JPH0773958A - 加熱装置 - Google Patents
加熱装置Info
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- JPH0773958A JPH0773958A JP5243672A JP24367293A JPH0773958A JP H0773958 A JPH0773958 A JP H0773958A JP 5243672 A JP5243672 A JP 5243672A JP 24367293 A JP24367293 A JP 24367293A JP H0773958 A JPH0773958 A JP H0773958A
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- heating
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
- F02M31/12—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating electrically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M15/00—Carburettors with heating, cooling or thermal insulating means for combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
- F02M15/02—Carburettors with heating, cooling or thermal insulating means for combustion-air, fuel, or fuel-air mixture with heating means, e.g. to combat ice-formation
- F02M15/022—Carburettors with heating, cooling or thermal insulating means for combustion-air, fuel, or fuel-air mixture with heating means, e.g. to combat ice-formation near to manually operated throttle valve
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
- H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
- H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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-
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- H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
- H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
[目的]加熱装置においてパッケージデザインの自由
度、耐久信頼性、スイッチング特性および温度制御特性
を改善する。 [構成]本体10内に被加熱物たとえばキャブレタを加
熱するための加熱用PTC素子12と、周囲温度(被加
熱物ないし雰囲気の温度)が所定の値を越えたときに加
熱用PTC素子12に対する電流を実質的に遮断または
制限する電流制限用PTC素子14とが内蔵される。電
源電圧の印加によって、端子30から電流制限用PTC
素子14、円錐コイル型給電用コンタクトスプリング2
6、固定コンタクト24、板ばね型給電用コンタクトス
プリング20、加熱用PTC素子12および半円柱状導
電部材16を通って電流が流れる。この電流の電流値
は、両PTC素子12,14の抵抗値の変化に応じて変
化する。
度、耐久信頼性、スイッチング特性および温度制御特性
を改善する。 [構成]本体10内に被加熱物たとえばキャブレタを加
熱するための加熱用PTC素子12と、周囲温度(被加
熱物ないし雰囲気の温度)が所定の値を越えたときに加
熱用PTC素子12に対する電流を実質的に遮断または
制限する電流制限用PTC素子14とが内蔵される。電
源電圧の印加によって、端子30から電流制限用PTC
素子14、円錐コイル型給電用コンタクトスプリング2
6、固定コンタクト24、板ばね型給電用コンタクトス
プリング20、加熱用PTC素子12および半円柱状導
電部材16を通って電流が流れる。この電流の電流値
は、両PTC素子12,14の抵抗値の変化に応じて変
化する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱装置に係り、特に
内燃機関に好適な加熱装置に関する。
内燃機関に好適な加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】オートバイや自動車の内燃機関に使われ
ているキャブレタには、寒冷地や冬季でも燃料の霧化お
よび空気との混合が正常に行われるようにするための加
熱装置が設けられている。一般に、この種の加熱装置
は、スロットルバルブ付近に取付され、パッケージの中
に抵抗発熱体を内蔵しており、周囲温度が所定値より低
いとき抵抗発熱体が通電して抵抗発熱による加熱でキャ
ブレタを暖め、キャブレタ内の氷結を溶解または防止す
るようになっている。最近は、抵抗発熱体に、チタン酸
バリウムを主成分とするPTC (Positive Temperature
Coefficient)素子が多く用いられている。
ているキャブレタには、寒冷地や冬季でも燃料の霧化お
よび空気との混合が正常に行われるようにするための加
熱装置が設けられている。一般に、この種の加熱装置
は、スロットルバルブ付近に取付され、パッケージの中
に抵抗発熱体を内蔵しており、周囲温度が所定値より低
いとき抵抗発熱体が通電して抵抗発熱による加熱でキャ
ブレタを暖め、キャブレタ内の氷結を溶解または防止す
るようになっている。最近は、抵抗発熱体に、チタン酸
バリウムを主成分とするPTC (Positive Temperature
Coefficient)素子が多く用いられている。
【0003】PTC素子は、特定の温度に達すると抵抗
値が急激に増大して電流を制限する性質(電流減衰特
性)があり、温度上昇自己抑制機能を有している。しか
し、PTC素子がいつまでも通電し続けると、電力が無
駄に消費されるだけでなく、キャブレタ内で熱が蓄積し
て燃料が沸騰するおそれがあり、好ましくない。このこ
とから、通常は、キャブレタの温度が適当な値に達した
時点で通電を止めるようにしている。
値が急激に増大して電流を制限する性質(電流減衰特
性)があり、温度上昇自己抑制機能を有している。しか
し、PTC素子がいつまでも通電し続けると、電力が無
駄に消費されるだけでなく、キャブレタ内で熱が蓄積し
て燃料が沸騰するおそれがあり、好ましくない。このこ
とから、通常は、キャブレタの温度が適当な値に達した
時点で通電を止めるようにしている。
【0004】従来の加熱装置は、そのような通電制御を
行うため、PTC素子にバイメタル式サーモスタットを
電気的に直列接続し、周囲温度(キャブレタまたは雰囲
気温度)が所定値以上高いときにサーモスタットのバイ
メタルが反転してPTC素子への通電を止めるようにし
ている。
行うため、PTC素子にバイメタル式サーモスタットを
電気的に直列接続し、周囲温度(キャブレタまたは雰囲
気温度)が所定値以上高いときにサーモスタットのバイ
メタルが反転してPTC素子への通電を止めるようにし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにバイメタ
ル式サーモスタットを備える従来の加熱装置は、パッケ
ージデザインの自由度、耐久信頼性、スイッチング特性
および温度制御特性等の面で限界があった。
ル式サーモスタットを備える従来の加熱装置は、パッケ
ージデザインの自由度、耐久信頼性、スイッチング特性
および温度制御特性等の面で限界があった。
【0006】すなわち、バイメタル式サーモスタットを
別体のパッケージに収めるにせよ、あるいは抵抗発熱素
子と同一のパッケージに収めるにせよ、バイメタルの形
状およびサイズがネックとなって、パッケージを自由に
(とりわけ小型に)デザインするのが難しかった。
別体のパッケージに収めるにせよ、あるいは抵抗発熱素
子と同一のパッケージに収めるにせよ、バイメタルの形
状およびサイズがネックとなって、パッケージを自由に
(とりわけ小型に)デザインするのが難しかった。
【0007】また、気温が非常に低いときは、被加熱物
が冷めやすいので抵抗発熱体への通電が断続的に行われ
ることになるが、バイメタル式サーモスタットではメカ
ニカル接点が頻繁に開閉するために、接点部が損耗した
り、静接点と動接点とが互いにくっついたまま離れなく
なったりすることがあった。
が冷めやすいので抵抗発熱体への通電が断続的に行われ
ることになるが、バイメタル式サーモスタットではメカ
ニカル接点が頻繁に開閉するために、接点部が損耗した
り、静接点と動接点とが互いにくっついたまま離れなく
なったりすることがあった。
【0008】また、バイメタルが原位置(ON位置)か
ら応動位置(OFF位置)へ反転するときの動作温度と
応動位置から原位置へ復帰するときの動作温度との間に
は相当のオフセットまたはヒステリシスがあり、同一の
動作温度で通電のON/OFFを行うことができなかっ
た。そのうえ、バイメタルの昇温・電流特性を抵抗発熱
体(特にPTC素子)のそれにマッチングさせることが
難しく、加熱装置全体の温度制御特性を広いレンジで任
意に選ぶことができなかった。
ら応動位置(OFF位置)へ反転するときの動作温度と
応動位置から原位置へ復帰するときの動作温度との間に
は相当のオフセットまたはヒステリシスがあり、同一の
動作温度で通電のON/OFFを行うことができなかっ
た。そのうえ、バイメタルの昇温・電流特性を抵抗発熱
体(特にPTC素子)のそれにマッチングさせることが
難しく、加熱装置全体の温度制御特性を広いレンジで任
意に選ぶことができなかった。
【0009】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、パッケージデザインの自由度、耐久信頼性、ス
イッチング特性および温度制御特性を大幅に改善できる
加熱装置を提供することを目的とする。
もので、パッケージデザインの自由度、耐久信頼性、ス
イッチング特性および温度制御特性を大幅に改善できる
加熱装置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】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1の加熱装置は、被加熱物を加熱する
ための抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体と電気的に直列接
続され、周囲温度が所定の温度を越えたときに電流を制
限するPTC素子とを有する構成とした。
めに、本発明の第1の加熱装置は、被加熱物を加熱する
ための抵抗発熱体と、前記抵抗発熱体と電気的に直列接
続され、周囲温度が所定の温度を越えたときに電流を制
限するPTC素子とを有する構成とした。
【0011】また、本発明の第2の加熱装置は、被加熱
物を加熱するための第1のPTC素子と、前記第1のP
TC素子と電気的に直列接続され、周囲温度が所定の温
度を越えたときに電流を制限する第2のPTC素子とを
有する構成とした。
物を加熱するための第1のPTC素子と、前記第1のP
TC素子と電気的に直列接続され、周囲温度が所定の温
度を越えたときに電流を制限する第2のPTC素子とを
有する構成とした。
【0012】また、本発明の第3の加熱装置は、被加熱
物を加熱するための第1のPTC素子と、前記第1のP
TC素子と電気的に直列接続され、周囲温度が所定の温
度を越えたときに電流を制限する第2のPTC素子と、
前記第1および第2のPTC素子を内蔵する本体とを有
する構成とした。
物を加熱するための第1のPTC素子と、前記第1のP
TC素子と電気的に直列接続され、周囲温度が所定の温
度を越えたときに電流を制限する第2のPTC素子と、
前記第1および第2のPTC素子を内蔵する本体とを有
する構成とした。
【0013】
【作用】本発明では、抵抗発熱素子に対する通電のON
/OFFを別個のPTC素子によって制御する。通電が
開始され、抵抗発熱素子の抵抗発熱により被加熱物が加
熱され、被加熱物の温度が上昇すると、該PTC素子の
周囲温度も上昇する。そして、周囲温度が所定の動作点
に達し、または越えると、該PTC素子の抵抗値が急激
に上昇して、電流が激減し、発熱抵抗素子の実施的な通
電が停止する。
/OFFを別個のPTC素子によって制御する。通電が
開始され、抵抗発熱素子の抵抗発熱により被加熱物が加
熱され、被加熱物の温度が上昇すると、該PTC素子の
周囲温度も上昇する。そして、周囲温度が所定の動作点
に達し、または越えると、該PTC素子の抵抗値が急激
に上昇して、電流が激減し、発熱抵抗素子の実施的な通
電が停止する。
【0014】発熱抵抗体にPTC素子を用いた場合は、
この加熱用PTC素子および該電流制限用のPTC素子
の両者の電流・昇温特性を広いレンジでマッチングさせ
ることが容易であり、所望の動作点で安定に動作する加
熱装置が得られる。
この加熱用PTC素子および該電流制限用のPTC素子
の両者の電流・昇温特性を広いレンジでマッチングさせ
ることが容易であり、所望の動作点で安定に動作する加
熱装置が得られる。
【0015】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
【0016】図1および図2は、第1の実施例による加
熱装置の構造を示す。図1はこの加熱装置の縦断面図、
図2は分解斜視図である。
熱装置の構造を示す。図1はこの加熱装置の縦断面図、
図2は分解斜視図である。
【0017】この加熱装置は、導電材たとえば黄銅から
なる有底円筒状の本体10を有し、この本体10内に被
加熱物たとえばキャブレタを加熱するための加熱用PT
C素子12と、周囲温度(被加熱物ないし雰囲気の温
度)が所定の値を越えたときに加熱用PTC素子12に
対する電流を実質的に遮断または制限する電流制限用P
TC素子14とを内蔵してなる。
なる有底円筒状の本体10を有し、この本体10内に被
加熱物たとえばキャブレタを加熱するための加熱用PT
C素子12と、周囲温度(被加熱物ないし雰囲気の温
度)が所定の値を越えたときに加熱用PTC素子12に
対する電流を実質的に遮断または制限する電流制限用P
TC素子14とを内蔵してなる。
【0018】本体10は、底側の小径部10aと開口側
の大径部10bとが一体に成形されたもので、小径部1
0aの外周面には雄ねじが螺刻され、大径部10bの外
周面には正多角形(たとえば6角形)の鍔10cが形成
されている。
の大径部10bとが一体に成形されたもので、小径部1
0aの外周面には雄ねじが螺刻され、大径部10bの外
周面には正多角形(たとえば6角形)の鍔10cが形成
されている。
【0019】加熱用PTC素子12はチタン酸バリウム
を主成分とする長方形の板片状PTC素子であり、その
両板面には良好な電気接触を得るための高導電率材たと
えば銀の膜がコーティングされている。この加熱用PT
C素子12は、本体10の小径部10aの内周面に対応
した外周面を有する半円柱状の導電部材16と、本体1
0の小径部10aの内周面に対応した外周面を有する半
円筒状の絶縁部材18の内側に取付された導電材たとえ
ばステンレスからなる板ばね型の給電用コンタクトスプ
リング20との間で圧接保持されるようにして、本体1
0の小径部10a内に収容される。
を主成分とする長方形の板片状PTC素子であり、その
両板面には良好な電気接触を得るための高導電率材たと
えば銀の膜がコーティングされている。この加熱用PT
C素子12は、本体10の小径部10aの内周面に対応
した外周面を有する半円柱状の導電部材16と、本体1
0の小径部10aの内周面に対応した外周面を有する半
円筒状の絶縁部材18の内側に取付された導電材たとえ
ばステンレスからなる板ばね型の給電用コンタクトスプ
リング20との間で圧接保持されるようにして、本体1
0の小径部10a内に収容される。
【0020】半円筒状絶縁部材18の上端には、本体1
0の大径部10bの内周面に対応した外周面を有する有
底円筒状の絶縁部材22が一体に成形されている。この
円筒状絶縁部材22の底面には円形の開口が設けられ、
この開口に導電材たとえば黄銅からなる円盤形の固定コ
ンタクト24が嵌合取付される。このコンタクト24の
下面つまり本体10の底面と対向する側の面に、上記板
ばね型給電用コンタクトスプリング20の基端部が固着
される。コンタクト24の上面つまり本体10の開口側
の面の中心部には突起24aが設けられ、この突起24
aに導電材たとえばベリリウム銅からなる円錐コイル型
の給電用コンタクトスプリング26の下端部(頂部)が
係着される。
0の大径部10bの内周面に対応した外周面を有する有
底円筒状の絶縁部材22が一体に成形されている。この
円筒状絶縁部材22の底面には円形の開口が設けられ、
この開口に導電材たとえば黄銅からなる円盤形の固定コ
ンタクト24が嵌合取付される。このコンタクト24の
下面つまり本体10の底面と対向する側の面に、上記板
ばね型給電用コンタクトスプリング20の基端部が固着
される。コンタクト24の上面つまり本体10の開口側
の面の中心部には突起24aが設けられ、この突起24
aに導電材たとえばベリリウム銅からなる円錐コイル型
の給電用コンタクトスプリング26の下端部(頂部)が
係着される。
【0021】円錐コイル型給電用コンタクトスプリング
26の上端部(裾部)には、電流制限用PTC素子14
が載置され、このPTC素子14を上から抑え付けるよ
うにしてキャップ状の絶縁材28および端子30の組立
体32が円筒状絶縁部材22に合わせられ、キャップ状
絶縁材28の肩面に本体10の大径部10bの上端縁が
かしめられる。電流制限用PTC素子14はチタン酸バ
リウムを主成分とする円盤形の板片状PTC素子であ
り、その両板面には良好な電気接触を得るための高導電
率材たとえば銀の膜がコーティングされている。
26の上端部(裾部)には、電流制限用PTC素子14
が載置され、このPTC素子14を上から抑え付けるよ
うにしてキャップ状の絶縁材28および端子30の組立
体32が円筒状絶縁部材22に合わせられ、キャップ状
絶縁材28の肩面に本体10の大径部10bの上端縁が
かしめられる。電流制限用PTC素子14はチタン酸バ
リウムを主成分とする円盤形の板片状PTC素子であ
り、その両板面には良好な電気接触を得るための高導電
率材たとえば銀の膜がコーティングされている。
【0022】本加熱装置は、本体10の小径部10aの
雄ねじを被加熱物側の雌ねじ(図示せず)に螺合するこ
とで、被加熱物に着脱自在に取付される。取付けまたは
取り外しに際しては、鍔10cにスパナを掛けて所定の
方向へ回せばよい。取付状態において、本体10の小径
部10aは被加熱物に螺合結合し、大径部10bは外に
露出する。
雄ねじを被加熱物側の雌ねじ(図示せず)に螺合するこ
とで、被加熱物に着脱自在に取付される。取付けまたは
取り外しに際しては、鍔10cにスパナを掛けて所定の
方向へ回せばよい。取付状態において、本体10の小径
部10aは被加熱物に螺合結合し、大径部10bは外に
露出する。
【0023】本加熱装置では、被加熱物に接続される本
体10がアースとなり、端子30に所定の電源電圧が印
加される。電源電圧の印加によって、端子30から電流
制限用PTC素子14、円錐コイル型給電用コンタクト
スプリング26、固定コンタクト24、板ばね型給電用
コンタクトスプリング20、加熱用PTC素子12およ
び半円柱状導電部材16を通って電流が流れる。この電
流の電流値は、両PTC素子12,14の抵抗値の変化
に応じて変化する。
体10がアースとなり、端子30に所定の電源電圧が印
加される。電源電圧の印加によって、端子30から電流
制限用PTC素子14、円錐コイル型給電用コンタクト
スプリング26、固定コンタクト24、板ばね型給電用
コンタクトスプリング20、加熱用PTC素子12およ
び半円柱状導電部材16を通って電流が流れる。この電
流の電流値は、両PTC素子12,14の抵抗値の変化
に応じて変化する。
【0024】図3は、PTC素子の抵抗温度特性を示
す。PTC素子の抵抗値は、始めは温度が上昇するにつ
れて下がり、ある温度Tm で極小値または最小値になる
が、この極小点Tm を過ぎると高くなり、キュリー点T
C 付近で急激に高くなる。
す。PTC素子の抵抗値は、始めは温度が上昇するにつ
れて下がり、ある温度Tm で極小値または最小値になる
が、この極小点Tm を過ぎると高くなり、キュリー点T
C 付近で急激に高くなる。
【0025】本実施例では、相対的に加熱用PTC素子
12の抵抗値が電流制限用PTC素子14の抵抗値より
も高く(たとえば5倍程度に)選ばれ、加熱用PTC素
子12のキュリー点はたとえば200゜C付近に選ば
れ、電流制限用PTC素子14のキュリー点はたとえば
25゜C付近に選ばれる。
12の抵抗値が電流制限用PTC素子14の抵抗値より
も高く(たとえば5倍程度に)選ばれ、加熱用PTC素
子12のキュリー点はたとえば200゜C付近に選ば
れ、電流制限用PTC素子14のキュリー点はたとえば
25゜C付近に選ばれる。
【0026】図4は、本実施例の加熱装置における電流
制御特性および温度制御特性の一例を示す。電源が投入
されると、通電開始直後に突入電流im (たとえば約
2.60A)が流れる。これは、加熱用PTC素子12
の抵抗発熱により素子12の温度が瞬時に極小点Tm を
通過するためであり、キュリー点TC を通過すると抵抗
値が安定して電流iはほぼ一定値is (たとえば約1.
20A)に落ち着く。この電流値is と素子12の抵抗
値とで決まるほぼ一定なジュール熱によって被加熱物が
加熱され、被加熱物の温度が次第に上昇する。
制御特性および温度制御特性の一例を示す。電源が投入
されると、通電開始直後に突入電流im (たとえば約
2.60A)が流れる。これは、加熱用PTC素子12
の抵抗発熱により素子12の温度が瞬時に極小点Tm を
通過するためであり、キュリー点TC を通過すると抵抗
値が安定して電流iはほぼ一定値is (たとえば約1.
20A)に落ち着く。この電流値is と素子12の抵抗
値とで決まるほぼ一定なジュール熱によって被加熱物が
加熱され、被加熱物の温度が次第に上昇する。
【0027】他方、電流制限用PTC素子14にも加熱
用PTC素子12と同じ電流iが流れるが、素子14の
抵抗値は元々低いので、そのジュール熱は被加熱物を加
熱するほどのものではない。しかし、被加熱物の温度が
ある値TM (たとえば26.0゜C)まで上昇すると、
電流制限用PTC素子14の周囲温度が極小点Tm およ
びキュリー点TC を通過することによって、素子14の
抵抗値がいったん減少するや否や急激に上昇し、電流i
が小電流値iG (たとえば約0.3A)まで激減する。
そうすると、加熱用PTC素子12の抵抗発熱による加
熱は実質的に止まり、被加熱物の温度は次第に低下す
る。
用PTC素子12と同じ電流iが流れるが、素子14の
抵抗値は元々低いので、そのジュール熱は被加熱物を加
熱するほどのものではない。しかし、被加熱物の温度が
ある値TM (たとえば26.0゜C)まで上昇すると、
電流制限用PTC素子14の周囲温度が極小点Tm およ
びキュリー点TC を通過することによって、素子14の
抵抗値がいったん減少するや否や急激に上昇し、電流i
が小電流値iG (たとえば約0.3A)まで激減する。
そうすると、加熱用PTC素子12の抵抗発熱による加
熱は実質的に止まり、被加熱物の温度は次第に低下す
る。
【0028】被加熱物の温度が低下して、電流制限用P
TC素子14の周囲温度がキュリー点TC および極小点
Tm を通過して元の安定値に戻ると、電流制限用PTC
素子14が再び導通状態となって、加熱用PTC素子1
2の抵抗発熱による加熱が再開される。
TC素子14の周囲温度がキュリー点TC および極小点
Tm を通過して元の安定値に戻ると、電流制限用PTC
素子14が再び導通状態となって、加熱用PTC素子1
2の抵抗発熱による加熱が再開される。
【0029】上記したように、本実施例の加熱装置で
は、被加熱物を加熱するための抵抗発熱素子をPTC素
子12で構成し、電流制限用PTC素子14に周囲温度
に応じた電流制限機能またはスイッチング機能をもたせ
ている。バイメタルと異なり、電流制限用PTC素子1
4は無接点スイッチであるから、通電のON/OFFが
頻繁に繰り返されても、接触不良等の劣化が生じるおそ
れはなく、安定確実なスイッチングが保証される。
は、被加熱物を加熱するための抵抗発熱素子をPTC素
子12で構成し、電流制限用PTC素子14に周囲温度
に応じた電流制限機能またはスイッチング機能をもたせ
ている。バイメタルと異なり、電流制限用PTC素子1
4は無接点スイッチであるから、通電のON/OFFが
頻繁に繰り返されても、接触不良等の劣化が生じるおそ
れはなく、安定確実なスイッチングが保証される。
【0030】また、図5に示すように、PTC素子の主
成分であるチタン酸バリウム(BaTiO3 )に添加す
る元素の種類(たとえばSr ,Pb )および添加量を種
々選択することで、電流制限用PTC素子14の動作点
を広いレンジで任意に設定することが可能であり、さら
には電流制限用PTC素子14の昇温・電流特性を加熱
用PTC素子12のそれにマッチングさせることも容易
にできる。
成分であるチタン酸バリウム(BaTiO3 )に添加す
る元素の種類(たとえばSr ,Pb )および添加量を種
々選択することで、電流制限用PTC素子14の動作点
を広いレンジで任意に設定することが可能であり、さら
には電流制限用PTC素子14の昇温・電流特性を加熱
用PTC素子12のそれにマッチングさせることも容易
にできる。
【0031】また、本実施例では、円盤状の板片に形成
された電流制限用PTC素子14が円錐コイル型給電用
コンタクトスプリング26を介して本体10の大径部1
0bの中にコンパクトに組み込まれ、装置全体が小型化
されており、オートバイのキャブレタにも取付可能とな
っている。なお、本実施例ではコンタクトスプリング2
6の上に電流制限用PTC素子14を配置したが、両者
の位置関係を逆にすることも可能である。その場合、加
熱用PTC12からの熱が電流制限用PTC素子14に
及びやすくなるので、加熱開始から通電を止めるまでの
時間を早めることができる。
された電流制限用PTC素子14が円錐コイル型給電用
コンタクトスプリング26を介して本体10の大径部1
0bの中にコンパクトに組み込まれ、装置全体が小型化
されており、オートバイのキャブレタにも取付可能とな
っている。なお、本実施例ではコンタクトスプリング2
6の上に電流制限用PTC素子14を配置したが、両者
の位置関係を逆にすることも可能である。その場合、加
熱用PTC12からの熱が電流制限用PTC素子14に
及びやすくなるので、加熱開始から通電を止めるまでの
時間を早めることができる。
【0032】図6〜図8は、本発明の第2の実施例によ
る加熱装置の構造を示す。図6はこの加熱装置の平面
図、図7はこの加熱装置における電流制限用PTC素子
の配置構造を示す断面図、図8はこの加熱装置における
加熱用PTC素子の配置構造を示す断面図である。
る加熱装置の構造を示す。図6はこの加熱装置の平面
図、図7はこの加熱装置における電流制限用PTC素子
の配置構造を示す断面図、図8はこの加熱装置における
加熱用PTC素子の配置構造を示す断面図である。
【0033】図6において、この加熱装置は、たとえば
四輪自動車のキャブレタを加熱するためにキャブレタと
インテークマニホルドとの間に挿入取付されてよい。本
体40は肉厚な絶縁板からなり、その中心部には燃料を
通すための開口40aが設けられ、長手方向の両端部に
は取付用の開口40bが設けられている。本体40の一
側面には外部接続端子42が植設され、この端子42に
近接して加熱用PTC素子44と電流制限用PTC素子
46が本体40の中に埋設される。
四輪自動車のキャブレタを加熱するためにキャブレタと
インテークマニホルドとの間に挿入取付されてよい。本
体40は肉厚な絶縁板からなり、その中心部には燃料を
通すための開口40aが設けられ、長手方向の両端部に
は取付用の開口40bが設けられている。本体40の一
側面には外部接続端子42が植設され、この端子42に
近接して加熱用PTC素子44と電流制限用PTC素子
46が本体40の中に埋設される。
【0034】図7において、電流制限用PTC素子46
は、本体40の内側面に設けられた導電材たとえばステ
ンレスからなる給電用端子板50と、蓋49の内側面に
設けられた導電材たとえばステンレスからなる給電用端
子板52との間にコンタクトスプリング48を介して挟
着固定されている。給電用端子板52は外部接続端子4
2に接続されている。給電用端子板50は加熱用PTC
素子44の取付位置まで延在している(図6および図
8)。蓋49はボルト51によって本体40に着脱可能
に取付される。
は、本体40の内側面に設けられた導電材たとえばステ
ンレスからなる給電用端子板50と、蓋49の内側面に
設けられた導電材たとえばステンレスからなる給電用端
子板52との間にコンタクトスプリング48を介して挟
着固定されている。給電用端子板52は外部接続端子4
2に接続されている。給電用端子板50は加熱用PTC
素子44の取付位置まで延在している(図6および図
8)。蓋49はボルト51によって本体40に着脱可能
に取付される。
【0035】図8において、加熱用PTC素子44は、
電流制限用PTC素子46に接続している給電用端子板
50と、伝熱材たとえば黄銅からなる放熱板56との間
にコンタクトスプリング54を介して挟着固定される。
コンタクトスプリング54はリベット58によって本体
40に取付されている。
電流制限用PTC素子46に接続している給電用端子板
50と、伝熱材たとえば黄銅からなる放熱板56との間
にコンタクトスプリング54を介して挟着固定される。
コンタクトスプリング54はリベット58によって本体
40に取付されている。
【0036】この加熱装置において、放熱板56はキャ
ブレタまたはインテークマニホルド(図示せず)を介し
てアース電位に接続され、外部接続端子42に電源電圧
が印加される。電流は、外部接続端子42、給電用端子
板52、電流制限用PTC素子46、コンタクトスプリ
ング48、給電用端子板50、コンタクトスプリング5
4、加熱用PTC素子44および放熱板56を通ってア
ースに流れる。加熱用PTC素子44の抵抗発熱による
ジュール熱は、放熱板56を介してキャブレタまたはイ
ンテークマニホルドに伝えられる。電流制限用PTC素
子46は、本体40または蓋49を介して被加熱物ない
し雰囲気の温度を感知し、そのような周囲温度に応じて
所定の動作点で通電ON/OFFのスイッチングを行
う。
ブレタまたはインテークマニホルド(図示せず)を介し
てアース電位に接続され、外部接続端子42に電源電圧
が印加される。電流は、外部接続端子42、給電用端子
板52、電流制限用PTC素子46、コンタクトスプリ
ング48、給電用端子板50、コンタクトスプリング5
4、加熱用PTC素子44および放熱板56を通ってア
ースに流れる。加熱用PTC素子44の抵抗発熱による
ジュール熱は、放熱板56を介してキャブレタまたはイ
ンテークマニホルドに伝えられる。電流制限用PTC素
子46は、本体40または蓋49を介して被加熱物ない
し雰囲気の温度を感知し、そのような周囲温度に応じて
所定の動作点で通電ON/OFFのスイッチングを行
う。
【0037】本実施例の加熱装置も、上記第1実施例の
加熱装置と同様に、耐久信頼性、スイッチング特性およ
び温度制御特性を大幅に改善し、かつ小型化を実現する
ことができる。
加熱装置と同様に、耐久信頼性、スイッチング特性およ
び温度制御特性を大幅に改善し、かつ小型化を実現する
ことができる。
【0038】図9〜図11は、本発明の第3の実施例に
よる加熱装置の構造を示す。図9はこの加熱装置の平面
図、図10はこの加熱装置における電流制限用PTC素
子の配置構造を示す断面図、図11はこの加熱装置にお
ける加熱用PTC素子の配置構造を示す断面図である。
よる加熱装置の構造を示す。図9はこの加熱装置の平面
図、図10はこの加熱装置における電流制限用PTC素
子の配置構造を示す断面図、図11はこの加熱装置にお
ける加熱用PTC素子の配置構造を示す断面図である。
【0039】この加熱装置は、ディーゼル燃料(軽油)
を加熱するためにディーゼル燃料フィルタの上部に取り
付けられる。本体60は、内側に燃料通路62を設けた
絶縁材からなる円盤体であって、底面を放熱板60aで
閉塞している。本体60の上面の周縁部に燃料導入口6
4が設けられるとともに、中心部に燃料導出口66が設
けられている。
を加熱するためにディーゼル燃料フィルタの上部に取り
付けられる。本体60は、内側に燃料通路62を設けた
絶縁材からなる円盤体であって、底面を放熱板60aで
閉塞している。本体60の上面の周縁部に燃料導入口6
4が設けられるとともに、中心部に燃料導出口66が設
けられている。
【0040】図9および図11に示すように、燃料通路
62には円周方向に適当な間隔を置いて複数個たとえば
3個の加熱用PTC素子68が配置されている。燃料通
路62の天井面には金属製フレーム部材70が貼付され
ており、各加熱用PTC素子68はこのフレーム部材7
0と放熱板60aとの間にコンタクトスプリング72を
介して挟着固定されている。
62には円周方向に適当な間隔を置いて複数個たとえば
3個の加熱用PTC素子68が配置されている。燃料通
路62の天井面には金属製フレーム部材70が貼付され
ており、各加熱用PTC素子68はこのフレーム部材7
0と放熱板60aとの間にコンタクトスプリング72を
介して挟着固定されている。
【0041】図10に示すように、本体60の上面には
塔部74が設けられ、この塔部74の筒穴76に円柱状
の外部接続端子78が嵌入固定されている。塔部74の
内奥までフレーム部材70が延在しており、このフレー
ム部材70と外部接続端子78の下面との間に電流制限
用PTC素子80がコンタクトスプリング82を介して
挟着固定されている。
塔部74が設けられ、この塔部74の筒穴76に円柱状
の外部接続端子78が嵌入固定されている。塔部74の
内奥までフレーム部材70が延在しており、このフレー
ム部材70と外部接続端子78の下面との間に電流制限
用PTC素子80がコンタクトスプリング82を介して
挟着固定されている。
【0042】なお、図9において、塔部74に近接して
本体60内部には燃料の流路を導出口66へ向けるため
の遮蔽板84が設けられている。また、本体60の周縁
部には複数個たとえば3個の取付穴86が設けられてい
る。
本体60内部には燃料の流路を導出口66へ向けるため
の遮蔽板84が設けられている。また、本体60の周縁
部には複数個たとえば3個の取付穴86が設けられてい
る。
【0043】この加熱装置では、放熱板60aがフィル
タ本体(図示せず)を介してアースに接続され、外部接
続端子78に電源電圧が印加される。電流は、端子7
8、コンタクトスプリング82、電流制限用PTC素子
80、フレーム部材70、コンタクトスプリング72、
加熱用PTC素子68および放熱板60aを通ってアー
スへ流れる。この電流によって加熱用PTC素子68が
抵抗発熱する。
タ本体(図示せず)を介してアースに接続され、外部接
続端子78に電源電圧が印加される。電流は、端子7
8、コンタクトスプリング82、電流制限用PTC素子
80、フレーム部材70、コンタクトスプリング72、
加熱用PTC素子68および放熱板60aを通ってアー
スへ流れる。この電流によって加熱用PTC素子68が
抵抗発熱する。
【0044】燃料導入口64より導入された燃料は、燃
料通路62を流れる途中で各加熱用PTC素子68に順
次接触して加熱され、燃料導出口66よりフィルタ側へ
排出される。電流制限用PTC素子80は、フレーム部
材70を介して燃料の温度を感知するとともに、本体6
0を介して外気の温度を感知し、そのような周囲温度に
応じて所定の動作点で通電のON/OFFスイッチング
を行う。
料通路62を流れる途中で各加熱用PTC素子68に順
次接触して加熱され、燃料導出口66よりフィルタ側へ
排出される。電流制限用PTC素子80は、フレーム部
材70を介して燃料の温度を感知するとともに、本体6
0を介して外気の温度を感知し、そのような周囲温度に
応じて所定の動作点で通電のON/OFFスイッチング
を行う。
【0045】本実施例の加熱装置も、上記した第1実施
例および第2実施例の加熱装置と同様に、耐久信頼性、
スイッチング特性および温度制御特性を大幅に改善し、
かつ小型化を実現することができる。
例および第2実施例の加熱装置と同様に、耐久信頼性、
スイッチング特性および温度制御特性を大幅に改善し、
かつ小型化を実現することができる。
【0046】上記した実施例では、被加熱物を加熱する
ための抵抗発熱体にPTC素子を用いたが、ニクロム線
等の他の抵抗発熱体を用いることも可能である。また、
本発明の加熱装置は、キャブレタやディーゼル燃料フィ
ルタ等の自動車部品に限らず種々の機械、装置に適用可
能なものである。
ための抵抗発熱体にPTC素子を用いたが、ニクロム線
等の他の抵抗発熱体を用いることも可能である。また、
本発明の加熱装置は、キャブレタやディーゼル燃料フィ
ルタ等の自動車部品に限らず種々の機械、装置に適用可
能なものである。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の加熱装置
によれば、抵抗発熱体とは別個のPTC素子によって通
電制御ないし温度制御を行うようにしたので、パッケー
ジデザインの自由度、耐久信頼性、スイッチング特性お
よび温度制御特性を大幅に改善することができる。
によれば、抵抗発熱体とは別個のPTC素子によって通
電制御ないし温度制御を行うようにしたので、パッケー
ジデザインの自由度、耐久信頼性、スイッチング特性お
よび温度制御特性を大幅に改善することができる。
【図1】本発明の第1の実施例による加熱装置の構造を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図2】第1の実施例による加熱装置の構造を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
【図3】PTC素子の抵抗温度特性を示す曲線である。
【図4】第1の実施例における電流制御特性および温度
制御特性を示す図である。
制御特性を示す図である。
【図5】PTC素子において添加物の種類および添加量
を変えたときの抵抗温度特性を示す図である。
を変えたときの抵抗温度特性を示す図である。
【図6】第2の実施例による加熱装置の構造を示す平面
図である。
図である。
【図7】第2の実施例において電流制限用PTC素子の
配置構造を示す部分断面図である。
配置構造を示す部分断面図である。
【図8】第2の実施例において加熱用PTC素子の配置
構造を示す部分断面図である。
構造を示す部分断面図である。
【図9】第3の実施例による加熱装置の構造を示す平面
図である。
図である。
【図10】第3の実施例において電流制限用PTC素子
の配置構造を示す部分断面図である。
の配置構造を示す部分断面図である。
【図11】第3の実施例において加熱用PTC素子の配
置構造を示す部分断面図である。
置構造を示す部分断面図である。
10,40,60 本体 12,44,68 加熱用PTC素子 14,46,80 電流制限用PTC素子 20,26,48,54,72,82 コンタクト
スプリング
スプリング
Claims (3)
- 【請求項1】 被加熱物を加熱するための抵抗発熱体
と、 前記抵抗発熱体と電気的に直列接続され、周囲温度が所
定の温度を越えたときに電流を制限するPTC素子と、 を有する加熱装置。 - 【請求項2】 被加熱物を加熱するための第1のPTC
素子と、 前記第1のPTC素子と電気的に直列接続され、周囲温
度が所定の温度を越えたときに電流を制限する第2のP
TC素子と、 を有する加熱装置。 - 【請求項3】 被加熱物を加熱するための第1のPTC
素子と、 前記第1のPTC素子と電気的に直列接続され、周囲温
度が所定の温度を越えたときに電流を制限する第2のP
TC素子と、 前記第1および第2のPTC素子を内蔵する本体と、 を有する加熱装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5243672A JPH0773958A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 加熱装置 |
US08/294,298 US5601742A (en) | 1993-09-03 | 1994-08-23 | Heating device for an internal combustion engine with PTC elements having different curie temperatures |
EP94306491A EP0642293A1 (en) | 1993-09-03 | 1994-09-02 | Heating device for an internal combustion engine |
KR1019940022156A KR950008960A (ko) | 1993-09-03 | 1994-09-03 | 내연기관용 가열 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5243672A JPH0773958A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 加熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0773958A true JPH0773958A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17107277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5243672A Pending JPH0773958A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 加熱装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5601742A (ja) |
EP (1) | EP0642293A1 (ja) |
JP (1) | JPH0773958A (ja) |
KR (1) | KR950008960A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19955206A1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-07-05 | Mann & Hummel Filter | Kraftstofffilter |
DE20121116U1 (de) * | 2001-12-21 | 2003-04-24 | Fritz Eichenauer GmbH & Co. KG, 76870 Kandel | Elektrische Heizeinrichtung zum Beheizen einer Flüssigkeit in einem Kfz |
ATE487044T1 (de) * | 2003-09-01 | 2010-11-15 | Dbk David & Baader Gmbh | Heizeinrichtung für ein zu beheizendes medium |
DE50309474D1 (de) * | 2003-09-01 | 2008-05-08 | Dbk David & Baader Gmbh | Heizeinrichtung für ein zu beheizendes Medium |
US20060118758A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-06-08 | Xingwu Wang | Material to enable magnetic resonance imaging of implantable medical devices |
US6982400B1 (en) * | 2004-11-03 | 2006-01-03 | Texas Instruments Incorporated | Electrical heater apparatus |
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DE102007012060A1 (de) * | 2007-03-13 | 2008-09-18 | Robert Bosch Gmbh | Sensoranordnung zur Druckmessung |
CN201771638U (zh) * | 2010-09-01 | 2011-03-23 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 一种油电分离型柴油加热器 |
US9703139B2 (en) | 2012-09-20 | 2017-07-11 | Apple Inc. | Methods for trimming polarizers in displays |
CN103052186A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-17 | 杜志刚 | 带压氢气电热装置 |
US10969141B2 (en) * | 2018-03-13 | 2021-04-06 | Ngb Innovations Llc | Regulating temperature and reducing buildup in a water heating system |
Family Cites Families (19)
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DE2802625C3 (de) * | 1978-01-21 | 1985-07-18 | BERU Ruprecht GmbH & Co KG, 7140 Ludwigsburg | Glühkerze |
JPS5918135Y2 (ja) * | 1979-10-30 | 1984-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の吸気加熱装置 |
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GB2090710B (en) * | 1980-12-26 | 1984-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thermistor heating device |
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