JP6263100B2

JP6263100B2 - エンジンの流体加熱装置

Info

Publication number: JP6263100B2
Application number: JP2014156755A
Authority: JP
Inventors: 幸治岡田; 保生藤井; 石田　幹夫; 幹夫石田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2014-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: JP2016033359A

Description

本発明は、エンジンの流体加熱装置に関し、詳しくは、流体の加熱効率を高めることができるエンジンの流体加熱装置に関する。

従来、エンジンの流体加熱装置として、ホルダとヒータと放熱管とを備え、放熱管がホルダに挿通され、ヒータがホルダに収容され、ヒータの熱が放熱管を介して放熱管内を通過する流体に放熱されるように構成されたものがある(例えば、特許文献１参照)。

この種のエンジンの流体加熱装置によれば、簡易な構造でブローバイガス等の流体の加熱を行うことができる利点がある。

しかし、特許文献１のものでは、放熱管から流体への放熱が一重管の内周面のみで行われているため、問題がある。

特開２０１３−１２４５６６号公報(図１、図２参照)

《問題点》流体の加熱効率が低い。
特許文献１のものでは、放熱管から流体への放熱が一重管の内周面のみで行われているため、流体への放熱面積が狭いとともに、放熱管から放熱管の中心部を通過する流体への放熱距離が長く、流体の加熱効率が低い。

本発明の課題は、流体の加熱効率を高めることができるエンジンの流体加熱装置を提供することにある。

本発明の発明者らは、研究の結果、放熱管内に放熱フィンを配置し、放熱管内を通過する流体を、放熱管と放熱フィンからの放熱で加熱すれば、流体の加熱効率を飛躍的に高めることができることを見いだし、この発明に至った。

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、ホルダ(１)とヒータ(２)と放熱管(３)とを備え、放熱管(３)がホルダ(１)に挿通され、ヒータ(２)がホルダ(１)に収容され、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱管(３)内を通過する流体(４)に放熱されるように構成されたエンジンの流体加熱装置において、
図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、放熱管(３)内に放熱フィン(６)が配置され、ヒータ(２)で発熱された熱が放熱管(３)と放熱フィン(６)とに伝達され、放熱管(３)内を通過する流体(４)が、放熱管(３)と放熱フィン(６)からの放熱で加熱されるように構成され、
放熱フィン(６)が相互反対方向に交互に折り返された襞(７)で構成され、
襞(７)が仕切り壁(７ａ)を備え、放熱管(３)の中心軸線(３ｃ)と平行な向きに対して、仕切り壁(７ａ)が交差し、隣り合う仕切り壁(７ａ)(７ａ)の間に区画室(７ｂ)(７ｂ)が形成され、仕切り壁(７ａ)に隣り合う区画室(７ｂ)(７ｂ)を連通させる連通孔(７ｃ)が開口されている、ことを特徴とするエンジンの流体加熱装置。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》流体の加熱効率を高めることができる。
図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、流体(４)への放熱部が、放熱管(３)と、放熱フィン(６)で構成されているため、流体(４)への放熱面積を広くすることができるとともに、放熱管(３)の中心部を通過する流体(４)に放熱フィン(６)から短い距離で放熱を行うことができ、流体(４)の加熱効率を高めることができる。
《効果》流体の加熱効率を高めることができる。
図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、放熱フィン(６)が相互反対方向に交互に折り返された襞(７)で構成されているため、放熱フィン(６)の表面の放熱面積を広くすることができ、流体(４)の加熱効率を高めることができる。
《効果》流体の加熱効率を高めることができる。
図１(Ａ)に例示するように、仕切り壁(７ａ)に隣り合う区画室(７ｂ)(７ｂ)を連通させる連通孔(７ｃ)が開口されているため、放熱管(３)の中心軸線(３ｃ)と平行な向きに流入した流体(４)が仕切り壁(７ａ)の表面に衝突して偏向され、区画室(７ｂ)内で流体(４)に乱流が生じ、流体(４)の熱伝導が促進されるため、流体(４)の加熱効率を高めることができる。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》ヒータから放熱フィンへの熱伝導経路を簡素化することができる。
図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、放熱管(３)の内周面に放熱フィン(６)の表面が接触し、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱フィン(６)に伝達されるように構成されているため、放熱管(３)を利用して、ヒータ(２)から放熱フィン(６)への熱伝導経路を簡素化することができる。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》流体の加熱効率を高めることができる。
図２(Ａ)〜(Ｃ)に例示するように、放熱管(３)と放熱フィン(６)の各両端部のうち、少なくとも一の端部(３ａ)(６ａ)がホルダ(１)の端部(１ａ)から外側に突出されているため、ホルダ(１)外でも流体(４)が加熱され、流体(４)の加熱効率を高めることができる。

本発明の実施形態の基本例を説明する図で、図１(Ａ)は縦断側面図、図１(Ｂ)は図１(Ａ)のＢ方向に見た放熱管の正面図、図１(Ｃ)は図１(Ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。本発明の実施形態の変形例を説明する図で、図２(Ａ)は第１変形例の要部縦断側面図、図２(Ｂ)は第２変形例の要部縦断側面図、図２(Ｃ)は第３変形例の要部縦断側面図である。

図１，２は本発明の実施形態に係るエンジンの流体加熱装置を説明する図であり、この実施形態では、エンジンのブローバイガス加熱装置について説明する。

図１(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の基本例について説明する。
この加熱装置の概要は、次の通りである。
図１(Ａ)に示すように、ホルダ(１)とヒータ(２)と放熱管(３)とを備え、放熱管(３)がホルダ(１)の放熱管収容部(８)に挿通され、ヒータ(２)がホルダ(１)に収容され、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱管(３)内を通過する流体(４)に放熱されるように構成されている。

図１(Ａ)(Ｃ)に示すように、筒状のホルダ(１)の周壁にヒータ収容孔(９)が設けられ、このヒータ収容孔(９)の奥で、放熱管(３)の外周面の受熱面(１２)に沿う位置に、ヒータ(２)が収容され、支持されている。ヒータ収容孔(９)には蓋(１０)が取り付けられ、蓋(１０)には一対の端子(１３)(１３)が取り付けられ、両端子(１３)(１３)がヒータ(２)の一対の電極(１４)(１４)にワイヤ(１５)(１５)で接続されている。一対の端子(１３)(１３)には、電源ケーブル(図示せず)の接続部(図示せず)が接続され、バッテリ(図示せず)から電源ケーブルと一対の端子(１３)(１３)を介してヒータ(２)に電力が供給されるように構成されている。

図１(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、放熱管(３)内に放熱フィン(６)が配置され、ヒータ(２)で発熱された熱が放熱管(３)と放熱フィン(６)とに伝達され、放熱管(３)内を通過する流体(４)が、放熱管(３)の内周面と放熱フィン(６)の表面からの放熱で加熱されるように構成されている。
図１(Ａ)〜(Ｃ)に示すように、放熱管(３)の内周面に放熱フィン(６)の表面が接触し、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱フィン(６)に伝達されるように構成されている。
図１(Ａ)に示すように、放熱フィン(６)が相互反対方向に交互に折り返された襞(７)で構成されている。
放熱管(３)は銅管で構成され、放熱フィン(６)は銅板で構成されている。

襞(７)が仕切り壁(７ａ)を備え、放熱管(３)の中心軸線(３ｃ)と平行な向きに対して、仕切り壁(７ａ)が交差し、隣り合う仕切り壁(７ａ)(７ａ)の間に区画室(７ｂ)(７ｂ)が形成され、仕切り壁(７ａ)に隣り合う区画室(７ｂ)(７ｂ)を連通させる連通孔(７ｃ)が開口されている。
隣り合う仕切り壁(７ａ)(７ａ)の各連通孔(７ｃ)は、放熱管(３)の中心軸線(３ｃ)と平行な向きに見て、相互に重なり合わない位置に配置されている。

図２(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の第１〜３変形例について説明する。
図１(Ａ)に示す実施形態の基本例では、放熱管(３)と放熱フィン(６)の各端部(３ａ)(３ｂ)(６ａ)(６ｂ)はいずれもホルダ(１)の端部(１ａ)(１ｂ)から外側に突出していない。
これに対し、図２(Ａ)に示す実施形態の第１変形例では、放熱管(３)と放熱フィン(６)の同じ側の一端部(３ａ)(６ａ)がホルダ(１)の一端部(１ａ)から外側に突出されている。図２(Ｂ)に示す実施形態の第２変形例では、放熱管(３)の一端部(３ａ)のみがホルダ(１)の一端部(１ａ)から外側に突出されている。図２(Ｃ)に示す実施形態の第３変形例では、放熱フィン(６)の一端部(６ａ)のみがホルダ(１)の一端部(１ａ)から外側に突出されている。
本発明では、放熱管(３)と放熱フィン(６)の各端部(３ａ)(３ｂ)(６ａ)(６ｂ)のうち、少なくとも一の端部がホルダ(１)の端部(１ａ)(１ｂ)から外側に突出されていればよい。
図２(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の第１〜３変形例の他の構造は、図１(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の基本例と同じである。

図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の基本例と第１〜３変形例のエンジンの流体加熱装置は、ホルダ(１)の一端部(１ａ)をオイル分離器(図示せず)のブローバイガス入口に差し込み、他端部(１ｂ)にエンジンのブリーザ装置(図示せず)から導出されたブローバイガス導入パイプ(図示せず)を接続し、ブリーザ室からオイル分離器に導入するブローバイガスを加熱し、エンジンの冷間始動時やその後の暖機運転中に、ブローバイガスに含まれる水分がオイル分離装置で氷結するのを防止し、ブローバイガス経路が閉塞されるのを防止するのに用いることができる。また、ホルダ(１)の一端部(１ａ)をオイル分離器(図示せず)のブローバイガス出口に差し込み、他端部(１ｂ)にエンジンのクランクケース(図示せず)と連通させるブローバイガス導出パイプ(図示せず)を接続し、オイル分離器からクランクケースに導出するブローバイガスを加熱し、エンジンの冷間始動時やその後の暖機運転中に、ブローバイガスに含まれる水分の氷結を防止し、ブローバイガス経路が閉塞されるのを防止するのに用いることができる。また、このエンジンの流体加熱装置は、ブローバイガス還流パイプの途中等、ブローバイガス経路中の任意の位置に配置することができる。

また、図１，２各(Ａ)〜(Ｃ)に示す実施形態の基本例と第１〜３変形例のエンジンの流体加熱装置は、ホルダ(１)の一端部(１ａ)を燃料供給ポンプ(図示せず)の燃料入口に差し込み、他端部(１ｂ)にエンジンの燃料タンク(図示せず)から導出された燃料導入パイプ(図示せず)を接続し、燃料タンクから燃料供給ポンプに導入する燃料を加熱し、エンジンの冷間始動時やその後の暖機運転中に、燃料が燃料供給ポンプで凍結するのを防止し、燃料経路が閉塞されるのを防止するのに用いることができる。また、ホルダ(１)の一端部(１ａ)を燃料供給ポンプ(図示せず)の燃料出口に差し込み、他端部(１ｂ)にディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプ(図示せず)と連通させる燃料導出パイプ(図示せず)を接続し、燃料供給ポンプから燃料噴射ポンプに導出する燃料を加熱し、エンジンの冷間始動時やその後の暖機運転中に、燃料がブローバイガスに含まれる水分の氷結を防止し、ブローバイガス経路が閉塞されるのを防止するのに用いることができる。また、このエンジンの流体加熱装置は、燃料供給パイプの途中等、燃料経路中の任意の位置に配置することができる。

(１) ホルダ
(１ａ) 端部
(１ｂ) 端部
(２) ヒータ
(３) 放熱管
(３ａ) 端部
(３ｃ) 中心軸線
(４) 流体
(６) 放熱フィン
(６ａ) 端部
(７) 襞
(７ａ) 仕切り壁
(７ｂ) 区画室
(７ｃ) 連通孔

Claims

ホルダ(１)とヒータ(２)と放熱管(３)とを備え、放熱管(３)がホルダ(１)に挿通され、ヒータ(２)がホルダ(１)に収容され、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱管(３)内を通過する流体(４)に放熱されるように構成されたエンジンの流体加熱装置において、
放熱管(３)内に放熱フィン(６)が配置され、ヒータ(２)で発熱された熱が放熱管(３)と放熱フィン(６)とに伝達され、放熱管(３)内を通過する流体(４)が、放熱管(３)と放熱フィン(６)からの放熱で加熱されるように構成され、
放熱フィン(６)が相互反対方向に交互に折り返された襞(７)で構構成され、
襞(７)が仕切り壁(７ａ)を備え、放熱管(３)の中心軸線(３ｃ)と平行な向きに対して、仕切り壁(７ａ)が交差し、隣り合う仕切り壁(７ａ)(７ａ)の間に区画室(７ｂ)(７ｂ)が形成され、仕切り壁(７ａ)に隣り合う区画室(７ｂ)(７ｂ)を連通させる連通孔(７ｃ)が開口されている、ことを特徴とするエンジンの流体加熱装置。
請求項１に記載されたエンジンの流体加熱装置において、
放熱管(３)の内周面に放熱フィン(６)の表面が接触し、ヒータ(２)の熱が放熱管(３)を介して放熱フィン(６)に伝達されるように構成されている、ことを特徴とするエンジンの流体加熱装置。
請求項１または請求項２に記載されたエンジンの流体加熱装置において、
放熱管(３)と放熱フィン(６)の各両端部のうち、少なくとも一の端部(３ａ)(６ａ)がホルダ(１)の端部(１ａ)から外側に突出されている、ことを特徴とするエンジンの流体加熱装置。