JPH03185257A - 少なくとも一つの吸気管を持った内燃機関の吸気ないし混合気を加熱するための装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも一つの吸気管を持った内燃機関の
吸気ないし混合気を加熱するための装置であって、通電
状態において生ずる抵抗熱を吸気ないし混合気に放出す
る電気導体を有しており、この電気導体が、吸気管の内
面に設けられるか吸気管の壁にはめ込まれた大きな電気
抵抗を有する層であるような装置に関する。

［従来の技術］ 吸気配管の周りに巻かれた加熱線によって吸気を加熱す
ることは、ドイツ連邦共和国実用新案登録第７８１６１
６９号明細書で公知である。この公知の装置は特に、断
面円形をした配管のように幾何学的に規則的な形状をし
ている吸気配管ないし吸気管に対して適用される。しか
し吸気配管の輪郭が不規則になっている配管範囲におい
て、例えば混合圧縮式内燃機関の場合における燃料の噴
射領域において、吸気の加熱を行おうとするとき、吸気
管外面に加熱線を全面に亘って設置すること従って吸気
管の壁に十分に熱を伝達することは、全くできないか、
あるいはできたとしても非常に経費がかかる。更に加熱
線が吸気配管の外面に配置されているため、加熱過程中
における大気への熱損失が極めて大きいという欠点があ
る。

吸気を加熱するために吸気管に電気式加熱エレメントを
設けることが知られているが（ドイツ連邦共和国特許第
３４２６４６９号公報参照）、この場合には吸気の流れ
断面積が著しく狭められるという問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、冒頭に述べた形式の装置を、吸気ない
し混合気の流れをほとんど害することなく、吸気管の幾
何学的に不規則な形状をしている部分即ち立体的に湾曲
している部分の範囲でも吸気あるいは混合気を損失なし
に加熱することができるように作ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によればこの目的は、冒頭に述べた形式の装置に
おいて、電気導体の層が、炭素繊維から成る成形可能な
敷物であることによって達成される。

［発明の効果］ 高い電気抵抗の層を使用することにより、幾何学的に不
規則な形状（立体的な湾曲部）を有するような配管部分
でも吸気ないし混合気を加熱することができる。

その場合、小さな直径の多数の電気的単位導体から成る
織物は、配管のその都度の内側輪郭に申し分なしに適合
させられる。これによって、加熱装置によって吸気管内
における流れ抵抗が著しく高められないということが保
証される。電気導体の層が配管の壁に一体に設けられて
いるとき、吸気管内の流れはほとんど影響されない。

吸気管の内面に設けられる層において、この層が吸気管
内壁に被覆されているとき、吸気の流れに関して正に有
利である。その場合、その層と吸気管外面との間の範囲
に設けられた熱絶縁中間層は、吸気管壁を通って大気に
放出される熱を最小にする。これは特に金属製の吸気管
に対して適している。

混合圧縮内燃機関の吸気管の中に噴射される燃料の極め
て迅速な気化は、電気導体の層がその燃料の噴射流の衝
突面に設けられているときに達成される。

電気導体として炭素繊維を使用することにより、この材
料は大きな固有抵抗を有するので、短い導体長さにおい
て高い温度が得られる。この材料で作られた織物を転用
すれば、所定の温度を得るために必要な織物の総抵抗を
得るために、一定の織物面積および一定の供給エネルギ
ーに関して、非常に小さな織物密度（詰込み密度）済ま
せられる。

本発明の別の有利な実施態様は特許請求の範囲の他の請
求項に記載されている。

［実施例］ 以下図面に示した実施例を参照し７て本発明の詳細な説
明する。

第１図は、混合圧縮式内燃機関における炭素繊維強化合
成樹脂から成る２本の吸気管１．２を横断面図で示して
いる。各吸気管ｌ、２の内面３．４にはそれぞれエポキ
シ樹脂１１．１２によって、縦糸２５．２７および横糸
２４．２６（第２図参照）から成り予め各吸気管１．２
の内面輪郭に合わせられた炭素繊維織物５．６が被覆さ
れている。これら両方の織物５．６は内燃機関で駆動さ
れる走行車のバッテリ７に互いに並列接続されている。

各織物５．６に給電する両方の電流経路には、それぞれ
電子制御装置８．９が配置されている。その電子制御装
置８には織物５内に設けられた測定センサー１０を介し
て織物５の温度に相応した信号が導かれ、更に中間壁１
３に配置された測定センサー１４を介して吸気管壁温に
相応した信号が導かれる。電子制御装置９には織物６内
に設けられた測定センサー１５を介して織物６の温度に
相応した信号が導かれ、同様にセンサー１４を介して吸
気管壁温が導かれる。

各織物５．６の電気的な接続は、それぞれ両側の銅編み
テープ１６．１７ないし１８．１９を介して行われる。

これらの銅編みテープは導体銀によって炭素繊維織物５
．６上に貼着されている。

図面においてそれぞれ織物５．６の左側にある銅編みテ
ープ１６．１８はバッテリ７の十電極に接続され、右側
にある銅編みテープ１７．１９は一電極に接続されてい
る。

内燃機関を低温始動する際、即ちセンサー１４を介して
求められろ吸気管壁温が所定の限界値以下であるとき、
電子制御装置８．９に設けられているスイッチ２０．２
１は閉じられている。従って各電子制御装置８．９に設
けられており加熱過程のはじめには最小の抵抗に調整さ
れているポテンショメータ２２．２３と両方の炭素繊維
織物５．６とを介して電流が流れる。各炭素繊維織物５
．６は比較的大きな総抵抗を有しているので、その電流
により発熱し加熱される。その場合繊物５．６は、それ
らが加熱過程の開始後（スイッチ２１．２２の閉鎖後）
の約５秒以内に約１２０℃の温度に達するように設計さ
れている。各織物５．６において横糸２４．２６は並列
接続された抵抗のように作用し、これは小さな単独抵抗
を形成する縦糸２５．２７によって短絡接続されている
。

各織物５．６が加熱されることにより、吸気温度が高め
られる。その場合、各織物５．６に向けて直に燃料が噴
射されることにより、燃料は直ちに気化し、これによっ
て最適な混合気が形成される。吸気管内面３．４に炭素
繊維織物５．６を被覆するために、約２００℃の温度に
対する耐熱性を有するエポキシ樹脂が使用される。スイ
ッチ２１．２２が閉じているとき、電子制御装置８．９
を介して、織物５．６は個々に所定の温度に調整される
。即ち、測定センサー１０．１５が各織物５．６におけ
る温度が高すぎることを報知したとき、それぞれのポテ
ンショメータ２２．２３を介して抵抗を高めることによ
って、織物５．６を通して流れる電流が減少され、それ
に伴って織物温度が低下する。逆に各織物５．６の温度
が低すぎるときには、それぞれのポテンショメータ２２
．２３を介して抵抗を低下することによって、織物温度
が上昇させられる。

吸気管壁１３が所定の運転温度に達したとき、電子制御
装置８．９を介してスイッチ２１．２２が開かれ、両方
の織物５．６の電流開路が遮断され、これによって加熱
作用は停止される。

第１図においては理解し易くするために、両方の炭素繊
維織物５．６およびエポキシ樹脂層１１．１２は吸気管
の寸法に比べて誇張して厚内に示されている。実際には
織物５．６の高さとエポキシ樹脂ＩＷ１１．１２との和
は、吸気管直径に比べて極めて小さい。

各織物５．６は銅編みテープ１６．１７．１８．１９を
含めてエポキシ樹脂層１１．１２によって完全に覆われ
ているので、混合気自体による短絡が生ずることは避け
られる。

吸気管が金属材料で作られている場合、吸気管を介して
の短絡およびそれに伴う織物を介しての加熱作用の停止
が生ずることを避けるために、織物および吸気管内壁を
互いに電気絶縁しなければならない。その絶縁体として
同様にエポキシ樹脂層が利用される。この場合勿論、吸
気管内壁を通して導かれる接続配線も電気絶縁しなけれ
ばならない。

炭素繊維織物と吸気管外面との間の範囲に熱絶縁中間層
が配置されているとき、特に損失の少ない加熱作用が達
成される。その熱絶縁中間層は例えば吸気管壁に設けら
れるか、あるいは織物自体と吸気管内壁との間に設けら
れる。

本発明は、織物が吸気管の内面に被覆されることに限定
されるものではなく、織物を吸気管内壁に貼着すること
も考えられる。その場合勿論、吸気ないし混合気に対す
る絶縁に注意する。

本発明の別の実施態様において、織物を吸気管壁に一体
に設けられることもできる。

第１図および第２図における実施例の場合、織物５．６
は吸気管内周の一部に亘ってしか被覆されていない。し
かし大きな加熱出力が必要とされ、またこの加熱出力が
バッテリの側からも十分に用立てられるとき、織物を吸
気管内面の全周に被覆ないし設置することもできる。

炭素繊維織物の代わりに、本発明の別の実施例態様にお
いて、薄膜エレメントも採用できる。この薄膜エレメン
トはフォト電解法で導体テープと共に被覆されたポリイ
ミド薄膜からなり、これは同様に吸気管内面に例えば貼
着によって設けられる。

更に、電気導体の層を織物としてではなく、小堆積体（
ゆるく重ね合わされた繊維）、フェルト、フリース、個
々の繊維束（粗撚り糸）、個々のテープあるいは個々の
繊維の形に形成することもできる。

被覆過程に対する接着剤としてエポキシ樹脂の代わりに
、相応した耐熱性を持ったジュロブラスト（Ｄｕｒｏｐ
ｌａｓｔ）あるいは熱可塑性樹脂も使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく吸気ないし混合気の加熱装置の
横断面図、第２図は第１図におけるｎ−■線に沿った断
面図である。 １．２・・・吸気管、３．４・・・吸気管内面、５．６
・・・炭素繊維織物。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一つの吸気管を持った内燃機関の吸気
   ないし混合気を加熱するための装置であって、通電状態
   において生ずる抵抗熱を吸気ないし混合気に放出する電
   気導体を有しており、この電気導体が、吸気管（１、２
   ）の内面（３、４）に設けられるか吸気管（１、２）の
   壁にはめ込まれた大きな電気抵抗を有する層であるよう
   な装置において、 前記層が炭素繊維から成る成形可能な敷物 （５、６）であることを特徴とする少なくとも一つの吸
   気管を持った内燃機関の吸気ないし混合気を加熱するた
   めの装置。
2. （２）前記層が織物（５、６）であることを特徴とする
   請求項１記載の装置。
3. （３）前記織物（５、６）が吸気管（１、２）の内面（
   ３、４）に被覆されていることを特徴とする請求項２記
   載の装置。
4. （４）結合剤が約２００℃までの温度に耐えるエポキシ
   樹脂であることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. （５）前記吸気管（１、２）は織物（５、６）が設置さ
   れた範囲が電気不導体材料から成っていることを特徴と
   する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の装置。
6. （６）前記織物（５、６）と吸気管外面との間に熱絶縁
   中間層が設けられていることを特徴とする請求項２ない
   し５のいずれか１つに記載の装置。