JPS5939167Y2 - 内燃機関の吸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の吸気加熱装置に関する。

機関温度が低い機関暖機完了前には気化器から供給され
た燃料の気化が十分でなく、斯くして多量の燃料が液状
のまま機関シリンダ内に供給されるために暖機完了後に
比べて燃焼が悪く、その結果安定した機関の運転を確保
できないという問題がある。

従って通常暖機運転時には暖機完了後におけるエリも濃
い混合気を機関シリンダ内に供給して安定した機関の運
転を確保するようにしている。

しかしながらこのように濃い混合気を機関シリンダ内に
供給した場合には排気ガス中の有害成分である未燃炭化
水素ＨＣ並びに−酸化炭素ＣＯが増大するばかりでなく
燃料消費率が悪化するという問題を生ずる。

従って機関暖機運転時に釦いて気化器から供給される液
状燃料を十分に気化することができれば機関シリンダ内
に供給される混合気を薄くしても安定した機関の運転が
確保でき、しかもこのような薄い混合気を使用できるこ
とにより排気ガス中の有害成分を低減できると共に燃料
消費率を向上させることができる。

機関暖機運転時に釦いて液状燃料の気化を促進するため
に従来より吸気マニホルドライザ一部に排気ガスを導い
て排気ガスにエリ吸気マニホルドライザ一部を加熱する
ようにした吸気加熱装置が知られているがこのような排
気ガス熱を利用した吸気加熱装置は熱効率が低いばかり
でなく機・開始動後暫らくしないと排気ガス温が上昇し
ないために機関始動後即座に液状燃料の気化を促進させ
るのは困難である。

このような問題を解決するために気化器の下端部に気化
器エアホーンと整列する中空円筒状発熱体容器を取付け
、この容器内に正特性サーミスタ素子（以下、ＰＴＣ素
子と称す）を挿入してこのＰＴＣ素子を加熱することに
エリ発熱体容器の内壁面を加熱するようにした吸気加熱
装置が本出願人にエリ提案されている。

この吸気加熱装置では気化器から供給された液状燃料の
大部分が発熱体容器の内壁面に沿って流れるのでＰＴＣ
素子から発する熱によりこの液状燃料を集中的に加熱す
ることができ、斯くして液状燃料の気化を効果的に促進
することができる。

しかしながらこの発熱体容器は容器を内筒と外筒により
構成してこれら内筒と外筒間にＰＴＣ素子を挿入し、更
にＰＴＣ素子と外筒間にばね部材を挿入してこのばね部
材のばね力によりＰＴＣ素子を内筒上に圧着せしめるよ
うにしている。

しかしながらこのようにＰＴＣ素子をばね部材にエリ内
筒の外周面上に圧着してもＰＴＣ素子と内筒とを十分に
接触させることが困難であり、従ってＰＴＣ素子と内筒
間において高い熱伝導率を確保するのが困難となってい
る。

唸た、振動によってＰＴＣ素子が割れてし１うという問
題があるばかりでなく構造が複雑なために製造コストが
かかるという問題がある。

本考案は発熱体から発する熱を液状燃料の加熱に効果的
に使用でき、それによって液状燃料の気化を十分に促進
することのできる簡単な構造のしかも信頼性のある吸気
加熱装置を提供することにある。

地下、添附図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２は吸気マニホル
ド、３はマニホルド集合部、４は断熱板、５はこの断熱
板４を介して吸気マニホルド２上に固定された気化器、
６は気化器エアホーン、７は気化器エアホーン６内に配
置された気化器スロットル弁を夫々示す。

第１図に示されるように断熱板４内には金属製の中空円
筒体８が挿入される。

この中空円筒体８は気化器エアホーン６の内壁面とほぼ
整列する円筒状内壁面９を有し、更に中空円筒体８はそ
の外周壁面上に外方へ向けて突出する環状フランジ１０
を一体形成している。

第１図並びに第２図に示されるように断熱板４の下壁面
には環状凹所１１が形成され、この環状′凹所１１内に
中空円筒体８の環状フランジ１０が嵌着される。

また、断熱板４の下壁面には溝１２が形成され、この溝
１２と整列する溝１３が環状凹所１１の下壁面上に形成
される。

これら溝１２゜１３内には中空円筒体８の環状フランジ
１０の土壁面と接触する電極板１５が嵌着される。

一方、中空円筒体８の環状フランジ１０の下壁面上には
４分割された環状の平坦なＰＴＣ素子１６が配置され、
このＰＴＣ素子１６の下側には環状電極板１７が配置さ
れ、更にこの環状電極板１７の下側には弾性材料からな
る環状絶縁体１８が配置される。

また、ＰＴＣ素子１６並びに環状電極板１７の内縁部と
中空円筒体８間には絶縁リング１９が挿入される。

これらのＰＴＣ素子１６並びに環状電極板１７は中空円
筒体８の環状フランジ１０と共に断熱板４０環状凹所１
１内に嵌着され、次いで断熱板４は環状絶縁体１８を介
して例えばボルト２０により固締される。

このとき前述したように環状絶縁体１８は弾性材料から
形成されているのでこの環状絶縁体１８はＰＴＣ素子１
６と環状フランジ１０間、並びにＰＴＣ素子１６と環状
電極板１１間とを全面で均一に接触させるるうにボルト
２０の締付は力を平均化する役目を果す。

なお、良好な電気伝導性を確保するためにＰＴＣ素子１
６と環状フランジ１０、環状フランジ１０と電極板１５
、ＰＴＣ素子１６と環状電極板１７を電気伝導性の接着
剤を用いて密着させることが好ましい。

第１図に示されるように環状電極板１Ｔに取付けられた
引出し線２１は接地され、一方策極板１５に取付けられ
た引出し線２２は温度検出スイッチ２３、中性点電液検
出スイッチ２４並びにイグニッションスイッチ２５を介
して電源２６に接続される。

温度検出スイッチ２３は機関冷却水温が例えば６０’Ｃ
以下のときオン状態にあり、機関冷却水温が６０℃以上
になるとオフ状態となる。

一方、中性点電圧検出スイッチ２４は機関駆動のオール
タネータの中性点電圧が所定レベル以下のときオフ状態
にあり、この中性点電圧が所定レベル以上になるとオン
状態となる。

ＰＴＣ素子１６は電流供給開始時に大きな電流が流れる
ために機関を始動すべくセルモータを駆動しているとき
にはＰＴＣ素子１６には電流の供給を開始しないように
する必要がある。

このために中性点電圧検出スイッチ２４が設けられる。

即ち、機関がセルモータにより回転せしめられるときに
は中性点電圧は低く、機関が自動運転を開始すると中性
点電圧が高くなって中性点電圧検出スイッチ２４がオン
状態となり、ＰＴＣ素子１６に電流の供給が開始される
。

このようにＰＴＣ素子１６に電流の供給が開始されると
ＰＴＣ素子１６は即座に温度上昇し、その結果中空円筒
体８も即座に温度上昇する。

一方、機関が始動すると気化器５から供給された燃料の
うちの大部分の液状燃料は気化器エアホーン６の内壁面
に沿って下降し、次いでこの液状燃料は中空円筒体８の
内壁面９に泊って下降する。

従って中空円筒体８０大壁面９上を下降する液状燃料は
中空円筒体８によって加熱され、斯くして液状燃料の気
化が促進されることになる。

第１図に示されるように中空円筒体８は吸気マニホルド
２と接触しておらず、従ってＰＴＣ素子１６かも発する
熱のうちのわずかな熱が断熱板４並びに絶縁体１８を介
して大気、吸気マニホルド２或いは気化器５に逃げるだ
けである。

斯くしてＰＴＣ素子１６から発する熱の大部分は中空円
筒体８を加熱するのに使用されることになる。

更に、中空円筒体８の表面上は液状燃料で覆われてトリ
、従ってＰＴＣ素子１６から発する熱の大部分が液状燃
料を気化するために使用される。

機開始動後暫らくして機関冷却水の水温が６０℃よりも
高くなると温度検出スイッチ２３がオフ状態となるため
にＰＴＣ素子１６への電流の供給は停止せしめられる。

第３図は別の実施例を示す。

この実施例ではＰＴＣ素子１６に加えて更に中空円筒体
８の環状フランジ１０の上壁面上にもＰＴＣ素子２７が
配置され、このＰＴＣ素子２７の上壁面上に環状電極板
２８が配置される。

また、これらＰＴＣ素子２７と環状電極板２８の各内縁
部と中空円筒体８間には絶縁リング２９が挿入される。

更に、雨雲状電極板１７ 、２８は接地され、＝方墳状
フランジ１０から外方に突出する端子３０は第１図の温
度検出スイッチ２３に接続される。

この実施例では中空円筒体８の環状フランジ１０はその
両側面からＰＴＣ素子１６，２７によって加熱されるた
めに環状フランジ１０の肉厚を厚くしても中空円筒体８
の内壁面９を効果的に加熱することができる。

第４図は更に別の実施例を示す。

この実施例では中空円筒体８の環状フランジ３１は外方
に向けて徐々に肉厚が薄くなるテーパー状に形成されて
おり、このテーパー状環状フランジ３１から外方に突出
する端子３２は第１図の温度検出スイッチ２３に接続さ
れる。

本発明のように環状フランジ３１をＰＴＣ素子１６にエ
リ加熱するようにした場合には環状フランジ３１から中
空円筒体８の内壁面９へ効率よく熱を伝達せしめる必要
がある。

環状フランジ３１の内部では熱の通過量が環状フランジ
３１の根元において最も多く、従って第１図に示すよう
な平板状の環状フランジ１０を用いた場合には環状フラ
ンジ１０の根元に釦いて最も熱が流れにくくなる。

従って第４図に示す実施例においては環状フランジ３１
の根元の巾を厚くしてＰＴＣ素子１６から発した熱が効
率よく中空円筒体８に伝達されるようにしている。

第５図は本考案を１次側気化器と２次側気化器を有する
気化器を備えた内燃機関に適用した場合を示す。

なお、第５図に訃いて１次側気化器のエアホーンを３３
で示し、２次側気化器のエアホーンを３４で示す。

このような気化器では一般的に云って１次側気化器エア
ホーン３３と２次側気化器エアホーン３４の間隔はかな
り小さく、従って第１図に示すような中空円筒体８を第
５図に示す１、 ｉＩＫ側気化器エアホーン３４の下側
に配置した場合には第５図に示すように中空円筒体８の
環状フランジ１０の一部を円孤状に切除する必要がある
。

また、この場合第５図にお・いて矢印Ａで示す範囲には
ＰＴＣ素子１６並びに電極板１７が配置されてｐらず、
これらＰＴＣ素子１６並びに電極板１７に代えて一対の
絶縁体３５が挿入される。

第６図並びに第１１図は中空円筒体の夫々別の実施例を
示す。

第６図並びに第７図に示す実施例では中空円筒体８の内
壁面９上に一対のリブ３６が一体形成される。

一方、第８図並びに第９図に示す実施例ではリブ３７に
よって中空円筒体８の内壁面９上に固定された薄肉環状
体３８が中空円筒体８内に設けられる。

第６図から第９図に示す実施例では浮遊している燃料液
滴をリプ３６或いは薄肉環状体３８に工り捕えてこの燃
料液滴を気化させることができるので燃料の気化を一層
促進することができる。

第１０図並びに第１１図に示す実施例では中空円筒体８
の肉厚が環状フランジ１０を中心として上方向並びに下
方向に行くに従って徐々に薄くなるように形成されてい
る。

この実施例では環状フランジ１０近傍の中空円筒体８の
肉厚を大きくして中空円筒体８の上端部並びに下端部ま
で熱を伝達しやすくしている。

捷た、このように環状フランジ１０近傍の中空円筒体８
の肉厚を大きくしてその内壁面９を内方に突出させると
中空円筒体８の狭搾部３９下流の内壁面９上では混合気
流が剥離して流速が小さくなるために内壁面９に泊って
下降する液状燃料の下降速度が小さくなる。

その結果、液状燃料と内壁面９との接触時間が長くなる
ためにそれだけ気化が促進されることになる。

以上述べたように本考案によればＰＴＣ素子の発する熱
の大部分を液状燃料に与えることができるので液状燃料
の気化を十分に促進することができる。

その結果、暖機運転時にむいて従来エリ薄い混合気を用
いたとしても良好な燃焼が得られると共に安定した機関
の運転を確保する′ことができる。

また、暖機運転時に釦いて従来エリ薄い混合気が使用で
きるので排気ガス中の有害成分を低減できると共に燃料
消費率を向上することができる。

また、本考案によればＰＴＣ素子と環状フランジ間の接
触、並びにＰＴＣ素子と環状電極板間の接触を広い平面
内で行なうことができ、しかも弾性材料からなる絶縁体
によってボルトの締付は力が接触面全体に均一に作用す
るので接触面における高い熱伝導率と高い電気伝導率と
を確保することができる。

また、製造が容易で誤差の少ない平板状のＰＴＣ素子を
使用できるので各吸気加熱装置間における性能のばらつ
きがなくなる。

更に平板状のＰＴＣ素子を環状フランジと環状電極板間
で圧接するだけなのでＰＴＣ素子が割れに＜＜、たとえ
ＰＴＣ素子が割れたとしても始めの取付は位置からずれ
ることがないので加熱性能に影響を与えることはない。

また、全体として構成が簡単であるので製造コストを低
減できると共に信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案に係る機関吸気系の側面断面図、第２図
は第１図の吸気加熱装置の分解斜視図、第３図は別の実
施例の側面断面図、第４図は更に別の実施例の側面断面
図、第５図は更に別の実施例の斜視図、第６図は中空円
筒体のみを示す更に別の実施例の平面図、第７図は第６
図の側面断面図、第８図は中空円筒体のみを示す更に別
の実施例の平面図、第９図は第８図の側面断面図、第１
０図は中空円筒体のみを示す更に別の実施例の平面図、
第１１図は第１０図の側面断面図である。 ５・・・気化器、８・・・中空円筒体、１０・・・環状
フランジ、１５，１７．２８・・・電極板、１６，２７
・・・ＰＴＣ素子、１８・・・絶縁体、１９．２９・・
・絶縁リング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料供給装置から機関シリンダに至る吸気通路の一部を
   熱伝導性の中空筒状部材にエリ構成し、該中空筒状部材
   の外周面上に外方に突出するフランジを一体的に形成す
   ると共に該フランジに発熱体を圧接し、該発熱体により
   該フランジを加熱して上記中空筒状部材の内壁面を加熱
   するようにした内燃機関の吸気加熱装置。