(57)【要約】  好ましい実施形態の補助加熱システムは、乗り物冷却システム（２０）に流体接続され、乗り物冷却システムから補助加熱システム（５８）に送出される冷却流体を加熱するように動作可能な液体熱発生器を含む。液体熱発生器は、ヒータコア（５２）に接続可能な吐出通路および乗り物冷却システムに接続可能な入口通路を含む。補助加熱システムはさらに、乗り物のヒータコアの出口通路に接続可能な入口と、液体熱発生器に流体接続された吐出通路と、乗り物冷却システムに接続可能な第２吐出通路とを有する制御弁（３４）を含む。制御弁は、ヒータコアを出る冷却流体のうちの乗り物冷却システムに戻る部分と液体熱発生器に戻るように再循環する部分を制御するように動作可能である。
2007525369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物の客室の補助加熱を提供するための、乗り物の冷却システムに接続可能な加熱装置であって、前記冷却システムは、前記冷却システム内で循環する流体の少なくとも一部分を収集する膨張タンクと、前記客室を加熱するために、前記流体から空気流に熱を伝達する熱交換器とを有し、
吐出通路と再循環通路とを有する液体熱発生器とを備え、前記液体熱発生器は、前記冷却システムに接続される時に、前記流体を加熱するように動作し、
前記吐出通路を前記熱交換器の入口に流体接続するようになっている吐出ポートと、
前記液体熱発生器の前記再循環通路に流体接続する制御弁と、
前記制御弁を前記熱交換器の出口に流体接続するようになっているリターンポートとを備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記液体熱発生器は、
固定子と、
前記固定子に同軸に整列し、前記固定子に隣接して配置される回転子であって、前記固定子に対して動作可能に回転可能である、回転子と、
前記回転子と同時回転するように前記回転子に取り付けられたシャフトと、
前記シャフトを回転可能に駆動する手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記シャフトと同時回転するように前記シャフトに動作可能に接続し、エンジンのクランクシャフトと動作可能に係合するシーブを備えることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、スリーブを前記シャフトに選択的に係合させるクラッチをさらに備えることを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
【請求項５】
前記クラッチは電磁クラッチであることを特徴とする請求項４記載の加熱装置。
【請求項６】
前記クラッチは、制御デバイスから受け取る信号に応答して動作可能であることを特徴とする請求項４記載の加熱装置。
【請求項７】
前記制御デバイスはマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項６記載の加熱装置。
【請求項８】
前記駆動手段は電動機を備えることを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項９】
前記固定子および前記回転子は、前記流体を加熱する空洞を画定し、加熱装置は、前記空洞を大気に通気するために、前記空洞に動作可能に接続する通気通路をさらに備え、前記通気通路は、前記通気通路を前記膨張タンクに動作可能に接続するようになっているポートを有することを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
【請求項１０】
前記液体熱発生器は供給通路をさらに備え、加熱装置は、前記液体熱発生器の前記供給通路を、前記乗り物の前記冷却システムに流体接続するようになっている入口ポートをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項１１】
前記供給通路を前記吐出通路に流体接続するバイパス通路をさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の加熱装置。
【請求項１２】
前記バイパス通路は、加熱装置が前記冷却システムに接続され、前記液体熱発生器が動作する時に、前記流体が前記吐出通路から前記供給通路へ移動することを防止するように動作可能な逆止弁を備えることを特徴とする請求項１１記載の加熱装置。
【請求項１３】
加熱装置が前記冷却システムに接続され、前記液体熱発生器が動作する時に、前記入口ポートを通過する前記流体の実質的に全体の量が、前記液体熱発生器を通過することを特徴とする請求項１１記載の加熱装置。
【請求項１４】
加熱装置が前記冷却システムに接続され、前記液体熱発生器が動作しない時に、前記入口ポートを通って前記加熱装置に入る前記流体の少なくとも一部分は、前記バイパス通路を通過することを特徴とする請求項１１記載の加熱装置。
【請求項１５】
前記制御弁を前記冷却システムに流体接続するようになっている出口ポートをさらに備えることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項１６】
前記制御弁は、加熱装置が前記冷却システムに接続される時に、前記リターンポートを通過する前記流体を所定の部分に選択的に分割するように動作可能であり、第１部分は前記リターン通路に送られ、第２部分は前記再循環通路に送られることを特徴とする請求項１５記載の加熱装置。
【請求項１７】
前記制御弁は、加熱装置が前記冷却システムに接続され、前記液体熱発生器が動作しない時に、前記リターンポートを通過する流体の実質的に全体の量を、前記リターン通路に送るように動作可能に調整することができることを特徴とする請求項１６記載の加熱装置。
【請求項１８】
前記制御弁と動作可能に通信する制御デバイスをさらに備え、前記制御デバイスは、加熱装置が前記冷却システムに接続される時に、前記リターン通路と前記再循環通路との間で前記流体の分配を制御するために、前記制御弁に制御信号を送出することが可能であることを特徴とする請求項１５記載の加熱装置。
【請求項１９】
前記制御デバイスはマイクロプロセッサを備えることを特徴とする請求項１８記載の加熱装置。
【請求項２０】
加熱装置が前記冷却システムに接続される時に、前記再循環通路を通過する前記流体の温度を検知する手段をさらに備え、前記温度検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、前記流体の前記温度に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項１８記載の加熱装置。
【請求項２１】
加熱装置が前記冷却システムに接続される時に、前記吐出通路を通過する前記流体の圧力を検知する手段をさらに備え、前記圧力検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、前記冷却流体の前記圧力に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項１８記載の加熱装置。
【請求項２２】
加熱装置が前記冷却システムに接続される時に、前記液体熱発生器の回転子の回転速度を検知する手段をさらに備え、前記速度検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、前記回転子の前記回転速度に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項１８記載の加熱装置。
【請求項２３】
前記制御弁は、加熱装置が前記冷却システムに接続され、前記液体熱発生器が動作する時に、前記リターンポートを通過する前記流体の所定の部分が、前記再循環通路を通り、かつ、前記液体熱発生器内に送られるようにさせるように動作可能であることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項２４】
乗り物の客室に熱を供給する加熱システムであって、
流体から前記客室に送出可能な空気流に熱を伝達するように動作可能な熱交換器と、
前記流体を加熱するように動作可能な液体熱発生器と、
前記液体熱発生器から前記熱交換器へ前記流体を搬送するために、前記液体熱発生器を前記熱交換器に流体接続する吐出通路と、
入口ポートと出口ポートを有する制御弁と、
前記熱交換器から前記制御弁へ前記流体を搬送するために、前記熱交換器を前記制御弁の前記入口ポートに流体接続する熱交換器吐出通路と、
前記制御弁から前記液体熱発生器に前記流体を搬送するために、前記制御弁の前記出口ポートを前記液体熱発生器に流体接続する再循環通路とを備え、前記制御弁は、前記再循環通路を通り、かつ、前記液体熱発生器内に流れる前記流体量を選択的に制御するように動作可能であることを特徴とする加熱システム。
【請求項２５】
前記液体熱発生器は、
固定子と、
前記固定子に隣接して配置された回転子であって、前記固定子に対して動作可能に回転可能である、回転子と、
前記回転子と同時回転するように前記回転子に取り付けられたシャフトと、
前記シャフトを回転可能に駆動する手段とをさらに含むことを特徴とする請求項２４記載の加熱システム。
【請求項２６】
前記駆動手段は、エンジンのクランクシャフトと同時回転するために、前記エンジンのクランクシャフトに動作可能に接続され、前記駆動手段は、選択的に離脱ことが可能であり、それによって、前記クランクシャフトが前記シャフトと独立に回転することが可能になることを特徴とする請求項２５記載の加熱システム。
【請求項２７】
制御デバイスをさらに備え、前記駆動手段は、前記制御デバイスから受け取った信号に応答して動作可能であることを特徴とする請求項２５記載の加熱システム。
【請求項２８】
前記制御デバイスはマイクロプロセッサであることを特徴とする請求項２７記載の加熱システム。
【請求項２９】
前記回転子および固定子は前記流体を加熱する空洞を画定し、加熱システムは、膨張タンクをさらに備え、通気通路は前記空洞を前記膨張タンクに接続し、前記通気通路は前記空洞を大気に通気するように動作可能であることを特徴とする請求項２５記載の加熱システム。
【請求項３０】
前記制御弁は、前記熱交換器吐出通路を通過する前記流体の所定の部分が、前記再循環通路を通り、かつ、前記液体熱発生器内に送られるように選択的にさせるように動作可能であることを特徴とする請求項２４記載の加熱システム。
【請求項３１】
前記流体を受け取る入口通路および前記流体を吐出する出口通路を有するエンジンと、
前記エンジンの前記出口通路を前記液体熱発生器に流体接続する供給通路とをさらに備えることを特徴とする請求項２４記載の加熱システム。
【請求項３２】
前記供給通路を前記吐出通路に流体接続するバイパス通路をさらに備えることを特徴とする請求項３１記載の加熱システム。
【請求項３３】
前記バイパス通路は、前記流体が、前記吐出通路から前記供給通路へ流れることを防止するように動作可能な逆止弁を備えることを特徴とする請求項３２記載の加熱システム。
【請求項３４】
前記供給通路を通過する流体の実質的に全体の量は、前記液体熱発生器が動作する時に、前記液体熱発生器を通過することを特徴とする請求項３２記載の加熱システム。
【請求項３５】
前記供給通路を通過する前記流体の少なくとも一部分は、前記液体熱発生器が動作しない時に、前記バイパス通路を通過することを特徴とする請求項３２記載の加熱システム。
【請求項３６】
入口を有するポンプと、
前記制御弁の第２出口ポートを前記ポンプの前記入口に流体接続するリターン通路とをさらに備えることを特徴とする請求項２４記載の加熱システム。
【請求項３７】
前記制御弁は、前記吐出通路を通過する前記流体を所定の部分に選択的に分割するように動作可能であり、第１部分は前記リターン通路に送られ、第２部分は前記再循環通路に送られることを特徴とする請求項３６記載の加熱システム。
【請求項３８】
前記制御弁は、前記吐出通路を通過する前記流体の実質的に全体の量を、前記リターン通路に送るように動作可能に調整可能であることを特徴とする請求項３６記載の加熱システム。
【請求項３９】
前記制御弁は、前記吐出通路を通過する前記流体の実質的に全体の量を、前記再循環通路を通り、かつ、前記液体熱発生器内に送るように動作可能に調整可能であることを特徴とする請求項３６記載の加熱システム。
【請求項４０】
前記制御弁と動作可能に通信する制御デバイスをさらに備え、前記制御デバイスは、前記リターン通路と前記再循環通路との間で前記流体の分配を制御するために、前記制御弁に制御信号を送出することが可能であることを特徴とする請求項３６記載の加熱システム。
【請求項４１】
前記再循環通路を通過する前記冷却流体の温度を検知する手段をさらに備え、前記温度検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、前記流体の前記温度に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項４０記載の加熱システム。
【請求項４２】
前記吐出通路を通過する前記冷却流体の圧力を検知する手段をさらに備え、前記圧力検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、前記流体の前記圧力に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項４０記載の加熱システム。
【請求項４３】
前記液体熱発生器の回転子の回転速度を検知する手段をさらに備え、前記速度検知手段は、前記制御手段と動作可能に通信し、回転子の前記回転速度に相当する信号を前記制御手段に送出することが可能であることを特徴とする請求項４０記載の加熱システム。
【請求項４４】
エンジンのクランクシャフトに接続可能な、流体を加熱する装置であって、
前記クランクシャフトと同時回転するために、前記クランクシャフトに取り付け可能なエンジンプーリと、
前記エンジンプーリと同時回転するために、前記エンジンプーリに取り付けられたハウジングを有する液体熱発生器とを備えることを特徴とする装置。
【請求項４５】
前記ハウジングは、前記エンジンプーリの外側端によって画定された内部空間内に少なくとも部分的に配設されることを特徴とする請求項４４記載の装置。
【請求項４６】
前記ハウジングは、前記エンジンプーリの外側端によって画定された内部空間内に完全に配設されることを特徴とする請求項４４記載の装置。
【請求項４７】
前記液体熱発生器は、固定子および前記固定子に隣接して配置された回転子をさらに備え、前記回転子は、前記ハウジングと同時回転するために、前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項４４記載の装置。
【請求項４８】
前記液体熱発生器は、前記固定子の第２側面に隣接して配置された第２回転子をさらに備え、前記第２回転子は、前記ハウジングと同時回転するために、前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
前記固定子および前記第１回転子は第１空洞を画定し、前記固定子および前記第２回転子は第２空洞を画定し、前記第１空洞は、前記第２空洞に流体接続されることを特徴とする請求項４８記載の装置。
【請求項５０】
流体を加熱する装置であって、
入口通路と吐出通路を有する液体熱発生器と、
前記流体を収容する流体リザーバであって、前記液体熱発生器の入口通路に流体接続される、流体リザーバと、
前記液体熱発生器の前記吐出通路に流体接続された入口、および、前記流体リザーバに流体接続された出口を有する比例弁とを備え、前記比例弁は、前記液体熱発生器から前記流体リザーバへの前記流体の流れを選択的に制限するように動作可能であることを特徴とする加熱装置。
【請求項５１】
前記液体熱発生器は、第２吐出通路と第２入口通路をさらに備え、加熱装置は、前記第２吐出通路に流体接続した入口ポートと、前記液体熱発生器の第２入口通路に流体接続した出口ポートとをさらに備えることを特徴とする請求項５０記載の加熱装置。
【請求項５２】
前記液体熱発生器は、回転子と、前記回転子の第１側面に隣接した配置された固定子とをさらに備え、前記固定子および回転子は、前記液体熱発生器の前記第１および第２吐出通路と流体連通するトロイダル空洞を画定することを特徴とする請求項５０記載の加熱装置。
【請求項５３】
前記液体熱発生器は、前記回転子の第２側面に隣接して配置された第２固定子をさらに備え、前記回転子および前記第２固定子は第２トロイダル空洞を画定し、前記第１トロイダル空洞は、前記第２トロイダル空洞と流体接続されることを特徴とする請求項５２記載の加熱装置。
【請求項５４】
前記トロイダル空洞の内部領域を大気に通気するように動作可能な通気通路をさらに備えることを特徴とする請求項５２記載の加熱装置。
【請求項５５】
前記液体熱発生器は、前記流体リザーバと流体連通する入口と、前記トロイダル空洞と流体連通する出口とを有するラジアルコンプレッサをさらに備えることを特徴とする請求項５２記載の加熱装置。
【請求項５６】
前記回転子は、動作可能に回転可能であり、前記ラジアルコンプレッサは、前記回転子と同時回転するために、前記回転子に取り付けられることを特徴とする請求項５５記載の加熱装置。
【請求項５７】
流体を加熱する装置であって、
入口通路と吐出通路とを有する液体熱発生器と、
前記流体を収容する流体リザーバと、
可逆ポンプと、
前記可逆ポンプを前記流体リザーバに流体接続する第１通路と前記可逆ポンプを前記液体熱発生器に流体接続する第２通路とを備え、前記可逆ポンプは、前記流体リザーバと前記液体熱発生器の間で前記流体を前後方向に搬送するように動作可能であることを特徴とする加熱装置。
【請求項５８】
前記液体熱発生器は、吐出通路と第２入口通路をさらに備え、加熱装置は、前記第２吐出通路に流体接続された入口ポートと前記液体熱発生器の前記第２入口通路に流体接続された出口ポートとを有する熱交換器をさらに備えることを特徴とする請求項５７記載の加熱装置。
【請求項５９】
前記液体熱発生器は、回転子と前記回転子の第１側面に隣接して配置された固定子をさらに備え、前記固定子および回転子は、前記可逆ポンプと前記熱交換器と流体連通するトロイダル空洞を画定することを特徴とする請求項５７記載の加熱装置。
【請求項６０】
前記液体熱発生器は、前記回転子の第２側面に隣接して配置された第２固定子をさらに備え、前記回転子および前記第２固定子は第２トロイダル空洞を画定し、前記第１トロイダル空洞は、前記第２トロイダル空洞と流体接続されることを特徴とする請求項５７記載の加熱装置。
【請求項６１】
前記トロイダル空洞に流体接続され、前記トロイダル空洞の内部領域を大気に通気するように動作可能な通気通路をさらに備えることを特徴とする請求項５７記載の加熱装置。
【請求項６２】
前記第１および第２通路の少なくとも一方の中に配置された弁をさらに備え、前記弁は、前記液体熱発生器から前記流体リザーバへの前記流体の流れを少なくとも部分的に遮断するように動作可能であることを特徴とする請求項５７記載の加熱装置。
【請求項６３】
前記弁は、前記可逆ポンプが動作しない時に、前記流体が、前記可逆ポンプを通って流れることを実質的に防止するように動作可能であることを特徴とする請求項６２記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、熱発生器に関し、より詳細には、自動車の客室に補助熱を供給するための補助液体加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車は、通常、乗り物の客室に暖気を供給する加熱システムを含む。加熱システムは、乗り物オペレータが、客室内で所望の空気温度を達成するために、客室に送出される空気の量および／または温度を調節することを可能にする制御システムを含む。乗り物のエンジン冷却システムからの冷却流体は、一般に、客室に送出される空気を加熱するための熱源として使用される。
加熱システムは、通常、乗り物のエンジン冷却システムに流体接続された熱交換器を含む。エンジン冷却システムからの暖かい冷却流体は、熱交換器を通過し、加熱システムを通って流れる冷たい空気供給に熱を引き渡す。暖かい冷却流体から冷たい空気供給に伝達される熱エネルギーによって、空気の温度が上昇する。加熱された空気は、客室内に吐出されて、乗り物の内部を所望の空気温度まで暖める。
【０００３】
乗り物のエンジン冷却システムは、乗り物の客室を加熱するための都合のよい熱源を提供する。しかし、熱源としてエンジンの冷却流体を使用することの１つの欠点は、乗り物のエンジンが最初に始動した時と、加熱システムが、好ましい温度で空気を供給し始める時との間にかなりの遅延が通常存在することである。これは、特に、乗り物が、非常に冷えた周囲状況で動作するか、または、ある期間の間、アイドリング状態にあった時に当てはまる。遅延は、エンジンが最初に始動された時に、冷却流体が、加熱システムを通って、かつ、客室内に流れる空気と実質的に同じ温度であることによる。エンジンが動作し続けるにつれて、エンジンシリンダ内における燃料と空気の混合物の燃焼の副産物として生成される熱の一部分は、冷却流体に伝達され、それによって、冷却流体の温度が上昇する。加熱システムから吐出される空気の温度は、熱交換器を通過する冷却流体の温度の関数であるため、エンジンの冷却流体が、好ましい動作温度である時より温まっている間、加熱システムは、比例して少ない熱を生成することになる。そのため、乗り物のエンジンが最初に始動された時と、加熱システムが許容可能な温度レベルの空気を生成し始める時の間に長い期間が存在する場合がある。これが起こるのにかかる時間は、冷却流体の初期温度および加熱される空気の初期温度を含む、種々の因子に応じて変わることになる。冷却流体の温度が、できる限り迅速に好ましい動作温度に達することが好ましい。
【０００４】
乗り物の加熱システムのために、熱源としてエンジンの冷却流体を使用することの別の可能性のある制限は、一定の動作条件下で、エンジンは、乗り物の加熱システムからの空気流が、所望の温度を達成することを可能にするように、十分な熱を冷却流体に与えない場合があることである。これは、たとえば、非常に効率的なエンジンを有する乗り物を、低負荷状況下で、または、外側の周囲温度が非常に低い状況で動作させる時に起こる場合がある。これらの状況は、共に、所望のエンジン動作温度を維持するために、エンジンから冷却流体に伝達される必要がある熱量を減らす。これは、乗り物の加熱システムを通って流れる空気を加熱するのに利用可能な熱エネルギーを少なくする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、乗り物の客室加熱システムの加熱効率を改善するために、エンジンの冷却流体の付加的な加熱を断続的に提供することが可能な補助加熱システムを開発することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、詳細な説明と添付図面からより完全に理解されるであろう。
好ましい実施形態の以下の説明は、本来、単に例示であり、本発明、その応用、また
はその使用を制限することを、いかなる点でも意図しない。
図１を参照すると、エンジン２２の動作温度を調節するための従来の乗り物冷却システム２０の略図が示される。冷却システム２０は、エンジン２２によって生成された過剰の熱を吸収するために、エンジン２２を通して冷却流体２１を循環させるように動作可能な水ポンプ２４を含む。過剰の熱は、乗り物を推進するための使用可能な機械的仕事を生成するための、エンジン２２のシリンダ２３内での燃料と空気の混合物の燃焼の副産物である。水ポンプ２４は、水ポンプ２４のシーブ２９に係合する駆動ベルト２７によるエンジン付属駆動装置２５によって動力供給される。付属駆動装置２５は、通常、エンジン２２のクランクシャフト（図示せず）に接続される。冷却流体は、流体が過剰の熱の一部を吸収するエンジン内の通路（図示せず）を通して循環する。エンジンを通って循環した後、冷却流体は、エンジン２２から通路２６を通って吐出される。エンジンを出る冷却流体の温度に応じて、冷却流体は、エンジン２２を通って再循環されるために、バイパスライン２８を通って水ポンプ２４に戻るように送られるか、または、流体ライン３２を通ってラジエータ３０に送られる。
【０００８】
サーモスタット３４は、バイパスライン２８と流体ライン３２の間での冷却流体２１の分配を制御する。サーモスタット３４は、エンジン２２から出口通路２６を通って吐出される冷却流体２１の温度に応じて流体貫通面積を自動的に調整することが可能な熱作動式弁であってよい。自動車型サーモスタットは、（サーモスタット３４内で測定された）所定の冷却流体温度、たとえば、華氏１９０°で開き始めるように較正することができる。較正した温度より低い冷却流体温度では、サーモスタット３４は、冷却流体が、ライン３２を通ってラジエータ３０に供給されることを防止するために完全に閉じてもよい。較正した温度における、または、それより少し高い温度では、サーモスタット３４は、エンジン２２からの冷却流体２１の一部分が、ラジエータ３０に送られることを可能にするように開き始める。較正した温度よりかなり高い冷却流体温度では、サーモスタット３４は、特定の乗り物動作状況について、ラジエータ３０への冷却流体２１の流量を最大にするために、完全に開くであろう。
【０００９】
流体ライン３２を通過する冷却流体２１は、入口ポート３６を通ってラジエータ３０に入る。冷却流体２１は、ラジエータ３０を通って流れ、ラジエータ３０において、流体が、ラジエータ３０にわたって流れる周囲空気流３８にその熱の一部分を与える。冷却流体２１は、入口ポート３６でラジエータ３０に入る冷却流体の温度より低い温度で出口ポート４０を通ってラジエータ３０を出る。出口ポート４０でラジエータ３０を出ると、冷却流体２１は、流体ライン４２を通して水ポンプ２４に送られる。
【００１０】
膨張タンク４２は水ポンプ２４に流体接続される。膨張タンク４２は、ある期間の間オフされた後にエンジン２２が始動された時に起こる場合があるように、冷却流体が加熱される時に冷却システム２０から吐出される冷却流体２１を捕捉するリザーバを提供する。エンジン２２がオフされた後に起こる場合があるように、冷却システム２０内の冷却流体の温度が低下する時に、過剰な冷却流体２１の一部分はまた、膨張タンク４２から取り出され、冷却システム２０に戻されてもよい。
【００１１】
従来の自動車は、乗り物の客室５０を加熱するために、暖気供給を可能にする加熱システム４６を含んでもよい。加熱システム４６は、入口ヒータホース５４と出口ヒータホース５６を通って冷却システム２０に流体接続される、ヒータコアとしても知られる熱交換器５２を含む。入口ヒータホース５４は、サーモスタット３４において冷却システム２０に接続されてもよい。ポート２６においてエンジン２２を出る冷却流体２１の一部分は、ヒータホース５４を通ってヒータコア５２に流れる。冷却流体２１は、ヒータコア５２を覆って流れるようにされた空気流４８にその熱の一部分を与える。空気流４８は、乗り物の外側から、乗り物の客室５０から、または、その組み合わせから取り出された空気を含んでもよい。空気流４８は、入る時より高い温度でヒータコア５２を出る。暖かい空気流４８は、乗り物の内部を暖めるために、客室内５０に吐出されてもよい。暖かい空気流４８はまた、ガラス表面上に形成されたと思われる霜または凝縮を除去するために、乗り物の内部ガラス表面（図示せず）を覆って流れるように送られてもよい。加熱システム４６はまた、客室５０に供給される空気流４８の温度および流量を調節する種々の制御デバイス（図示せず）を含んでもよい。
【００１２】
図２を参照すると、冷却システム２０と加熱システム４６の間で流体接続された本発明の補助加熱システム（ＳＨＳ）５８が、概略的に示される。補助加熱システム５８は、冷却システム２０と加熱システム４６の間の冷却流体２１の分配、ならびに、ヒータコア５２に供給される冷却流体の２１のその部分に、必要である場合、付加的な熱を供給することを制御するように動作可能である。
補助加熱システム５８は、入口ヒータホース５４と出口ヒータホース５６によって、冷却システム２０に流体接続することができる。冷却システム２０からの冷却流体２１は、ポート６０において補助加熱システム５８に接続される入口ヒータホース５４を通して補助加熱システム５８に送出されてもよい。冷却流体２１は、ポート７４において補助加熱システム５８に接続される出口ヒータホース５６を通して冷却システム２０の戻ってもよい。
【００１３】
補助加熱システム５８は、入口ヒータホース５４ａおよび出口ヒータホース５６ａによってヒータコア５２に流体接続されてもよい。補助加熱システム５８内で循環する冷却流体２１は、ポート６２において補助加熱システム５８を出て、入口ヒータホース５４ａを通ってヒータコア５２に移動してもよく、ヒータコア５２において、冷却流体２１からの熱の一部分が、空気流４８に伝達されてもよい。ヒータコア５２を出ると、冷却流体２１は、出口ヒータホース５６ａを通って補助加熱システム５８に戻るように送られ、冷却流体２１は、ポート６４において補助加熱システム５８に再び入る。
【００１４】
図３を参照すると、補助加熱システム５８が示され、ヒータコア５２に供給される冷却流体２１の少なくとも一部分の補助加熱を行う液体熱発生器（ＬＨＧ）７６を含む。１つのこうした液体熱発生器の例は、１９９７年１１月４日にＳａｎｇｅｒに発行された、「Ｌｉｑｕｉｄ  Ｈｅａｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」という名称の米国特許第５，６８３，０３１号に開示される。５，６８３，０３１号特許は、参照により本明細書に組み込まれる。補助加熱システム５８はまた、補助加熱システム５８内での冷却流体２１の分配を制御するための制御弁６６、および、液体熱発生器７６と制御弁６６の動作を調節する制御デバイス６８を含んでもよい。
【００１５】
補助加熱システム５８は、補助加熱システム５８のポート６０に取り付けられたヒータホース５４を通して冷却システム２０から冷却流体２１を供給されることができる。冷却流体２１は、ポート６０において補助加熱システム５８に入り、冷媒供給通路１１０を通して流体結合部１１２に移動する。流体結合部１１２において、冷却流体２１の全てまたは一部分は、冷媒供給通路１１０を液体熱発生器７６に流体接続するＬＨＧ供給通路１１３を通してか、または、液体熱発生器７６をバイパスするＬＨＧバイパス通路１１５を通して移動してもよい。ＬＨＧバイパス通路１１５に沿って移動する冷却流体２１は、逆止弁１４４を通過し、流体結合部１４２においてＬＨＧ吐出通路１４０に吐出される。逆止弁１４４は、好ましくは、ただ１つの方向であって、流体結合部１１２から流体結合部１４２への方向である、ただ１つの方向に、流体が弁を通って流れることを可能にするように構成される。
【００１６】
ＬＨＧ吐出通路１４０は、液体熱発生器７６に流体接続された一端１４３と、補助加熱システム５８の出口ポート６２に流体接続された第２端１４１とを有する。ＬＨＧバイパス通路１１５からＬＨＧ吐出通路１４０に入る冷却流体２１は、出口ポート６２の方に、液体熱発生器７６から離れるように流れる。冷却流体２１は、ポート６２において補助加熱システム５８に取り付けられたヒータホース５４ａ内に、補助加熱システム５８から吐出されることができる。冷却流体２１は、入口ヒータホース５４ａを通って熱交換器５２に流れ、熱交換器５２において、冷却流体からの熱を空気流４８に伝達することができる。熱交換器５２から吐出されると、冷却流体２１は、ポート６４において補助加熱システム５８に取り付けられた出口ヒータホース５６ａを通して補助加熱システム５８に戻される。ポート６４に入る冷却流体２１は、制御弁６６に流体接続した一端とポート６４に流体接続した別の端を有する熱交換器リターン通路１４６を通過する。
【００１７】
制御弁６６は、ポート７４において出口ヒータホース５６に流体接続した冷媒リターン通路１５０と、液体熱発生器７６に流体接続した冷媒再循環通路１４８との間での冷却流体２１の分配を制御するように動作可能である。制御弁６６によって冷媒リターン通路１５０に送られた冷却流体２１は、ポンプ２４に戻され、一方、冷媒再循環通路１４８を通過する冷却流体は、液体熱発生器７６に送出される。好ましくは、制御弁６６は、制御弁６６が受け取った冷却流体２１が、一定の予め選択されたパラメータに基づいて、冷媒リターン通路１５０と冷媒再循環通路１４８との間で選択的に分割されることが可能であるように動作可能である。これは、熱交換器リターン通路１４６から制御弁６６に入る冷却流体を全て、冷媒リターン通路１５０か、冷媒再循環通路１４８のいずれかに送ること、または、冷却流体を２つの通路の間で分割することを含んでもよい。制御弁６６は、好ましくは、無限に調整可能である。
【００１８】
液体熱発生器７６は、固定子８０、および、固定子８０に隣接して配置された同軸に整列した回転子８２を含む。固定子８０は、ハウジング７８にしっかりと取り付けられ、一方、回転子８２は、固定子８０およびハウジング７８に対して軸８５を中心として駆動シャフト８４と同時回転するために、駆動シャフト８４上に搭載される。固定子８０および回転子８２は、それぞれ、環状空洞８１および８３を含み、それらは、一緒になって、流体力学チャンバ８６を画定する。
【００１９】
冷却流体２１は、流体結合部１１２において冷媒供給通路１１０に接続されたＬＨＧ供給通路１１３を通って液体熱発生器７６に供給されることができる。冷却流体２１を、プレナム１６内に吐出すことができる。冷却流体２１は、プレナム１１６から、シャフト８４の外側円周１２０と固定子８０のボア１２２との間で形成された通路１１８内に流れる。通路１１８を出ると、冷却流体２１は、回転子８２のハブ１２６内に配置された通路１２５に入る。冷却流体は、通路１２５を出て、冷却流体がそこから流体力学チャンバ８６内に吐出される少なくとも１つの通路に沿って移動する。
【００２０】
流体力学チャンバ８６内に存在する冷却流体２１は、流体力学チャンバ８６内の全体がトロイダルな経路に沿って移動し、冷却流体が、固定子８０および回転子８２の環状空洞８１および８３の間を、それぞれ前後方向に移動する時に熱を吸収する。流体力学チャンバ８６内に存在する冷却流体２１は、流体力学チャンバ８６から吐出されるまで、回転子８２と固定子８０の間の経路に沿って移動し続ける。加熱された冷却流体２１は、１つまたは複数の通路１３２を通って流体力学チャンバ８６を出る。通路１３２の出口１３６は、ハウジング７８内に形成された円周環１３８と流体連通する。冷却流体２１は、通路１３２を出て、通路１４０に沿って出口ポート６２に移動する。逆止弁１４４は、通路１４０に沿って移動する冷却流体２１が、流体結合部１４２において通路１１５に入るのを防止する。
【００２１】
回転子８２を回転可能に駆動する動力は、エンジン２２によって供給されてもよい。駆動シャフト８４の端部１０４は、補助加熱システム５８のハウジング７８から延びる。シャフト８４の端部１０４と回転するために、シャフト８４の端部１０４には、駆動手段１０６がしっかりと取り付けられる。駆動手段１０６は、好ましくは、エンジン付属駆動ベルト２７ａに係合するシーブ１０８を含む。付属駆動ベルト２７ａは、エンジン２２のクランクシャフトに取り付けられたシーブ２５に係合することができる。駆動ベルト２７ａはまた、水ポンプ２４、ならびに、オールタネータおよび空気調節用コンプレッサなどの他のエンジン付属品を動作させるのに必要とされる動力を送出するのに使用されてもよい。付属駆動ベルト２７ａは、エンジン２２によって生成されたトルクを回転子８２に接続されたシャフト８４に伝達する。
【００２２】
駆動手段１０６は、好ましくは、電磁クラッチなどのクラッチ１０９を含み、クラッチ１０９は、加熱システム４６の加熱要求に応じて選択的に係合することができる。クラッチ１０８によって、加熱システム４６の加熱要求に応じて、回転子８２をエンジン２２から動作可能に離脱することが可能である。これは、エンジン２２から取り出される動力量を最小にするために望ましく、それによって、エンジン効率、ならびに、乗り物を加速することなどの、他の目的のための、自由に上昇する付加的なエンジン動力が改善される場合がある。
【００２３】
加熱システム４６の要求が、熱発生器７６をバイパスする代わりに、熱交換器４６を通過する冷却流体に、さらなる熱を付加することを指示する時、ポート６０において補助加熱システム５８に入る冷却流体は、熱発生器７６に送られ、熱発生器７６において、さらなる熱が冷却流体に付加されてもよい。冷却流体のさらなる加熱は、液体熱発生器７６を作動させるために、クラッチ１０８に係合することによって達成される。ポート６０を通って補助加熱システム５８に入る冷却流体は、冷媒供給通路１１０に沿って結合部１１２に送られる。通路１１５に沿って進むのではなく、代わりに、冷却流体は、経路１１３に沿って液体熱発生器７６に移動する。
【００２４】
加熱された冷却流体２１は、ポート６２において補助加熱システム５８を出て、経路５４ａに沿ってヒータコア５２に移動し、ヒータコア５２において、冷却流体からの熱が空気流４８に伝達され、空気流４８は、次に、乗り物の客室５０に吐出されてもよい。
冷却流体２１は、ヒータコア５２を出て、経路５６ａに沿ってポート６４に移動し、ポート６４において、流体は、補助加熱システム５８に再び入る。冷却流体は、熱交換器リターン通路１４６に沿って弁６６に移動する。加熱システム４６の特定の加熱要求に応じて、弁６６は、冷却流体を熱発生器７６に戻す経路１４８か、冷却流体を冷却システム２０に戻す経路１５０のいずれかに冷却流体を送ってもよい。冷却流体が冷媒リターン通路１５０を通って冷却システム２０に全く戻らない状態で、冷却流体を全て、冷媒再循環通路１４８を通って熱発生器７６に戻すように、弁６６を調整することによって、加熱システム４６と冷却システム２０が実質的に互いに独立に動作する。
【００２５】
経路１４８に沿って移動する冷却流体２１は、ハウジング７８内に形成された環状プレナム１５２内に吐出されてもよい。１つまたは複数のオリフィス１５４は、プレナム１５２を流体力学チャンバ８６に流体接続する。
弁６６によって経路１５０に沿って送られた冷却流体２１は、ポート７４において補助加熱システム５８を出る。そこから、冷却流体は、経路５６に沿って、エンジン冷却システム２０の水ポンプ２４に移動する。
【００２６】
図３および図３ａに示すように、熱発生器７６の流体力学チャンバ８６は、ＬＨＧ通気通路１５６を通して大気に通気される。ＬＨＧ通気通路１５６の一端は、ハウジング７８内に形成された環状プレナム１５８に流体接続され、反対端は、ハウジング７８の外表面に沿って配置された出口ポート１６０に接続される。通気ホース１６２は、ＬＨＧ通気通路１５６を膨張タンク４２に流体接続する。空気空間１６６が、膨張タンク４２に収容される冷却流体２１の上に絶えず存在することが好ましい。通気ホース１６２が、膨張タンク４２に収容される冷却流体２１と直接つながることを防止するために、通気ホース１６２は、空気空間１６６に隣接する場所の膨張タンク４２に取り付けられてもよい。固定子８０は、プレナム１５８を流体力学チャンバ８６に流体接続する１つまたは複数の通気通路１６４を含む。
【００２７】
制御ユニット６８は、熱発生器７６と弁６６の動作を調節するように機能する。制御ユニット６８は、好ましくは、プログラム可能マイクロプロセッサである。制御ユニット６８は、コネクタ１６８を通して弁６６に動作可能に接続される。制御ユニット６８は、通路１５０と１４８の間の冷却流体の分配を調節するために、弁６６の動作を制御するための制御信号を弁６６に送出することが可能である。
制御ユニット６８はまた、クラッチ１０６の動作を制御するように機能してもよく、クラッチ１０６は、コネクタ１７０によって制御ユニット６８に動作可能に接続される。制御ユニット６８は、クラッチが、加熱システム４６の加熱要求に応じて係合および離脱するように指示する制御信号をクラッチ１０６に送出するように構成されることができる。クラッチ１０６の係合によって、エンジン２２からのトルクが、駆動ベルト２７ａを通してシャフト８４に伝達されることが可能になり、それによって、次に、回転子８２が、軸８５を中心にして回転し、流体力学チャンバ８６内に存在する冷却流体２１を加熱する。クラッチ１０６の離脱によって、エンジン２２からシャフト８４と回転子８２を切り離す。クラッチ１０６が離脱した状態で、熱発生器７６は、シャフト８４と回転子８２がもはやベルト２７ａによって回転可能に駆動されないため、熱の生成を休止する。
【００２８】
制御ユニット６８は、回転子８２の回転速度、冷媒再循環通路１４８を通って熱発生器７６に入る冷却流体２１の温度、およびＬＨＧ吐出通路１４０を通して熱発生器７６を出る冷却流体２１の圧力などの、補助加熱システム５８の種々の動作パラメータを監視するように構成されてもよい。回転子８２の回転速度は、速度ピックアップ（ｐｉｃｋｕｐ）１７２によって監視し、速度ピックアップ１７２は、電磁ピックアップなどの種々の知られている速度ピックアップデバイスの任意のピックアップデバイスを含んでもよい。速度ピックアップ１７２用の電磁ピックアップを使用することは、回転子８２の背面壁１７３に磁性物質を適切に取り付けることを必要とする。センサ１７５は、センサ１７５が、回転子８２に取り付けられた磁性物質によって生成される磁界を検出することを可能にするように、ハウジング７８に取り付けられる。コネクタ１７４は、速度ピックアップ１７２を制御ユニット６８に動作可能に接続する。
【００２９】
冷媒再循環通路１４８を通って液体熱発生器７６に入る冷却流体２１の温度は、温度プローブ１７６によって監視されてもよく、温度プローブ１７６は、熱電対、抵抗温度検出器などのような種々の知られている温度検知デバイスの任意の温度検知デバイスを含んでもよい。プローブ１７６が、通路を通過する冷却流体２１の温度を検出することを可能にするために、温度プローブ１７６は、冷媒再循環通路１４８内に、または、任意の他の適した場所に適切に配置されてもよい。従来のコネクタ１７８は、温度プローブ１７６を制御ユニット６８に動作可能に接続する。温度プローブ１７６は、通路に存在する冷却流体の温度を示す信号を生成することが可能である。
【００３０】
通路１３２を通って液体熱発生器７６を出る冷却流体２１の流体圧力は、圧力プローブ１８０によって監視されてもよく、圧力プローブ１８０は、種々の知られている圧力検知デバイスの任意の圧力検知デバイスを含んでもよい。圧力プローブ１８０が、液体加熱発生器７６を出る冷却流体２１の圧力を検出することを可能にするために、圧力プローブ１８０は、好ましくは、プレナム１３８の近くのＬＨＧ吐出通路１４０内、または、任意の他の適した場所に位置する。圧力プローブ１８０は、ＬＨＧ吐出通路１４０を通過する冷却流体の圧力を示す信号を生成することが可能である。コネクタ１８２は、圧力プローブ１８０を制御ユニット６８に動作可能に接続する。
【００３１】
制御ユニット６８は、液体熱発生器７６によって生成される熱量を調節する。動作中、限定はしないが、制御ユニット６８は、温度プローブ１７６、圧力プローブ１８０、および速度ピックアップ１７２を含む、種々のプローブによって生成されるセンサ信号を絶えず監視してもよい。制御ユニット６８は、冷媒再循環通路１４８を通過する冷却流体の温度、ＬＨＧ吐出通路１４０を通過する冷却流体の圧力、および回転子８２の回転速度を決定するために、受け取った信号のそれぞれを自動的に解釈するように適切に構成されてもよい。制御ユニット６８は、先に決定した温度、圧力、および回転速度に基づいて、さらなる熱が冷却流体２１に付加されるべきかどうかを自動的に確認するように構成されてもよい。冷却流体２１がさらなる加熱を必要とすると判定される場合、制御ユニット６８は、クラッチを係合させるために、クラッチ１０６に電流が印加されるように動作する。クラッチ１０６が係合した状態で、エンジン２２によって生成されたトルクが、ＬＨＧ５８のシャフト８４に伝達され、それによって、回転子８２が、回転し、流体力学チャンバ８６内に収容された冷却流体を加熱する。
【００３２】
補助加熱システム５８は、加熱システム４６の加熱要求に応じて種々のモードで動作することが可能である。バイパスモードと呼ばれる、１つのモードでは、液体熱発生器７６は、クラッチ１０６を停止し、制御弁６６をバイパス位置に配置することによって、エンジン２２から離脱する。制御弁６６がバイパス位置に配置された状態で、熱交換器リターン通路１４６から制御弁６６によって受け取られた冷却流体２１は、冷媒リターン通路１５０を通って水ポンプ２４に戻るように送られる。
【００３３】
液体熱発生器７６の動作を始動させるために、制御デバイス６８は、クラッチが係合し、回転子８２が回転し始めるようにさせる制御信号をクラッチ１０６に送出することができる。クラッチ１０６が最初に係合する時に、制御弁６６は、好ましくは、バイパス位置に配置される。ポート６０を通って補助加熱システム５８に入る冷却流体２１は、冷媒供給通路１１０に沿って流体結合部１１２に流れる。冷却流体２１は、通路１１３を通って液体熱発生器７６に移動する。冷却流体は、液体熱発生器７６を通って先に述べた経路をたどり、ポート１３６において液体熱発生器を出る。冷却流体２１は、ＬＨＧ吐出通路１４０に沿って移動する。ポート６２において補助加熱システム５８を出ると、冷却流体２１は、ヒータホース５４ａに沿って熱交換器５２に移動し、それによって、熱交換器を出て、冷却流体は、ヒータホース５６ａを通って補助加熱システム５８に戻るように送られる。ポート６４において補助加熱システム５８に入ると、冷却流体２１は、熱交換器リターン通路１４６を通って制御弁６６に流れる。制御弁６６がバイパス位置に配置されるため、制御弁に入る冷却流体は全て、冷媒リターン通路１５０を通って水ポンプ２４に戻るように送られる。冷媒再循環通路１４８が閉じた状態で、冷却流体２１は、液体熱発生器７６に戻ることが防止され、したがって、流体力学チャンバ８６内に存在する冷却流体の量の初期低減が生じる。流体力学チャンバ８６内に存在する冷却流体の量の低減に応答して、膨張タンク４２からの空気は、通気ホース１６２および通気通路１５６を通って流体力学チャンバ８６内に取り出される。
【００３４】
制御弁６６はまた、再循環モードで動作してもよい。クラッチ１０８が係合し、液体熱発生器７６が動作する状態で、制御デバイス６８は、弁がバイパス位置から再循環位置に移動するようにさせる制御信号を制御弁６６に送出することができる。制御弁６６が再循環位置に配置された状態で、熱交換器リターン通路１４６から受け取られた冷却流体２１は、再循環通路１４８に流れ、再循環通路１４８から液体熱発生器７６に流れる。冷却流体は、冷媒リターン通路１５０に入ることを防止され、一方、制御弁６６は、再循環モードで動作する。
【００３５】
制御弁６６はまた、調節モードで動作してもよく、調節モードにおいて、冷却システム２０に関して所定の冷却流体圧レベルを維持するのを補助するために冷媒リターン通路１５０と冷媒再循環通路１４８の間で、冷却流体２１を選択的に分配することができる。制御デバイス６８は、冷却システム２０内の冷却流体の流体圧を絶えず監視し、冷却システム２０内で所望の圧力を維持する方法として、冷媒リターン通路１５０を通って水ポンプ２４に戻る冷却流体量を変えることが可能である。一般的に言えば、冷媒リターン通路１５０を通って水ポンプ２４に流れる冷却流体量の増加によって、冷却システム２０内での流体圧の対応する減少が生じる。
【００３６】
調節モードで動作する間に冷媒リターン通路１５０に入る冷却流体２１の量は、制御弁６６を使用して制御されることができる。冷却システム２０内の冷却流体圧の減少が必要であると判定される場合、制御デバイス６８は、リターン通路１５０と再循環通路１４８の間での冷却流体の分配を弁が調整するようにさせる制御信号を制御弁６６に送出することができる。冷却流体２１は、調節モードで動作する間に、冷媒再循環通路１４８に流れ続ける。
【００３７】
図７は、ＬＨＧ１８４の代替の実施形態を示し、比例弁１８６は、ＬＨＧ１８４の熱発生レートを制御するのに使用される。ＬＨＧ１８４は、回転子１８８と対向する固定子１９０を含み、両者は、それぞれ、先に述べた回転子８２と固定子８０と実質的に同じである。回転子１８８は、流体力学チャンバ１９４に流体を送出するポンプとして機能するラジアルコンプレッサ１９２を含む。
ＬＨＧ１８４は、さらに、流体１９８を保持する流体リザーバ１９６を含む。リザーバ１９６は、流体コネクタ２００によってラジアルコンプレッサ１９２流体接続される。動作時、コンプレッサ１９２は、リザーバ１９６から流体を抽出し、流体力学チャンバ１９４に流体を送出するように機能し、流体力学チャンバ１９４において、ＬＨＧ５８に関して先に述べたように流体が加熱される。加熱した流体１９８は、流体力学チャンバ１９４の最も外側の径に近い固定子１９０に位置するポート２０４を通って流体力学チャンバ１９４から吐出される。
【００３８】
熱交換器２０６または他の同様なデバイスは、流体１９８から熱を取り出すのに使用されてもよい。熱交換器２０６は、通路２０８によって通路２０４に流体接続される。熱交換器２０６に送出される流体１９８は、熱交換器を通過し、熱交換器において、流体の熱の一部分が、流体またはガスなどの別の媒体２１０に伝達される。流体１９８は、熱交換器２０６を出て、通路２１２を通って流体力学チャンバ１９４に戻るように輸送される。流体１９８は、ポート２１４を通って流体力学チャンバ１９４に入る。
【００３９】
比例弁１８６は、通路２１８によって流体力学チャンバ１９４の外側円周に流体接続される。通路２１６は、比例弁１８６の出口をリザーバ１９６に流体接続する。比例弁１８６は、好ましくは、完全に閉じた位置と完全に開いた位置の間で無限に調整可能である。比例弁１８６は、流体力学チャンバ１９４内で循環する流体１９８の量を制御することによって、流体力学チャンバ１９４内で生成される熱量を調節するように動作可能である。動作中、流体力学チャンバ１９４内の流体圧は、リザーバ１９６内の流体圧より高い。比例弁１８６が開くと、圧力差によって、流体が、流体力学チャンバ１９４からリザーバ１９６に流れる。流体流量は、比例弁１８６の流体貫通面積を調整することによって変わってもよい。比例弁１８６を通る流体流量が増加すると、流体力学チャンバ１９４内に存在する流体容積が減少し、生成される熱量が減少する。こうして、ＬＨＧ１８４によって生成される熱量は、流体力学チャンバ１９４内に存在する流体１９８に対して所望の加熱作用を達成するように、比例弁１８６の流体貫通面積を調整することによって制御されてもよい。比例弁１８６が完全に閉じて、流体力学チャンバ１９４からリザーバ１９６に流体が戻るように搬送されるのが防止される時に、最大加熱作用が達成される。弁１８６が完全に開いて、流体力学チャンバ１９４とリザーバ１９６の間の流体搬送レートが最大になることによって、最小の加熱作用が達成される。弁１８６が完全に閉じた状態で、流体力学チャンバ１９４は、流体１９８で完全に充填されることになる。流体力学チャンバ１９４が、一旦完全に充填されると、任意の過剰な流体は、通路２００を通過する流体流量と実質的に同じ流量で、通路２０２を通ってリザーバ１９６に戻ることになる。
【００４０】
図８は、図４に示すＬＨＧ１８４と同様のＬＨＧ２２０を示し、主要な差は、ＬＨＧ２２０が、１つではなく、２つの流体力学チャンバ２２２および２２４を組み込むことである。流体力学チャンバの数を２倍にすることによって、ＬＨＧの熱生成能力が増加する。ＬＨＧ２２０は両面回転子２２６を含む。回転子２２６の第１側面は、半分の流体力学チャンバ２２２を形成し、反対側面は、半分の流体力学チャンバ２２４を形成する。第１固定子２２８は、回転子２２６の第１側面に並置されて、他の半分の流体力学チャンバ２２２を形成する。第２固定子２３０は、回転子２２６の第２側面に並置されて、他の半分の流体力学チャンバ２２４を形成する。流体力学チャンバ２２２および２２４は、流体力学チャンバ８６（図３および図３ａを参照された）と実質的に同じに構成されてもよい。
【００４１】
回転子２２６は、通路２００を通してリザーバ１９６に流体接続される入口２３４を有するラジアルコンプレッサ２３２を含む。動作中、コンプレッサ２３２は、リザーバ１９６から流体を取り出し、それぞれ、通路２３６および２３８を通して流体力学チャンバ２２２および２２４に流体を送出するポンプとして機能する。
比例弁１８６は、流体力学チャンバ２２２および２２４からリザーバ１９６に戻るように搬送される流体１９８の流量を調節するために、先に述べたのと同じ方法で動作してもよく、流体に対する最大加熱作用が、弁１８６が完全に閉じた状態で起こり、最小加熱作用が、弁が完全に開いた状態で起こる。弁１８６が完全に閉じた状態で、流体力学チャンバ２２２および２２４は共に、流体１９８で完全に充填されることになる。両方の空洞が一旦完全に充填されると、任意の過剰の流体は、通路２００を通過する流体流量と実質的に同じ流量で通路２０２を通ってリザーバ１９６に戻ることになる。
【００４２】
図９を参照すると、エンジン２２のクランクシャフト２４２に直接取り付けられた熱発生器２４０が示される。熱発生器２４０は、補助加熱システム５８の熱発生器７６の代わりに使用されてもよい。熱発生器２４０は、クランクシャフトプーリ２５にとって変わってもよい。こうした構成は、特別に狭いエンジン室を有する乗り物で使用するのに有利である場合がある。熱発生器２４０が、既に存在する部品（すなわち、クランクシャフトプーリ２５）の代わりに使用されるため、熱発生器２４０は、一般に、エンジン室内でさらなる空間を占めないことになる。
【００４３】
図８に示したチャンバと同じ２重流体力学チャンバを含む熱発生器２４０が示される。しかし、熱発生器２４０は、図７に示すような、単一流体力学チャンバを含むように適切に構成されてもよいことも、理解される。熱発生器２４０は、半分の流体力学チャンバ２４６を形成する第１側面、および、半分の第２流体力学チャンバ２４８を形成する第２側面を有する固定子２４４を含む。第１回転子２５０は、固定子２４４の第１側面に並置されて、他の半分の第１流体力学チャンバ２４６を形成する。第２回転子２５２は、固定子２４４の第２側面に並置されて、他の半分の流体力学チャンバ２４８を形成する。
【００４４】
回転子２５０および２５２は、両方の回転子を実質的に閉囲するハウジング２５４にしっかり取り付けられる。ＬＨＧ２４０を動作させている間、ハウジング２５４、回転子２５０、および回転子２５２は、互いに対して同時に回転する。カップ形状の搭載ブラケット２５６は、クランクシャフト２４２と同時回転するために、ハウジング２５４をクランクシャフト２４２に取り付けるに使用されてもよい。カップ形状の搭載ブラケット２５６の端部分２５７は、ボルト締結によるなどで、クランクシャフト２４２の端部に形成されたフランジ２５８に適切に取り付けられてもよい。搭載ブラケット２５６のリム部分２６０は、ボルト締結によるなどで、ハウジング２５４の外側円周２６２に適切に取り付けられてもよい。搭載ブラケット２５６の外側円周２６４は、エンジン付属駆動装置シーブ２６６を含むように適切に構成されてもよい。シーブ２６６は、図１に示す付属駆動装置２５と同じ方法で動作し、ベルト２７を動作可能に駆動するのに使用されてもよい。
【００４５】
ＬＨＧ２４０は、冷却システム２２に適切に接続した供給ライン２６８を含む。エンジン冷却システム２２からの冷却流体２１は、供給ライン２６８の円周の周りに配置された１つまたは複数のオリフィス２７０を通して供給ライン２６８を出る。冷却流体は、固定子２４４のボア内に形成された環状分配プレナム２７２内に吐出される。１つまたは複数の通路２７４は、プレナム２７２を流体力学チャンバ２４６に流体接続し、１つまたは複数の通路２７６は、プレナム２７２を流体力学チャンバ２４８に流体接続する。供給ライン２６８を通過する冷却流体は、実質的に半分に分割され、半分は通路２７４を通って流体力学チャンバ２４６に流れ、他の半分は通路２７６を通って流体力学チャンバ２４８に流れる。
【００４６】
ＬＨＧ２４０を動作させている時、流体力学チャンバ２４６および２４８内に存在する冷却流体は、実質的に先に述べたのと同じ方法で加熱される。加熱した冷却流体２１は、流体力学チャンバ２４６および２４８の外側円周に沿って配置された１つまたは複数の開口を通って、ハウジング２５４の内側円周２８２に沿って形成された環状プレナム２８０に吐出される。流体は、第２回転子２５２の背部表面２８６とハウジング２５４の内部表面２８８の間に配置された通路２８４に沿って移動し、第２回転子２５２の中心に形成され、第２回転子の回転軸に沿って配置された空洞２９０内に吐出される。
【００４７】
熱発生器２４０からヒータコア５２へ冷却流体を搬送する出口管２９２は、供給ライン２６８の長手方向軸が出口管２９２の長手方向軸と実質的に一致するように、供給ライン２６８内に配置される。出口管２９２の端部２９４は、空洞２９０内に延びる。空洞２９０内に存在する冷却流体は、出口管２９２の端部２９４に入り、出口管２９２を通ってヒータコア５２に輸送される。シール２９６は、空洞２９０内の冷却流体が、流体力学チャンバ２４６および２４８に戻るように再循環することを防止する。
【００４８】
図８を参照すると、図５に示す熱発生器と同様の２重流体力学チャンバ液体熱発生器３００を含むＬＨＧ２９８が示される。しかし、図５に示す熱発生器と違って、液体熱発生器３００は、流体力学チャンバに流体を供給するラジアルコンプレッサを有さない。
ＬＨＧ２９８は、両面回転子３０２を含む。回転子３０２の第１側面は、半分の流体力学チャンバ３０４を形成し、反対側面は、半分の流体力学チャンバ３０６を形成する。第１固定子３０８は、回転子３０２の第１側面に並置されて、他の半分の流体力学チャンバ３０４を形成する。第２固定子３１０は、回転子３０２の第２側面に並置されて、他の半分の流体力学チャンバ３０６を形成する。流体力学チャンバ３０４および３０６は、流体力学チャンバ８６（図３および図３ａを参照された）と実質的に同じに構成されてもよい。
【００４９】
ＬＨＧ２９８はラジアルコンプレッサを含まないため、任意所与の瞬間に流体力学チャンバ３０４および３０６内に存在する流体１９８の量を動作可能に調節するのに、可逆電気ギアポンプが使用されてもよい。通路２１８は、ギアポンプ３１２を流体力学チャンバ３０４および３０６の外側円周に流体接続する。ギアポンプが始動していない時に、ギアポンプ３１２を通る流体１９８の可能な吐出を防止するために、流体力学チャンバ３０４および３０６をリザーバ１９６に接続する流体流回路内にソレノイド弁３１４を組み込むことが望ましい場合がある。１つのこうした配置構成は、図８に示され、ソレノイド弁３１４は、ギアポンプ３１２とリザーバ１９６の間の流体回路内に配置される。通路３１６は、ギアポンプ３１２をソレノイド弁３１４に流体接続する。通路２１６は、ソレノイド弁３１４をリザーバ１９６に流体接続する。
【００５０】
ソレノイド弁３１４およびギアポンプ３１２は、一般に、同時に作動することが好ましい。しかし、ソレノイド弁３１４をギアポンプ３１２と独立に動作させることが望ましい場合が存在してもよい。たとえば、流体力学チャンバ３０４および３０６内に存在する流体量の比較的精密な調整を行うために、流体力学チャンバ３０４と３０６の間での流体の搬送を制御するために、ソレノイド弁３１４を選択的に開閉しながら、ギアポンプ３１２を連続して動作させることが有利である場合がある。
【００５１】
動作時、流体力学チャンバ３０４および３０６内の所望の流体容積を達成するために、流体力学チャンバ３０４と３０６と、リザーバ１９６との間で前後方向に流体１９８を搬送するように、ギアポンプ３１２が動作してもよい。ソレノイド弁３１４は、一般に、ギアモータ３１２が動作する時、開くことになるが、先に説明したように、ソレノイド弁３１４を、ギアポンプ３１２と独立に動作させることが望ましい場合が存在する場合がある。流体力学チャンバ３０４および３０６内に存在する流体１９８は、補助加熱システム５８に関して先に述べたのと実質的に同じ方法で加熱される。加熱された流体１９８は、流体力学チャンバ３０４および３０６の外側円周に沿って配置された１つまたは複数の開口３１８および３２０から、固定子３０２の外側円周に沿って配置された環状プレナム３２２にそれぞれ吐出される。加熱した流体は、熱交換器２０６に流体接続した通路２０８に入る。加熱した流体が熱交換器２０６を通過する時に、熱の一部分がガスまたは流体であってよい第２媒体２１０に伝達される。熱交換器２０６を出ると、流体は、通路２１２を通って熱発生器３００に戻る。流体は、流体力学チャンバ３０６に流体接続されたプレナム３２１および流体力学チャンバ３０４に流体接続されたプレナム３２３内に吐出される。プレナム３２１はプレナム３２３に流体接続される。流体は、１つまたは複数の通路３２５を通って流体力学チャンバ３０４に、また、１つまたは複数の通路３２７を通って流体力学チャンバ３０６に再び入る。流体力学チャンバ３０４および３０６が一旦完全に充填されると、任意の過剰な流体は、通路２１８を通過する流体流量と実質的に同じ流量で通路２０２を通ってリザーバ１９６に戻ることになる。
【００５２】
本発明の説明は、本質的に例示的であるに過ぎず、したがって、本発明の骨子から逸脱しない変形が、本発明の範囲内にあることが意図される。こうした変形は、本発明の精神および範囲からの逸脱と考えられるべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来のエンジン冷却および客室加熱システムの略図である。
【図２】図１に示すエンジン冷却および加熱システムと一体化された本発明の好ましい実施形態の乗り物補助加熱システムの略図である。
【図３】図２に示す好ましい実施形態の補助加熱システムのより詳細な図である。
【図３ａ】好ましい実施形態の補助加熱システムと接続して使用される液体熱発生器の部分断面図である。
【図４】液体熱発生器によって生成される熱量を調節するために、比例弁を含むように示される代替の実施形態の補助加熱システムの断面図である。
【図５】２重流体力学チャンバを含むように修正された、図４に示す補助加熱システムの断面図である。
【図６】エンジンのクランクシャフトに直接取り付けるようになっている補助加熱システムの断面図である。
【図７】２重流体力学チャンバを含むように修正された、図６に示す補助加熱システムの断面図である。
【図８】液体熱発生器によって生成される熱量を調節するために、ギアポンプとソレノイド弁を組み込む補助加熱システムの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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