JPS608140Y2 - 内燃機関の吸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はセラミックの発熱体を用いた内燃機関の吸気加
熱装置に関するもので、加熱効率の向上および装置の小
型かつ簡素化を目的とするものである。

チタン酸バリウム等のセラミック（以下、ＰＴＣセラミ
ックという）は、これに通電すると発熱−特定温度に達
すると電気抵抗が急激に増大する。

そして特定温度（キューり点）以下の温度では大電流を
許容して瞬時にキューり点に達し、キューり点以上の温
度では電気抵抗が極めて大きくなって小電流しか許容し
ないために過熱することなく、キューり点前後の温度に
自己温度調整する。

従ってＰＴＣセラミックの発熱体を、空気と混合して燃
焼室に送られる燃料の霧化を促進するための加熱手段と
して用いれば、冷間始動時では瞬時にして燃料を加熱す
ることができるので、排気ガスや機関冷却水による加熱
手段よりも有利である。

ＰＴＣセラミックの発熱体を用いた吸気加熱装置の一般
的な構造は、スロットル弁直下で吸気管が各気筒へ分岐
する部分に熱伝導性良好な金属板よりなるケーシングを
、少くともその一部を吸気管内に露出せしめて設け、こ
のケーシングを加熱面兼電極となし、ケーシング内には
ＰＴＣセラミックの発熱体をはさんでケーシングと対向
する他の電極板をばね部材により押し付けて発熱体をケ
ーシングの上記露出部裏面側に圧接せしめている。

そして、吸気管により供給される燃料は、冷間始動時に
は吸入空気との混合が充分でなく、−部の燃料は液膜流
となって吸気管壁面を伝わって流れるが、この液膜流は
上記吸気管内に露出するケーシングの加熱面と接触する
ことにより、燃料の霧化が促進される。

ところで、上記の如く加熱面、ＰＴＣセラミックの発熱
体、電極、ばね部材およびばね部材を支持する支持部材
よりなる加熱装置において、発熱体で発生した熱によっ
て加熱面は加熱されるが、発熱体の熱の一部は電極、ば
ね部材、その支持部材から機関へ逃げる無効な熱となる
。

この無効な熱を少くするために、従来は上記支持部材を
断熱性の樹脂で構成するのが一般であるが、ばね部材に
はこれを伸縮させるためのセット長さが必要であるとと
もに、支持部材は強度をもたせるためにある程度の厚み
が必要であって装置が大型となり、また、支持部材の末
端においては、装置内への混合気の侵入を防止するため
のシーリングを施さなければならない。

そこで本考案はばね部材を用いることなく発熱体および
電極を支持することができて装置の小型化を可能とし、
かつ無効の熱を極力少なくして加熱効率を上げ、構造が
簡素で組付が容易であり、かつシール性も良好にした内
燃機関の吸気加熱装置を提供する。

以下、実施例により本考案の詳細を説明する。

気化器１および吸入管２は、ガスケット３ａｔ３ｂ、熱
的および電気的絶縁性を有する絶縁部材４を介してボル
ト（図示略）により連結されている。

気化器１のベンチュリ一部に開口する燃焼供給口（図示
略）から供給されるガソリン燃料は吸入空気と混合され
、気化器１の通路を通りスロットル弁５を経て吸気管２
より内燃機関の燃焼室（図示略）に供給される。

吸気管２においてスロットル弁５の直下位置には、上記
絶縁部材４に支持せしめた吸気加熱装置Ａが配設され、
該装置Ａは吸入空気と混合されたガソリン燃料の通路を
構成している。

加熱装置Ａは、内筒６、ＰＴＣセラミックの発熱体７、
電極８、弾性体の被覆部材９、絶縁部材１０．１１によ
り構成されている。

内筒６は導電性良好な金属薄板より威り、筒部６ａとそ
の上端縁に一体的に形成したフランジ部６ｂを有する。

筒部６ａの外周にはＰＴＣセラミック、例えばチタン酸
バリウムを主成分とするセラミックを焼成した筒状の発
熱体７が密嵌されている。

なお発熱体７は、筒状体を縦方向に分割した形状の複数
個の分割部材により構成してもよい。

金属薄板の電極８は内筒６と同様に筒部８ａおよびその
上端縁に一体的に形成したフランジ部８ｂを有する。

そして電極８はその筒部８ａにおいて、発熱体７の外周
に嵌合されている。

電極８の筒部８ａは、特に第５図に示すように、下端側
から三角形状の複数の切欠き８０が設けてあり、発熱体
７に嵌合する。

相対向する内筒６および電極８の各フランジ部６ｂ、８
ｂ間には、電気絶縁性材料、例えばエポキシ樹脂よりな
る環状の絶縁部材１０が介設され、これにより内筒６と
電極８とは絶縁されている。

また内筒６の下端周縁には、断面り字型の環状の絶縁部
材１１が発熱体７の下端を支持した状態で嵌合されてい
る。

上記電極８の筒部８ａおよび絶縁部材１１の外周には、
耐熱性とともに、電気絶縁性、ガソリン等により変質し
ない耐薬品性、断熱性にすぐれ、かつ伸縮性のゴムまた
は合成樹脂よりなるチューブ状弾性被覆部材９が径方向
に引き伸ばされ収縮力を作用せしめた状態で被覆されて
いる。

この被覆部材９としては、フッ素ゴムまたはフッ素樹脂
が好適に用いられ得る。

特に、フッ素樹脂は熱収縮性を有しているため、取付は
後に加熱すれば収縮して電極８を発熱体７へ締付けるこ
と、および発熱体７が作用すればその熱により常に強い
収縮力を発揮することより、上記被覆部材９として最適
である。

上記の如（構成した加熱装置Ａは、絶縁部材１０を挾ん
で一体化されたフランジ部６ｂ、８ｂにより、気化器１
と吸気管２の間に介設した絶縁部材４に保持せしめられ
る。

モして内筒６は吸気管２と同軸的に配設され、スロット
ル弁５を経て供給される混合気の通路を形成している。

なお吸気管２の底壁には、機関冷却水流路１２が設けら
れている。

上記内筒６はそのフランジ部６ａにおいてリード線１４
によりバッテリ１３と接続されており、内筒６は吸気加
熱面を構成するとともに、発熱体７の外側に圧接されて
いる上記電極８の対向電極を兼ねている。

また電極８はリード線１５により接地されている。

以上のように構成した吸気加熱装置において、内燃機関
を始動すると、バッテリ１３からの電流は、リード線１
４を通り内筒のフランジ部６ｂ。

加熱面をなす筒部６ａ、ＰＴＣセラミックの発熱体７、
電極８、リード線１５を通り、機関本体を経てバッテリ
１３へ戻る。

このとき発熱体７は瞬時にキューり点付近の温度に上っ
て内筒部６ａに伝熱され、冷間始動時に流下する未霧化
の燃料液滴は加熱されて霧化する。

しかして本考案の吸気加熱装置は、加熱面を筒状として
混合吸気の通路を構成せしめたことにより、未霧化の燃
料液滴の多くは加熱面を壁面流となって流下することに
より、燃料の加熱を効率よく行なうことができる。

また、発熱体の支持にばね部材を用いないので、装置を
小型化することができる。

また、断熱性のチューブ状被覆部材で外周から締め付け
られるとともに、発熱体の外面に接する電極を径方向に
変形可能に構成したので発熱体と電極とを緊密に圧接す
ることができる。

更に被覆部材の締付は力により装置端末のシールも完全
ならしめることができる。

また、チューブ状の伸縮性被覆部材を用いたので、内筒
、発熱体および電極の組付けを極めて容易に行なうこと
ができるとともに、加熱装置の構造も簡素化することが
できる。

更にまた、ばね部材を廃止して電極を直接に断熱性被覆
部材で包んでいるので、発熱体の熱が加熱面以外の部分
へ逃げることが少くなり、加熱効率が向上する。

なお、上記実施例では発熱体７を一体の筒状に形成した
が、筒状体を縦方向に分割した形状の複数の分割部材を
用い、この分割部材を相互間に僅小な隙間を設けて内筒
６の外周面に圧接するようにしてもよい。

このようにすれば、チューブ状の被覆部材からの締付は
力により発熱体分割部材も内筒に締付けられることにな
り、内筒と発熱体との密着性が向上する。

また、上記実施例では電極８には複数の切欠き８０を設
けて径方向に変形性を付与したが、変形性付与手段とし
ては例えば帯状の電極を発熱体７の外周面に巻回すとと
もに、対向端縁間に僅小な隙間を設けて巻締り可能とす
るなど、他の手段もとられ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による吸気加熱装置実施例の取付状態を
示す断面図、第２図は吸気加熱装置の拡大断面図、第３
図は第２図の■−■線に沿う拡大断面図、第４図は金属
薄板の電極の平面図、第５図は第４図の■−■線に沿う
断面図である。 １・・・・・・気化器、２・・・・・・吸気管、Ａ・・
・・・・吸気加熱装置、６・・・・・・内筒、７・・・
・・・発熱体、８・・・・・・電極、９・・・・・・被
覆部材、１３・・・・・・バッテリ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸入空気に燃料を混合させ吸気管を介して燃焼室へ供給
   する燃料供給装置を有する内燃機関において、特定の温
   度で急激な抵抗値増大を示す正の抵抗温度特性を有する
   セラミックを筒状に形成した発熱体の内周面に燃料の加
   熱面を形成する金属薄板の内筒を密嵌し、上記発熱体の
   外周には径方向に変形可能とした筒状の電極を嵌着し、
   該電極の外周には耐熱性のゴムまたは合成樹脂よりなり
   、かつ伸縮性を有するチューブ状の被覆部材を径方向に
   収縮力を作用せしめた状態で覆嵌して構成した加熱装置
   を、その内筒が混合気の通路を形成するように上記内燃
   機関の吸気管内に配設したことを特徴とする内燃機関の
   吸気加熱装置。