JP2010113803A - Heating method using conductive ceramic layer and engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heating method for an engine and the like capable of easily starting an engine by heating a cylinder liner and an oil pan mechanism. <P>SOLUTION: A first ceramic layer C1 formed of an electric insulating ceramic layer and a second ceramic layer C2 formed of a conductive ceramic layer on an upper surface of the first ceramic layer C1 are provided by plasma spraying on a metallic article. Further, at both ends of the second ceramic layer C2, power-feeding wires 4 are arranged, and the second ceramic layer C2 is made to be a heat generating body by supplying power between both power-feeding wires 4 wherein the first ceramic layer C1 is used as a heat induction layer. Then, the cylinder liner 2 and the oil pan mechanism 3 can be heated with the ceramic layer as an heat generating body in the heating method. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属物品の被加熱物の表面に電気絶縁性のセラミックス層と、導電性セラミックス層の二層構造の積層セラミックス層に形成して超薄型の発熱体を構成し、前記導電性セラミックス層に通電発熱させるようにした加熱方法及びこれを利用したエンジンに関する。   The present invention provides an ultra-thin heating element by forming a multilayer ceramic layer having a two-layer structure of an electrically insulating ceramic layer and a conductive ceramic layer on the surface of an object to be heated of a metal article. The present invention relates to a heating method in which a ceramic layer is energized to generate heat and an engine using the same.

一般のエンジンは、シリンダブロックの長手方向に複数のシリンダライナを嵌入固定し、前記シリンダライナを囲んで設けられたジャケットに冷却水を供給してエンジンの作動中に燃焼ガスから受けた熱量の一部を冷却水を通じて除去してピストンなどの運動部材にエンジンオイル(潤滑油)を円滑に供給し、運動部材の摺動部にオイルフイルムを適切に形成してこれらの部材の摩擦力の低下を図っている。   In a general engine, a plurality of cylinder liners are fitted and fixed in the longitudinal direction of a cylinder block, and cooling water is supplied to a jacket provided surrounding the cylinder liner, so that the amount of heat received from combustion gas during engine operation is reduced. The engine oil (lubricating oil) is smoothly supplied to moving members such as pistons by removing the parts through cooling water, and the oil film is appropriately formed on the sliding parts of the moving members to reduce the frictional force of these members. I am trying.

前記エンジンの各部を潤滑したエンジンオイルは、シリンダブロックの下部の開口部に設けてあるオイルパンに導かれて溜められ、これをオイルポンプで加圧して前記シリンダライナとピストンとの摺動面や他の可動部材の摩擦面に供給するようにオイルの循環路が形成されている。   The engine oil that has lubricated each part of the engine is led and stored in an oil pan provided in an opening at the bottom of the cylinder block, and this is pressurized by an oil pump so that the sliding surface between the cylinder liner and the piston An oil circulation path is formed to supply the friction surface of the other movable member.

エンジンオイルは、エンジンの出力に応じて所定の温度(例えば80〜95℃)で適正な粘度になる特性を持ったものが使用されている。しかし、低温、特に0℃を下回る寒冷地で使用される時には粘度が高くなってエンジンオイルとして不適当な粘性となる。そしてエンジンが作動して温度が上昇するにしたがってその粘度が次第に低下し、前記所定の温度で適正な粘度を保持する特性を持っている。   As the engine oil, oil having a characteristic of having an appropriate viscosity at a predetermined temperature (for example, 80 to 95 ° C.) according to the output of the engine is used. However, when used in a low temperature, particularly in a cold region below 0 ° C., the viscosity becomes high and the viscosity becomes unsuitable as engine oil. As the engine is operated and the temperature rises, the viscosity gradually decreases, and has a characteristic of maintaining an appropriate viscosity at the predetermined temperature.

従って、エンジンが停止して冷却状態にある時には、このエンジンの構成部材の摩擦部分に存在しているエンジンオイルのフイルムが形成されていない上に粘度が高くなっていることから、特に寒冷地ではエンジンのスタート時には大きな摩擦力が作用するので、スターターを長く回転させたり、繰り返して操作することになる。また、エンジンが作動しても、走行状態に適したエンジン回転となって安定するまで暖機運転に十分な時間をかけなければならなかった。   Therefore, when the engine is stopped and in a cooled state, the engine oil film present in the friction part of this engine component is not formed and the viscosity is high. Since a large frictional force acts at the start of the engine, the starter is rotated for a long time or repeatedly operated. Further, even if the engine is operated, it is necessary to take a sufficient time for warm-up operation until the engine speed is stabilized and stabilized.

この暖機運転は運転者によって相違するが、約30分程度は行うのが普通であり、その間に燃料を無駄に消費し、また、その際にエンジンから大量の排気ガスを放出して燃費を悪化する。   Although this warm-up operation differs depending on the driver, it is usually performed for about 30 minutes, during which fuel is wasted, and at that time, a large amount of exhaust gas is released from the engine to improve fuel efficiency. Getting worse.

前記のようにエンジンが低温になるとエンジンオイルの粘度が高くなり、短時間内にエンジンを正常な状態に安定させることが困難である点を改善することを目的として、オイルクーラーに加熱された冷却水(ラジエター水)を流通してエンジンオイルを間接加熱できるように、通常の冷却水の循環路とは別に、加熱された冷却水の循環路を設けた装置が提案されている(特許文献1)。また、この特許文献1にはオイルパンの下面に温水管路を設け、これに加熱された冷却水を供給して加熱する装置も図示されている。   As mentioned above, when the engine becomes cold, the viscosity of the engine oil increases and it is difficult to stabilize the engine in a normal state within a short period of time. A device has been proposed in which a circulation path for heated cooling water is provided in addition to a normal circulation path for cooling water so that engine oil can be indirectly heated by circulating water (radiator water) (Patent Document 1). ). Moreover, this patent document 1 also shows an apparatus for providing a hot water pipe line on the lower surface of the oil pan and supplying the heated cooling water thereto for heating.

一般に、エンジンに供給される燃料は、走行に使用されるものが20〜30%程度であり、残りの80〜70%が無駄な熱量となっている。つまり、ラジエターからの放熱やオイルパン等から放熱される熱の合計が35〜45%であり、機械損失が10%程度であり、残りが排気ガスで放棄されるものであるといわれている。   In general, the fuel supplied to the engine is about 20 to 30% used for traveling, and the remaining 80 to 70% is wasteful heat. That is, it is said that the total heat radiated from the radiator, the heat radiated from the oil pan, etc. is 35 to 45%, the mechanical loss is about 10%, and the rest is discarded by the exhaust gas.

つまり、シリンダ内の燃焼で発生した熱量は、冷却水を経由してラジエターによって空気中に放出され、また、高温の熱量を有する排気ガスはそのまま利用されることなく空気中に放出される。更に、あまり論議されていないが、エンジンの表面積におけるオイルパンを占める割合はかなりあり、その上、オイルパンは外気に直接触れる裸の状態のものであり、しかもその内部には約80℃前後のオイルが溜まっているから、このオイルパンも一種の放熱器として作用することになる。   That is, the amount of heat generated by the combustion in the cylinder is released into the air by the radiator via the cooling water, and the exhaust gas having a high amount of heat is released into the air without being used as it is. Furthermore, although not discussed much, the oil pan occupies a considerable proportion of the surface area of the engine. Moreover, the oil pan is in a bare state that directly touches the outside air, and the inside thereof has a temperature of about 80 ° C. Since oil is accumulated, this oil pan also acts as a kind of heat radiator.

エンジンの燃焼室内の温度は運転状態に関係するが、700℃〜1000℃の高温であり、排気ガスは600℃程度であるといわれている。しかし、エンジン本体は冷却水により約80℃に保持されており、この意味においてエンジンは「一種の保温部材」として作動することが必要である。従って、特に冬季には冷たい空気に直接に触れるオイルパンが必要以上に熱を放出する放熱器を形成することは必然であるから、燃費の向上にはかなり問題であることは間違いない。
特開平9−79020号公報
Although the temperature in the combustion chamber of the engine is related to the operating state, it is said to be a high temperature of 700 ° C. to 1000 ° C., and the exhaust gas is said to be about 600 ° C. However, the engine main body is maintained at about 80 ° C. by cooling water, and in this sense, the engine needs to operate as “a kind of heat retaining member”. Therefore, especially in the winter, it is inevitable that an oil pan that directly touches cold air forms a heat radiator that releases more heat than necessary, so there is no doubt that this is a considerable problem in improving fuel consumption.
JP-A-9-79020

前記特許文献1に記載された発明は、寒冷時にエンジンの温度が低下している時に、冷却水の管路を切り替えて冷却水の温度を高めた状態でオイルクーラーに供給し、このオイルクーラーを通過するエンジンオイルを温めて粘度を低下させようとするものである。   The invention described in Patent Document 1 supplies an oil cooler to an oil cooler in a state where the cooling water temperature is increased by switching the cooling water pipe when the temperature of the engine is low during cold weather. It is intended to reduce the viscosity by warming the passing engine oil.

しかし、エンジンをスタートさせた時は、未だ冷却水が加熱されて温水とならず、暫くエンジンを駆動させた後でなければエンジンオイルを加熱できる温度にはならないから、その温度が適正になるまで暖機運転を必要とし、これに必要な時間とその間に消費される燃料が必要となり、燃料費の節減にはならない。   However, when the engine is started, the cooling water is not yet heated to become hot water, and the engine oil cannot be heated until the engine is driven for a while until the temperature becomes appropriate. Warm-up operation is required, and the time required for this operation and the fuel consumed during the operation are required, which does not save fuel costs.

前記のように冬季や寒冷地においてエンジンが停止状態ではシリンダやピストンが冷却状態である上にエンジンオイルの粘度が高くなっている。従って、エンジンのスタート時に前記シリンダやオイルパンを加熱できれば、エンジンスタートが容易となる上に暖機運転に要する時間を短縮することができる。   As described above, when the engine is stopped in winter or in a cold region, the cylinder and piston are in a cooled state and the viscosity of the engine oil is high. Therefore, if the cylinder and the oil pan can be heated when the engine is started, the engine can be easily started and the time required for the warm-up operation can be shortened.

また、自動車が走行する際に空気によってオイルパンなどが必要以上に冷却される状態になるが、このような時に、このオイルパンが断熱状態となって放熱量を減少させ、あたかも「エンジン内に熱を籠もらせた」状態で運転できれば、燃費を向上させる上に好ましいことは間違いない。   In addition, when an automobile travels, the oil pan is cooled more than necessary by the air. At such time, the oil pan becomes insulative and reduces heat dissipation. There is no doubt that it would be preferable to improve the fuel consumption if it was possible to drive in a state where the heat was stored.

一方、シリンダライナとシリンダボデイとの間には、電熱式加熱装置などを設置できる空間はなく、また、オイルパンに加熱装置を設けたり、断熱材からなる層を設けることも提案されていない。更に、現実にシリンダライナ等にヒーターを設けようとしても、これを設置する空間などがなく、ましてや1mm以下の超薄の耐久性のあるヒーターは提案されていない。   On the other hand, there is no space between the cylinder liner and the cylinder body in which an electrothermal heating device or the like can be installed, and it has not been proposed to provide a heating device on an oil pan or a layer made of a heat insulating material. Furthermore, even if a heater is actually provided in a cylinder liner or the like, there is no space for installing the heater, and an ultra-thin durable heater of 1 mm or less has not been proposed.

本発明者は、以前から(1)セラミックス層と熱伝導性、(2)種類の異なるセラミックス層を二層あるいは三層に積層構造とした場合における、熱伝達性、積層するセラミックスの種類によるする熱伝達に差が発生することなどを多数の実験より確認している。   The present inventor has been based on (1) ceramic layer and thermal conductivity, and (2) heat conductivity in the case where two or three different ceramic layers are laminated to form a laminated structure, depending on the type of ceramic to be laminated. It has been confirmed from numerous experiments that differences occur in heat transfer.

本発明は、この実験結果をエンジンの部材の表面処理材料として適用することを検討した結果得られたものである。   The present invention was obtained as a result of studying application of this experimental result as a surface treatment material for engine members.

即ち、金属表面に二種類のセラミックス層による積層セラミックス層を適用する際、下側の、金属表面に直接に形成されるセラミックス層を電気絶縁層(第一セラミックス層)とし、その上に導電性セラミックス層(第二セラミックス層)を溶射し、この第二セラミックス層を電気抵抗発熱体として通電・発熱させて加熱方法を提供することを目的とするものである。   That is, when a laminated ceramic layer composed of two types of ceramic layers is applied to the metal surface, the lower ceramic layer directly formed on the metal surface is used as the electrically insulating layer (first ceramic layer), and the conductive layer is formed thereon. An object of the present invention is to provide a heating method by thermally spraying a ceramic layer (second ceramic layer) and energizing and generating heat using the second ceramic layer as an electric resistance heating element.

また、本発明は、金属表面に二種類のセラミックス層を積層して上側のセラミックス層を抵抗発熱体として通電・発熱させるように構成することによって極く薄い発熱体を形成でき、しかも、金属表面と実質的に一体化させることによって振動や衝撃にも強い電熱式発熱体を提供するものである。   In addition, the present invention can form a very thin heating element by laminating two types of ceramic layers on the metal surface and energizing / heating the upper ceramic layer as a resistance heating element. And an electrothermal heating element that is resistant to vibration and impact.

更に本発明は、積層構造のセラミックス層が持つ特殊な性質、即ち、断熱性ないし遮熱性を有する点を利用してオイルパンなどからの不要な放熱を防止する手段を提供するものである。   Furthermore, the present invention provides means for preventing unnecessary heat dissipation from an oil pan or the like by utilizing the special property of the ceramic layer having a laminated structure, that is, heat insulation or heat insulation.

前記目的を達成するための本発明に係る加熱方法とこれを利用する装置は次のように構成されている。   The heating method according to the present invention and the apparatus using the same for achieving the above object are configured as follows.

1)金属製物品の表面にプラズマ溶射によって電気絶縁性セラミックス層からなる第一セラミックス層と、この第一セラミックス層の上面に導電性セラミックス層からなる第二セラミックス層を溶射して積層し、更に前記第二セラミックス層の両端に給電線を配置し、この電極線の間に通電して前記第二セラミックス層を抵抗発熱体とし、前記第一セラミックス層を熱誘導層として前記金属製物品を加熱することを特徴としている。   1) Thermal spraying and laminating a first ceramic layer made of an electrically insulating ceramic layer on the surface of a metal article by plasma spraying, and a second ceramic layer made of a conductive ceramic layer on the upper surface of the first ceramic layer; Feeding wires are arranged at both ends of the second ceramic layer, and the metal article is heated by energizing between the electrode wires, using the second ceramic layer as a resistance heating element, and using the first ceramic layer as a heat induction layer. It is characterized by doing.

2)第2の加熱方法は、前記第一セラミックス層と第二セラミックス層とは、同温度に加熱した際の「分光放射エネルギー密度/セラミックス層より放射される波長」との関係で描かれた特性曲線において、それらの曲線の示すピーク値の位置の波長を比較し、長波長のセラミックス層を第一のセラミックス層として金属表面に直接溶射し、短波長のセラミックス層を第二のセラミックス層として前記第一のセラミックス層の上に溶射積層したことを特徴としている。   2) In the second heating method, the first ceramic layer and the second ceramic layer are drawn in the relationship of “spectral radiant energy density / wavelength emitted from the ceramic layer” when heated to the same temperature. In the characteristic curves, compare the wavelengths at the peak values indicated by these curves, spray the long wavelength ceramic layer directly on the metal surface as the first ceramic layer, and use the short wavelength ceramic layer as the second ceramic layer. It is characterized by being thermally sprayed and laminated on the first ceramic layer.

3)第3の加熱方法は、前記第一セラミックス層は酸化アルミ、あるいは酸化アルミを主体とするセラミックス層であり、前記第二セラミックス層は酸化チタン、あるいは酸化チタンを主体とするセラミックス層で構成したとを特徴としている。   3) In the third heating method, the first ceramic layer is composed of aluminum oxide or a ceramic layer mainly composed of aluminum oxide, and the second ceramic layer is composed of titanium oxide or a ceramic layer mainly composed of titanium oxide. It is characterized by.

4)また、第4の発明は、エンジンのシリンダブロックに支持されたシリンダライナあるいは前記シリンダブロックの下部に配置されているオイルパンの何れか一方、あるいは双方に、電気絶縁性の第一セラミックス層を溶射して形成し、更に前記第一セラミック層の表面に導電性の第二セラミック層を溶射積層し、前記シリンダライナあるいはオイルパンの何れか一方、あるいは双方に、エンジンの始動初期に必要とする短時間、前記第二セラミックス層に通電・発熱させて前記シリンダライナ及びオイルパンの一方、あるいは双方を加熱するように構成したエンジンである。   4) According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electrically insulating first ceramic layer on one or both of a cylinder liner supported by a cylinder block of an engine and an oil pan disposed under the cylinder block. In addition, a conductive second ceramic layer is thermally spray-laminated on the surface of the first ceramic layer, and the cylinder liner and / or the oil pan are required at the initial stage of engine startup. The engine is configured to heat one or both of the cylinder liner and the oil pan by energizing and generating heat to the second ceramic layer for a short time.

5)第5の発明に係るエンジンは、前記第一セラミックス層は酸化アルミを主体とするセラミックス層であり、第二セラミックス層は酸化チタンであることを特徴としている。   5) An engine according to a fifth invention is characterized in that the first ceramic layer is a ceramic layer mainly composed of aluminum oxide, and the second ceramic layer is titanium oxide.

6)第6の発明に係るエンジンの放熱防止装置は、エンジンのシリンダブロックの下方に設けたオイルパンの外表面に、酸化アルミ層と酸化チタン層の二層構造のセラミックス層を設けたことを特徴としている。   6) The engine heat dissipation preventive device according to the sixth aspect of the present invention is that a ceramic layer having a two-layer structure of an aluminum oxide layer and a titanium oxide layer is provided on the outer surface of an oil pan provided below the cylinder block of the engine. It is a feature.

なお、二種類のセラミックス層を積層する順序については、「分光放射エネルギー密度(縦軸)と、放射線の波長(横軸)」グラフ化した曲線、即ち、セラミックス層からの放射エネルギーの大きさが「温度」と「波長」または「波数」だけで決まる「プランクの放射式」から得られる「分光放射発散度曲線」で示されるセラミックスの特性を判定基準としたものである。   Regarding the order of stacking the two ceramic layers, the curve of “spectral radiant energy density (vertical axis) and radiation wavelength (horizontal axis)”, that is, the magnitude of radiant energy from the ceramic layer is This is based on the ceramic characteristics indicated by the “spectral radiation divergence curve” obtained from the “Planck radiation equation” determined only by “temperature” and “wavelength” or “wave number”.

例えば、金属製物品の表面に二樹類のセラミックス層を積層し、このセラミックス層の表面を熱源に対面して受熱する場合は、高温側に酸化チタンを、金属製物品側に酸化アルミを積層して熱流に方向性を与えることを意味する。   For example, when a bilayer ceramic layer is stacked on the surface of a metal article and the surface of the ceramic layer is exposed to a heat source, titanium oxide is stacked on the high temperature side and aluminum oxide is stacked on the metal article side. It means to give direction to the heat flow.

また、金属製物品の内面から外表面側に伝熱する場合は、前記順序で積層したセラミックス層が「断熱効果ないし遮熱効果」を発揮する特性を有する。熱源側(上側の層)に酸化チタン層を、また、金属製物品側(下側の層)に酸化アルミ層を配置したものは、積極的に熱エネルギーを受入れる作用を有している反面、金属製物品側からの放熱に対して抵抗して断熱性ないし遮熱性を発揮する作用を持っている。   Further, when heat is transferred from the inner surface to the outer surface side of the metal article, the ceramic layers laminated in the above order have a characteristic of exhibiting a “heat insulating effect or heat shielding effect”. While the titanium oxide layer on the heat source side (upper layer) and the aluminum oxide layer on the metal article side (lower layer) have the effect of positively receiving heat energy, It resists heat dissipation from the metal article side and has a function of exhibiting heat insulation or heat insulation.

本発明は、金属製物品の表面にプラズマ溶射によって電気絶縁性セラミックス層からなる第一セラミックス層と、この第一セラミックス層の上面に導電性セラミックス層からなる第二セラミックス層を積層し、更に前記第二セラミックス層の両端に給電を配置し、これらの両給電線の間に通電し、前記第二セラミックス層を発熱体とし、前記第一セラミックス層を熱誘導層として前記金属製物品を加熱することを特徴としている。   The present invention comprises laminating a first ceramic layer made of an electrically insulating ceramic layer by plasma spraying on the surface of a metal article, and a second ceramic layer made of a conductive ceramic layer on the upper surface of the first ceramic layer, A power supply is arranged at both ends of the second ceramic layer, energized between both power supply lines, and the metal article is heated using the second ceramic layer as a heating element and the first ceramic layer as a heat induction layer. It is characterized by that.

本発明に係る第一セラミックス層である電気絶縁性セラミックス層として酸化アルミ、あるいは酸化アルミを主体とするセラミックス層を使用する。そして第二セラミックス層である導電性セラミックス層として酸化チタン、あるいは酸化チタンを主体とするセラミックス層を使用した二層構造のセラミックス層を適用し、しかも、第二セラミックス層を電気抵抗発熱体、あるいは導電材料として作用させることによって、金属製物品と一体化した、好ましくは1mm以下の厚さの発熱装置を提供することができるものである。   As the electrically insulating ceramic layer that is the first ceramic layer according to the present invention, aluminum oxide or a ceramic layer mainly composed of aluminum oxide is used. Then, a ceramic layer having a two-layer structure using titanium oxide or a ceramic layer mainly composed of titanium oxide is applied as the conductive ceramic layer as the second ceramic layer, and the second ceramic layer is used as an electric resistance heating element, or By acting as a conductive material, it is possible to provide a heating device integrated with a metal article, preferably having a thickness of 1 mm or less.

特に、本発明を金属製物品として、自動車用エンジンのシリンダライナやオイルパンに適用することによって、エンジンのスタートと共にこれらを同時に、あるいは別々に加熱することによってエンジンオイルの温度を上昇させることができる。従って、寒冷時においてもエンジンの暖機運転を短縮し、エンジンの始動時における燃料の無駄を排除し、排気ガスの放出を削減することができる。   In particular, by applying the present invention as a metal article to a cylinder liner or an oil pan of an automobile engine, the temperature of the engine oil can be increased by heating them simultaneously or separately with the start of the engine. . Accordingly, it is possible to shorten the warm-up operation of the engine even in cold weather, eliminate fuel waste when starting the engine, and reduce exhaust gas emission.

また、前記二層構造のセラミックス層は、「遮熱材ないし断熱材」としての効果を有しており、エンジンの冷却され易い部材であるオイルパンに前記二層構造のセラミックス層を適用することによってエンジンからの無用な放熱を防止することによって燃費の向上を図ることができる。   Further, the ceramic layer having the two-layer structure has an effect as a “heat shielding material or heat insulating material”, and the ceramic layer having the two-layer structure is applied to an oil pan which is an easily cooled member of the engine. Thus, it is possible to improve fuel efficiency by preventing unnecessary heat radiation from the engine.

(セラミックス層に関する基礎実験)
この基礎実験の目的は、「分光放射エネルギー密度/放射線の波長」との関係を示すグラフにおいて、同一温度で加熱された時に描かれるグラフのピーク値が異なる二種類のセラミックス層、例えば酸化アルミ層と酸化チタン層などを積層構造とする。
(Basic experiment on ceramic layers)
The purpose of this basic experiment is to show two types of ceramic layers, such as an aluminum oxide layer, that have different peak values when heated at the same temperature in a graph showing the relationship between “spectral radiant energy density / radiation wavelength”. And a titanium oxide layer or the like are formed in a laminated structure.

そしてこのセラミックス層側を受熱面として被加熱物を加熱した際におけるセラミックス層の有無、セラミックス層の組合せによる熱伝達(受熱面より放熱面側への熱の移動量あるいは熱出力)の大小を確認するためのものである。   Confirm the presence or absence of the ceramic layer when the object to be heated is heated with this ceramic layer side as the heat receiving surface, and the magnitude of heat transfer (heat transfer amount or heat output from the heat receiving surface to the heat radiating surface side) by the combination of ceramic layers Is to do.

また、付随的に、この二層構造のセラミックス層の有する遮熱性ないし保温性を確認するためのものである。
イ)被加熱体として焼きソバや野菜炒めなどを調理するホットプレート(30×40cm、厚さ5mmのアルミ板製、以下「トレー」と称する。)を準備した。
ロ)トレーの下面、即ち熱源側に設けるセラミックス層として下記4種類の試料を準備した。
In addition, it is for confirming the heat shielding property or heat retention property of the two-layer ceramic layer.
A) A hot plate (30 × 40 cm, 5 mm thick aluminum plate, hereinafter referred to as “tray”) for cooking grilled buckwheat or stir-fried vegetables was prepared as an object to be heated.
B) The following four types of samples were prepared as ceramic layers provided on the lower surface of the tray, that is, on the heat source side.

「試料1」セラミックス層(A):前記トレーの裏面(受熱面)に酸化アルミ(Al23)をプラズマ溶射して厚さ約100μmのセラミックス層を形成した。 [Sample 1] Ceramic layer (A): A ceramic layer having a thickness of about 100 μm was formed by plasma spraying aluminum oxide (Al 2 O 3 ) on the back surface (heat receiving surface) of the tray.

「試料2」セラミックス層(B):前記トレーの裏面に酸化チタン(Ti O2 )をプラズマ溶射して厚さ約100μmのセラミックス層を形成した。   “Sample 2” ceramic layer (B): A titanium oxide (Ti O2) plasma sprayed on the back surface of the tray to form a ceramic layer having a thickness of about 100 μm.

「試料3」セラミックス層(C):前記トレーの裏面に酸化アルミ(Al 23)を約100μm、更にその上面に酸化チタン(Ti O2 )をプラズマ溶射して厚さ約100μmに形成して二層構造のセラミックス層とした。 Sample 3” ceramic layer (C): aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is formed on the back surface of the tray to a thickness of about 100 μm, and titanium oxide (Ti O 2 ) is further plasma-sprayed on the top surface to form a thickness of about 100 μm. Thus, a ceramic layer having a two-layer structure was obtained.

「試料4」セラミックス層(D):前記トレーの裏面に酸化チタン(Ti O2)をプラズマ溶射して厚さ約100μmに形成し、その上面に酸化アルミ(Al 23)を約100μm溶射して二層構造のセラミックス層とした。なお、この試料4のセラミックス層は前記試料3とセラミックス層と逆転して形成されている。 Sample 4” ceramic layer (D): plasma sprayed titanium oxide (Ti O 2 ) on the back surface of the tray to form a thickness of about 100 μm, and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) on the top surface of about 100 μm. Thus, a ceramic layer having a two-layer structure was obtained. The ceramic layer of the sample 4 is formed in reverse of the sample 3 and the ceramic layer.

「試料5」前記トレーの裏面にセラミックス層を設けない、「ブランク」のもの。
ハ)実験方法
一定に安定して燃焼するようにガスバーナーの火加減を調節し、260℃〜390℃程度に加熱された状態における前記「試料1〜5」に記載された各トレーの熱出力特性を確認するために、以下の測定を行なった。この時、ガスバーナーの強さはできるだけ一定になるようにガスの供給量を一定にした。
・トレーの上面の温度測定には、非接触放射温度計(横河社製、PMシリーズ)を使用して前記試料1〜5のトレーについて同じ点の温度を測定し、比較する。
・一定温度に達したガスバーナーの上方15cmの位置に、前記トレーを支持してその表面の温度を前記温度計を利用して測定する。
Sample 5” “blank” with no ceramic layer on the back of the tray.
C) Experimental method Heat output of each tray described in “Samples 1 to 5” described above in a state of being heated to about 260 ° C. to 390 ° C. by adjusting the heat of the gas burner so that it burns stably and stably. In order to confirm the characteristics, the following measurements were performed. At this time, the gas supply amount was made constant so that the strength of the gas burner was as constant as possible.
-For the temperature measurement of the upper surface of the tray, the temperature of the same point is measured and compared for the trays of Samples 1 to 5 using a non-contact radiation thermometer (Yokogawa, PM series).
-The tray is supported at a position 15 cm above the gas burner that has reached a certain temperature, and the surface temperature is measured using the thermometer.

この実験の詳細を「表1」に示している。   Details of this experiment are shown in Table 1.

Figure 2010113803
Figure 2010113803

前記表1の結果より、下記のことが分かった。       From the results in Table 1, the following was found.

A)蒸発が早い順番: 3>2>4>1≫5
B)表面最高温度が高い順番:3>2>4>1≫5
〔実験結果の評価〕
1)トレーの表面温度は、この温度領域では明らかに「試料1」(酸化アルミ層)より「試料2」(酸化チタン層)の方が優れていることが分かる。
2)前記温度領域では、セラミックス層が単層である時は、「試料1」(酸化アルミ)より「試料2」(酸化チタン)が優れている。
3)複数のセラミックス層を形成したものは、「試料4」〔酸化チタン(下側)/酸化アルミ(上側)〕よりも、「試料3」〔酸化アルミ(下側)/酸化チタン(上側)〕が最も優れていることが理解できる。
A) The order of evaporation: 3>2>4> 1 >> 5
B) Highest surface temperature order: 3>2>4> 1 >> 5
[Evaluation of experimental results]
1) As for the surface temperature of the tray, it can be seen that “sample 2” (titanium oxide layer) is clearly superior to “sample 1” (aluminum oxide layer) in this temperature range.
2) In the above temperature range, when the ceramic layer is a single layer, “Sample 2” (titanium oxide) is superior to “Sample 1” (aluminum oxide).
3) “Sample 3” [aluminum oxide (lower side) / titanium oxide (upper side) rather than “sample 4” [titanium oxide (lower side) / aluminum oxide (upper side)] ] Is the best.

また、受熱面が金属面の場合(トレー5)の表面温度は「310℃」であるのに対して「試料3」は「393℃」であり、両者の間には「80℃」もの大きな温度差が形成されることを分かった。
4)「試料5」の全くセラミックス層を有しない「無処理」のものに比較すると、酸化アルミあるいは酸化チタンの単層であれ、前記「試料3」あるいは「試料4」のような複合層であれ、セラミックス層を施したトレーの方が熱伝達性(例えば、ビーカーに入れた水の蒸発速度を比較する)が30〜40%も早いこともわかった。
5)金属製物品被加熱体)の受熱面がそのままの無処理のものは、酸化アルミあるいは酸化チタンのセラミックス層を溶射したものより熱源より受熱する効率、つまりトレー上面の熱出力が低い。
Further, when the heat receiving surface is a metal surface (tray 5), the surface temperature is “310 ° C.”, whereas “Sample 3” is “393 ° C.”, and between them, “80 ° C.” is large. It was found that a temperature difference was formed.
4) Compared with the “sample 5” having no ceramic layer at all, the single layer of aluminum oxide or titanium oxide is a composite layer such as “sample 3” or “sample 4”. It was also found that the tray with the ceramic layer was 30 to 40% faster in heat transfer (for example, comparing the evaporation rate of water in a beaker).
5) The heat-treated surface of the metal article to-be-heated object) has a lower efficiency of receiving heat from the heat source than the thermal sprayed aluminum oxide or titanium oxide ceramic layer, that is, the heat output of the tray upper surface.

また、セラミックス層の種類は、低温では酸化アルミが有効であるが、高温では酸化チタンが有効である。   As the kind of the ceramic layer, aluminum oxide is effective at a low temperature, but titanium oxide is effective at a high temperature.

また、金属製の被加熱体の表面にセラミックス層を設ける順序としては、下層に酸化アルミ層を、上層に酸化チタン層(導電材料)を配置した組合わせが、前記順序とは逆の順序に形成したものに比較して受熱効率(受熱した熱の伝達性)が優れている。   In addition, the order in which the ceramic layer is provided on the surface of the metal object to be heated is a combination in which the aluminum oxide layer is disposed in the lower layer and the titanium oxide layer (conductive material) is disposed in the upper layer in the reverse order. The heat receiving efficiency (transferability of the received heat) is superior to the formed one.

詳細は記載していないが、セラミックス層は1種類のものをプラズマ溶射したものが良く、混合体となると熱伝達性などが劣る傾向がある。
(遮熱・断熱効果実験)
直径200mm,深さ60mm,厚さ3mmのアルミ製の鍋を2個使用した。1個はその底部と側面に前記「試料3」と同様な「酸化アルミ層/酸化チタン層」の積層セラミックス層をプラズマ溶射したもの(処理鍋)と、何も処理しないブランク状のもの(無処理鍋)を準備した。
Although details are not described, the ceramic layer is preferably a plasma sprayed type of one, and when it becomes a mixture, the heat transfer property tends to be inferior.
(Experiment for heat insulation and heat insulation effect)
Two aluminum pans having a diameter of 200 mm, a depth of 60 mm, and a thickness of 3 mm were used. One is a plasma sprayed laminated ceramic layer of “aluminum oxide layer / titanium oxide layer” similar to “Sample 3” on its bottom and side surfaces (treatment pan), and a blank one that is not treated (nothing). Processing pan) was prepared.

そして前記2個の鍋に入れた水を90℃に加熱し、その直後に加熱を遮断して両者の自然冷却時間を比較した。その結果、積層セラミックス処理した鍋の方が、無処理の鍋より温水の温度低下が遅いことが判明した。これは積層構造のセラミックス層の断熱性ないし遮熱性を示すものである。   And the water put into the said 2 pots was heated to 90 degreeC, and the heat | fever was interrupted | blocked immediately after that and both natural cooling time was compared. As a result, it was found that the temperature of the hot water was slower in the laminated ceramic-treated pan than in the untreated pan. This indicates the heat insulating property or heat shielding property of the ceramic layer having a laminated structure.

この実験において注目すべき現象は、セラミックスの種類と積層する順序によって熱を積極的に取り込む性質があることが判明している。更に、この熱を積極的に取り込む性質は、熱が放出されるのを阻止する「遮熱効果あるいは断熱効果」を有することであり、前記のようにセラミックス層の積層構造を使用し、表面側のセラミックス層を導電材性のものを使用することにより、この積層セラミックス層を超薄型(例えば、1mm以下)のセラミックスヒーターとして有効に利用することができるのである。
(実 施 例)
図1は自動車用エンジン1のシリンダライナ2とオイルパン3の表面に、本発明に係るセラミックス層を使用した抵抗発熱体を形成した要部を示す斜視図である。図2はオイルパンの側面図であり、更に図3は、シリンダライナ2の表面にプラズマ溶射で形成したセラミックス層を示す断面図とセラミックス層を分解して示す正面図である。
It has been found that a remarkable phenomenon in this experiment has the property of actively taking in heat depending on the type of ceramic and the order of lamination. Further, the property of actively taking in this heat is to have a “heat shielding effect or heat insulating effect” that prevents the heat from being released. By using the conductive ceramic layer, the laminated ceramic layer can be effectively used as an ultra-thin ceramic heater (for example, 1 mm or less).
(Example)
FIG. 1 is a perspective view showing a main part in which a resistance heating element using a ceramic layer according to the present invention is formed on the surfaces of a cylinder liner 2 and an oil pan 3 of an automobile engine 1. FIG. 2 is a side view of the oil pan, and FIG. 3 is a sectional view showing a ceramic layer formed by plasma spraying on the surface of the cylinder liner 2 and a front view showing the ceramic layer in an exploded manner.

シリンダライナ2の表面に電気絶縁性のセラミックスを溶射して第一セラミックス層C1 (絶縁性の下地層:酸化アルミ)を形成し、次いで、この第一セラミックス層C1 の上に電気伝導性(電気抵抗体)のセラミックスを溶射して第二セラミックス層C2 (酸化チタン)を形成して二層構造の積層セラミックス層C3 を形成する。   The first ceramic layer C1 (insulating base layer: aluminum oxide) is formed by spraying electrically insulating ceramics on the surface of the cylinder liner 2, and then electric conductivity (electricity) is formed on the first ceramic layer C1. Resistor ceramic is sprayed to form a second ceramic layer C2 (titanium oxide) to form a multilayer ceramic layer C3 having a two-layer structure.

次に、前記第二セラミックス層C2 の端縁部にそれぞれ給電線4を配置する。この給電線4は、例えばタングステンからなる導体ペーストを用いて前記第二セラミックス槽C2 の表面に電気的に接続することができる。また、10mm程度の銅板などの金属バンドを使用することもできる。   Next, the feeder lines 4 are arranged at the edge portions of the second ceramic layer C2. The feeder 4 can be electrically connected to the surface of the second ceramic tank C2 using a conductive paste made of tungsten, for example. Also, a metal band such as a copper plate of about 10 mm can be used.

そしてこの複合セラミックス層C3 の外周面に耐熱性樹脂(例えば、ポリイミドやシリコン樹脂など)で被覆して耐水性と絶縁性とを与えている。   The outer peripheral surface of the composite ceramic layer C3 is covered with a heat resistant resin (for example, polyimide or silicon resin) to provide water resistance and insulation.

この給電線4には配線5、5を接続して図示しないバッテリを電源とする給電装置(インバータ)が接続しており、この給電装置を介して直流を交流100Vに変換して給電するようになっており、この給電装置からの通電によって第二セラミックス層C2 が発熱する。その結果、複合セラミックス層C3 が発熱してシリンダライナ2が外周面より加熱される。   The power supply line 4 is connected to a power supply device (inverter) that is connected to wirings 5 and 5 and uses a battery (not shown) as a power source. Through this power supply device, the direct current is converted into AC 100V to supply power. The second ceramic layer C2 generates heat by energization from the power feeding device. As a result, the composite ceramic layer C3 generates heat and the cylinder liner 2 is heated from the outer peripheral surface.

図2に示すように、オイルパン3の長手方向の両側面と底面の3面にわたって前記構成の複合セラミックス層C3 が側面視U形に被覆状に形成している。そしてこの複合セラミックス層C3 の両縁に前記のようにして給電線4を配置し、この給電線に配線5を接続し、この配線5を通じて給電装置より給電することによってオイルパン3を外周面よりエンジンスタートの短時間(約10分〜20分以内)に加熱するようになっている。なお、図1及び図2の電極線4〜4の間の電気抵抗値は約100Ω程度のものである。   As shown in FIG. 2, the composite ceramic layer C3 having the above-described configuration is formed in a covering shape in a U shape in a side view over the three sides of the oil pan 3 in the longitudinal direction and the bottom surface. Then, the power supply line 4 is arranged on both edges of the composite ceramic layer C3 as described above, the wiring 5 is connected to the power supply line, and power is supplied from the power supply device through the wiring 5, whereby the oil pan 3 is removed from the outer peripheral surface. The engine is heated for a short time (within about 10 to 20 minutes) after starting the engine. The electrical resistance value between the electrode wires 4 to 4 in FIGS. 1 and 2 is about 100Ω.

なお、詳細は図示されていないが、前記複合セラミックス層C3 の表面は、図3と同様に耐熱性樹脂などによって熱的・電気的に絶縁され、更に損傷から保護されている。更に必要に応じて前記セラミックス層C3 の外表面全体を金属製カバーで覆って外部からの衝撃に耐えるように強度を持たせることもできる。   Although not shown in detail, the surface of the composite ceramic layer C3 is thermally and electrically insulated by a heat resistant resin or the like as in FIG. 3 and further protected from damage. Further, if necessary, the entire outer surface of the ceramic layer C3 can be covered with a metal cover to give strength to withstand external impacts.

図4は、前記シリンダライナ2の外周面及びオイルパン3の外周面に設ける複合セラミックス層C3 を形成している第二セラミックス層C2 に接続した給電線4との状態を示す正面図であり、図1に示したものはこのような状態になっている。
(セラミックス層の変形パターン)
第一セラミックス層C1 と、第二セラミックス層C2 及び複合セラミックス層C3 は図1及び図3に図示したようにシリンダライナ2の外周面を覆って鉢巻きをするように設けるのが最も好ましいが、必要に応じてシリンダライナ2の外周面に、平行する縦縞状、斜め縞状、更に斜め2方向にクロスさせた縞模様の形状など、各種のパターンのものを採用することもできる。
FIG. 4 is a front view showing a state of the feeder line 4 connected to the second ceramic layer C2 forming the composite ceramic layer C3 provided on the outer peripheral surface of the cylinder liner 2 and the outer peripheral surface of the oil pan 3. The state shown in FIG. 1 is in this state.
(Ceramic layer deformation pattern)
The first ceramic layer C1, the second ceramic layer C2 and the composite ceramic layer C3 are most preferably provided so as to cover the outer peripheral surface of the cylinder liner 2 as shown in FIGS. Accordingly, various patterns such as parallel vertical stripes, diagonal stripes, and stripes crossed in two diagonal directions may be employed on the outer peripheral surface of the cylinder liner 2.

図5は、電気絶縁性の第一セラミックス層C1 として使用するアルミナ(Al 2 O3)と、電気伝導性を持って発熱性電気抵抗体として機能する第二セラミックス層C2 として使用する酸化チタン(Ti O2 )からなるセラミックスを、一定の温度に加熱したときの「分光エネルギー密度」(縦軸)と「波長」(横軸)との概略の関係を示すグラフである。   FIG. 5 shows alumina (Al 2 O 3) used as the first electrically insulating ceramic layer C 1 and titanium oxide (Ti 2) used as the second ceramic layer C 2 that has electrical conductivity and functions as a heat-generating electrical resistor. 3 is a graph showing a schematic relationship between “spectral energy density” (vertical axis) and “wavelength” (horizontal axis) when a ceramic made of O2 is heated to a constant temperature.

第二セラミックス層C2 (発熱層)は点Xでピーク値を持ち、第一セラミックス層C1 は線Yでピーク値を持っており、第二セラミックス層C2 の方が第一セラミックス層C1 より周波数が短い所に分布曲線のピーク値を持っている。   The second ceramic layer C2 (heat generation layer) has a peak value at point X, the first ceramic layer C1 has a peak value at line Y, and the second ceramic layer C2 has a higher frequency than the first ceramic layer C1. It has the peak value of the distribution curve in a short place.

この二つのピーク値の位置X、Yにおける波長a、bの間の間隔が、熱エネルギーの移動方向を指向させる性質に関係しており、この間隔が広いと、狭いものよりも熱エネルギーの移動(熱伝達性)が良好であるようである。   The distance between the wavelengths a and b at the positions X and Y of the two peak values is related to the property of directing the direction of movement of heat energy. (Heat transferability) seems to be good.

本発明によれば、シリンダライナ2やオイルパン3等の被加熱物の表面(外面)に第一セラミックス層C1 と第二セラミックス層C2 とからなる複合セラミックス層C3 を直接にプラズマ溶射して形成する。そして第二セラミックス層C2 を電気抵抗式発熱体としてこれに通電してシリンダライナ2などを直接に加熱できる効果がある。   According to the present invention, the composite ceramic layer C3 composed of the first ceramic layer C1 and the second ceramic layer C2 is formed directly on the surface (outer surface) of the heated object such as the cylinder liner 2 and the oil pan 3 by plasma spraying. To do. The second ceramic layer C2 is used as an electric resistance heating element, and the cylinder liner 2 and the like can be directly heated by energizing the second ceramic layer C2.

また、電気抵抗発熱体(導電材料)としてプラズマ溶射して形成された第二セラミックス層C2 に、給電装置より通電することで発熱させてシリンダライナ2やオイルパン3を加熱できるので、特に、寒冷地でエンジンが冷却された状態にあっても、スターターの始動と共に前記シリンダライナなどの部材を加熱する。その結果、エンジンオイルが接触する部材が加熱されて間接的にエンジンオイルが加熱されることになるので、暖機運転に要する時間を、通常のエンジンに比較して短縮できる。その結果、暖機運転に要する燃料費を節減し、排気ガスの無駄な排出を抑制できる。   In addition, since the cylinder liner 2 and the oil pan 3 can be heated by energizing the second ceramic layer C2 formed by plasma spraying as an electric resistance heating element (conductive material) from the power feeding device, Even when the engine is cooled on the ground, the cylinder liner and other members are heated as the starter starts. As a result, the member in contact with the engine oil is heated to indirectly heat the engine oil, so that the time required for the warm-up operation can be shortened as compared with a normal engine. As a result, fuel costs required for warm-up operation can be reduced, and wasteful exhaust emission can be suppressed.

本発明は、オイルパンのような金属製物品(被加熱物)の表面に電気絶縁性の第一セラミックス層C1 を、その上に導電性セラミックス層C2 を積層した積層セラミックス層C3 を形成しているので、積層セラミックス層C3 自体を発熱体とすることができ、極く薄い電熱装置を付加したことになる。   In the present invention, a laminated ceramic layer C3 is formed by laminating an electrically insulating first ceramic layer C1 on a surface of a metal article (heated object) such as an oil pan and a conductive ceramic layer C2 thereon. Therefore, the laminated ceramic layer C3 itself can be used as a heating element, and an extremely thin electric heating device is added.

従って、積層セラミックス層C3 の「受熱性、熱伝導性、あるいは熱を一方向に案内する性質」などの特性と、電熱発熱器としての特性との両作用効果を有しており、熱効率の優れた電熱式加熱装置を提供することができる。   Therefore, it has both the effects of the laminated ceramic layer C3 such as “heat receiving property, thermal conductivity, or property of guiding heat in one direction” and the property as an electric heating heater, and has excellent thermal efficiency. An electrothermal heating apparatus can be provided.

更に、金属製物品(被加熱物)と前記発熱体とは一体化されているので、コンパクトな発熱装置(ヒーター)とすることができ、例えば、自動車用エンジンの冬季における始動性を大幅に改善することができる。   Furthermore, since the metal article (object to be heated) and the heating element are integrated, a compact heating device (heater) can be obtained, for example, the startability in the winter of automobile engines is greatly improved. can do.

本発明においては、積層セラミックス層C3 を構成する第一セラミックス層C1 に酸化アルミを、また、第二セラミックス層C2 に酸化チタンを使用するのが最も良いが、他のセラミックスでも同様な特性を持つものであれば、これを使用することができる。   In the present invention, it is best to use aluminum oxide for the first ceramic layer C1 constituting the laminated ceramic layer C3 and titanium oxide for the second ceramic layer C2, but other ceramics have similar characteristics. If it is a thing, this can be used.

また、本発明は、自動車用エンジンのみではなく、焼き調理器などの調理装置にも適用することができるものである。   In addition, the present invention can be applied not only to an automobile engine but also to a cooking apparatus such as a grill cooker.

本発明を適用したエンジンの主要部材を示す概略図である。It is the schematic which shows the main members of the engine to which this invention is applied. 本発明を適用したオイルパンの側面である。3 is a side view of an oil pan to which the present invention is applied. 本発明を適用したシリンダライナの一部を断面し、一部を展開した図面である。1 is a cross-sectional view of a part of a cylinder liner to which the present invention is applied, and a part of the cylinder liner. 複合セラミックス層の全体を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the whole composite ceramic layer. セラミックス層を加熱した状態における分光エネルギー密度と波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the spectral energy density and the wavelength in the state which heated the ceramic layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 シリンダライナ
3 オイルパン
4 給電線
5 配線
C1 第一セラミックス層(電気絶縁層)
C2 第二セラミックス層(導電層)
C3 複合セラミックス層(ヒータないし遮熱層として作用する)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder liner 3 Oil pan 4 Feeding line 5 Wiring C1 1st ceramic layer (electrical insulation layer)
C2 Second ceramic layer (conductive layer)
C3 composite ceramic layer (acts as a heater or heat shield layer)

Claims (6)

金属製物品の表面にプラズマ溶射によって、電気絶縁性セラミックス層からなる第一セラミックス層と、この第一セラミックス層の上面に導電性セラミックス層からなる第二セラミックス層を形成し、更に前記第二セラミックス層の両端に給電線を配置し、この両給電線の間に通電して前記第二セラミックス層を発熱体とし、前記第一セラミックス層を熱誘導層として前記金属製物品を加熱することを特徴とするセラミックス層を発熱体とする加熱方法。   A first ceramic layer made of an electrically insulating ceramic layer and a second ceramic layer made of a conductive ceramic layer are formed on the upper surface of the first ceramic layer by plasma spraying on the surface of the metal article, and the second ceramic layer is further formed. A feed line is arranged at both ends of the layer, and the metal article is heated using the second ceramic layer as a heating element and the first ceramic layer as a heat induction layer by energizing between both feed lines. A heating method using the ceramic layer as a heating element. 前記第一セラミックス層と第二セラミックス層とは同温度に加熱した際における、分光放射エネルギー密度/セラミックス層より放射される波長との関係で描かれた特性曲線において、それらの曲線の示すピーク値の位置の波長を比較し、長波長のセラミックス層を第一のセラミックス層として金属表面に直接溶射し、短波長のセラミックス層を第二のセラミックス層として前記第一のセラミックス層の上に積層したことを特徴とする請求項1に記載のセラミックス層を利用した加熱方法。   When the first ceramic layer and the second ceramic layer are heated to the same temperature, in the characteristic curve drawn in the relationship of spectral radiant energy density / wavelength radiated from the ceramic layer, the peak values indicated by these curves The long wavelength ceramic layer was directly sprayed on the metal surface as the first ceramic layer, and the short wavelength ceramic layer was laminated on the first ceramic layer as the second ceramic layer. A heating method using the ceramic layer according to claim 1. 前記第一セラミックス層は、酸化アルミあるいは酸化アルミを主体とするセラミックス層であり、前記第二セラミックス層は酸化チタンあるいは酸化チタンを主体とするセラミックス層であることを特徴とする請求項1記載のセラミックス層を利用した加熱方法。   The first ceramic layer is a ceramic layer mainly composed of aluminum oxide or aluminum oxide, and the second ceramic layer is a ceramic layer mainly composed of titanium oxide or titanium oxide. Heating method using a ceramic layer. エンジンのシリンダブロックに支持されたシリンダライナあるいは前記シリンダブロックの下部に配置されているオイルパンの何れか一方あるいは双方に、電気絶縁性セラミックス層からなる第一セラミックス層を溶射して形成し、更に前記第一セラミック層の表面に導電性セラミックス層からなる第二セラミック層を溶射して積層し、前記シリンダライナあるいはオイルパンの何れか一方あるいは双方に、エンジンの始動初期に前記第二セラミックス層に通電発熱させて、前記シリンダライナ及びオイルパンの一方あるいは双方を加熱し、エンジンオイルの粘度を低下させるように構成したエンジン。   A first ceramic layer made of an electrically insulating ceramic layer is thermally sprayed on one or both of a cylinder liner supported by a cylinder block of an engine and an oil pan disposed at a lower portion of the cylinder block, and A second ceramic layer made of a conductive ceramic layer is sprayed and laminated on the surface of the first ceramic layer, and the second ceramic layer is formed on one or both of the cylinder liner and the oil pan at the start of the engine. An engine configured to generate heat by energization and to heat one or both of the cylinder liner and the oil pan to reduce the viscosity of the engine oil. 前記第一セラミックス層は酸化アルミを主体とするセラミックス層であり、第二セラミックス層は酸化チタンであることを特徴とする請求項4に記載のエンジン。   The engine according to claim 4, wherein the first ceramic layer is a ceramic layer mainly composed of aluminum oxide, and the second ceramic layer is titanium oxide. エンジンのシリンダブロックの下方に設けたオイルパンの外表面に、酸化アルミ層と酸化チタン層の二層構造のセラミックス層を設け、このセラミックス層を遮熱層としたことを特徴とするエンジンの放熱防止装置。   The engine heat dissipation is characterized in that a ceramic layer with a two-layer structure of an aluminum oxide layer and a titanium oxide layer is provided on the outer surface of an oil pan provided under the cylinder block of the engine, and this ceramic layer is used as a heat shield layer. Prevention device.
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