JPH0113799Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の吸気加熱装置に関する。

〔従来の技術〕

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。従つて通常暖機運転時には暖機完了後に
おけるより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並びに一酸化炭素COが
増加するばかりでなく燃療消費率が悪化するとい
う問題を生じる。従つて機関暖機運転時において
気化器から供給される液状燃料を十分に気化する
ことか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
転時において液状燃料の気化を促進するために従
来より、米国特許U.S.P.4141327に示される如き
構造の吸気加熱装置が提案されている。しかしな
がら、この構造になる吸気加熱装置は次に示す欠
点を有している。まず第１にPTC発熱体がハニ
カム形状であるために製造工程が非常に複雑にな
り、歩留りが低く製造コストが高くなることであ
る。

第２の問題点はPTCハニカム体は壁厚が厚く
なるために開口率を高くとることが困難で、所定
の開口面積を得るためにはどうしても外形を大き
くしなければならなく、設計上の制約がある場合
使用下可となることもあるという問題点があつ
た。

〔考案の目的〕

そこで本考案は製造し易く、従つて歩留りが向
上し、開口率を高いままで小型化できる吸気加熱
装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案では、１乃
至複数の平板環状PTC発熱体で構成される吸気
加熱装置において、PTC発熱体の上下面の環状
の放熱板を配設し、この放熱板は、吸気通路の中
心方向に延びる複数の枝部と、この複数の枝部が
中心付近で連結される連結部とを有し、隣り合う
放熱板は、その枝部および連結部が吸入空気の流
れ方向において重なり合わないように配設されて
いることを特徴とするものである。

〔作用〕

上記構成によれば、隣り合う放熱板はPTC発
熱体を介して間隔をおいて配設されているので、
吸入空気は放熱板の枝部および連結部を形成して
いない部分を通つて流入し、この吸入空気は隣り
合う放熱板との間隔を通つて、次の放熱板へ流入
する。そのため、吸入空気の吸気抵抗はさほど大
きくならず、高い開口率を維持することができ
る。

また、吸入空気は、PTC発熱体を通過するた
め、その混合気はPTC発熱体によつて直接加熱
される。

さらに、放熱板はPTC発熱体によつて加熱さ
れるため、混合気の一部はこの放熱板によつても
加熱されるとともに、複数の放熱板の枝部および
連結部は吸入空気の流れ方向において重なり合わ
ないように設定してあるので、混合気が局部的に
加熱されることなく全体的に有効に加熱され、特
に放熱板の枝部および連結部によつて通路の中央
を通過する加熱されにくい粒径の大きい液滴を効
率良く加熱することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づいて、本考案の実施例について
説明する。第１図において１は気化器であつて図
示していないエアクリーナを介して大気に導通し
ている。２は吸気管で図示していない機関本体に
接続されている。３は樹脂製のヒートインシユレ
ータで吸気管２と気化器１との断熱作用をなして
いる。気化器１には２つの通路があり低速走行で
使用する第１の通路４と高速走行で使用する第２
通路５とがある。各々の通路には空気量を制御す
るスロツトル弁６および７を有している。そして
気化器１はヒートインシユレータ３と共に吸気管
２にボルト８、ワツシヤ９により固定されてい
る。吸気加熱装置１０はヒートインシユレータ３
の中に構成されており、詳細は第２図で説明して
ゆく。ヒートインシユレータ３には気化器１と同
様、第１の吸気通路１１と第２の吸気通路１２と
があり、吸気加熱装置１０はこの第１の吸気通路
１１に構成されている。本実施例における吸気加
熱装置１０は２枚の平板環状PTC発熱体１３，
１３′を有しており、第４図に断面図を示すよう
にその上側にはいずれも銅の薄板をプレス成形し
た断面凹形状のカバー１４，１４′が環状PTC発
熱体１３，１３′の上半分を覆つている。２枚の
PTC発熱体１３，１３′の間には耐熱・耐腐食性
でかつ導電性のウエーブ・スプリング１５が３山
で形成されており、かつその上側には放熱板を兼
ねたプラス電極板１６（詳細は第８図）が配設さ
れている。プラス電極板１６の外周には穴のあい
た突部１６′があり、組付時、インシユレータ３
のａ部にはめ合わされ、リベツト３０ａにより固
着、インシユレータ３にモールドされた、ターミ
ナル・プラス３１と導通するようになつている。
プラス電極板１６はその中央に中程度の円１６ａ
があり、放電状に３本のリブ１６ｂ，１６b′，１
６b″により外環１６ｃと接続している。なお、リ
ブ１６ｂ，１６b′，１６b″が本発明の枝部に相当
し、円１６ａが連結部に相当する。各部品の最外
端（カバー１４およびPTC発熱体１３′の外側）
には２枚のマイナス電極板１７，１８（詳細は第
７図、第９図）が配設されている形状は大幅に異
なつている。すなわち上側の電極板１７には小さ
な円１７ａがあり、等ピツチのリブ１７ｂ，１７
b′，１７b″が３本外環１７ｃに接続している。ま
た外環１７ｃの一部には穴のあいた突部１７′が
あり、組付時インシユレータ３のｂ部にはめ合わ
され、リベツト３０ｂにより固定される。一方下
端のマイナス電極板１８の中央には大円１８ａを
有し、３本の等ピツチのリブ１８ｂ，１８b′，１
８b″が外環１８ｃと接続している。なお、マイナ
ス電極板１７，１８のリブ１７ｂ，１７b′，１７
b″、１８ｂ，１８b′，１８b″が枝部に相当し、円
１７ａ，１８ａが連結部に相当する。このマイナ
ス電極板１８の外周には３ケ所の穴のあいた突部
１８ｄ，１８ｅ，１８ｆを有し、インシユレータ
３への組付時には、インシユレータ３の３ケ所の
穴部ｄ，ｅ，ｆにそれぞれ、はめ合わされ、リベ
ツト３０ｄ，３０ｅ，３０ｆにより固着される。
なおマイナスターミナル３２は第５図のようにイ
ンシユレータ３にモールドされ、ｄ部、ｂ部にお
いて露出し、マイナス電極板１７および１８と接
触、導通が保たれている。プラス・マイナスのタ
ーミナル３１，３２の端部３１ａ，３２ａは第５
図、第６図のようにインシユレータ３の外部で露
出しており、各々リード線３３ａ，３３ｂの端部
をめている。３４はリード３３ａ，３３ｂをコ
ネクタで図示しいない電源に接続している。３５
はターミナル露出部３１ａ，３２ａを覆う絶縁性
のゴム・カバーである。

以上述べた各々の部品をヒートインシユレータ
３に組付け上方から見た平面図が第３図である。
吸気通路４は３枚の電極板１６，１７，１８の外
環１６ｃ，１７ｃ，１８ｃの内側に形成されてい
る。各々の電極板は放熱板として機能するもので
あり、電極板をPTC発熱体１３，１３′を介在さ
せて組付けた状態においては、隣り合う電極板の
中央円環部１６ａ，１７ａ，１８ａおよびリブ１
６ｂ，１７ｂ，１８ｂが互いに接触しないように
所定の間隔をおいて配置されている。また、３枚
の電極板１６，１７，１８の中央円環部１６ａ，
１７ａ，１８ａは径の大きさが全て異なり、組付
時の吸入空気の流れ方向の投影面は重なり合うこ
とがないように設定されるとともに、リブ１６
ｂ，１７ｂ，１８ｂも投影面が重なり合わないよ
うに合計９本のリブが等ピツチになるように配置
されている。

さらに、この組付状態では、中央円環部１６
ａ，１７ａ，１８ａとリブ１６ｂ，１７ｂ，１８
ｂの吸入空気の流れ方向の投影面の合計が吸気通
路の50％以下としており、吸気抵抗を極力押さえ
るようにしている。

以上の構成になる吸気加熱装置は寒冷時、機関
の冷間時において、動作させるものであり、次の
ようになる。図示していないバツテリからの給電
はリード線３３ａ、プラス・ターミナル３１から
プラス電極板１６におこなわれる。従つて上側
PTC発熱体１３は下面が、また下側PTC発熱体
はウエーブ・スプリング１５、カバー１４′を介
して上面がプラス側になり、電流は２枚のPTC
発熱体を貫通して上・下方向に流れ上・下端のマ
イナス電極板１７，１８へと到る。インシユレー
タ３のｂ・ｄ位置でリベツト３０ｂ・３０ｄによ
り固着された電極板は互いに、マイナス・ターミ
ナル３２により接続されており、リード線３３ｂ
を介してバツテリにもどる。

以上の電流の流れによりPTC発熱体１３，１
３′が発熱する。熱の一部は吸気通路１１を流れ
る混合気を直接、緩めると同時に、電極板、兼放
熱板として機能する１６，１７，１８へと伝わ
り、各々リブを介して中央の環状部１６ａ，１７
ａ，１８ａの温度を上昇させる。従つて吸気通路
１１の壁面を流れる液滴、および通路の中央を通
過する気化しにくい粒径の大きい液滴を圧損少な
く、効率良く、加熱することができる。

第１０図は本考案になる吸気加熱装置Ａ，
A′と従来の方式になる吸気加熱装置Ｂを比較試
験した結果である（圧力損失一定で比較）。図の
ａグループは機関に燃料と空気とを流したときの
ヒータの発熱量をみたものであり、ｂグループは
機関に空気だけを流したときのヒータの発熱量を
示している。燃料を加えた時のほうが多く冷却さ
れるため、PTCの特性でより多く発熱している。
しかもＡ−A′およびＢ−B′の発熱量が燃料だけ
を加熱している熱量とみることができるのでＡ−
A′＞Ｂ−B′となり本考案の吸気加熱ヒータは効
率良く、燃料を加熱しているといえる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本考案によれば、高い開口率
を維持しつつ、吸入空気を効率良く加熱すること
ができ、しかも製造し易いという極めて優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による吸気加熱装置の気化器部
への取付図、第２図は本考案実施例の組付の詳細
な斜視図、第３図は本実施例の上面図、第４図〜
第６図は吸気加熱装置の断面図、第７図〜第９図
は電極板１６〜１８の上面図、第１０図は本実施
例と従来例の特性比較図である。 １……気化器、２……吸気管、３……ヒートイ
ンシユレータ、４……第１吸気通路、６……スロ
ツトル弁、１０……吸気加熱装置、１３，１３′
……PTC発熱体、１６……プラス電極板（放熱
板）、１６ａ……円環部（連結部）、１６ｂ，１６
b′，１６b″……リブ（枝部）、１７，１８……マ
イナス電極板（放熱板）、１７ａ，１８ａ……円
部および円環部（連結部）、１７ｂ，１７b′，１
７b″、１８，１８b′，１８b″……リブ（枝部）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １乃至複数の平板環状PTC発熱体で構成され
   る吸気加熱装置において、 前記PTC発熱体の上下面に環状の放熱板を配
   設し、 前記放熱板は、吸気通路の中心方向に延びる複
   数の枝部と、この複数の枝部が中心付近で連結さ
   れる連結部とを有し、隣り合う放熱板は、その枝
   部および連結部が吸入空気の流れ方向において重
   なり合わないように配設されていることを特徴と
   する内燃機関の吸気加熱装置。