JPH04366585A - 液体加熱装置 - Google Patents

液体加熱装置

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JPH04366585A
JPH04366585A JP3142961A JP14296191A JPH04366585A JP H04366585 A JPH04366585 A JP H04366585A JP 3142961 A JP3142961 A JP 3142961A JP 14296191 A JP14296191 A JP 14296191A JP H04366585 A JPH04366585 A JP H04366585A
Authority
JP
Japan
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thermistor
electrode
fluid
negative electrode
ptc thermistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3142961A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hori
誠 堀
Yoshinori Akiyama
秋山 喜則
Akio Nara
奈良 昭夫
Takashi Kojima
孝志 児島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP3142961A priority Critical patent/JPH04366585A/ja
Publication of JPH04366585A publication Critical patent/JPH04366585A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ(以
下、「PTCサーミスタ」と称する)に関するもので、
例えばPTCサーミスタを熱源とする流体加熱装置に適
用される。
【0002】
【従来の技術】従来より、PTCサーミスタは、特開昭
63−170555号公報に開示されるように、内燃機
関への燃料の霧化を良好にするため、燃料噴射弁を通過
する燃料(混合気)の加熱源として用いられ、また、特
開昭63−31850号公報に開示されるように、車両
のフロントガラスに着霜した氷を瞬時に除去するため、
ウィンドウォシャ液の加熱源として用いられることが知
られる。
【0003】これらの公報に開示されるPTCサーミス
タによると、発熱体としてのサーミスタ素子は、比較的
大きな電極面積を確保するように、筒状のサーミスタ素
子の内壁面または平板状のサーミスタ素子の表面に電極
が形成される。燃料またはウィンドウォシャ液を加熱す
る場合、サーミスタ素子により加熱される壁体で形成さ
れる通路中に燃料またはウィンドウォシャ液を通過させ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−170555号公報および特開昭63−3185
0号公報に開示されるような従来のPTCサーミスタは
、筒状のサーミスタ素子の内壁面に電極が形成されるの
で、流体を加熱する場合、流体が直接電極に接触される
と、電極が腐食したり摩耗したりするので、PTCサー
ミスタのヒータ性能が低下しやすい。
【0005】また、平板状のサーミスタ素子の表面に電
極を形成し、金属パイプ等の外周面にサーミスタ素子お
よび電極端子を設け、パイプ内部を通過する流体を間接
的に加熱すると、即熱性が低下し熱損失が大きくなるの
で、PTCサーミスタの発熱面積を大きくすることが必
要となり、PTCサーミスタの構造が大型かつ複雑にな
る。このため、PTCサーミスタの燃料噴射弁等への搭
載性が悪化し、製造コストが大きくなるという問題があ
る。
【0006】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、被加熱流体による電極の腐食およ
び摩耗を防止し、即熱性に優れ熱損失の小さい搭載性の
良好なPTCサーミスタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の正
特性サーミスタは、被加熱流体を通過可能な貫通孔が軸
方向に形成される筒状のサーミスタ素子と、前記サーミ
スタ素子の外周壁面に対向して設けられる電極であって
、両電極間にギャップが形成される正電極および負電極
とを有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明のPTCサーミスタによると、サーミス
タ素子の外周壁面に正電極および負電極が設けられてい
るので、被加熱体を加熱する場合、サーミスタ素子の貫
通孔を通過する被加熱体は、正電極および負電極に直接
接触することがない。このため、PTCサーミスタの電
極が被加熱体による腐食および摩耗が防止される。また
、被加熱体は、サーミスタ素子の貫通孔壁面により直接
加熱されるので、PTCサーミスタの熱損失が小さくな
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図1〜図3に本発明の第1実施例によるPTC
サーミスタ1を示す。PTCサーミスタ1は、円筒状の
サーミスタ素子2の外周壁面2aに櫛歯状の正電極3お
よび負電極4が形成される。サーミスタ素子2は、チタ
ン酸バリウムを主成分としたセラミック、またはこれに
チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、マンガン等を混
合したセラミックから形成され、外径8mm、内径3m
m、長さ30mmに設定されている。正電極3および負
電極4は、環状の基部3aおよび4aと櫛歯状の櫛歯部
3bおよび4bとからなり、基部3a、4aから引き出
されるリード線5a、5bが電源8の正極、負極に電気
的に接続される。櫛歯部3bおよび4bは、電極間ギャ
ップL1 を介して円周方向に互いに隣合うように配置
される。これにより各櫛歯部3bおよび4b同志が対向
電極を構成する。櫛歯部3bおよび4bは、幅1.1m
m、電極間ギャップ2mmに設定されている。
【0010】正電極3および負電極4をサーミスタ素子
2の外周壁面2aに形成する場合、まず、櫛歯状の正電
極3および負電極4をオーミックAg電極を用いて外周
壁面2aに印刷し、さらにその上にカバーAg電極を印
刷する。次いでこれを500℃で10分焼付けを行なう
。PTCサーミスタ1により燃料やウィンドウォシャ液
等の流体を加熱する場合、正電極3および負電極4に所
定の電圧を印加し、サーミスタ素子2の貫通孔6に流体
を通過させる。すると、図3に示す矢印のように、サー
ミスタ素子2に電流が供給され、外周壁面2aだけでな
く、貫通孔内壁面2bも短時間に発熱する。このため、
貫通孔内壁面2bに接触する流体は、正電極3および負
電極4に接触することなく迅速に加熱される。
【0011】図11〜図14に従来の比較例1および比
較例2を示す。図11および図12に示す比較例1によ
るPTCサーミスタ11は、円筒状のサーミスタ素子1
2の外周壁面12aに負電極14を形成し、負電極端部
14aとギャップL2 を隔てて正電極13を外周壁面
、端面、内周壁面に連続して形成したものである。PT
Cサーミスタ11により、流体を加熱する場合、流体は
、内周壁面の正電極内壁面13aに直接触する。このた
め、正電極内壁面13aは腐食したり摩耗しやすい。
【0012】図13および図14に示す比較例2による
PTCサーミスタ21は、平板状のサーミスタ素子22
の両面に正電極23および負電極24が形成されるもの
で、貫通孔25を有する金属パイプ26の外壁面26a
および26bに取付けられる。PTCサーミスタ21に
より貫通孔25内を通過する流体を加熱する場合、金属
パイプ26を介して流体を間接的に加熱するので、PT
Cサーミスタ21の熱損失が大きくなる。
【0013】このように、比較例1および比較例2に対
して第1実施例によるPTCサーミスタ1は、流体によ
る正電極3および負電極4の耐腐食性および耐摩耗性、
ならびに流体に対する熱伝達率、即熱性が高いものとな
っている。次に、ガソリン用電子式燃料噴射装置の燃料
加熱装置に本発明のPTCサーミスタを適用した第2実
施例について、図4〜図6に基づいて説明する。
【0014】図4に示すように、燃料噴射装置30は、
噴射弁部31の下流側に燃料加熱装置32を有する。燃
料加熱装置32には、噴射弁部31の下端部31aに取
付けられたアルミニウム製のハウジング33内にPTC
サーミスタ35が設けられている。PTCサーミスタ3
5の両端部35aおよび外周面35bに設けられる断熱
絶縁部材36および絶縁チューブ37は、PTCサーミ
スタ35からハウジング33への熱伝達を抑止している
。断熱絶縁部材36は、フェノール樹脂またはPPS(
ポリフェニレンスルフィド)からなり、また、絶縁チュ
ーブ37は、テフロン製熱収縮チューブからなる。PT
Cサーミスタ35の軸方向中央に形成される貫通孔38
は、連結部材39の燃料吐出孔40およびハウジング先
端部33aのノズル孔41に連通する。これにより、噴
射弁部31からノズル孔41に至る燃料通路42が形成
される。連結部材39、断熱絶縁部材36およびハウジ
ング33の環状溝には、燃料通路42からの燃料の漏洩
を防止するテフロン製のOリング43、44、45およ
び46が設けられている。
【0015】PTCサーミスタ35は、筒状のサーミス
タ素子52とサーミスタ素子52の外周壁面に形成され
た櫛歯状の正電極53および負電極54とからなる。正
電極53および負電極54には、ベリリウム銅またはス
テンレス(SUS−301)からなるターミナル57お
よびテフロン被覆電線からなるリード線58が接続され
る。図5に示すように、ターミナル57は、サーミスタ
素子52の外周壁面に沿って湾曲する一対の腕部57a
、57aを有し、腕部57aのバネ効果により正電極5
3および負電極54を挟持している。リード線58は、
ターミナル57の接続部57bにろう付されるコネクタ
59にかしめられて正電極53および負電極54と電気
的に接続される。
【0016】サーミスタ素子52は、外径8mm、内径
2mm、長さ50mm、キューリ温度Tc160℃に設
定される。この場合、サーミスタ素子52の長さを50
mmにしたのは、次のような理由による。燃料の霧化を
良好にするには、特開昭63−170555号公報など
に示されるように、燃料を60〜70℃に加熱すること
が有効であることが知られているため、サーミスタ素子
の耐久性を考慮しキューリ温度Tc160℃のサーミス
タ素子を用いた場合、外径8mm、内径2mmのサーミ
スタ素子の長さを約50mmにすると、燃料を60℃程
度に加熱することができるからである。つまり、図6に
示すように、燃料を60〜70℃に加熱するためには、
サーミスタ素子の長さは、50〜60mmの長さが適当
であるからである。
【0017】燃料の噴射時、燃料吐出孔40から吐出さ
れた燃料は、燃料通路42を通りハウジング33のノズ
ル孔41から噴射される。このとき、PTCサーミスタ
35に通電すると、燃料は、貫通孔内壁面38aにより
加熱され、微粒化および霧化が促進される。この場合、
燃料は、PTCサーミスタ35の正電極53および負電
極54に直接接触しないので、正電極53および負電極
54を腐食したり摩耗したりすることがない。
【0018】次に、燃料、ウィンドウォシャ液等の流体
を加熱する流体加熱装置に本発明のPTCサーミスタを
適用した第3実施例について、図7に基づいて説明する
。図7に示すように、流体加熱装置60は、円筒状のケ
ース61の収納部63内にPTCサーミスタ62が軸方
向に収納される。PTCサーミスタ62は、筒状のサー
ミスタ素子65とサーミスタ素子65の外周壁面65a
に形成される櫛歯状の正電極73および負電極74とか
らなる。
【0019】ケース61には、筒状の収納部63に蓋部
64がねじ結合固定されている。収納部63および蓋部
64の軸方向中央部には、流体の配管に接続可能なねじ
部63aおよび64aが形成される。ねじ部63aおよ
び64aには、サーミスタ素子65の貫通孔66に連通
する通孔67および68が形成される。収納部63の側
壁63bには、リード線69および70を外部に取出す
ための挿入孔75が形成される。なお、ケース61内の
他の構成は、前記第2実施例による燃料加熱装置と同様
であるので、実質的に同一の構成部分には同一符号を付
し、説明を省略する。
【0020】流体加熱装置60によると、流体が貫通孔
を通過するとき、PTCサーミスタ62に通電すると、
流体は、正電極73および負電極74に接触することな
く、貫通孔内壁面65bに接触して加熱される。このた
め、正電極73および負電極74を腐食したり摩耗した
りすることなく、確実に流体を加熱することができる。
【0021】また、流体加熱装置60を燃料噴射装置な
どに取り付ける場合、例えばジョイント等を用いてねじ
部63aおよび64aを簡単に燃料配管に接続すること
ができるので、流体加熱装置60の取付場所を任意に選
択できる。このため、ケース61の収納部63および蓋
部64等のアッシーを設計変更させることなく、PTC
サーミスタ62を組込むことができる。
【0022】図8は本発明の第4実施例によるPTCサ
ーミスタを示す。PTCサーミスタ81は、サーミスタ
素子82の貫通孔83を円錐状にしたものである。サー
ミスタ素子82の外周壁面82aには、櫛歯状の正電極
84および負電極85が形成される。PTCサーミスタ
81によると、流体とサーミスタ素子82との接触面積
を大きくとれるだけでなく、例えば燃料噴射弁の燃料加
熱装置に適用する場合、貫通孔83の大径部83aから
小径部83bへ燃料を通過させると、貫通孔83内で燃
料の噴射速度を大きくすることができる。
【0023】図9は本発明の第5実施例によるPTCサ
ーミスタを示す。PTCサーミスタ86は、サーミスタ
素子87に4個の貫通孔90を中心が同心円上に等間隔
になるよう設けたものである。サーミスタ素子87の外
周壁面87aには、櫛歯状の正電極88および負電極8
9が形成される。PTCサーミスタ86によると、貫通
孔90を流通する被加熱流体とサーミスタ素子87との
接触面積が増大するので、熱損失をさらに小さくするこ
とができる。また、サーミスタ素子87の機械的強度を
高めることができるので、PTCサーミスタ86の耐久
性を高めることができる。
【0024】図10は、本発明の第6実施例によるPT
Cサーミスタを示す。図10に示す第6実施例のPTC
サーミスタ91は、円筒状のサーミスタ素子93の外周
壁面93aの両端部に円筒状の正電極94および負電極
95を形成したものである。この場合、電極94、95
の形状が比較的簡単な形状であるので、PTCサーミス
タ91が製造しやすくなる。
【0025】本発明によるPTCサーミスタは、前述し
たような実施例に限らず、電極の耐腐食性を高めるため
、オーミックAg電極を、Ni−Ag電極に代えたり、
耐マイグレーション性や耐硫化性、耐塩化性を向上する
ため、Ni−Ag・Pd電極(Pd5%以上)に代えて
もよい。また、サーミスタ素子をハニカム形状にして流
体等との接触面積をさらに高めることもできる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のPTCサ
ーミスタによれば、正電極および負電極をサーミスタ素
子の外周壁面に形成し、被加熱流体をサーミスタ素子の
貫通孔に通過させるので、比較的簡単な構成により電極
の耐食性および耐摩耗性を向上させることができる。ま
た、サーミスタ素子の貫通孔内壁面により被加熱流体を
直接加熱するので、PTCサーミスタの熱損失を小さく
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるPTCサーミスタを
示す斜視図である。
【図2】図1に示すPTCサーミスタA−A線断面図で
ある。
【図3】本発明の第1実施例によるPTCサーミスタの
作用を説明するための模式図である。
【図4】本発明の第2実施例によるPTCサーミスタを
適用した燃料噴射装置を示す断面図である。
【図5】図4に示すPTCサーミスタに接続されるター
ミナル、コネクタおよびリード線を示す組立分解斜視図
である。
【図6】図4に示すPTCサーミスタのサーミスタ素子
の長さとサーミスタ素子通過後の燃料温度の関係を示す
特性図である。
【図7】本発明の第3実施例によるPTCサーミスタ適
用した流体加熱装置を示す断面図である。
【図8】本発明の第4実施例によるPTCサーミスタを
示す断面図である。
【図9】本発明の第5実施例によるPTCサーミスタを
示す斜視図である。
【図10】本発明の第6実施例によるPTCサーミスタ
を示す斜視図である。
【図11】従来の比較例1によるPTCサーミスタを示
す斜視図である。
【図12】図11に示すPTCサーミスタB−B線断面
図である。
【図13】従来の比較例2によるPTCサーミスタを示
す斜視図である。
【図14】図13に示すPTCサーミスタC−C線断面
図である。
【符号の説明】
1    PTCサーミスタ(正特性サーミスタ)2 
   サーミスタ素子 2a  外周壁面 3    正電極 4    負電極 6    貫通孔 L1   電極間ギャップ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被加熱流体を通過可能な貫通孔が軸方向に
    形成される筒状のサーミスタ素子と、前記サーミスタ素
    子の外周壁面に対向して設けられる電極であって、両電
    極間にギャップが形成される正電極および負電極とを有
    することを特徴とする正特性サーミスタ。
JP3142961A 1991-06-14 1991-06-14 液体加熱装置 Pending JPH04366585A (ja)

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