JPH0115898Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、デイーゼル機関等の内燃機関の吸気
系に流通する吸気を加熱して機関の始動性を向上
させるためのインテークバーナに係り、特に全体
をセラミツク体で成形すると共に、その内方にタ
ングステンで成る発熱抵抗体を埋設して成るヒー
タを用いた新規なインテークバーナに関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般に内燃機関、殊にデイーゼル機関にあつて
は、吸入される大気の温度が比較的低い環境（寒
冷地、寒冷時等）のもとでは、シリンダ内に於け
る吸気の圧縮のみによつては自発着火を誘起する
ことが困難で円滑な機関始動を殆ど期待し得な
い。

このような状況を打開するため、第１図に示す
如く、機関１の吸気系２には、燃料を燃焼させ、
この燃焼熱により流通する吸気を加熱して機関１
の始動性を向上させるインテークバーナ３が設け
られている。

従来、この種のインテークバーナとしては、第
２図乃至第３図に例示したものが知られている。

第２図において、３ａは吸気管４を貫通して設
けられ、供給される燃料を燃焼させて流通する吸
気を加熱するための燃焼端５が吸気系２内方へ延
出されたインテークバーナであり、このインテー
クバーナ３ａは、図示されない燃料ポンプ等から
供給される燃料を燃焼端５へ導くための燃料供給
筒６と、この燃料供給筒６をその外周側から囲繞
して加熱するための発熱抵抗体７とを有してい
る。発熱抵抗体７は、ニクロム線等がコイル状に
巻回されて形成され、図示されない電源から電圧
が印加されて全体が赤熱されるように構成されて
いる。そして、燃料供給筒６の給入口６ａから流
入された燃料は、オリフイス６ｂで流量調節され
つつ燃料供給筒６内を流通し、発熱抵抗体７に加
熱されることにより蒸気化して燃焼端５に至り、
蒸気化した燃料が吸気系２内に流出され発熱抵抗
体７によつて更に加熱され着火されて、内熱機関
１に供給される吸気を加熱するようにしていた。

ところが、このようなインテークバーナ３ａに
あつては、以下の如き問題点があつた。

(1) 熱輻射を有効に得るために発熱抵抗体７を裸
のニクロム線等で形成していたので、機関の始
動期間を短縮すべく高電圧を印加して赤熱させ
ると酸化して断線する可能性が高かつた。この
ため、発熱抵抗体７をゆつくり加熱せざるを得
ず、機関の始動期間を長引かせていた。

(2) 発熱抵抗体７が直接低温度の吸気に晒される
ため、セルモータを駆動して機関を始動させる
と、それに伴う吸気量の増加により発熱抵抗体
７が冷却されて燃焼を維持できなくなり、機関
を円滑に始動させることができなかつた。

第３図に示すインテークバーナ３ｂは、上記発
熱抵抗体７が金属鞘８内に挿入され、更に金属鞘
８内に酸化マグネシウムの粉末９が圧密に充填さ
れて熱容量高く形成されたヒータ１０を有してい
る。このヒータ１０は、吸気系２外方に設けられ
た燃料供給ノズル体１１に臨みこれより供給され
る燃料を蒸気化させる気化端１２を有し、この気
化端１２で蒸気化された燃料を吸気系２内方に延
出された燃焼端５へ導き着火燃焼させるようにし
たものである。

このようなインテークバーナ３ｂにあつても、
以下の如き問題点があつた。

(1) 発熱抵抗体７は、これを大気から絶縁しヒー
タ１０内に保持固定すべく充填した酸化マグネ
シウムの粉末９を介して金属鞘８を加熱するこ
とになるため、昇温時間が長引き、始動期間の
短縮化を達成できなかつた。

(2) ヒータ１０製作上、金属鞘８内に酸化マグネ
シウムの粉末９を圧密に充填するため、発熱抵
抗体７のピツチが不揃いになり的確なピツチが
得られなかつたり、鞘８内で短絡してしまう場
合があり、構造上ヒータ１０の温度管理を十分
になし得ず、気化端１２から燃焼端５に亘る温
度分布を適切に設定できなかつた。そのため過
燃焼により吸気系２内の酸素を消費し過ぎて酸
素の不足状態にしたり、あるいはヒータ１０全
体を十分に加熱できない等の原因により円滑な
始動性を得ることができない事態が往々にして
あつた。

〔考案の目的〕

本考案は上述した如き問題点に鑑みて創案され
たものであり、その目的は、ヒータ全体をセラミ
ツク体で成形し、そのヒータ内にタングステンワ
イヤの発熱抵抗体を埋設して成る簡単な構造であ
りながらヒータを迅速に加熱してその昇温時間の
短縮化及び安定した燃焼の維持を達成でき、機関
の始動性を向上することができるインテークバー
ナを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は上記課題を解決するために気化燃料
の燃焼部分に対して燃料の気化促進部分の断面積
が燃焼端側から気化端側に向かつて順次拡大され
てセラミツク体からテーパ状に成形したヒータの
内にヒータの外周面に略沿うように発熱抵抗体を
埋設し、このヒータの気化促進部分に、その燃焼
部分側が薄肉で気化促進部分の端部が厚肉の多段
筒状に形成された金属製の支持部材を嵌合し、こ
の支持部材の厚肉部分に嵌合した筒状の保護カバ
ーに、上記薄肉部分へ燃料を供給する燃料供給ノ
ズル体を設けてインテークバーナを構成したもの
であります。

〔作用〕

タングステンワイヤから成る発熱抵抗体はセラ
ミツク体から形成されたヒータの気化促進部分を
燃焼部分と比較して急速に加熱し、その気化促進
部分を囲繞する支持部材を燃料の蒸発温度に達す
るようにさせるから気化端に供給された燃料供給
ノズル体からの燃料は、気化されてヒータの燃焼
部分にて燃焼する。一方、気化促進部分の厚肉部
分は、発熱抵抗体の加熱によつて蓄えた熱を薄肉
部分である気化端側へ熱伝導するから、燃料の蒸
発によつて温度低下しようとする支持部材の気化
促進部分の温度が燃料の蒸発温度に保持される。

つまり、燃料の蒸発に直接貢献する薄肉部分の
温度を燃料の蒸発温度に安定維持できる。

他方、支持部材は、ヒートクラツクが発生しや
すいセラミツク体を燃料による直接的な温度変化
とセラミツク体に加わる応力集中からセラミツク
体を保護する。

〔考案の実施例〕

以下に、本考案の好適一実施例を添付図面に従
つて詳述する。

第４図に示す如く、１３はインテークマニホー
ルド等の吸気管４に区画形成された吸気系２内方
に挿通され、供給される燃料を燃焼させて流通す
る吸気を加熱するためのインテークバーナであ
る。このインテークバーナ１３は、その外殻を形
成する中空な外筒１４が、その一端部に螺着され
たナツト１５で吸気管４に取り付けられて支持さ
れる。この外筒１４には、吸気系２内に延出され
た端部に中空筒体状の保護カバ１６が設けられる
と共に、吸気系２外方に位置されたその略中央部
に後述するヒータ１７の気化端１８に臨ませて燃
料供給ノズル体１９が設けられる。この燃料供給
ノズル体１９は、外筒１４から径方向外方へ延出
されて形成された給入口１９ａに図示されない燃
料ポンプ等から燃料が供給され、その内側に設け
られたオリフイス１９ｂで流量調節しつつヒータ
１７の気化端１８に燃料を導出するように構成さ
れる。また、保護カバ１６は、その周側部に適宜
吸気通孔１６ａ……が穿設され、後述するヒータ
１７の燃焼端２０に吸気の一部を導入するように
構成される。

これら外筒１４及び保護カバ１６によつて一連
に形成されたインテークバーナ１３内側には、本
考案の特徴とするヒータ１７が設けられる。この
ヒータ１７は、インテークバーナ１３の長手方向
に沿つて吸気系２内外に亘る棒体状に形成され、
上記燃料供給ノズル体１９に臨む一端が、供給さ
れる燃料を加熱して蒸気化させるための気化端１
８を成し、この気化端１８と反対側で保護カバ１
６内に延出された一端は、気化端１８から導かれ
る蒸気化燃料を吸気の一部と接触させて燃焼させ
るための燃焼端２０と成つている。このヒータ１
７の気化端１８側には、これを被う筒状の金属支
持部材２１が装着され、この金属支持部材２１
は、その一端部に径大に形成された係合部２１ａ
が外筒１４の一端部から螺着される中空なボルト
体２２に押圧され環状のガスケツト２３を介して
外筒１４の段付部１４ａに係合されて、ヒータ１
７を所定位置に支持している。このようにして外
筒１４内に支持されるヒータ１７は、全体がホツ
トプレスによりセラミツク体で成形されると共
に、その内部にタングステンワイヤで成る発熱抵
抗体２４が埋設されて構成される。セラミツク体
は、耐熱性が高く常にヒータ１７全体を高温に維
持して安定した燃焼を継続させる機能を備えてい
る。また、このセラミツクは、発熱抵抗体２４を
その内側に包囲し保持してタングステンの酸化を
防止し、可及的にヒータ１７の加熱速度を向上さ
せ得る機能も備えている。他方、タングステン
は、温度抵抗係数が大きく瞬時に高熱を発生し得
る性質を備えており、耐熱性の高いセラミツク体
を迅速に加熱してヒータ１７の表面温度を瞬時に
昇温させ燃料を蒸気化乃至着火させ得る機能を有
する。

また更に本考案にあつては、第５図に示す如
く、ヒータ１７を燃焼端２０側よりも気化端１８
側で熱容量高く形成したことを特長とする。更に
具体的には、ヒータ１７は燃焼端２０側から気化
端１８側へ向かつて質量が増大するように順次断
面積が拡大されてテーパ状に成形される。ヒータ
１７の気化端１８は、燃料供給ノズル体１９から
供給される常温の燃料油がかけられると共に、こ
れに装着された金属支持部材２１へ伝熱されて冷
却され易いため、第６図に示す如く、ヒータ１
７′をその燃焼端２０から気化端１８に亘つて略
均一な熱容量で形成すると気化端１８側が過冷却
されて燃料油を蒸気化させる温度に維持し得ない
虞れがある。

本考案にあつては、第５図に示す如きヒータ１
７を形成することにより、積極的に気化端１８側
の熱容量を高くしてその部分の保温性を向上させ
て温度降下を抑制し、常に気化端１８の温度を燃
料油が蒸気化されるに足る温度に維持するように
構成される。

このように構成されたヒータ１７は、第４図に
示す如く、これより径方向外方に適宜な間隔を隔
てて、且つ気化端１８から燃焼端２０側に亘る筒
体状のホルダ２５に囲繞される。このホルダ２５
は、その一端が外筒１４に取り付けられ、気化端
１８側で蒸気化された燃料を吸気系２内方の燃焼
端２０へ導出するように構成される。他方、ヒー
タ１７の気化端１８側で上記金属支持部材２１か
ら更に外方へ延出された端部１７ａには、発熱抵
抗体２４の一端が接続された電極板２６が装着さ
れ、ナツト２７……及びプレート２８……が装着
されてターミナル２９を構成するロツド３０に当
接されている。この電極板２６には、ターミナル
２９に連結されるリード線３１が接続され図示さ
れないバツテリ等の電源から電圧が印加されるよ
うに構成される。更に、発熱抵抗体２４のアース
端側は、上記金属支持部材２１、外筒１４を介し
て吸気管４等へアースされている。

次に本考案の作用について述べる。

機関を始動させるに際しては、キースイツチを
ONとして先ずバツテリ等の電源から発熱抵抗体
２４に電圧を印加する。タングステンワイヤで成
る発熱抵抗体２４によりセラミツク体で成るヒー
タ１７全体が急速に昇温されたならば順次燃料ポ
ンプ等から燃料を供給し、燃料供給ノズル体１９
からヒータ１７の気化端１８に燃料を導出する。
発熱抵抗体２４により加熱されたヒータ１７の気
化端１８は、供給される燃料油及びその外側に装
着された金属支持部材２１に熱を奪われて冷却さ
れるも質量大きく熱容量大に形成されているため
セラミツク体が過冷却されることはなく常に円滑
に燃料油を蒸気化させることができる。蒸気化さ
れた燃料は、ホルダ２５に導びかれてヒータ１７
の燃焼端２０へと至る。燃焼端２０は、ホルダ２
５から導出された吸気の一部と接触した蒸気化燃
料に着火して燃焼させ、流通する吸気を加熱でき
ることになる。

ところで本考案にあつては、ヒータ１７全体を
セラミツク体で成型し、且つその内方にタングス
テンワイヤで成る発熱抵抗体２４を埋設して形成
したので、タングステンの性質、即ちその急速昇
温性により瞬時に高熱を発生できヒータ１７全体
を迅速に加熱してその昇温時間の短縮化を達成で
きると共に、セラミツク体の性質、即ちその耐熱
性によりヒータ全体を高温に維持して吸気に晒さ
れても安定した燃焼を保持でき関機の始動性を向
上することができる。

また本考案にあつては、熱が奪われ過冷却され
易いヒータ１７の気化端１８を積極的に熱容量高
く形成したので、その部分の温度降下を抑制で
き、円滑に燃料を蒸気化させて絶えず燃焼端２０
へと供給して機関の始動性向上に寄与させること
ができる。

〔変形実施例〕

上記実施例において、ヒータに埋設されるタン
グステンワイヤで成る発熱抵抗体を燃焼端側より
も気化端側で高抵抗値になるように配線し、気化
端側に十分な熱を発生させるように構成しても良
い。

〔考案の効果〕

以上要するに、本考案によれば以下の如き優れ
た効果を発揮する。

(1) 気化燃料の燃焼部分に対して燃料の気化促進
部分の断面積が燃焼端側から気化端側に向かつ
て順次拡大されてセラミツク体からテーパ状に
成形したヒータ内にヒータの外周面に略沿うよ
うに発熱抵抗体を埋設し、このヒータの気化促
進部分に、その燃焼部分側が薄肉で気化促進部
分の端部が厚肉の多段筒状に形成された金属製
の支持部材を嵌合し、この支持部材の厚肉部分
に嵌合した筒状の保護カバーに、上記薄肉部分
へ燃料を供給する燃料供給ノズル体を設けてた
から、セラミツク体で構成されたヒータを燃料
の直接的な温度変化から保護しつつ気化促進部
分の温度を燃料の蒸発温度に維持でき、かつ燃
焼部分の温度を蒸発燃料の発火温度に調節でき
る。ゆえに、吸気系内を流通する吸気を円滑に
加熱して機関の始動性を向上できる。

(2) また、発熱抵抗体をセラミツク体で燃焼端側
から気化端側に向かつて順次断面積が拡大され
てテーパ状にヒータを成形し、そのヒータが埋
設されるように形成したので、燃焼端側では燃
焼に足る温度になり、気化端側では燃焼端側よ
り高い温度にすることができ、機関の始動性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関の吸気系を示す概略平面断面
図、第２図及び第３図は従来例を示す一部破断側
面図、第４図は本考案の好適一実施例を示す一部
破断側面図、第５図は本考案に採用されるヒータ
を示す側断面図、第６図は均一断面積で形成され
たヒータを示す側断面図である。 図中、１は内燃機関、２は吸気系、１３はイン
テークバーナ、１７はヒータ、１８はその気化
端、１９はその燃焼端である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気化燃料の燃焼部分に対して燃料の気化促進部
   分の断面積が燃焼端側から気化端側に向かつて順
   次拡大されてセラミツク体からテーパ状に成形し
   たヒータの内にヒータの外周面に略沿うように発
   熱抵抗体を埋設し、該ヒータの気化促進部分に、
   その燃焼部分側が薄肉で気化促進部分の端部が厚
   肉の多段筒状に形成された金属製の支持部材を嵌
   合し、該支持部材の厚肉部分に嵌合した筒状の保
   護カバーに、上記薄肉部分へ燃料を供給する燃料
   供給ノズル体を設けたことを特徴とするインテー
   クバーナ。