JP2012007484A - Ｌｐｇ加熱装置に用いるヒータユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ベーパライザのＬＰＧ加熱装置について、ヒータユニットにおける電極板の接触不良の発生を回避できるようにする。
【解決手段】
一対の電極板３，４の間にＰＴＣセル２を挟んで外周側をシール部材５で封止してなるＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニット１において、前記電極板３，４の少なくとも一方が弾性を有する導電性金属材料により形成されているとともに、前記ＰＴＣセル２側に付勢させて配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＰＧを加熱・気化してエンジンに供給するためにベーパライザに設けられるＬＰＧ加熱装置に用いられるヒータユニットに関するものである。

ＬＰＧ（液化石油ガス）を所定正圧の気体にしてエンジンの吸気管路に噴射させるＬＰＧを火花点火エンジンの燃料に使用することは広く知られており、ベーパライザ（レギュレータ）とミキサとを使用して大気圧程度に減圧した気化ガスを吸気管路に吸引させてエンジンに供給する、という方式が従前から行われている。また、特開平６−１７７０９号公報などに記載されているように、ＬＰＧを所定正圧の気化ガスに調整して吸気管路に噴射させる方式も広く知られている。

これらの方式において、液体状態で貯留するＬＰＧを加熱・気化させる手段としてエンジン冷却水を利用したＬＰＧ加熱装置をベーパライザに内蔵またはその入口側に配置し、エンジン冷却水とＬＰＧとの間で熱交換を行うことが慣用されている。しかし、エンジン冷却水を使用する加熱気化手段では、冷機時において冷却水が低温であるために液体ＬＰＧを充分に気化できない不都合を生じることがある。

そこで、エンジン冷却水の熱を利用することに加え、ＬＰＧ経路中にＰＴＣヒータを備えたＬＰＧ加熱装置を配置することにより、冷却水が低温の場合でもＬＰＧを加熱・気化可能として大気圧程度に減圧するベーパライザが普及するようになった。

そして、図３に示すように、一般にベーパライザに用いられるＬＰＧ加熱装置１は放熱板を兼ねた一対の電極板３，４により一対のＰＴＣヒータ１をゴム製のシール部材５で周縁側をシールしながらサンドイッチ状に挟み込みその周縁側をフレーム６で囲んで固定してなるヒータユニット１の複数枚を隙間を設けて並列に重ねてなるものであり、この複数のヒータユニット１の隙間をＬＰＧ流路７としてこれを通過する液体のＬＰＧを加熱して、気化を促進させるものである。

ところで、この装置の場合、図３のＹ−Ｙ線に沿って切断した端面図である図４に示すように、ＰＴＣヒータ２を挟み込んだ電極板３，４の周縁側をフレーム６内側面に設けた固定溝に嵌入して固定することにより、ＰＴＣヒータ２の両外面と電極板３，４各内面との密着状態を確保するようになっている。しかし、フレーム６はシール部材５と同様にゴム材等からなるのが通常であり、ＰＴＣヒータ２と電極板３，４との密着状態にムラが生じやすいという欠点がある。

そのため、ＰＴＣヒータ２と電極板３，４との間に隙間が生じた場合、通電により発生した熱が電極板３，４外面まで充分に伝導されないことになり、その部分の熱交換量が不足して燃料の気化不良に繋がる結果となる。即ち、ＰＴＣヒータ２の両外面と電極板３，４内面との接触状態にバラツキがある場合には、ＬＰＧ熱交換器における熱交換性能（ヒータ性能）のバラツキに繋がることから、製品間で安定した品質を確保することを困難にする原因となっていた。

この問題に対し、特開２００４−３３２５９２号公報において、電極板に外向きに突出する凸部を設けその内側のＰＴＣヒータとの間に形成された空間に導電性の接着剤を充填して、ＰＴＣヒータ外面と電極板外面とを密着させることにより、通電状態及び熱伝導性を確保しようとするものが提示されている。

この技術によるとＰＴＣヒータへの通電状態は充分に確保できるものとなったが、接着剤による接着だけでは電極板をＰＴＣヒータにムラなく密着させて接触状態のバラツキを解消させるには不充分な場合もある。
特開平６−１７７０９号公報 特開２００４−３３２５９２号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、ＬＰＧ加熱装置に用いられるＰＴＣヒータを電極板間に挟んだヒータユニットにおいて、構成を複雑にすることなくＰＴＣヒータと一対の電極板との間の接触状態のバラツキを解消して、安定した熱交換性能を確保できるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、一対の電極板間にＰＴＣセルを挟んで外周側をシール部材で封止してなるＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニットにおいて、前記電極板の少なくとも一方が弾性を有する導電性金属材料により形成されているとともに、前記ＰＴＣセル側に付勢させて配置したことを特徴とする。

弾性を有する導電性金属材料により形成した電極板をＰＴＣセル側に付勢させて配置したことにより、簡易な構成によりＰＴＣヒータと電極板との間の接触状態をバラツキの少ないものとすることができる。

また、本発明において、前記弾性を有する導電性金属材料により形成されている電極板を前記ＰＴＣセル側に湾曲して配置することにより電極板が常にＰＴＣセルに付勢した状態で配置されて電極板自身がＰＴＣセルを押圧することにより常に確実な接触状態に維持することができる。

更に、本発明において、電極板が銅または銅合金により形成されている場合には、導電性や弾性の面で好ましく、加えて熱伝導性にも優れているのでＬＰＧを効率良く加熱することができる。

本発明によれば、簡易な構成でＰＴＣヒータと電極板との間の接触状態のバラツキを解消して、安定した熱交換性能を確保することができる。

本発明における実施の形態であるヒータユニットの断面図。 図１に示した実施の形態のヒータユニットの使用例を示す断面図。 従来のＬＰＧ加熱装置を示す断面部分図。 図３のＹ−Ｙ線に沿って切断した端面図。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いながら詳細に説明する。

図１は本発明であるＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニット１の好ましい実施の形態の断面図を示すものであり、ヒータユニット１は、主として１つのＰＴＣヒータ２と一対の電極板３，４により構成され、ＰＴＣヒータ２の各々周面（厚さ方向の側面）に密着する
例えばゴム製のシール部材５で位置固定されながら、放熱板を兼ねた電極板３，４で外面側を挟み込まれてその周縁側に密着して囲繞する硬質樹脂製のフレーム６で固定されて気・液密状態に保持構成されており、電極板３，４に通電することにより発熱するようになっている。

そして、特に本実施の形態では前記一方の電極３は、例えば銅、ベリリウム銅のような銅合金、タングステンまたは焼入れ帯鋼板等の弾性（靭性）と導電性、更には熱伝導性に優れた金属材料により形成されており、それぞれ対向する辺の両端３１，３１を外側方向（図視する上方向）へと傾斜させて硬質ゴムや硬質樹脂製のフレーム６で固定されている。

従って、各電極板３は弾性を有する金属材料により形成されていることと相俟ってＰＴＣセル２側に付勢させて状態に配置されることになり、ＰＴＣセル２を常に押圧する状態で接触することになり、更に押圧されるＰＴＣセル２が対向して配置されている電極板４に押されて簡易な構成によりＰＴＣセル２と電極板３，４との間の接触状態が均一で且つ全面で接触してバラツキの少ないものとすることができる。

このように本実施の形態では一方の電極板３を弾性を有する金属材料により形成するとともにＰＴＣセル２側に付勢させた状態に配置したことによりもう一方の電極板４として通常の銅製のものを用いても、もう一方の電極板３の押圧力をＰＴＣセル２を介して電極板３に加えることにより電極板３とＰＴＣセル２だけでなく電極板４とＰＴＣセル２との接触のバラツキを解消することができることから、一方の電極板３の部品代を節約することが可能であったり、図３に示すように例えば図２に示すように一対のヒータユニット１を積層する際に少ない隙間で重ねることができるという利点を有している。

尚、前記ＰＴＣセル２の両側に位置した両方の電極板３，４について弾性を有する金属材料により形成するとともにＰＴＣセル２側に付勢させた状態に配置してもよいことはいうまでもない（図示せず）。

１ ヒータユニット、２ ＰＴＣセル、３ 電極板、４ 電極板、５ シール部材、
６ フレーム

Claims (3)

1. 一対の電極板の間にＰＴＣセルを挟んで外周側をシール部材で封止してなるＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニットにおいて、前記電極板の少なくとも一方が弾性を有する導電性金属材料により形成されているとともに、前記ＰＴＣセル側に付勢させて配置したことを特徴とするＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニット。
2. 前記電極板が熱伝導性の高い金属により形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニット。
3. 前記電極板が銅または銅合金等により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＰＧ加熱装置に用いるヒータユニット。