JPH0259301B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は燃料管の電気加熱装置、更に具体的に
は、デイーゼル機関用自動調温式燃料加熱装置に
関わる。

［従来の技術］ デイーゼル機関用燃料には、低温で小さいろう
結晶体の形で燃料から沈澱するろう状成分が含ま
れている。自動車やトラツクなぞのデイーゼル機
関を作動させた場合、この結晶体は大きくなり、
燃料フイルタを詰まらせて機関への燃料供給量を
減少させることになる。この問題は、周囲温度が
−17℃乃至−12℃（０〓乃至10〓）の範囲以下に
降下した場合、益々悪影響を及ぼすことになる。
この閉塞及び燃料供給量損失のため、寒冷地では
エンジンの作動、特に始動時の作動が困難で且つ
誤作動を生じる。

この対策として、燃料給送管を電熱線ヒータで
加熱したり、燃料給送管それ自体の電気抵抗によ
つて燃料を加熱することが知られている（例え
ば、実開昭54−133209号、実開昭50−88717号）。

［発明が解決しようとする課題］ 従来この種の装置は、ヒータ等の加熱部材と、
周囲または燃料給送管それ自体の温度を検知する
ための温度検知手段を含む制御装置とを有してい
るが、制御装置としてIC等の電子回路を用いた
ものは燃料給送管の加熱部近傍に配設することが
できず、配線を介して別の緩和な条件の場所に配
設する必要があり、温度制御は周囲温度に基づい
て行つている。

しかしこのような装置では、装置に手間を要す
るばかりか、燃料温度に基づいた制御を行つてい
ないので、過熱のおそれもある。

実開昭50−88717号には、燃料給送管に温度セ
ンサーを取付けた燃料加熱装置が記載されている
が、これも同様に配線上の煩わしさがあると共
に、加熱体である金属管それ自体に温度センサー
が取付けられているので、自ら供給した熱によつ
て温度センサーが作動してしまい、きわめて頻繁
に電力供給がオンオフされることになり、制御装
置の寿命が問題となる。

本発明は、温度制御装置をも含めてユニツト化
した燃料加熱装置を提供するもので、頑丈かつコ
ンパクトで、燃料給送管の一部に組み込める燃料
加熱装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明の燃料加熱装置は、燃料を給送するため
の熱伝導性管と、この管及びこの管内の燃料に熱
を伝達するためにこの管に熱的に接触している抵
抗型加熱素子と、感熱素子及びスナツプ動作型ス
イツチを備えたサーモスタツトとから成つてい
る。

上記スナツプ動作型スイツチはばね作用でぱち
んと動作するスイツチで、閉成時に上記加熱素子
を通る電気回路を形成し、開放時に同電気回路を
解くように構成する。この開閉は感熱素子を介し
て行われ、感熱素子が所定温度以上に加熱される
とスイツチが開放される。感熱素子は加熱素子の
上流側に配置することが枢要で、しかも加熱素子
の近傍であるが密着せず離れた位置に配置する。
そして、サーモスタツトがさらに燃料給送管を受
容できる貫通中央開口部を有する成形プラスチツ
ク枠体を具備しており、この成形プラスチツク枠
体の上記加熱素子と隣接する端部側に燃料給送管
を囲周するバツフルを設け、このバツフルで感熱
素子を加熱素子から熱的に遮蔽することが特徴的
構成である。

［作用］ 上記構成の燃料加熱装置は、燃料管の一部とし
て組み込まれ、感熱素子はこの管で運ばれる燃料
の温度変化に直接反応するようになつている。す
なわち、本発明装置における感熱素子は加熱素子
の上流側に位置しているため、加熱前の燃料温度
に基づいて作用し、また加熱素子とは離れており
しかも成形プラスチツク枠体のバツフルによつて
熱的に遮蔽されているので、加熱素子の熱による
影響を受け難くくなつている。そのため、本加熱
装置自ら付与した熱によつて感熱素子及びその作
用に基づくスナツプ動作型スイツチが相互反復作
用的に動作してしまうことがない。したがつてス
イツチの動作回数を大幅に減少させることができ
るから、装置寿命を長くすることができる。この
ことは、温度制御手段と加熱手段をユニツト化し
て苛酷な条件下で使用する上できわめて重要な意
義がある。

また、サーモスタツト部材がメカニカルに作動
するものであるため、苛酷な条件に耐え、特にス
ナツプ動作型スイツチを採用していいので、オン
オフの境界温度における動作回数を減らすことが
できると共に高接触力が得られ、しかもこの接触
力がスナツプ動作の瞬間まで保持されて急激な作
用力として働くので、汚れ等を払い飛ばしてスイ
ツチ閉成を確実なものとすることができる。

以上のように本発明の感熱素子は加熱素子の影
響を受け難くくなつているとはいえ、熱伝導性管
を介して互いに近傍の位置にあるので、エンジン
の始動時や燃料切れの場合は、加熱素子の熱が燃
料を媒介とせずに熱伝導性管を伝つて感熱素子に
伝達され、これによつて電力が遮断される。燃料
流動時には下流方向へ向かう冷たい燃料によつて
熱が奪われるため、加熱素子の熱は上流方向へは
伝達されないが、燃料が流れないと、その冷却作
用が働かず、熱が上流方向へ向つて伝達されるか
らである。一旦冷たい燃料が管内を流れれば、感
熱素子がこれを感知して加熱が再開されることに
なる。

［実施例］ 第１図乃至第４図の望ましい実施例について説
明すると、符号１０は燃料タンクからデイーゼル
機関の燃料ポンプに通じる燃料管の一部分を構成
するある長さの金属管を示している。全体を符号
１２で示すヒータ・アセンブリイは管１０に同軸
式に取り付けられている。このヒータ・アセンブ
リイ１２は、エンジン・シリンダへの燃料供給に
先立つて燃料から粒状物質を除去するためデイー
ゼル機関で常用される燃料フイルタ（図示せず）
の直ぐ近くの上流に配置するのが望ましい。

本ヒータ・アセンブリイ１２は、全体を符号１
４で示した電気抵抗型加熱素子と、全体を符号１
６で示したサーモスタツトスイツチ・アセンブリ
イと、保護用管形ハウジング１８とから成つてい
る。加熱素子１４は、本素子と管とを電気絶縁す
る基板２０につる巻状に巻かれた抵抗型ヒータを
構成するようなリボン状ステンレス鋼で形成する
のが望ましい。この基板２０は、薄い熱伝導性・
電気絶縁性材料で作られている。加熱素子１４は
ステンレス鋼製で、基板２０を介する管への熱伝
導度を向上させるために基板２０に結合されてい
る。加熱素子１４は絶縁繊維２４で包囲してあ
り、これによつて周囲への熱損失を最少にして管
及びこれを流れる燃料に対する効率的な熱伝達が
達成される。加熱リボン（即ちステンレス製リボ
ン）２２の一方端は点熔接またはその他の方法で
管に直結されて接地接続を形成している。加熱リ
ボン２２の他方端はリード線２６に接続されてお
り、リード線２６は加熱リボン２２と外部電源リ
ード線２８とをサーモスタツトスイツチ・アセン
ブリイ１６を介して後述の方法で接続している。

スイツチ・アセンブリイ１６には、管１０によ
つて貫通された縦方向中央開口部を有する概ね糸
巻状の成形プラスチツク枠体３０が具備されてい
る。この枠体３０は加熱素子１４の上流側でこれ
から離れた位置に配置されており、燃料はサーモ
スタツトスイツチ・アセンブリ１６を通過した後
に加熱されるようになつている。枠体３０は加熱
素子１４の側の端部に管を囲周するフランジ状の
バツフル３３を形成してあり、このバツフル３３
は加熱素子１４の熱が対流または輻射によつてサ
ーモスタツトスイツチ・アセンブリ１６に伝達す
るのを防いでいる。この枠体３０の上部は開放さ
れていて管の一部が露出されている。望ましく
は、管１０は、符号３１で示すように、枠体３０
の開放状上部と対向する片側が幾分平坦状であつ
てスイツチ・アセンブリイ用に〓間を形成できる
ようになつているのがよい。枠体開放状上部は金
属製支持部材３２により架橋されている。

支持部材３２は一方端では両側にフランジ３４
を備えた溝形形状を成しているが、このフランジ
３４はリベツトまたはその他の手段で枠体３０の
開放状上面に結合されている。バイメタル型感熱
素子３６を配設してあるが、これは、その一方端
を点熔接またはその他の方法で支持部材３２の裏
側に結合して管１０の露出部の近くに位置付けて
ある。このバイメタル型感熱素子３６は僅かに弯
曲させて管１０にもつと近接させるようにしても
よい。バイメタル型感熱素子３６の自由端は支持
部材３２の端部を越えて突出していると共に、２
つの上反りフインガ３８を形成するよう２つに分
岐している。このフインガ３８いは符号４０の個
所にノツチを設け、これで、電気スイツチの可動
接触子４４を支持するＵ字形接触アーム４２用の
ピボツト点即ち支点を形成するようにした。引張
ばね４６を張設し、その一方端を支持部材３２の
外端部に結合し、他方端を接触アーム４２の接触
子４４側の端部近傍に結合して、接触アーム４２
の支持部であるノツチ４０が引張ばね４６の両端
間に位置するようになつている。

ばね４６は、バイメタル型感熱素子３６が温度
降下または上昇によりピボツト・ノツチ４０を管
１０に接近またはこれから離反させるのに応じ
て、オーバセンタ動作を行なう。第３図に示すよ
うに、バイメタル型感熱素子３６は、その常態位
置では、高周囲温度条件下にある。周囲温度が低
下すると、バイメタル型感熱素子３６は管１０に
接近して行き、ピボツト・ノツチ４０がばね４６
の中心線より下方に移動すると、ばね４６の引張
力が上方に働き、その結果、接触アーム４２が可
動接触子４４を上方に移動させて固定電気接触子
４８と接触させる。つまり、スイツチの閉成が行
なわれる。固定接触子４８は、金属接触部材５２
に結合された板ばね５０に取り付けるのが望まし
い。なお、この接触部材５２は管１０に対し架橋
を成すと共に両側が枠体３０の開放状上部に結合
されている。固定接触子４８及び板ばね５０の運
動は接触部材５２と一体成形のストツパー５４で
制限するようにしてある。板ばね５０を設けたの
は、可動接触子４４の閉成位置から開放位置への
移動に先立つてバイメタル型感熱素子３６が移動
を行なつた場合、固定接触子４８と可動接触子４
４との間の接触圧を一定に保つためである。

プラスチツク枠体３０に螺合すると共に、架橋
型支持部材３２と結合したアーム５８に係合する
止ねじ５６を用いると、スイツチ１９を較正する
ことができる。ねじ５６の調節によりアーム５８
を傾斜させると、支持部材３２の外側上部を弯曲
させることができ、従つてオーバセンタばね４６
の端部を移動させることができる。これはバイメ
タル型感熱素子３６の位置の変更に有用であり、
つまり、ばね４６が中心を越えてスイツチを開ま
たは閉にする位置の変更に有効である。

サーモスタツトスイツチを管１０の適所に配置
した後では、良熱伝導特性を有し而も良電気絶縁
性を有する充填用化合物を、符号６０で示してあ
るように、管１０とバイメタル型感熱素子３６固
定端との間に空所に注入することができる。電源
リード線２８はスイツチ接触部材５２に直接接続
してあり、従つて、スイツチ接触子を閉成した場
合、リード線２８とヒータに通じるリード線２６
との間に電気回路が構成されると共に、スイツチ
動作により、固定接触子４８から可動接触子４４
へ、そして接触アーム４２及びバイメタル型感熱
素子３６に至る電路が形成される。電気テープま
たはその他の絶縁材をバイメタル型感熱素子３６
の裏側に（図の符号６２の個所に）固着したこと
により、スイツチ接触子の閉成時、管１０とバイ
メタル型感熱素子３６との間には電気的接触が生
じることがないから、大地への短絡も全くない。

第４図ではサーモスタツトスイツチは、その構
造及び操作方式がより容易に理解できるように簡
略化した形で示されている。第４図から明らかな
ように、バイメタル型感熱素子３６が下降した場
合、ピボツト・ノツチ４０はＵ字形接触アーム４
２の端部をばね４６の中心線の下方に移動させ
る。その結果、ばね４６により可動接触子４４が
引き上げられて固定接触子４８と接触し、板ばね
５０を押圧すると共に固定接触子４８を接触部材
５２に向けて移動させる。バイメタル型感熱素子
３６が高温になると、ノツチ４０がばね４６の中
心線を越えて上昇するから、結果として、ばね４
６により可動接触子４４は降下されてストツパー
６４と接触する。

第４図は望ましい実施例を示しているが、ばね
４６を取り付ける支持部材３２のアームをバイメ
タル材とすることも可能であり、その場合、ばね
４６の端部は温度に応じて上下してオーバセンタ
動作を行ない、可動接触子４４をストツパー６４
と固定接触子４８との間で移動させることになる
ことは当然理解できるところである。また、支持
部材３２及び感熱素子３６の両方をバイメタルで
作ることができることもまた当然理解できるとこ
ろである。両者が特定の温度変化に応じて互いに
反対方向に反曲した場合、スイツチの感度はより
向上することになろう。同一方向に反る場合に
は、スイツチ感度が低くなるから、必要に応じて
周囲条件の変化を補償するのに役立てることがで
きる。

サーモスタツトスイツチはまた第５図に示すよ
うな変更例とすることも可能である。即ちバイメ
タル型感熱素子３６と結合した抵抗型加熱素子６
６を形成してバイメタルに熱を加える方式のもの
とすることも可能である。この加熱素子６６は、
外部電気制御装置と接続したリレーとしてスイツ
チを動作させるか、あるいはアンテイシペータと
して用いてヒスチリシス即ち不感帯を減少させ且
つ管１０の温度変化に応じてスイツチ感度を高め
るのに役立てることができる。スイツチの開閉は
加熱素子６６に電流を流すことによつて行なう。
第５図のリレーの場合、バイメタル型感熱素子３
６を加熱素子６６を越えて逆転させるか、既述の
ように、支持部材３２のアームをバイメタルで構
成して周囲温度補償を行なうようにするのが望ま
しい。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の燃料加熱装置は、
燃料管の一部として組み込まれ、特別な密封部材
や継手を用いる必要がないから、コストが高くな
ることも、燃料漏れの発生源を生み出すこともな
く、頑丈かつコンパクトであり、燃料温度に基づ
いて自動調温するので信頼性が高く、遮蔽環境で
の使用にも適したものである。

特に、感熱素子が加熱素子の上流側に位置し、
しかも成形プラスチツク枠体のバツフルによつて
熱的に遮蔽されているので、スイツチの動作回数
を大幅に減少させることができ、スナツプ動作型
スイツチの確実な動作と相俟つて高い信頼性と長
い寿命が得られるものである。

また、感熱素子は燃料流動時における加熱素子
からの熱の影響は受け難くくなつているが、熱伝
導性管を介して互いに近傍の位置にあるので、燃
料が管内を流れていないときは管を伝達する熱に
よつて作動し、スイツチが閉状態となるため、過
熱を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の望ましい実施例の側面図、第
２図は第１図の実施例の平面図、第３図は概ね第
２図の線３−３に沿つて切つた断面図、第４図は
本発明の操作を説明する上で有用なサーモスタツ
トスイツチの簡略側面図、第５図は別の設計によ
るサーモスタツトスイツチの簡略図である。 １０……管、１２……ヒータ・アセンブリイ、
１４……加熱素子、１６……サーモスタツトスイ
ツチ・アセンブリイ、１８……ハウジング、２０
……基板、２２……加熱リボン、３０……成形プ
ラスチツク枠体、３２……支持部材、３３……バ
ツフル、３６……バイメタル型感熱素子、４２…
…接触アーム、４４……可動接触子、４６……引
張ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料を給送するための熱伝導性管と、当該管
   及び管内の燃料に熱を伝達できるよう当該管と熱
   的に接触している抵抗型加熱素子と、感熱素子及
   びスナツプ動作型スイツチを備えたサーモスタツ
   トとから成り、 前記スイツチは、閉成時に前記加熱素子を通る
   電気回路を形成すると共に開放時に同電気回路を
   解くばね部材を有し、 前記感熱素子は、前記加熱素子の上流側であつ
   てその近傍かつ離隔位置に配置され、所定温度以
   上に加熱されると前記スイツチを開放して前記電
   気回路を解くものであり、 前記サーモスタツトは、前記管を受容できる貫
   通中央開口部を有する成形プラスチツク枠体をさ
   らに具備し、この成形プラスチツク枠体の前記加
   熱素子と隣接する端部側に前記管を囲周するバツ
   フルを設け、このバツフルで前記感熱素子を前記
   加熱素子から熱的に遮蔽したことを特徴とする燃
   料加熱装置。 ２ 前記加熱素子が、前記管の周囲に巻き付けら
   れた不電気伝導性基板と、前記管に沿つて該基板
   につる巻式に多重に巻付けされた細長く平坦なリ
   ボン状電気伝導体とから成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の燃料加熱装置。 ３ 前記感熱素子に一方端が前記成形プラスチツ
   ク枠体に結合された細長いバイメタル型感熱素子
   が含まれており、このバイメタル型感熱素子が前
   記管の長手方向かつ管の極く近傍に延在して温度
   変化に応じて前記管に接近または離反する状態に
   反曲することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の燃料加熱装置。 ４ 前記サーモスタツトが、前記管に前記加熱素
   子の近傍で取り付けられた前記枠体と、可動接触
   アームを備えたスイツチと、前記接触アームを前
   記枠体から揺動可能に支持する部材と、前記接触
   アームを前記枠体に連結する引張ばねと、感熱手
   段とを含み、前記接触アーム支持部材の接触アー
   ム支持部が前記引張ばねの両端間に位置し、前記
   感熱手段が、接触アームの接触アーム支持部材に
   対する揺動方向を逆にするように、接触アーム支
   持部を引張ばねの中心線に対して移動させるもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の燃料加熱装置。