JP2010024866A

JP2010024866A - ヒーター装置

Info

Publication number: JP2010024866A
Application number: JP2008184323A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kanamori; 行紀金森
Original assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Current assignee: Aichi Machine Industry Co Ltd
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP5210066B2

Abstract

【課題】コストアップを抑えながら簡易な構造で内燃機関の燃料の極端な温度低下を防止することのできるヒーター装置を提供する。
【解決手段】内燃機関のシリンダブロックに取り付けられ、シリンダブロック２を加温可能なブロックヒーター９と、第１流路Ｒ１と第２流路Ｒ２とにより加温媒体が環流可能に環状に形成され、ブロックヒーター９に対して上下関係となる位置に配置された燃料管７に当接する当接管部１０ｃを有するとともに、ブロックヒーター９に隣接する囲い管部１０ｂを有する温水配管１０を備えて構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の燃料の極端な温度低下を防止することのできるヒーター装置に関するものである。

従来、この種のヒーター装置としては、例えば特許文献１に開示されているように、エンジンのウォータージャケット内に発熱部を臨ませるように取り付け、冷却水の凍結を防止するブロックヒーターが提案されている。
このブロックヒーターでは、ヒーターから引き出されたケーブル先端の電源コンセントを家庭用電源に接続し、発熱部を発熱させることによりウォータージャケット内を流れる冷却水の凍結を防止するものとしている。
特開２００４−２５７２９９号公報

ところで、一般に寒冷地などにおいては、冷却水の凍結に加えて燃料の極端な温度低下が問題となる。燃料の温度が極端に低下するとエンジンの始動性や低温排ガス特性，出力性能などに悪影響を及ぼす。
なお、燃料を暖める専用ヒーターを設けるものとすれば、燃料温度を上昇でき極端な温度低下を防止できるが、コストアップとなってしまうという問題点がある。

本発明のヒーター装置は、コストアップを抑えながら簡易な構造で燃料の極端な温度低下を防止することを目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明のヒーター装置は、内燃機関を構成する各部の少なくとも一部を加温可能な加温手段と、第１流路と第２流路とにより加温媒体が環流可能に環状に形成され、前記加温手段に対して上下関係となる位置に配置された燃料管に一部を当接するとともに、前記第１流路または前記第２流路の一方が前記加温手段に隣接するよう配設された環状部材と、を備えることを要旨とする。

本発明のヒーター装置では、内燃機関を構成する各部の少なくとも一部を加温する加温手段が、第１流路または第２流路の一方を暖めるから、加温媒体に対流が生じ、暖められた加温媒体によって燃料管を暖めることができる。
なお、加温媒体が対流可能に環状部材を設けるだけであるから、燃料管を暖めるためだけのヒーター等を別途設ける場合に比して、コストアップを抑えながら簡易な構造で燃料の極端な温度低下を防止することができる。

また、本発明のヒーター装置において、前記環状部材は、前記第１流路または前記第２流路の一部が前記加温手段の発熱部の少なくとも一部を囲うよう前記加温手段に隣接して配設されてなるものとすることもできる。
こうすれば、発熱部からの熱を効率よく受熱することができる。

また、本発明のヒーター装置において、前記環状部材は、前記燃料管の長手方向に沿って当接するよう形成されてなるものとすることもできる。
こうすれば、加温媒体と燃料管との熱交換を効率よく行うことができる。

また、本発明のヒーター装置において、前記環状部材は、前記燃料管に一体的に設けられてなるものとすることもできる。
こうすれば、取り付け忘れを防止できるものとなる。

また、本発明のヒーター装置において、前記燃料管は、前記加温手段よりも上方側に配置されてなるものとすることもできる。
こうすれば、燃料管を加温手段よりも下方側に配置する場合に比して、加温媒体が加温手段により暖められてから時間的に早い段階で燃料管の加温を行うことができる。

また、本発明のヒーター装置において、前記加温手段は、外部電源から供給される電力により発熱してなるものとすることもできる。
こうすれば、例えば内燃機関を始動するまでの間は燃料管を暖めて、始動後は燃料管を暖めることを止められるから、内燃機関作動時に燃料管が過熱されることを防止できるものとなる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図１は、内燃機関の概略構成図である。
内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に取り付けられたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上部に取り付けられたシリンダヘッドカバー４と、シリンダヘッド３の吸気ポートに接続されたインテークマニホールド６と、シリンダヘッド３のインテークマニホールド６側に取り付けられた燃料管７と、シリンダブロック２の下部に取り付けられたオイルパン５と、シリンダブロック２に取り付けられた実施例のヒーター装置２０とを備える。

ヒーター装置２０は、シリンダブロック２のウォーターポンプ８の近傍に取付け可能なブロックヒーター９と、環状に形成され内部に水が充填された温水配管１０とから構成されている。
ブロックヒーター９は、シリンダブロック２に外側へ一体状に突出して形成されている取付け用突部２ａに挿着されている。
また、温水配管１０は、シリンダブロック２の図示右側の側壁面の外側に固定され、環状に上方のシリンダヘッド３側へ立ち上げて配置され、温水配管１０の上端側は前記燃料管７に当接されている。

図２は、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の右側面を拡大した拡大構成図である。
前記ブロックヒーター９は、シリンダブロック２の取付け用突部２ａに孔を形成させて、この孔内に外側から筒状本体９ａを差し込んでシリンダブロック２に取り付けられており、筒状本体９ａ内には発熱部９ｂが設けられ、この発熱部９ｂに電力を供給するために筒状本体９ａから外側へケーブル９ｃが引き出され、ケーブル９ｃの先端には電源コンセント９ｄが設けられている。この電源コンセント９ｄは家庭用電源等の外部電源に接続できるものである。

また、温水配管１０は、図２における図示左側の第１流路Ｒ１と図示右側の第２流路Ｒ２が環状に連結されて構成されており、第１流路Ｒ１を構成する立上管部１０ａは、シリンダブロック２からシリンダヘッド３側へ立ち上がり、下端側に連続して囲い管部１０ｂが形成され、上端側に連続して略水平に延びる当接管部１０ｃが形成されている。また、囲い管部１０ｂの下端側で略水平方向に延びる下管部１０ｄが第２流路Ｒ２に連続しており、第２流路Ｒ２を構成する立上管部１０ｅは、下管部１０ｄから上方へ向かって傾斜状に延び、かつシリンダヘッド３に沿って上方へ延びて、その上端が水平な当接管部１０ｃに連続している。

立上管部１０ａ，１０ｅの下部部位には、合計４個所に外側へ一体状に突出して固定フランジ１１，１１，１１，１１が形成され、各固定フランジ１１にはボルト孔１１ａが形成されており、このボルト孔１１ａ内に図示しないボルトを差し込んで、ボルトをシリンダブロック２にそれぞれ締め付けることで、４個所の固定フランジ１１，１１，１１，１１により温水配管１０はシリンダブロック２に固定される。
また、立上管部１０ａ，１０ｅの上部部位はシリンダヘッド３の右側壁面に沿って立ち上がり、その上端の略水平な当接管部１０ｃは、略水平な燃料管７の長手方向に沿って当接状に燃料管７に溶接等で接合されている。
なお、立上管部１０ａの下端側の囲い管部１０ｂは、図示左側から右側に向かってＵ字状に湾曲した形状に形成され、前記ブロックヒーター９の回りを囲むようにして、ブロックヒーター９の発熱部９ｂに隣接して配置されている。

次に、このような構成における作用効果を説明する。
環状の温水配管１０の第１流路Ｒ１の一部を構成する囲い管部１０ｂは、ブロックヒーター９の近傍にブロックヒーター９を囲むように配管されており、ブロックヒーター９に通電されて発熱部９ｂが発熱すると、発熱部９ｂからの熱により囲い管部１０ｂ内の水（媒体）が効率よく受熱して暖められ、暖められた水は対流を形成して立上管部１０ａ内を上昇して当接管部１０ｃに流れる。当接管部１０ｃは燃料管７に当接状態で燃料管７に沿って水平に配管されているため熱交換が効率よく行われて、ブロックヒーター９の発熱部９ｂに通電されてから時間的に早い段階で良好に燃料管７が暖められる。
このように、燃料管７が時間的に早く効率的に暖められ、燃料管７内の燃料が暖められることで内燃機関１の燃料の極端な温度低下が解消され、内燃機関１の始動時の燃料温度が低下することがなく、内燃機関１の出力性能に悪影響を及ぼすことがなくなる。

なお、電源コンセント９ｄを家庭用電源に接続して、内燃機関１が始動するまでの間、効率良く燃料管７を暖めることができ、内燃機関１の始動後は、電源コンセント９ｄを家庭用電源から抜いて、内燃機関１の始動後は燃料管７を暖めることを止めることができ、内燃機関１の作動時に燃料管７が過熱されるのを良好に防止することができる。
なお、本例では、ブロックヒーター９はシリンダブロック２の取付け用突部２ａに差し込み状に設けられているため、ブロックヒーター９でシリンダブロック２を暖めて、シリンダブロック２内のオイルや冷却水も良好に暖めることができ、内燃機関始動時の出力性能を向上させることができるものとなる。

なお、燃料管７はブロックヒーター９よりも上方側に配置されているため、環状の温水配管１０内に対流が生じやすいものであり、このように水（媒体）が対流可能に環状に温水配管１０をシリンダブロック２の側壁面の外側に配管するだけで、燃料管７を暖めるためのヒーターを別途設ける必要がなく、コストアップを抑えながら簡易な構造で燃料の極端な温度低下を防止することができる。

なお、本例では、温水配管１０を構成する当接管部１０ｃを燃料管７に沿わせて溶接等で当接状に配置させたものを例示しているが、当接管部１０ｃを含む温水配管１０を燃料管７に一体的に形成した構成とすることもでき、このような構成とすれば、燃料管７への温水配管１０の取り付け忘れを防止でき、温水配管１０をシリンダブロック２等に固定して容易に配置できるものである。

なお、温水配管１０は、ブロックヒーター９に対して上方位置に配置された燃料管１０に当接する当接管部１０ｃを備えて環状に形成されたものであれば、形状等は本例のものに限定されるものではない。例えば、ブロックヒーター９に隣接するよう配設された囲い管部１０ｂを、図３および図４に示すように、ブロックヒーター９を跨ぐ形状の跨ぎ管部１０ｆに変更しても良く、或いは、温水配管１０がブロックヒーター９に隣接配設されているだけでも良い。
なお、温水配管１０に充填するのは水でなくても良い。

以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

内燃機関の概略構成図である。図１の内燃機関の右側面要部拡大構成図である。温水配管を変更した内燃機関の概略構成図である。図３の内燃機関の右側面要部拡大構成図である。

符号の説明

１内燃機関
２シリンダブロック
２ａ取付け用突部
３シリンダヘッド
６インテークマニホールド
７燃料管
９ブロックヒーター（加温手段）
９ｂ発熱部
９ｃケーブル
９ｄ電源コンセント
１０温水配管（環状部材）
１０ａ，１０ｅ立上管部
１０ｂ囲い管部
１０ｃ当接管部
１０ｄ下管部
１０ｆ跨ぎ管部
１１固定フランジ
２０ヒーター装置
Ｒ１第１流路
Ｒ２第２流路

Claims

内燃機関を構成する各部の少なくとも一部を加温可能な加温手段と、
第１流路と第２流路とにより加温媒体が環流可能に環状に形成され、前記加温手段に対して上下関係となる位置に配置された燃料管に一部を当接するとともに、前記第１流路または前記第２流路の一方が前記加温手段に隣接するよう配設された環状部材と、
を備えるヒーター装置。
前記環状部材は、前記第１流路または前記第２流路の一部が前記加温手段の発熱部の少なくとも一部を囲うよう前記加温手段に隣接して配設されてなる請求項１に記載のヒーター装置。
前記環状部材は、前記燃料管の長手方向に沿って当接するよう形成されてなる請求項１または請求項２に記載のヒーター装置。
前記環状部材は、前記燃料管に一体的に設けられてなる請求項１乃至請求項３何れかに記載のヒーター装置。
前記燃料管は、前記加温手段よりも上方側に配置されてなる請求項１乃至請求項４何れかに記載のヒーター装置。
前記加温手段は、外部電源から供給される電力により発熱してなる請求項１乃至請求項５何れかに記載のヒーター装置。