JPH09144614A - 吸気加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気化器を十分に加熱することができると同時
に、混合気も効率的に加熱することができる吸気加熱装
置を提供すること。 【解決手段】 気化器３の下流側に装備され内燃機関の
シリンダに混合気を導入する吸気管５と、中央部に貫通
孔を有して気化器３と吸気管５の間に装着されるヒート
インシュレータ７と、このヒートインシュレータ７の貫
通孔の内周壁に配設されるヒータプレート９，１１と、
このヒータプレート９，１１と当接して該ヒータプレー
ト９，１１を加熱するヒータ部材１３とを備えた内燃機
関の吸気加熱装置において、ヒータプレート９，１１を
ヒータ部材１３の形状に対応させて少なくとも二つ装備
し、一方のヒータプレート９をヒータ部材１３の気化器
３側の面に当接させると共に、他方のヒータプレート１
１を混合気の流れに沿ってヒータ部材１３の吸気管側の
面に当接させ

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気化器に装備され
る吸気加熱装置に係り、特に、自動車等の内燃機関の混
合気を加熱する吸気加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関に使用される吸気加
熱装置としては、特開昭６１−２０５３６４号公報に開
示されたものがある。即ち、図５に示すように、吸気加
熱装置５１は、気化器３の下流側に装備され内燃機関の
シリンダに混合気を導入する吸気管５を備えている。ま
た、気化器３と吸気管５の相互間には、中央部に貫通孔
が形成されたヒートインシュレータ５７が配設されてい
る。

【０００３】これらを詳細に説明すると、気化器３は、
その内部に混合気が流入する吸気通路１５が形成されて
いる。そして、この吸気通路１５の下流側には、当該吸
気通路１５の内径より僅かに小さな直径を有するスロッ
トル弁１７が回転自在に装備されている。

【０００４】また、吸気通路１５に面してスロットル弁
１７の近傍には、スローポート１９及びアイドルポート
２１が開口している。このうち、スローポート１９は、
通常走行時に主要な燃料を供給するメインポート（図示
略）とは別個に、特に低速時において、必要な燃料を供
給するためのポートである。一方、アイドルポート２１
は、内燃機関に負荷が加わっていない状態（アイドリン
グ状態）の時に、それに必要な燃料の供給をするための
ポートである。

【０００５】また、気化器３の下流側に配設されたヒー
トインシュレータ５７には、その中央部に貫通孔が形成
されている。そして、この貫通孔は上記した気化器３の
吸気通路１５と吸気管５を連通させる。

【０００６】ヒートインシュレータ５７の上面で上記貫
通孔の周囲には、所定の凹部５７ａが形成されている。
この凹部５７ａは、貫通孔と同心であり、ドーナツ状に
なっている。そして、この凹部５７ａの底部には、外部
から所定の電極２９が挿入されている。

【０００７】次に、吸気加熱装置５１の組立構造を図６
に基づいて説明すると、先ず、ヒートインシュレータ５
７の凹部５７ａに、円形のスプリング部材２５が設置さ
れる。そして、このスプリング部材２５の上に電極板２
７が重ねて配設される。そしてこの上に円環状のヒータ
部材６３が配設され、最後に円筒状のヒータプレート６
１が配設される。

【０００８】上記した円筒状のヒータプレート６１は、
上述したように略円筒状の形状をしており、その上端部
は図５に示すように、所定の折り返し部６１ａが形成さ
れている。そして、この折り返し部６１ａが上記した円
環状のヒータ部材６３と当接し、加熱されるようになっ
ている。

【０００９】上記のように構成された吸気加熱装置５１
の作用を説明すると、ヒートインシュレータ５７に埋設
されている電極２９は、所定の電源装置（図示略）の正
極に接続されており、内燃機関の運転中には常時通電が
なされている。そして、電極から導電性材料で形成され
ているスプリング部材２５を介して電極板２７に電流が
供給される。一方、気化器３は電源装置の負極として機
能する。そして、円筒状のヒータプレート６１を介して
ヒータ部材６３に電気的に接続されている。これによ
り、電源装置からの通電により、ヒータ部材６３に電力
が供給され、ヒータ部材６３が発熱する。

【００１０】ヒータ部材６３により発生した熱は、ヒー
タプレート６１に伝達され、このヒータプレート６１の
折り返し部６１ａの上面に当接している気化器３に伝達
される。そして、気化器３が加熱される。また、ヒータ
プレート６１に伝達された熱の一部は、ヒータプレート
６１の円筒状部にも伝達され、流入してくる混合気を加
熱するようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来例には以下のような不都合が生じていた。即ち、
従来の吸気加熱装置は、円環状のヒータ部材の片面（図
５中の上面）のみの放熱によりヒータプレートを加熱す
るようになっているので、熱伝達のための面積が十分確
保されず、ヒータプレートの加熱が十分に行われない、
という不都合を生じていた。

【００１２】また、気化器は燃料の気化に伴う気化熱に
起因して温度が低下し、このため、ヒータプレートの熱
の大部分が気化器側に奪われて、円筒状部に十分伝達さ
れない、という不都合を生じていた。このことは、気化
器のいわゆるアイシング（特にスローポート近傍で発生
しやすい）を未然に防止するためには有効であるが、混
合気の加熱を十分に行えないという結果を招来する。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、気化器を十分に加熱することができる
と同時に、混合気も効率的に加熱することができる吸気
加熱装置を提供することを、その目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明では、気化器の下流側に装
備され内燃機関のシリンダに混合気を導入する吸気管
と、中央部に貫通孔を有して気化器と吸気管の間に装着
されるヒートインシュレータと、このヒートインシュレ
ータの貫通孔の内周壁に配設されるヒータプレートと、
このヒータプレートと当接して該ヒータプレートを加熱
するヒータ部材とを備えた内燃機関の吸気加熱装置にお
いて、ヒータプレートをヒータ部材の形状に対応させて
少なくとも二つ装備し、一方のヒータプレートをヒータ
部材の気化器側の面に当接させると共に、他方のヒータ
プレートを混合気の流れに沿ってヒータ部材の吸気管側
の面に当接させる、という構成を採っている。

【００１５】以上のように構成されたことで、ヒータ部
材が発熱すると、このヒータ部材に当接して配設されて
いるヒータプレートに熱が伝達される。

【００１６】ここで、一方のヒータプレートは気化器の
底面に当接しているので、該ヒータプレートの熱が気化
器に伝達される。この熱は、気化器に形成されているア
イドルポートやスローポート近傍にまで伝達される。こ
れにより、燃料が気化するときの気化熱に起因するアイ
シング現象は発生しない。また、他方のヒータプレート
に伝達された熱は、該ヒータプレート全体に伝達され、
流入してくる混合気を加熱するようになっている。

【００１７】また、請求項２記載の発明では、ヒータプ
レートを、円環状ヒータプレートと円筒状ヒータプレー
トとから構成すると共に、ヒータ部材を円環状に形成す
るという構成を採り、その他の構成は請求項１記載の発
明と同様である。以上のように構成しても請求項１記載
の発明と同様に作用し機能する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を、図面に基
づいて説明する。ここで、従来例と同様の構成要素につ
いては説明上同じ符号を付して説明する。

【００１９】先ず、図１において、吸気加熱装置１は、
気化器３の下流側に装備され内燃機関のシリンダに混合
気を導入する吸気管５と、中央部に貫通孔を有して気化
器３と吸気管５の間に装着されるヒートインシュレータ
７と、このヒートインシュレータ７の貫通孔の内周壁に
配設されるヒータプレート９，１１と、このヒータプレ
ート９，１１と当接して該ヒータプレート９，１１を加
熱するヒータ部材１３とを備えている。

【００２０】また、各ヒータプレートは円環状ヒータプ
レート９と円筒状ヒータプレート１１との二つから構成
されると共に、ヒータ部材１３も円環状に形成されてい
る。そして、円環状ヒータプレート９がヒータ部材１３
の気化器３側の面に当接して配設されると共に、円筒状
ヒータプレート１１が混合気の流れに沿ってヒータ部材
１３の吸気管５側の面に当接して配設されている。

【００２１】以上を詳しく説明すると、気化器３は、そ
の内側の中央部に吸気通路１５を備え、この吸気通路１
５内の略中央部にスロットル軸１７ａに支持され開弁／
閉弁動作を行うスロットル弁１７とを備える構成となっ
ている。また、気化器３の吸気通路１５の上部は、エア
クリーナ（図示略）を介して大気に連通しており、また
吸気通路１５の内部には、燃料供給機構（図示略）によ
り燃料（例えばガソリン）が供給されるようになってい
る。

【００２２】気化器３の吸気通路１５には、スローポー
ト１９及びアイドルポート２１が形成されている。スロ
ーポート１９は、内燃機関の回転数が低速の場合に必要
な燃料の供給を行うポートであり、上記したスロットル
弁１７の先端部近傍（図１中の左方）に設けられてい
る。また、アイドルポート２１は、内燃機関に負荷が加
わっていない状態、即ち停車時に内燃機関の回転を一定
に維持するために必要な燃料の供給を行うためのもので
ある。そして、このアイドルポートには、燃料の流量を
調整するためのニードルバルブ２３が嵌合されている。

【００２３】気化器３の下端部と吸気管５の上端部との
間には、図１に示すように、ボルト孔（図示略）を備え
た樹脂製のヒートインシュレータ７が、例えば各々４本
ずつのボルト（図示略）により固定されている。このヒ
ートインシュレータ７には、その中央部に貫通孔が形成
されている。そして、この貫通孔は上記した気化器３の
吸気通路１５と吸気管５を連通させるようになってい
る。また、ヒートインシュレータ７は耐熱性及び絶縁性
を有する樹脂材料から形成されている。

【００２４】ヒートインシュレータ７について更に詳細
に説明すると、ヒートインシュレータ７の上面で上記貫
通孔の周囲には、図２に示すように、所定の凹部７ａが
形成されている。この凹部７ａは、貫通孔と同心であ
り、ヒータプレート９，１１やヒータ部材１３が設置さ
れるために十分な深さが確保されている。そして、この
凹部７ａの底部には、外部から所定の電極２９が挿入さ
れている。

【００２５】また、ヒートインシュレータ７の凹部７ａ
には、図２に示すように、円環状の電極板２７が装着さ
れる。そして、この電極板２７の外周部には、リベット
３１が挿入されるためのリベット穴を有する突出部が設
けられている。このリベット３１は、ヒートインシュレ
ータ７の上方から挿入されて、電極板２７と電極２９を
介してヒートインシュレータ７と固定される。これによ
り、外部の電源からの電力が電極２９を介して電極板２
７に供給される。

【００２６】電極板２７の上部には、電極板２７とほぼ
同径のスプリング部材２５が配設されている。このスプ
リング部材２５は、後述するヒータプレート９，１１及
びヒータ部材１３相互間を常時接触させるためのもので
ある。また、スプリング部材２５は、電極板２７からの
電流を円筒状ヒータプレート１１に伝達できるように、
導電性材料で構成されている。

【００２７】そして次に、スプリング部材２５の上方か
らは、ヒートインシュレータ７の貫通孔に円筒状ヒータ
プレート１１が挿入される。この円筒状ヒータプレート
１１は、貫通孔に流入した混合気を加熱するためのもの
である。このため、円筒状ヒータプレート１１の外径は
ヒートインシュレータ７の貫通孔の直径より小さく構成
されている。そして、円筒状ヒータプレート１１には、
その上端部に水平に折れ曲がっている鍔部が形成されて
いる。この鍔部は、上記したスプリング部材２５が全体
的に接触することができるようにするためのものであ
る。このため、その直径は、スプリング部材とほぼ同等
となっている。

【００２８】そして、円筒状ヒータプレート１１の更に
上方には、円環状のヒータ部材１３が配設されている。
このヒータ部材１３は、ヒータプレート９，１１と当接
して、これら各ヒータプレート９，１１に熱を伝達する
ために、発熱するようになっている。このヒータ部材１
３はＰＴＣセラミックスからなり、上記した円筒状ヒー
タプレート１１の鍔部と面接触するようにその直径が鍔
部の直径とほぼ同様となるように設定されている。

【００２９】ヒータ部材１３の上方には、やはり円環状
のヒータプレート９が配設されている。この円環状ヒー
タプレート９は、上記した円筒状ヒータプレート１１と
共にヒータ部材１３への電流の供給をする電極としての
役割を担う。このため、この円環状ヒータプレート９
も、ヒータ部材１３とほぼ同等の直径を有している。こ
こで、上記した各ヒータプレート９，１１は、銅製の薄
板から成形されている。しかし、材質はこれに限定され
るものではなく、導電性及び熱伝導性のよいものであれ
ば、その種類は不問である。

【００３０】以上の各構成要素は、上記したようにヒー
トインシュレータ７の凹部７ａに収納され、当該ヒート
インシュレータ７が気化器３の下面に設置された場合
に、最終的に円環状ヒータプレート９の上面が、ヒート
インシュレータ７の上面とほぼ同一高さとなるように設
計されている。即ち、スプリング部材の作用により、円
筒状ヒータプレート１１、ヒータ部材１３は上方に押し
上げられ、この結果、円環状ヒータプレート９が、気化
器の下面に常時接触する。

【００３１】また、上記のように各構成要素が固定され
たヒートインシュレータ７は、吸気管５の上端面に固定
される。この吸気管５は、内燃機関のシリンダ（図示
略）に連結したものであり、気化器３を通過してヒート
インシュレータ７の円筒状ヒータプレート１１内に流入
した混合気がシリンダに導かれるようになっている。

【００３２】次に、上記の如く構成した吸気加熱装置の
動作及び機能を説明する。

【００３３】先ず、図１において、気化器１の吸気通路
１５の内部に燃料が燃料供給機構（図示略）により供給
されると、霧化した燃料と空気との混合気がスロットル
弁１７の開動作に伴い、ヒートインシュレータ７に配設
されている円筒状ヒータプレート１１内を通過して、吸
気管５を介して内燃機関のシリンダへ供給される。ま
た、円環状ヒータプレート９と円筒状ヒータプレート１
１に挟持されヒートインシュレータ７の内部に装備され
ているヒータ部材１３が電源からの通電により発熱し、
このヒータ部材１３が発した熱が各ヒータプレート９，
１１へ伝導される。

【００３４】このとき、円環状ヒータプレート９はヒー
タ部材１３の上面に、そして、円筒状ヒータプレート１
１はヒータ部材１３の下面にそれぞれ当接して配設され
ている。このため、両ヒータプレート９，１１ともヒー
タ部材１３と広い面積で別個に接触し、十分に熱の伝達
を受けることができる。このため、円環状ヒータプレー
ト９は、これと当接している気化器３を十分加熱するこ
とができる。この結果、気化器３内のスローポート１９
から流入する燃料の気化熱によるアイシング現象が未然
に防止されることとなる。

【００３５】また、気化器３を通過した混合気は、上記
した円筒状ヒータプレート１１内に流入し、この内周壁
により加熱される。このため、気化されずに液体のまま
流入した燃料でも、効率よく加熱されて、気化が促進さ
れる。また、円筒状ヒータプレート１１内を通過中にヒ
ータプレート１１の内周壁に付着した液状燃料も加熱さ
れて気化が促進される。

【００３６】ここで、図３は本実施形態の吸気加熱装置
１と、従来の吸気加熱装置５１における円筒状ヒータプ
レート下端部での温度変化を比較した図である。この図
３からも明らかなように、本実施形態の吸気加熱装置１
によれば、ヒータ部材１３への通電が開始された直後か
ら円筒状ヒータプレート１１に十分な熱が伝達され、従
来例と比較して早い時期に温度が上昇する。また、従来
例と比較して、常に高い温度に維持されていることがわ
かる。

【００３７】また、本実施形態では、ヒータプレートと
して円筒状のヒータプレート１１を使用しているが、本
願発明はこれに限定されるものではない。即ち、図４
（ａ）に示すように、二枚の部分円筒状のヒータプレー
ト１１Ｂに鍔部を形成したものを用いてもよいし、図４
（ｂ）に示すように、二枚の部分円筒状のヒータプレー
ト１１Ｃをその下端部で連結するような形状で構成して
もよい。この場合に、部分円筒状ヒータプレート１１
Ｂ，１１Ｃは、混合気が多く流れる側の貫通孔内周壁に
配設するのが効果的である。そして、以上のように構成
しても、上記実施形態と同様の効果を生じる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上のように、一つのヒータ部
材と二つのヒータプレートによって気化器及び混合気を
別個に加熱することができるので、気化器のアイシング
現象を未然に防止することができると同時に、混合気の
加熱も十分にでき、始動直後や寒冷地での内燃機関の運
転を円滑なものにすることができる、という優れた効果
を生じる。

【００３９】また、ヒータプレートは簡易な形状で構成
することができるので、部品等の製造コストの削減や組
立行程の簡略化を実現できる、という優れた効果を生じ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す一部省略した断面図
である。

【図２】図１に開示した吸気加熱装置の組立構造を示す
一部省略した斜視図である。

【図３】所定条件下でのヒータプレート下端の温度を本
実施形態と従来例で比較した図である。

【図４】本発明のヒータプレートの変形例を示す一部省
略した斜視図であり、図４（ａ）は第一変形例を示し、
図４（ｂ）は第二変形例を示す。

【図５】従来例を示す一部省略した断面図である。

【図６】図５に開示した吸気加熱装置の組立構造を示す
一部省略した斜視図である。

【符号の説明】

１ 吸気加熱装置 ３ 気化器 ５ 吸気管 ７ ヒートインシュレータ ９ 円筒状ヒータプレート １１ 円環状ヒータプレート １３ ヒータ部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化器の下流側に装備され内燃機関のシ
   リンダに混合気を導入する吸気管と、中央部に貫通孔を
   有して前記気化器と吸気管の間に装着されるヒートイン
   シュレータと、このヒートインシュレータの前記貫通孔
   の内周壁に配設されるヒータプレートと、このヒータプ
   レートと当接して該ヒータプレートを加熱するヒータ部
   材とを備えた内燃機関の吸気加熱装置において、 前記ヒータプレートを前記ヒータ部材の形状に対応させ
   て少なくとも二つ装備し、前記一方のヒータプレートを
   前記ヒータ部材の気化器側の面に当接させると共に、前
   記他方のヒータプレートを混合気の流れに沿って前記ヒ
   ータ部材の吸気管側の面に当接させたことを特徴とする
   吸気加熱装置。
2. 【請求項２】 前記ヒータプレートを、円環状ヒータプ
   レートと円筒状ヒータプレートとから構成すると共に、
   前記ヒータ部材を円環状に形成したことを特徴とする請
   求項１記載の吸気加熱装置。