 구성할 수도 있다. 이 경우 비스코스 히터(VH)에 의한 발열을 원하기 위한 스위치와 엔진의 난기 운전을 원하기 위한 스위치를 설치할 수가 있다.
또 실시형태 3의 별도예로서 3방 밸브(27)를 탑승자의 난방 요구에 의거해서 전환시켜도 좋다. 즉, 난방요구가 있는 경우에는 엔진의 냉간시에 있어 비스코스 히터(VH)의 구동시뿐만 아니라 엔진의 난기가 충분히 행해지므로서 순환수가 엔진의 발열에 의해 더워져 비스코스 히터(VH)가 상술한 실시형태와 같이 발열능력을 축소시킨 경우에도 3방 밸브(27)는 자동적(수동이라도 좋음)으로 순환수를 부수로(19)쪽으로 흘린다. 또 난방 요구가 없는 경우에는 엔진의 냉간시에 있어서 비스코스 히터(VH)의 구동에 의해 엔진의 난기가 충분히 행해지는 동안은 3방 밸브(27)는 자동적(수동적이라도 좋음)으로 순환수를 난기수(28)쪽으로 흘린다. 그래서 엔진의 난기가 충분히 행해지면 3방 밸브(27)는 자동적(수동적이라도 좋음)으로 부수로(19) 및 난기수로(28)쪽으로 순환수를 흘리지 아니하고 주수로(18)만으로 순환수를 흘리도록 해도 된다. 또한 3방 밸브(27)를 난방 요구에 의해 제어하는 제어 수단을 설치해도 좋다.

Claims (11)

  1. 발열실 및 이 발열실에 인접하는 부워터 재킷이 형성된 히터 하우징과, 이 히터 하우징에 베어링 장치를 거쳐서 회전이 가능하게 지지되고 히터 풀리에 의해 엔진 구동되는 히터 구동축과, 상기 발열실내에서 상기 히터 구동축에 의해 회전이 가능하게 설치된 회전자와, 상기 발열실의 벽면과 회저자의 외면과의 틈 사이에 개재되고 회전자의 회전에 의해 발열되는 점성 유체를 갖춘 비스코스 히터를 구비하고, 엔진의 구성 부품이 비스코스 히터의 히터 하우징 및 히터 구동축중 한 쪽을 겸용하면 부워터 재킷이 수로에 의해 히터 코어에 연통되고 순환수가 부워터 재킷, 수로 및 히터 코어를 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔진의 구성부품은 엔진 하우징이고, 상기 엔진 하우징에는 보조 풀리에 의해 엔진 구동되는 보조기 구동축을 갖는 보조기가 내장되며, 이 보조기 풀리가 비스코스 히터의 히터 풀리를 겸용함과 동시에 보조기 구동축이 상기 비스코스 히터의 히터 구동축을 겸용하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 엔진 하우징에는 주워터 하우징이 형성되고, 수로는 서모스태트에 의해 개폐가 가능하며 주워터 재킷 및 라디에이터와 연통된 주수로를 가지고, 순환수가 상기 주워터 재킷, 주수로 및 라디에이터도 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 히터 코어는 서모스태트보다 상류측의 수로에 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 서모스태트보다 상류측의 수로는 히터 코어와 연통하는 난방수로와 라디에이터를 단락하며 주워터 재킷과 연통하는 난기수로로 3방 밸브에 의해 분류되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 수로는 부워터 재킷을 거치지 않는 바이패스 수로를 가지며 순환수는 이 바이패스 수로도 순환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  7. 제2항에 있어서, 상기 보조기는 워터 펌프인 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  8. 제14항에 있어서, 상기 워터 펌프는 엔진의 주워터 재킷에서 비스코스 히터의 부워터 재킷으로 순환수를 송출하거나 비스코스 히터의 부워터 재킷에서 히터 코어로 순환수를 송출하거나 또는 히터 코어에서 엔진의 주워터 재킷으로 순환수를 송출하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 순환수가 비스코스 히터의 히터 하우징의 부워터 재킷을 거쳐 히터 코어로 순환되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 비스코스 히터는 발열실의 중앙영역에 연통되는 제어실을 갖추고 능력 축소시에 있어서 발열실내에서 제어실내로의 점성 유체의 회수는 점성 유체의 바이센베르크 효과에 의해 행해지는 능력 가변형인 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
  11. 차량의 객실을 난방하는 차량용 난방 시스템에 있어서, 엔진 하우징과 상기 엔진 하우징에 설치되는 주워터 재킷을 포함하는 엔진과, 수로를 통해 상기 주워터 재킷과 연통되는 객실 난방용 히터 코어와, 상기 주워터 재킷과 상기 히터 코어 사이의 순환수를 순환시키도록 엔진 하우징에 설치된 워터 펌프와, 상기 엔진 하우징에 의해 회전가능하게 지지되며 엔진에 의해 상기 워터 펌프를 구동하도록 구동되는 구동축과, 및 상기 엔진상에 배치되는 발열기를 구비하며;상기 발열기는 히터하우징과 엔진 하우징사이의 부워터 재킷과 발열실을 형성하도록 엔진 하우징에 고정되는 히터 하우징과, 상기 발열실에 인접하게 배열되며 상기 주워터 재킷 및 히터 코어에 연결되는 부워터 재킷과, 및 점성 유체로 채워진 발열실에 배치되며 구동축에 의해 구동되는 회전자를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
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