JP2962605B2 - Ptc発熱体 - Google Patents
Ptc発熱体Info
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- JP2962605B2 JP2962605B2 JP3314781A JP31478191A JP2962605B2 JP 2962605 B2 JP2962605 B2 JP 2962605B2 JP 3314781 A JP3314781 A JP 3314781A JP 31478191 A JP31478191 A JP 31478191A JP 2962605 B2 JP2962605 B2 JP 2962605B2
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- Japan
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- heating element
- ptc heating
- ptc
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- heat
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は正の温度係数(Positive
Temperature Coefficient 以下PTCと記す。)を有
する半導体磁器で製造された発熱体に関し、特に活性あ
るいは有害な気体あるいは液体を効率的に加熱するPT
C発熱体に係わる。
Temperature Coefficient 以下PTCと記す。)を有
する半導体磁器で製造された発熱体に関し、特に活性あ
るいは有害な気体あるいは液体を効率的に加熱するPT
C発熱体に係わる。
【0002】
【従来の技術】自動車の内燃機関に供給される混合気体
あるいはウィンドウオシャ液は、低温状態における内燃
機関始動直後においてもある程度の温度を維持する必要
がある。この目的のためには正の温度係数を有する半導
体磁器で製造された発熱体(PTC発熱体)が使用され
る場合が多い。
あるいはウィンドウオシャ液は、低温状態における内燃
機関始動直後においてもある程度の温度を維持する必要
がある。この目的のためには正の温度係数を有する半導
体磁器で製造された発熱体(PTC発熱体)が使用され
る場合が多い。
【0003】このようなPTC発熱体は酸化・還元とい
った活性雰囲気あるいは有毒物を含有する気体あるいは
液体をも加熱できることが望まれるが、従来からPTC
発熱体について多くの発明が出願されている(例えば特
開昭52−138735あるいは特開昭57−2568
8)。図7(a)および(b)は特開昭52−1387
35に開示されているPTC発熱体の斜視図である。
った活性雰囲気あるいは有毒物を含有する気体あるいは
液体をも加熱できることが望まれるが、従来からPTC
発熱体について多くの発明が出願されている(例えば特
開昭52−138735あるいは特開昭57−2568
8)。図7(a)および(b)は特開昭52−1387
35に開示されているPTC発熱体の斜視図である。
【0004】即ち(a)は円筒形に成形されたPTC発
熱体701の中心を流体通路702とし、円筒の内周お
よび外周に電極703および704を形成するものであ
る。また(b)は円筒形のPTC発熱体701の外周に
交互に螺旋状に電極705および706を形成したもの
である。さらに円筒の外周に櫛型に電極を形成するもの
も提案されている。
熱体701の中心を流体通路702とし、円筒の内周お
よび外周に電極703および704を形成するものであ
る。また(b)は円筒形のPTC発熱体701の外周に
交互に螺旋状に電極705および706を形成したもの
である。さらに円筒の外周に櫛型に電極を形成するもの
も提案されている。
【0005】図7(c)は特開昭57−25688に開
示されているPTC発熱体であって、円筒形のPTC発
熱体の両端面に電極を設けるものである。さらにPTC
発熱体を多孔質体として、PTC素子内に流体を流すも
のも提案されている。
示されているPTC発熱体であって、円筒形のPTC発
熱体の両端面に電極を設けるものである。さらにPTC
発熱体を多孔質体として、PTC素子内に流体を流すも
のも提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
PTC発熱体には以下のような問題点が存在する。即ち
図7(a)に示すPTC発熱体にあっては、内壁面に設
けられた電極と流体とが直接接触することを防止するた
めの絶縁膜を介して流体に伝熱されるため熱伝達効率が
悪く、さらには発熱は内周と外周の電極間のほゞ中央で
生じるため内周部への積極的な発熱とはならず熱効率が
悪くなってしまう。
PTC発熱体には以下のような問題点が存在する。即ち
図7(a)に示すPTC発熱体にあっては、内壁面に設
けられた電極と流体とが直接接触することを防止するた
めの絶縁膜を介して流体に伝熱されるため熱伝達効率が
悪く、さらには発熱は内周と外周の電極間のほゞ中央で
生じるため内周部への積極的な発熱とはならず熱効率が
悪くなってしまう。
【0007】図7(b)に示すPTC発熱体にあって
は、電流は電極間の最短距離であるPTC発熱体の表面
に沿って流れてしまったり、この電流の流れた箇所のみ
が発熱するので発熱も表面に限られ効率は低下してしま
う。また図7(c)に示すPTC発熱体は内部でほぼ均
一に発熱されるが円筒表面からの放熱を無視することは
できず、効率の面で改善の余地がある。
は、電流は電極間の最短距離であるPTC発熱体の表面
に沿って流れてしまったり、この電流の流れた箇所のみ
が発熱するので発熱も表面に限られ効率は低下してしま
う。また図7(c)に示すPTC発熱体は内部でほぼ均
一に発熱されるが円筒表面からの放熱を無視することは
できず、効率の面で改善の余地がある。
【0008】さらにPTC発熱体自体を多孔質として、
この多孔質のPTC素子内に流体を流す場合は、その気
孔率が非常に小さく、圧損が高くなりすぎてしまう。ま
たPTCを多孔質とした場合には、流体の抵抗分布を均
一にすることはできず、流体の均一な加熱が非常に困難
となってしまう。さらにまたこの多孔質のPTCに直接
電極が設けられている場合は、電極と流体とが直接接触
すると電極の腐食劣化が生じやすくなるため、コーティ
ング等の処理が必要となるという問題が生じる。
この多孔質のPTC素子内に流体を流す場合は、その気
孔率が非常に小さく、圧損が高くなりすぎてしまう。ま
たPTCを多孔質とした場合には、流体の抵抗分布を均
一にすることはできず、流体の均一な加熱が非常に困難
となってしまう。さらにまたこの多孔質のPTCに直接
電極が設けられている場合は、電極と流体とが直接接触
すると電極の腐食劣化が生じやすくなるため、コーティ
ング等の処理が必要となるという問題が生じる。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みなされたもの
であって、効率良く流体を加熱することおよび迅速な温
度上昇が可能なPTC発熱体を提供することを目的とす
る。
であって、効率良く流体を加熱することおよび迅速な温
度上昇が可能なPTC発熱体を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明にかかるPT
C発熱体は、被加熱流体を流通させるために軸方向に貫
通する円筒状の流路が形成され、PTC発熱体の外表面
に流路を挟んで設けられた平面上にPTC発熱体に電流
を流すための一対の電極を有する。第2の発明にかかる
PTC発熱体は、一対の電極のPTC発熱体の軸に直角
方向の幅を流路の直径よりも大とする。
C発熱体は、被加熱流体を流通させるために軸方向に貫
通する円筒状の流路が形成され、PTC発熱体の外表面
に流路を挟んで設けられた平面上にPTC発熱体に電流
を流すための一対の電極を有する。第2の発明にかかる
PTC発熱体は、一対の電極のPTC発熱体の軸に直角
方向の幅を流路の直径よりも大とする。
【0011】第3の発明にかかるPTC発熱体は、PT
C発熱体の軸に平行に少なくとも2本設けられる。
C発熱体の軸に平行に少なくとも2本設けられる。
【0012】
【作用】本発明にかかるPTC発熱体は、PTC発熱体
全体が均一に発熱するだけでなく、熱がPTC発熱体中
に設けられた流路を流れる被加熱流体に効率よく伝達さ
れる。
全体が均一に発熱するだけでなく、熱がPTC発熱体中
に設けられた流路を流れる被加熱流体に効率よく伝達さ
れる。
【0013】
【実施例】図1は第1の発明にかかるPTC発熱体の構
造図であって、(a)は斜視図、(b)はX−X断面、
(c)はY−Y断面を示す。即ちPTC発熱体100は
略円筒形であり、中心軸にそって流路101が貫通して
いる。
造図であって、(a)は斜視図、(b)はX−X断面、
(c)はY−Y断面を示す。即ちPTC発熱体100は
略円筒形であり、中心軸にそって流路101が貫通して
いる。
【0014】この流路101を挟んで対称に円筒形の外
壁を削り取った形状の一対の平面102および103が
設置されている。円筒状のPTC発熱体100の両端に
カラー部104を設けることも可能である。PTC発熱
体100の一対の平面102および103にはPTC発
熱体とオーミック接触をたもつように無電解メッキされ
たニッケル電極とその上に印刷焼付けされた銀電極から
なる電極105および106が設置されている。
壁を削り取った形状の一対の平面102および103が
設置されている。円筒状のPTC発熱体100の両端に
カラー部104を設けることも可能である。PTC発熱
体100の一対の平面102および103にはPTC発
熱体とオーミック接触をたもつように無電解メッキされ
たニッケル電極とその上に印刷焼付けされた銀電極から
なる電極105および106が設置されている。
【0015】図2は第1の発明にかかるPTC発熱体1
00を内燃機関へ供給される混合気の加熱装置に適用し
た実施例の断面図である。即ち燃料噴射装置200は燃
料噴射弁210と加熱装置220から構成されており、
加熱装置220の筐体221の上方から燃料噴射弁21
0が差し込まれている。
00を内燃機関へ供給される混合気の加熱装置に適用し
た実施例の断面図である。即ち燃料噴射装置200は燃
料噴射弁210と加熱装置220から構成されており、
加熱装置220の筐体221の上方から燃料噴射弁21
0が差し込まれている。
【0016】PTC発熱体100は、流路101を燃料
噴射弁210から噴射される燃料と吸気通路222から
供給される吸気との混合気が流れるように筐体221の
内部に設置される。燃料噴射弁210とPTC発熱体1
00との間には適切な構造を有するアタッチメント22
3および224が配置され、PTC発熱体100を固定
するとともに燃料および吸気をPTC発熱体100の流
路101に供給する。
噴射弁210から噴射される燃料と吸気通路222から
供給される吸気との混合気が流れるように筐体221の
内部に設置される。燃料噴射弁210とPTC発熱体1
00との間には適切な構造を有するアタッチメント22
3および224が配置され、PTC発熱体100を固定
するとともに燃料および吸気をPTC発熱体100の流
路101に供給する。
【0017】PTC発熱体100の下部にもアタッチメ
ント225が設置されPTC発熱体100を固定する。
なおアタッチメント224および225はPTC発熱体
100が発生する熱が筐体221に伝導することを防止
するために断熱性を有することが望ましい。またPTC
発熱体100の外周は絶縁断熱チューブ225で覆わ
れ、筐体221への熱伝導を遮断するとともにPTC発
熱体100の電極105および106への電力供給を確
実なものとしている。
ント225が設置されPTC発熱体100を固定する。
なおアタッチメント224および225はPTC発熱体
100が発生する熱が筐体221に伝導することを防止
するために断熱性を有することが望ましい。またPTC
発熱体100の外周は絶縁断熱チューブ225で覆わ
れ、筐体221への熱伝導を遮断するとともにPTC発
熱体100の電極105および106への電力供給を確
実なものとしている。
【0018】即ち電極105および106には例えば黄
銅で構成されるターミナル227および228が圧接さ
れ、ターミナル227および228に接続されたケーブ
ル229および230によって電力が供給される。ケー
ブル229および230によって電力が供給されるとP
TC発熱体100は発熱し、内部に設けられた流路10
1を通過する混合気は加熱される。
銅で構成されるターミナル227および228が圧接さ
れ、ターミナル227および228に接続されたケーブ
ル229および230によって電力が供給される。ケー
ブル229および230によって電力が供給されるとP
TC発熱体100は発熱し、内部に設けられた流路10
1を通過する混合気は加熱される。
【0019】従って大気温度の低い寒冷地においても始
動直後から燃料気化が促進され、排ガス性状および燃費
の悪化が防止できる。図3は本発明にかかるPTC発熱
体の優位性を示す実験結果のグラフであって、横軸に時
間、縦軸に流路内面温度をとる。鎖線は従来から使用さ
れているPTC発熱体の時間応答であり、実線は本発明
にかかるPTC発熱体の時間応答を示す。
動直後から燃料気化が促進され、排ガス性状および燃費
の悪化が防止できる。図3は本発明にかかるPTC発熱
体の優位性を示す実験結果のグラフであって、横軸に時
間、縦軸に流路内面温度をとる。鎖線は従来から使用さ
れているPTC発熱体の時間応答であり、実線は本発明
にかかるPTC発熱体の時間応答を示す。
【0020】この実験から本発明にかかるPTC発熱体
は短時間でより高温に到達することが理解できる。図4
はPTC発熱体の一対の平面に設置する電極の構造の説
明図である。即ち電極は図1(c)に示されるように平
面全体に設置してもまた図4(a)に示すように平面の
一部を覆うように設置することも、さらには図4(b)
にしめされるように複数に分割して設置することも可能
である。
は短時間でより高温に到達することが理解できる。図4
はPTC発熱体の一対の平面に設置する電極の構造の説
明図である。即ち電極は図1(c)に示されるように平
面全体に設置してもまた図4(a)に示すように平面の
一部を覆うように設置することも、さらには図4(b)
にしめされるように複数に分割して設置することも可能
である。
【0021】図5は図1、図4(a)および図4(b)
に示すPTC発熱体の応答特性を示すグラフであって、
横軸に時間、縦軸に電流をとる。この結果から図1およ
び図4(b)に示す構造のPTC発熱体にあっては、短
時間に大電流を流すことが可能であるのに対し、図4
(a)のPTC発熱体は飽和電流は小さくかつ飽和電流
に到達するまでの時間も長いことが理解できる。
に示すPTC発熱体の応答特性を示すグラフであって、
横軸に時間、縦軸に電流をとる。この結果から図1およ
び図4(b)に示す構造のPTC発熱体にあっては、短
時間に大電流を流すことが可能であるのに対し、図4
(a)のPTC発熱体は飽和電流は小さくかつ飽和電流
に到達するまでの時間も長いことが理解できる。
【0022】即ち電極は流路の直径より幅を広くし、し
かも流路の外側が覆われるように構成することが有利で
ある。図6は第2の実施例の断面図であって、流路が相
互に平行に3本設けられている。流路を複数設けること
により、流路の内表面積が大きくなり、流体へ伝導され
る熱量をより多くすることが可能となる。
かも流路の外側が覆われるように構成することが有利で
ある。図6は第2の実施例の断面図であって、流路が相
互に平行に3本設けられている。流路を複数設けること
により、流路の内表面積が大きくなり、流体へ伝導され
る熱量をより多くすることが可能となる。
【0023】
【発明の効果】本発明に係るPTC発熱体によれば、P
TC発熱体全体が均一に発熱するため効率よく流体に伝
熱することが可能となる。
TC発熱体全体が均一に発熱するため効率よく流体に伝
熱することが可能となる。
【図1】図1は第1の発明にかかるPTC発熱体の構造
図である。
図である。
【図2】図2は第1の発明にかかるPTC発熱体の実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図3】図3は本発明にかかるPTC発熱体の優位性を
示す実験結果のグラフである。
示す実験結果のグラフである。
【図4】図4はPTC発熱体の一対の平面に設置する電
極の構造の説明図である。
極の構造の説明図である。
【図5】図5はPTC発熱体の応答特性をしめすグラフ
である。
である。
【図6】図6は第2の実施例の断面図である。
【図7】図7は従来のPTC発熱体の斜視図である。
100…PTC発熱体 101…流路 102、103…平面 104…カラー部 105、106…電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 一良 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 武田 啓壮 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 杉本 知士郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−138735(JP,A) 実開 昭59−16090(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 3/14
Claims (3)
- 【請求項1】 被加熱流体を流通させるために軸方向に
貫通する円筒状の流路が形成されたPTC発熱体であっ
て、該PTC発熱体の外表面に該流路を挟んで設けられた平
面に該PTC発熱体に電流を流すための一対の電極を有
すること を特徴とするPTC発熱体。 - 【請求項2】 該一対の電極のPTC発熱体の軸に直角
方向の幅が該流路の直径よりも大であることを特徴とす
る請求項1に記載のPTC発熱体。 - 【請求項3】 該流路が該PTC発熱体の軸に平行に少
なくとも2本設けられることを特徴する請求項1または
2のいずれかに記載のPTC発熱体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3314781A JP2962605B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Ptc発熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3314781A JP2962605B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Ptc発熱体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152057A JPH05152057A (ja) | 1993-06-18 |
JP2962605B2 true JP2962605B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18057519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3314781A Expired - Fee Related JP2962605B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | Ptc発熱体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2962605B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004016434B4 (de) * | 2004-03-31 | 2006-01-05 | Hermsdorfer Institut Für Technische Keramik E.V. | Elektrischer Fluidheizer |
DE102008036835A1 (de) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Epcos Ag | Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung |
DE102008036836A1 (de) | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Epcos Ag | Formkörper, Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52138735A (en) * | 1976-05-17 | 1977-11-19 | Hitachi Ltd | Pipe shaped positive characteristic thermistor heating element |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP3314781A patent/JP2962605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05152057A (ja) | 1993-06-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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