JPH0972220A

JPH0972220A - エンジン用吸入空気温度制御装置

Info

Publication number: JPH0972220A
Application number: JP7252048A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nemoto; 俊久根本
Original assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Maruyama Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】刈払機等の小型作業機に搭載させる小型二サ
イクルエンジン10に適した吸入空気冷却用の冷却器を提
供する。【解決手段】板状ペルチェ素子36は、エアクリーナ28
の通路壁体として設けられ、通電に因るペルチェ効果に
よりエアクリーナ28内の冷却フィン38において吸熱作用
を生じ、吸入空気通路34の吸入空気を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、刈払機等に装備
される小型二サイクルエンジン等のエンジンの吸入空気
温度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】刈払機等に装備される小型二サイクルエ
ンジンを含むエンジンでは、外気温度や周囲温度の上昇
に伴い、エンジン燃焼室へ供給される吸入空気の密度が
低下し、エンジン出力が低下する。

【０００３】一方、自動車のターボチャータジャ付きエ
ンジンでは、断熱圧縮により温度上昇した吸入空気を冷
却するため、インタークーラが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】吸入空気を冷却するイ
ンタークーラ等の従来の冷却器は、大型であり、刈払機
等の小型作業機用のエンジンに装備するには、不適であ
るとともに、吸入空気を冷却する機能しか備えていな
い。また、放熱フィンによる冷却は、インタークーラ等
の冷却器より構造が簡単でかつ小型であるが、外気温度
より低い温度での冷却は困難であり、冷却効率が低い。

【０００５】この発明の目的は、吸入空気を冷却する冷
却器の小型化及び簡素化を図ったエンジン用吸入空気温
度制御装置を提供することである。この発明の他の目的
は、吸入空気を冷却する冷却器に他の機能を付与して冷
却器の利用価値を高めることができるエンジン用吸入空
気温度制御装置を提供することである。この発明の他の
目的は、エンジン用吸入空気温度制御装置を冷却する冷
却器の配置スペースを極力低減できるエンジン用吸入空
気温度制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のエンジン用吸
入空気温度制御装置は次の（ａ）及び（ｂ）の構成要素
を有している。（ａ）吸入空気をエンジン燃焼室(22)へ導く吸入空気通
路(34)へ熱交換部(38)を臨ませているペルチェ素子(36) （ｂ）熱交換部(38)が吸熱部(38)となるようにペルチェ
素子(36)に電流を流す電流制御手段(52,58)

【０００７】ペルチェ素子(36)は、電流制御手段(52,5
8)により一方の方向へ電流を供給されると、ペルチェ効
果により吸熱部(38)では吸熱作用、すなわち冷却作用が
生じる。吸入空気は、エンジン燃焼室(22)へ至る途中、
熱交換部(38)により冷却されて、密度を増大される。吸
入空気を冷却する冷却器としてペルチェ素子(36)が使用
されることにより、冷却器の小型化及び簡素化が図れ
る。

【０００８】この発明の別のエンジン用吸入空気温度制
御装置では、電流制御手段(52,58)は、ペルチェ素子(3
6)へ流す電流を、熱交換部(38)が吸熱部(38)となる方向
及び放熱部(38)となる方向へ切替自在である。

【０００９】冷寒時のエンジン(10)の始動中や暖機中で
は、電流制御手段(52,58)は、ペルチェ素子(36)へ供給
する電流の向きを他方の方向にする。この結果、ペルチ
ェ効果によりペルチェ素子(36)の熱交換部(38)には放熱
作用、すなわち加熱作用が生じ、吸入空気は熱交換部(3
8)において加熱されて、吸入空気中の燃料の霧化状態が
改善され、エンジン(10)の運転は安定化する。こうし
て、ペルチェ素子(36)を、吸入空気の冷却に使用する以
外に、冷寒時のエンジン(10)の運転の安定化のための加
熱器としても使用でき、ペルチェ素子(36)の利用価値を
高めることができる。

【００１０】この発明の別のエンジン用吸入空気温度制
御装置では、吸入空気通路(34)は、上流側からエアクリ
ーナ(28)、気化器(30)、及び熱絶縁体(32)を経てエンジ
ン本体(12)のエンジン燃焼室(22)へ至っている。ペルチ
ェ素子(36)はエアクリーナ(28)及び／又は熱絶縁体(32)
の通路壁体となっている。

【００１１】ペルチェ素子(36)は半導体の使用により薄
型化可能である。また、吸気系の内、エアクリーナ(28)
及び熱絶縁体(32)における通路壁は、比較的薄く、吸入
空気通路(34)へ臨む素子の取付けが容易である。ペルチ
ェ素子(36)は、エアクリーナ(28)及び／又は熱絶縁体(3
2)の通路壁体となって、取付けられることにより、スペ
ースを最小限に抑制されて、装備されることになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明を
説明する。図４は小型二サイクルエンジン10及びその吸
気系の概略図である。この小型二サイクルエンジン10
は、刈払機等の小型作業機に装備されるものである。エ
ンジン本体12は、上下から相互に接合されるシリンダ14
及びクランクケース16を備えている。クランク軸18は両
端部において回転自在にクランクケース16に軸支され、
燃焼室22は、シリンダ14内に形成され、ピストン24の往
復動により容積を増減される。コンロッド20は、上下の
端部において回転自在にピストン24及びクランク軸18に
結合し、ピストン24の往復動をクランク軸18の回転運動
へ変換する。吸入口26は、シリンダ14に形成され、ピス
トン24が所定値以上の高さにあるときは、クランクケー
ス16内へ臨む。小型二サイクルエンジン10の吸気系は、
上流側から順番に、外気を吸気系へ取り込む個所として
のエアクリーナ28、燃料を吸入空気へ混合する気化器3
0、及びエンジン本体12と気化器30との間に介在してエ
ンジン本体12から気化器30への熱の伝導を抑制するイン
シュレータ32が配設される。吸入空気通路34は、エアク
リーナ28から吸入口26までの範囲にわたって延びてい
る。

【００１３】図１はエアクリーナ28の詳細な構造図であ
る。エアクリーナ28は気化器30側に外気取り入れ部を有
している。板状ペルチェ素子36は、例えばオリオン機械
（株）ベルサーモ（商標）のサーモモジュールのような
構造を備え、熱交換部としての両側の平板部とその間の
電流回路部としてのＰ型及びＮ型半導体との薄型三相構
造となっている。複数個の板状ペルチェ素子36は、エア
クリーナ28の周壁部及び屋根部の壁部を構成し、内面側
ではエアクリーナ28内の吸入空気通路34に臨んでいる。
各板状ペルチェ素子36は、内面側において吸入空気通路
34へ突出する複数個の冷却フィン38を、また、外面側に
おいて外方へ突出する放熱フィン40を、それぞれ備えて
いる。外気は、気化器30側からエアクリーナ28内へ導入
され、エアクリーナ28内の吸入空気通路34において冷却
フィン38に接触しつつ、通過し、さらに、フィルタ42を
通過して、気化器30内の吸入空気通路34へ入る。

【００１４】図２は板状ペルチェ素子36の制御回路図で
ある。磁石付きフライホィール44は、クランク軸18に取
り付けられて、クランク軸18と一体的に回転する。電磁
コイル46は、磁石付きフライホィール44の回転に伴い、
起電力を発生する。ダイオード48，50は、相互に並列で
かつ逆向きに接続される。板状ペルチェ素子36は、一端
側において電磁コイル46の一端へ接続され、他端側にお
いて、切替スイッチ52、及びダイオード48，50の並列回
路部を経て電磁コイル46の他端側へ接続されている。切
替スイッチ52は、板状ペルチェ素子36をダイオード48，
50、及び開放端子（オフ位置）の３位置のいずれかへ選
択的に接続する。切替スイッチ52が板状ペルチェ素子36
をダイオード48へ接続しているときは、板状ペルチェ素
子36には、一方の方向の直流電流が流れ、冷却フィン38
及び放熱フィン40はそれぞれ吸熱部及び放熱部となる。
切替スイッチ52が板状ペルチェ素子36をダイオード50へ
接続しているときは、板状ペルチェ素子36には、他方の
方向の直流電流が流れ、冷却フィン38及び放熱フィン40
はそれぞれ放熱部及び吸熱部となる。

【００１５】図３は板状ペルチェ素子36の別の制御回路
図である。図２との相違点について述べると、全波整流
器54は、電磁コイル46の起電力によりバッテリ56を充電
する。切替スイッチ58は、板状ペルチェ素子36への給電
を停止する位置（オフ位置）の他に、バッテリ56の正負
端子と板状ペルチェ素子36の両端とを正及び逆に接続す
る２位置をもつ。切替スイッチ58の正の接続位置では、
板状ペルチェ素子36には、一方の方向の直流電流が流
れ、冷却フィン38及び放熱フィン40はそれぞれ吸熱部及
び放熱部となる。切替スイッチ58の逆の接続位置では、
板状ペルチェ素子36には、他方の方向の直流電流が流
れ、冷却フィン38及び放熱フィン40はそれぞれ放熱部及
び吸熱部となる。

【００１６】小型二サイクルエンジン10の作用について
説明する。小型二サイクルエンジン10の暖機終了後の通
常の運転では、切替スイッチ52又は58におけるオフ位置
から冷却位置への切替により、電磁コイル46又はバッテ
リ56の電力に因る電流は板状ペルチェ素子36において一
方の方向へ流れる。板状ペルチェ素子36は、ペルチェ効
果により内面側及び外面側を、すなわち冷却フィン38及
び放熱フィン40をそれぞれ吸熱部及び放熱部として作用
し、吸入空気通路34を流れる吸入空気から冷却フィン38
において熱を奪って、外部の放熱フィン40において放熱
する。これにより、吸入空気は、冷却されて、密度を増
大され、エンジン本体12のクランクケース16内を経て燃
焼室22へ供給される。

【００１７】冷寒時の始動中や暖機中では、切替スイッ
チ52又は58におけるオフ位置から加熱位置への切替によ
り、電磁コイル46又はバッテリ56の電力に因る電流は板
状ペルチェ素子36において他方の方向へ流れる。板状ペ
ルチェ素子36は、ペルチェ効果により内面側及び外面側
を、すなわち冷却フィン38及び放熱フィン40をそれぞれ
放熱部及び吸熱部として作用し、放熱フィン40において
外気から熱を奪い、冷却フィン38において吸入空気通路
34内の吸入空気を加熱する。これにより、吸入空気は暖
められ、吸入空気中の燃料の霧化状態が改善され、小型
二サイクルエンジン10の運転は安定化する。

【００１８】図示の小型二サイクルエンジン10では、板
状ペルチェ素子36は、エアクリーナ28の通路壁体を構成
しているが、インシュレータ32の通路壁体を構成して、
インシュレータ32において吸入空気と熱交換を達成する
ようにしてもよい。また、板状ペルチェ素子36はエアク
リーナ28及びインシュレータ32の両方に設けられてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】エアクリーナの詳細な構造図である。

【図２】板状ペルチェ素子の制御回路図である。

【図３】板状ペルチェ素子の別の制御回路図である。

【図４】小型二サイクルエンジン及びその吸気系の概略
図である。

【符号の説明】

１０小型二サイクルエンジン（エンジン）１２エンジン本体２２燃焼室（エンジン燃焼室）２８エアクリーナ３０気化器３２インシュレータ（熱絶縁体）３４吸入空気通路３６板状ペルチェ素子（ペルチェ素子）３８冷却フィン（熱交換部、吸熱部、放熱部）５８切替スイッチ（電流制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）吸入空気をエンジン燃焼室(22)へ
導く吸入空気通路(34)へ熱交換部(38)を臨ませているペ
ルチェ素子(36)、及び（ｂ）前記熱交換部(38)が吸熱部
(38)となるように前記ペルチェ素子(36)に電流を流す電
流制御手段(52,58)、を有していることを特徴とするエ
ンジン用吸入空気温度制御装置。
【請求項２】前記電流制御手段(52,58)は、前記ペル
チェ素子(36)へ流す電流を、前記熱交換部(38)が吸熱部
(38)となる方向及び放熱部(38)となる方向へ切替自在で
あることを特徴とする請求項１記載のエンジン用吸入空
気温度制御装置。
【請求項３】前記吸入空気通路(34)は、上流側からエ
アクリーナ(28)、気化器(30)、及び熱絶縁体(32)を経て
エンジン本体(12)の前記エンジン燃焼室(22)へ至ってお
り、前記ペルチェ素子(36)は前記エアクリーナ(28)及び
／又は前記熱絶縁体(32)の通路壁体となっていることを
特徴とする請求項１又は２記載のエンジン用吸入空気温
度制御装置。