JPS58162757A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体加熱装置に関するもの↑あや、卑用１はな
いが特に内燃機関用液体燃料加熱装置に関する本の１あ
る。

液体燃料は多数の成分〒構成されるが、これら成分は常
温ｆは液体であるが低温ｆけ凍結する可能性がある。燃
料の凍結細片によって、エンジンの燃料系特にディーゼ
ルエンジンの燃料系が閉塞を起す可能性がある。その理
由はディーゼルの燃料系には単数または複数の微細フィ
ルターが組込まれ、その目的は燃料デンゾの作動面の損
害を最小限に食い止めるためごみの小粒子を捕捉するこ
とだから〒ある。燃料の凍結細片はフィルタで捕捉てれ
て除々にフィルタに溜まり、そのため燃料のエンジンへ
の供給が阻害されるのである。

燃料を加熱する電気加熱装置を利用することは公知の事
実１あり、この種装置の一形成は米国特許明細書４０９
１２６５に示されている。この場合加熱装置はチャンノ
々内に設置され、燃料がフィルタに達する以前にこのチ
ャンノ々を通過するようになっている。前述の明細書に
述べる加熱装置は電力のｔｌｌとんざが消費される一対
のレジスタを有する加熱装置およびレジスタ内の電流を
それぞれ制御する一対の、ｅワートランジスタを構成さ
れている。さらに制御トランジスタおよび温度応答装置
が加熱装置にｅけられ、チャンノセを流れる燃料には各
穐部品が浸漬されている。

この穐装置の欠点は、加熱部品の表面積が非常に小さい
の１．急速加熱を行なうためにけ部品の温度をかなり高
くしなければならないという点ｆある。したがって、万
一チャンノ々内の燃料がからになった場合、部品表面温
度が上昇し過ぎて危険な率紳が起る可能性があるという
点で問題が残る。

また、燃料が電気部品と接触状態にあるため、燃料およ
び燃料内の水等の含有物質に耐える電気部品を撰択する
必要があるという事実も別の欠点として問題がある。

本発明の目的は簡単で便利な形式の溶料加熱装置を提供
することマある。

本発明に基すけば、燃料加熱装置Ｖｉ與質上平らな面を
有する金属体と、金属体の少なくとも一部で限定される
加熱すべき液体用の流路と、支持電気絶縁プレート上に
取付けた箔状電気加熱エレメントと、クランピングプレ
ートと、絶縁プレートをクランピングプレートの対抗位
置に配置し、絹状加熱エレメントを金属体の上記表面に
当設し、さらに加熱エレメントと上記表面間に電気絶縁
シートを配置するような状態にクランピングプレートを
金属体に固定する手段と１構成され、エレメントを電源
に結線した場合エレメント内に発生する熱が金属体に伝
導して流路内の液体を加熱するような状態に上記絶縁シ
ートの厚さと材質が定められている８ 以下添付図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

図面の第１〜第５図によれば、１０で全体的に示されて
いる装置は例えばアルミ合金のような全１／＠ｆ作られ
た２枚の矩形スラブから形成される混成体で構成される
。スラブ１１０問題の表面はガスケット１２により分割
され、ガスケットは熱と加熱される液体に対し抵抗力を
、有する材料１作られている。材料の２枚のスラブの問
題表面には、第６図に示すように流路の一部が形成され
ており、流路は１６１示しである。各流路は長くなふよ
うに工夫してあり、その一端は開口部１４を介して他の
流路と結合している。流路の他端は別の貫通開口部ｉ４
Ａの少し手前マ終っているが、両流路はガスケットに形
成した流通開口部１５によって　　　　　　１相互に連
通している。ガスケットは開口部１４に対応する開口部
を有し、ガスケット内の各開口部は小さ目に作ってあ不
′□。流路に連通するスラブの開口部１４はプラグ１６
を内部に挿通している。

プラグ１６は六角頭とねじ切りシャンクを有するボルト
の形状をしており、このねじ切りシャンクは使用時に例
えばフィルタハウジングまたは特殊取付相手方に切った
取付ねじ穴と螺着可能である。

ボルト両端間のボルトのシャンクに拡径部分１７が設け
られ、組込完了時にとの拡径部分はガスケット１１内の
各開口部の縁部に当設してシールの役目を果す。盲穴が
ボルトの両端から穿孔され、これらは拡径部分１７０両
側のＩルドシャンク部から周面に開口している。使用時
はこれら盲穴はフ・イルタの燃料通路と連通し、ガスケ
ット１２の開口部ｉ５と他方のスラブの流路１３を介し
て片方のスラブ１１の流路１６を通って燃料の流れが生
じるようになっている。使用時はぜルト１６と補間関係
にある夛ルトが別の開口部１４ならびにスラブの開口部
を貫通するが、これはあくまでも便宜的な形−５ある。

スラブの改良形を第７図の４０で示す。この構造では流
路４１の形状は少し異なるが、第６図の例と比べてその
基本的な相異は流路の両端が開口部１４とそれぞれ連通
しているということである。

この例ではガスケット１２付開口部１５を備えていない
。この場合一対の開口部に対してボルト１６を利用し、
別の一対の開口部に対してはガスケットの開口部周縁と
すき間のあるシャンク部を有するボルトを利用すること
により、前述と同様な流れ状態を得ることが可能である
。流路１６が直列に結合されているのでこの形式の流れ
は直列流れと見なすことができる。上述と少し異なる構
造のボルトを２本用いることにより並列流れを生じさす
ことも可能である。並列流れの場合は、ガスケットの両
側にある２個の孔に連通ずる盲穴が各ボルトに設けであ
る。片方のボルトは燃料の入口′を形成し、燃料の流れ
は流路１６で分割されている。

他方のボルトは燃料の出口を形成し、２カ所の孔は流路
からの燃料を受入れ、燃料のボルトの盲穴　　　　　、
で合流する。

本装置はフィルタユ巨ットに取付けるようＫなっている
が、もちろん別の取付部に取付けることも可能であ７る
。別の形状のボルトを利用すれば、装置を基本的に変更
せずに直列流れまたは並列流れが得られる。

各スラブ１１は平面１８を持っており、この平面はスラ
ブの外面より後退するように工夫しである。両半部１°
８に対しては、支持電気絶縁プレート２０上に取付けた
加熱エレメントから関連平面１８に熱を伝熱可能な材質
と充分な薄さを有する一対の電気絶縁シート１９が取付
けである。プレートは便宜上ブリット回路構造に用いる
形式の絶縁積層材料で形成され、シート１９に当設され
るプレート２００面上には第２図の２１で示す箔状電気
加熱エレメントが形成されている。加熱エレメントは延
長加工してあり、従来のプリント回路技術を用いて形成
可能である。グレート２０は突出部２２を有し、ここに
は図示のような給電回路への結線用電気端子２６を設け
ることができる。

シート１９はグラスファイバで補強したシリコグラスフ
ァイバで補強したナイロンで形成可能であり、補強しな
い場合はシリコングリースを被覆したナイロンで形成可
能である。

メタルクランピングシート２４はプレート２゜の外面に
当設され、種々の部品内の応答開口部を貫通するポルト
２５の形をとった固定手段によって種々の部品が組込状
態に保持される。

第１図および第２図に示す例では、一対のパワートラン
ジスタ２６がそれぞれスラブに取付けられ、プレート２
０上のプリント回路に電気的に結合されている。

スラブ１１の一方には温度センサー２７を収容するキリ
穴が穿設され、装置はカバー２８により包封されている
。カバーには開口部が設けられ端子２３への電気的結線
が可能になっている。

使用時には本装置は燃料系のフィルタ上流側に設置され
、電力が供給されると燃料が加熱されて冷寒時に燃料の
凍結細片によりフィルタが詰まる危険性を防ぐのである
。

万一トランジスタに連通する制御回路が故障した場合ス
ラブ材の過熱を防ぐ伺らかの手段が必要である。もしト
ランジスタのスイッチが入ったままの状態であれば、温
度が過熱状態に達したら加熱エレメントを必ず遮断させ
ることが必要である。

これには２通りの方法がある。第１の方法は加熱エレメ
ントを形成する鋼箔の膨張を利用する方法である。過熱
状態に達したら箔が膨張して座屈を起し、一度座屈が起
ると加熱エレメントのこの部分の温度が相当に上昇して
破断が生じ、その結果加熱エレメントの電気回路が遮断
される。巾か小さくそのため電流容量の小さい特殊部分
を加熱エレメントに設けるとよい。第２図に２９で示し
たこの部分をプレートの突出部分２２の上に形成すると
好都合である。

加熱エレメントの座屈を利用する方法の代りに、適当に
融点の低いナイロンのような熱プラスチツク材料でシー
ト１９を形成し【もよい。この場合は加熱エレメントの
温度が事前設定温度より上昇すると、プラスチック材が
溶融して加熱エレメントがスラブ１１を押圧するようピ
なっている。加熱エレメントの全長にわたって加熱エレ
メントとスラブ間に電位差を生じるように工夫し、上記
のような接触が起ると温度上昇が発生してエレメントの
破断を起し、その結果エレメントの導通路を遮断させる
ように配設することが可能である。

温度センサー２７はトランジスタ２６の近傍のスラブ内
に取付けられ、トランジスタはそれ自体スラブに取付け
られて電流の通路のために加熱を受けるのである。こう
すれば加熱装置を離れる燃料の温度調節が可能となり、
燃料の温度を１℃以内に制御できる。

第６図を見ると、２個の加熱エレメントが回路内で並列
に棟線１されており、パワートランジスタの伝導は制御
回路３０で制御されてその一端子は負電源端子３１に結
合され、加熱エレメントはスイッチ６２およびヒユーズ
６３を経て正電源端６４に結合されている。万一制御回
路６０の故障およびシート１９の溶断が起きた場合には
、加熱エレメント自体の溶断が発生する前にヒユーズ６
６が溶断するようにヒユーズな撰択可能である。しかし
、このようにして加熱エレメントが一担破断すると再び
使用できなくなるであろうことが分るであろう。第６図
から明らかなように、警報ランプが２個設けてあって第
一ランプ６５は端子３１および加熱エレメントに結合さ
れるスイッチ５２の端子間に結合され、第二ランプ３６
は制御回路３０と加熱エレメントとの中間点および正電
源端子６７とに結合され、この端子自体は標準車輌制御
スイッチを介して車輌アキュムレータの正電源端子に結
合されている。制御スイッチが閉じた状態で制御回路５
０の一部を形成するセンサー２７により検知される燃料
の温度が事前設定値より低い場合には、ランプ６６が点
灯するようになっている。

これは車のドライバに対してスイッチ６２を閉じる指令
信号であり、スイッチを閉じるとランプ６５が点灯する
のである。燃料温度が所望の値に達するまで両方のラン
プは点灯したままになっており、所望の値に達するとラ
ンプ６６が消え、車の運転者の意志によりスイッチ３２
を開けばよい。

もし所望ならパワートランジスタを別の制御回路３０で
制御させてもよく、この場合はランプ６６に対応する警
報ランプ２個を設けれはよい。両制御回路は異なる温度
で作動するように設定し、燃料が非常に低温の時だけ両
加熱エレメントを同時に作動させるようにすることが可
能である。

別の構造ではパワートランジスタの代りにサーモスタッ
トを用いる。サーモスタットは各フレートの突出部２２
上に取付けられ、関連スラブと良好な熱的接触状態を保
つ表面を有している。この制御方法を用いた場合燃料温
度の制御はあまり正確ではないかコストが低く、制御回
路用として別のハウジングを必要としない。温度応答ヒ
ユーズを加熱エレメントおよびサーモスタットと直列に
設けてもよく、サーモスタットの温度設定値を別々の値
に設定することも可能である。

カバー２８はエポキシあるいはそれに似た充填イＷＯ＊
　Ｋより工。、５゜□わ、ユ。イ、　　　　１合物はカ
バー内のあらゆる空間を充填しトランジスタやサーモス
タットを所定位置に保持するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の分解配列図である。第２図は第１図に
示す装置の一部の正面図である。第６図は第１図に示す
装置の別の部分の第゛２図と同じ正面図面である。第４
図は第１図に示す装置の一部の部分断面図である。第５
図は第１図に示す装置の別の部分の第２図と同じ正面図
である。第６図は本装置とエンジン電気系統とを結合す
る一方法を示す電気回路図である。そして第７図は別の
構造を示す第６図と類似の図面である。 （図中符号） １０・・・・・・装置、１１・旧・・スラブ、１２・・
・・・・ガスケット、１６・・・・・・流路、１４・・
・・・・貫通開口部、１５・・・・・・流路開口部、１
６・・・・・・プラグ、１７・・・・・・拡径部分、１
８・・・・・・表面、１９・旧・・絶縁シート、２０・
・・・・・フレート、２１・・・・・・箔状電気加熱エ
レメント、２２・・・・・・突出部、２６・・・・・・
電気端子、２４・・・・メタルクランピングシート、２
５・・・・・・ボルト、２６・・・・・・パワートラン
ジスタ、２７・・・・・・温度センサー、２８・・・・
・・カバー、２９・・・・・・狭縮部分、６０・・・・
・制御回路、３１・・・・・・負電源端子、６２・・・
・・・スイッチ、６３・・・・・・ヒユーズ、６４・・
・・・・正電源端子、６５・・・・・・第一ランプ、６
６・・・・・・第二ランプ、６７・曲玉電源端子、 ＦＩＧ、３．　　　　ＦＩＧ、、ｄ、　　　ＦＩＧ５゜
＋Ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属体と、金属体の一部で限定される被加熱液体で
   流路と、支持電気絶縁プレート上に付設した箔状電気加
   熱エレメントと、クランピングプレートと、絶縁プレー
   トをクランピングプレートの対抗位置に配置し、箔状加
   熱エレメントを金属体の上記表面に当設し、さらに加熱
   エレメントを上記表面間に電気絶縁シートを配置するよ
   うな状態にクランピングプレートを金属体に固定する手
   段とで構成され、エレメントを電源に結線した場合エレ
   メント内に発生する熱が金属体に伝導して流路内の流体
   を加熱するように上記絶縁シートの厚さと材質を定めた
   ことをＩ￥ｆ＊とする液体加熱装置。 ２）上記金属体が概略矩形のスラブと、との穐スラブを
   ２個有する装置と、上スラブ間に配置したガスケットと
   １構成され、各スラブはガスケットに当設する面を形成
   し、流路の一部と流路の残部がガスケットの隣接面で限
   定され、各スラブは支持絶縁プレートに取付けた箔状電
   気加熱エレメントを関連保有し、加熱エレメントとスラ
   ブ間にクランピングプレートと電気絶縁シートを配置し
   、これら部品の開口部を貫通ずるゼルトによりこれら部
   品が相互組立状態に固定されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の加熱装置。 ６）各スラブが各流路の一端に連通ずる貫通開口部を有
   し、上記開口部は調心されてヂルトの貫通を可能にし、
   ガスケットはそれ自体にスラブの開口部と調心されその
   寸法より小さい寸法の開口部を有することを特徴とする
   特許請求の範囲第２項に記載の加熱装置。 ４）上記ガスケットに流路開口部を設け、上記゛流路開
   口部は相互連通する流路の他端を配設するような作用を
   することを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の加
   熱装置。 ５）各スラブが各流路の他端と連通する別の貫通開口部
   を有し、上記側の開口部ｔｉ調心されてゼルトの賞通を
   可能にし、ガスケットはそれ自体にスラブの別の開口部
   と調心されその寸法より小さい寸法の開口部を有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の加熱装置
   。 ６）加熱エレメント内の電流を制御するための温度応答
   手段を有することをＩｆ！ｆ徴とする特許請求の範囲第
   ５項に記載の加熱装置。 ７）上記手段がノぐワートランジスタおよびノぐワート
   ランジスタ用制御回路を有し、上記制御回路は上記スラ
   ブの片方の温度に応答する温度センサーを有することを
   特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の加熱装置。 ８）上記箔状加熱エレメントは狭縮部分を有し、電気的
   な障害が発生した場合に上記狭縮部分が溶断するように
   なっていることを特徴とする特許請求の範囲第６項に記
   載の加熱装置。 ９）上記温度応答手段が回路内フ上記加熱エレメントと
   それぞれ連通するサーモスタットで構成され、上記サー
   モスタットは各スラブと熱的に良好な伝導状態を保つ表
   面を有していることを特徴１０）上記サーモスタットは
   互に異なる温度設定値を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項に記載の加熱装置。 １１）回路内に加熱エレメントに連通ずる温度応答ヒユ
   ーズを有することを特徴とする特許請求の範囲第９項に
   記載の加熱装置。 １２）上記ゼルトがその中央のシャンク部に形成した拡
   径部分を有し、上記拡径部分は開口部の周縁と協調して
   シールを形成し、ゼルトには両端から内側に向って穿設
   した盲穴を設け、上記盲穴と連通ずる通路をシャンク部
   に設け、そして上記拡径部分の画情ｊのシャンク部周面
   に開口部を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第４
   項または第５項に記載の加熱装置。 １６）％許請求の範囲第５項に基ずく場合は、上記側の
   開口部内に配設する別のゼルトを有し、上記ゼルトのシ
   ャンク部の径はガスケット内の別の開口部の径より小さ
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の加
   熱装置。 １４）上記ゼルトおよび上記側の開口部内の別のゼルト
   け、上記ガスケット内の開口部の径より小さな径を有し
   、上記デルトは各々上記ガスケットの両側にあるシャン
   ク部周面上の孔に連通ずるキリ穴を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第５項に記載の加熱装置。 １５）添付図面を参照しつつ上に述べた部品の組合せお
   よび配置により構成される液体加熱装置。