JPH05133301A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料を加熱し、その温度を所望の温度に調節
する。 【構成】 燃料噴射弁１の先端には電磁コイル２２３が
設けられ、その内部には燃料加熱管２２４が設けられ
る。さらに、燃料加熱管２２４の内側には感温フェライ
ト２２５が設けられている。電磁コイル２２３に通電す
ると、燃料加熱管２２４が発熱し、燃料通路２２７を通
る燃料が加熱される。感温フェライト２２５の温度がキ
ューリー点に達するとその透磁率は急激に低下し、燃料
加熱管２２４の内側を通る磁束が減少する。磁束の減少
により、燃料加熱管２２４の発熱は抑制され、その温度
は一定の温度に安定する。これにより、燃料通路２２７
を通る燃料は所望の温度に安定して加熱される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に燃料を供給
する燃料供給装置に関し、特にその燃料噴射弁に高周波
誘導加熱による加熱装置を設け、燃料噴射弁から噴射さ
れる燃料を加熱するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料噴射弁に高周波誘導加熱によ
る加熱装置を設け、燃料噴射弁から噴射される燃料を加
熱するようにしたものとして、特公昭４９─４５２４９
号公報および特公昭４９─４５２５０号公報に開示され
るものが知られている。

【０００３】これらの従来技術では、燃料噴射弁の先端
部にコイルを設け、このコイルに高周波電流を流して、
燃料噴射弁から噴射される燃料を加熱している。そし
て、噴射される燃料が加熱される結果、燃料の気化が促
進され、寒冷時の始動を容易にし、燃費を向上させ、さ
らに排気浄化の点においても良好な効果を得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来か
ら、電磁コイルに誘起される磁気で金属等を発熱させ燃
料を加熱する磁気誘導加熱方式が知られていた。ところ
が、燃料を加熱する場合に、その発熱温度が高くなりす
ぎると、燃料噴射弁から噴射される前の燃料に燃料ベー
パが発生し、所望の量の燃料を噴射できなくなるという
問題点があった。

【０００５】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
み、磁気誘導加熱方式を用いる場合でも、その発熱温度
を所望の温度に調節することを目的としてなされたもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、内燃機関に加圧燃料を調量し噴射する燃
料噴射弁を備える燃料供給装置において、前記加圧燃料
の燃料通路の外周に設けられ、高周波電流が通電される
電磁コイルと、前記コイルの内部に設けられ、高い透磁
率を有し、磁気発熱しやすい材料からなる加熱部材と、
前記コイルの内部に設けられ、温度に応じて透磁率が変
化する材料からなり、所定温度以上のとき前記加熱部材
を通る磁束を減少させる感温磁性部材とを備えることを
特徴とする燃料供給装置という技術的手段を採用する。

【０００７】

【作用】上記本発明の構成による作用を説明する。電磁
コイルに高周波電流が通電されると、コイルは高周波交
番磁束を発生する。このとき、加熱部材は磁気ヒステリ
シス損失や渦電流損失などにより磁気的に発熱しやすい
材料で構成されるため、加熱部材は発熱する。そして、
この加熱部材の発熱により燃料が加熱される。さらに、
加熱部材が発熱し、その温度が所定温度に達すると、電
磁コイルの内部に設けられた感温磁性材料が加熱部材を
通る磁束を減少させる。このため、加熱部材の発熱は制
限され、その温度はほぼ一定の温度になる。これによ
り、燃料はほぼ一定の温度に安定して加熱される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を適用した第１実施例を図１乃
至図２により説明する。この第１実施例では、燃料加熱
装置を燃料噴射弁の噴射口より外側に設けている。燃料
噴射弁１は、広く知られているニードルタイプの燃料噴
射弁である。燃料噴射弁１は、先端に燃料噴射口１１０
が開口するバルブハウジング１００を有している。スリ
ーブ２２０は、そのハウジング２２１の内部に、セラミ
ック製ボビン２２２と、電磁コイル２２３と、燃料加熱
管２２４と、感温フェライト２２５と、ガスケット２２
６とを有している。燃料加熱管２２４は、円筒状に形成
され、高い透磁率と、低い抵抗とを示す純鉄で構成され
ている。感温フェライト２２５は円筒状に形成され、燃
料加熱管２２４の内側に挿入され、その内部に燃料噴射
弁１から噴射された燃料の通路２２７を形成している。
セラミック製ボビン２２２には、銅線の電磁コイル２２
３が巻かれ、電磁コイル２２３はリード線６により、高
周波電源７に接続されている。

【０００９】なお、電源７からの高周波電流の供給は、
リード線６の途中に適宜のスイッチを設けることで断続
することができ、例えばエンジン作動時のみ供給するよ
うにしたり、エンジンの負荷、回転、温度等の運転状態
に応じて断続できる。

【００１０】次に、上記の実施例の作動を説明する。燃
料噴射弁１には図示せぬ燃料ポンプから加圧された燃料
が供給され、この燃料が燃料噴射口１１０から噴射され
る。そして、この噴射後の燃料が加熱され、微粒化が促
進される。

【００１１】高周波電源７から電磁コイル２２３に高周
波電圧（周波数；数ＫＨ_Z 〜数ＭＨ _Z ）を印加すると、
電磁コイル２２３には、高周波電流Ｉが流れ、電磁コイ
ル２２３内に配置された金属部材より成る燃料加熱管２
２４には、高周波交番磁界Ｈが生ずる。燃料加熱管２２
４は、透磁率が高く、特に磁気ヒステリシス損失や、う
ず電流損失の大きい磁気発熱しやすい金属材料を選定し
てある為、交番磁界中では、発熱現象が生ずる。そし
て、その熱は、感温フェライト２２５を通して燃料通路
２２７に伝達される。従って、燃料噴射弁１から噴射さ
れた燃料は、燃料通路２２７を通る過程で加熱され、微
粒化されて内燃機関に供給される。

【００１２】感温フェライト２２５は、図２に図示され
るように、所定のキューリー点温度において急激に透磁
率が減少する特性を有している。そして、その温度は、
燃料通路２２７内の燃料の着火を防止できる程度の燃料
加熱に最適な温度に設定されている。

【００１３】電磁コイル２２３に通電を開始した直後
は、感温フェライト２２５の温度も低い。このため、感
温フェライト２２５の透磁率は高く、磁束は燃料加熱管
２２４の内側を通る。これにより、燃料加熱管２２４の
内側には磁束が通りやすくなり、燃料加熱管２２４の温
度上昇が促進される。燃料加熱管２２４が発熱し、温度
が上昇すると、感温フェライト２２５の温度がキューリ
ー点に達する。このため、感温フェライト２２５の透磁
率が急減に減少し、磁束を通しにくくなる。これによ
り、燃料加熱管２２４の内側を通る磁束は減少し、燃料
加熱管２２４の発熱が抑制される。従って、燃料通路２
２７の温度は、感温フェライト２２５のキューリー点で
決まる温度に調節され、そこを通る燃料も一定の温度に
安定して加熱される。

【００１４】この実施例では、燃料加熱管２２４と感温
フェライト２２５とを磁束に対して平行に設け、所定温
度以上になると磁束が感温フェライト２２５に通りにく
くなり、燃料加熱管２２４の内側を通る磁束を減少させ
るようにした。このため、簡単な構成で燃料加熱管２２
４の発熱を所定温度に制限でき、燃料が必要以上に加熱
されることを防止することができる。

【００１５】そして、内燃機関の吸気管中に粒径の細い
燃料噴霧を噴射し、吸入空気とよく混合させ均一な混合
気を内燃機関に供給でき、完全燃焼を行わせることがで
きる。その結果、内燃機関の有害排出ガス成分（特にＨ
Ｃ）の低減、アイドル安定性の向上、点火プラグの耐く
すぶり性能の向上、希薄燃焼領域の拡大、排気ガス再循
環量の増大、低燃費の実現などが可能になる。

【００１６】なお、上記実施例では、燃料加熱管２２４
に純鉄を使用したが、高透磁率、高鉄損を示し、磁気発
熱しやすい磁性合金を用いてもよい。図３に本発明の第
２実施例を示す。なお、第１実施例と同じ構成には同じ
符号を付し説明を省略する。

【００１７】この第２実施例では、燃料加熱管２２９に
燃料通路２２７が形成され、燃料が燃料加熱管２２９に
より直接に加熱されるようになっている。そして、燃料
加熱管２２９の軸方向と、径方向の外側には感温フェラ
イト２２８が設けられる。感温フェライト２２８は円筒
状に形成され、その内部に燃料加熱管２２９を内蔵して
いる。感温フェライト２２８はカップ状の部材２２８ａ
と円板状の部材２２８ｂとからなり、カップ状の部材２
２８ａの内部に燃料加熱管２２９を収容して円板状の部
材２２８ｂで蓋をするように構成される。特にこの実施
例では、感温フェライト２２８が燃料加熱管２２９の軸
方向両端を覆っており、燃料加熱管２２９を軸方向に通
る磁束に対して影響しやすく構成されている。

【００１８】この実施例では、感温フェライト２２８の
温度が低い時にはその透磁率も高いため、燃料加熱管２
２９に十分な磁束が通る。そして、感温フェライト２２
８の温度が上昇し、キューリー点に達すると、その透磁
率が低下し、燃料加熱管２２９を通る磁束を妨げて、磁
束を減少させる。このため、燃料加熱管２２９の発熱は
抑制され、燃料加熱管２２９の温度は所定温度に安定す
る。そして、この燃料加熱管２２９が、その内側に形成
された燃料通路２２７を通る燃料を直接に加熱する。

【００１９】この実施例では、電磁コイル２２３の内部
にその軸方向に磁束が発生することに着目し、燃料加熱
管２２９の軸方向に感温フェライト２２８を配し、燃料
加熱管２２９と通ろうとする磁束を遮るようにしたか
ら、燃料加熱管２２９の温度を確実に所定温度に安定さ
せることができる。

【００２０】図４に本発明の第３実施例を示す。なお、
第１実施例と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略す
る。この実施例では、燃料加熱管２３０の軸方向両端に
独立した円板状の感温フェライト２３１、２３２を設け
ている。

【００２１】この実施例によると、感温フェライト２３
１、２３２の温度がキューリー点以上になると燃料加熱
管２３０を通ろうとする磁束が妨げられるので、燃料加
熱管２３０の発熱が抑制される。

【００２２】図５に本発明の第４実施例を示す。なお、
第１実施例と同じ構成には同じ符号を付し説明を省略す
る。この実施例では、燃料通路２２７を磁気発熱しない
燃料通路管２３３により形成し、この燃料通路２２７の
中心軸状に針状のピン２３４を設けている。ピン２３４
は、純鉄からなる磁気発熱しやすい発熱部２３５と、そ
の外周を覆う感温フェライト２３６とから構成される。
ピン２３４は、燃料通路２２７を横切るように設けられ
た支持部材２３７に固定されている。

【００２３】この実施例では、電磁コイル２２３への通
電開始直後には感温フェライト２３６の温度が低いた
め、中心の発熱部２３５に十分な磁束が通り、発熱部２
３５の温度上昇が促進される。やがて、発熱部２３５の
温度が上昇し、感温フェライト２３６の温度がキューリ
ー点に達すると、感温フェライト２３６の透磁率が低下
し、発熱部２３５への磁束を遮る。このため、発熱部２
３５の発熱は抑制され、その温度は感温フェライト２３
６のキューリー点により決まる温度に調節される。そし
て、燃料噴射弁１の燃料噴射口１１０から噴射された燃
料は、燃料通路２２７を通る過程でピン２３４により加
熱され、燃料通路２２７と支持部材２３７との間の通路
を通って噴射される。このため、燃料は加熱によって十
分に微粒化される。

【００２４】以上述べた実施例では、磁気的に発熱する
部材によって燃料を加熱することができ、燃料の微粒化
を図ることができる。しかも、キューリー点まで温度が
上昇すると透磁率が急激に減少する感温フェライトを、
上記発熱部材への磁束を妨げるように設けたから、簡単
な構成でその発熱を抑制することができ、簡単な構成で
燃料の加熱温度を安定に調節することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によると、コイ
ルの内部に感温磁性部材を設け、加熱部材の温度を制限
するようにこの加熱部材を通る磁束を制御するようにし
たから、簡単な構成で燃料の加熱温度を安定に調節する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の要部断面構造を示す部分断面図で
ある。

【図２】第１実施例の感温フェライトの特性を示すグラ
フである。

【図３】第２実施例の要部構造を示す断面図である。

【図４】第３実施例の要部断面構造を示す部分断面図で
ある。

【図５】第４実施例の要部断面構造を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 燃料噴射弁 ２２２ セラミック製ボビン ２２３ 電磁コイル ２２４ 燃料加熱管 ２２５ 感温フェライト ２２７ 燃料通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に加圧燃料を調量し噴射する燃
   料噴射弁を備える燃料供給装置において、 前記加圧燃料の燃料通路の外周に設けられ、高周波電流
   が通電される電磁コイルと、 前記コイルの内部に設けられ、高い透磁率を有し、磁気
   発熱しやすい材料からなる加熱部材と、 前記コイルの内部に設けられ、温度に応じて透磁率が変
   化する材料からなり、所定温度以上のとき前記加熱部材
   を通る磁束を減少させる感温磁性部材とを備えることを
   特徴とする燃料供給装置。
2. 【請求項２】 前記感温磁性材料は所定温度において透
   磁率が急激に減少する磁性材料であることを特徴とする
   請求項１記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】 前記感温磁性材料は、前記加熱部材への
   磁束を妨げるように設けられ、所定温度以上のとき前記
   加熱部材への磁束を妨げて前記加熱部材を通る磁束を減
   少させることを特徴とする請求項２記載の燃料供給装
   置。