JPH07217508A - 内燃機関用エアヒータ - Google Patents
内燃機関用エアヒータInfo
- Publication number
- JPH07217508A JPH07217508A JP6009697A JP969794A JPH07217508A JP H07217508 A JPH07217508 A JP H07217508A JP 6009697 A JP6009697 A JP 6009697A JP 969794 A JP969794 A JP 969794A JP H07217508 A JPH07217508 A JP H07217508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- band plate
- heating element
- fusing
- air heater
- internal combustion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒューズ機能を有する部分が経時的に熱劣化
することを有効に防止でき耐久性に優れると同時に、無
制御連続通電が生じた場合に発熱体の過熱による溶断温
度を所望の温度に設定でき、周辺機器および部品への熱
害を確実に防止できるとともに、長時間のアフターヒー
ト運転も実行可能なヒューズ機能付き内燃機関用エアヒ
ータの提供。 【構成】 この発明の内燃機関用エアヒータ１００は、
電気抵抗金属製の帯板２０を折り曲げるとともに、前記
帯板２０の一部に該帯板２０を切断して重ねて重なり部
を形成し、該重なり部を前記帯板２０の材料より融点の
低い可溶金属部材７で接合された溶断部を有する発熱体
２と、該発熱体２を支持して吸気通路に配置させる枠体
１とを備える。発熱体２は、通電端子に接続される端部
２３と、該端部２３に連なる蛇行部２４とを有し、溶断
部５は前記端部２３と前記蛇行部２４の第１ターン部２
５との間に設けられ、かつ分離方向の初期応力が付与さ
れている。
することを有効に防止でき耐久性に優れると同時に、無
制御連続通電が生じた場合に発熱体の過熱による溶断温
度を所望の温度に設定でき、周辺機器および部品への熱
害を確実に防止できるとともに、長時間のアフターヒー
ト運転も実行可能なヒューズ機能付き内燃機関用エアヒ
ータの提供。 【構成】 この発明の内燃機関用エアヒータ１００は、
電気抵抗金属製の帯板２０を折り曲げるとともに、前記
帯板２０の一部に該帯板２０を切断して重ねて重なり部
を形成し、該重なり部を前記帯板２０の材料より融点の
低い可溶金属部材７で接合された溶断部を有する発熱体
２と、該発熱体２を支持して吸気通路に配置させる枠体
１とを備える。発熱体２は、通電端子に接続される端部
２３と、該端部２３に連なる蛇行部２４とを有し、溶断
部５は前記端部２３と前記蛇行部２４の第１ターン部２
５との間に設けられ、かつ分離方向の初期応力が付与さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼル機関など
内燃機関の吸気を加熱するための内燃機関用エアヒータ
に関する。
内燃機関の吸気を加熱するための内燃機関用エアヒータ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関、とくに直噴型ディーゼ
ル機関などの内燃機関では、冷間始動における内燃機関
の始動を円滑に行うための予熱（プレヒート）、および
始動後の運転を円滑に行うためのアフターヒートがなさ
れ、この加熱源として機関の吸気系に電熱式エアヒータ
が装着されている。このエアヒータとして、内部が吸入
空気通路となっている枠体内に、電気抵抗金属製の帯板
を折り曲げて形成したリボンヒータを発熱体として取り
付けた構成のものが使用されている。このエアヒータに
は、機関の停止時などに誤作動で無制御連続通電がなさ
れると、過昇温して周辺に配置された機器および部品に
熱害を及ぼす恐れがあるため、熱害防止対策としてヒュ
ーズ機能を付与する提案がなされている。（実開平１−
１１３９９０号公報、実開昭６２−１６０７６６号公
報、実開昭５７−５４６６０号公報など）
ル機関などの内燃機関では、冷間始動における内燃機関
の始動を円滑に行うための予熱（プレヒート）、および
始動後の運転を円滑に行うためのアフターヒートがなさ
れ、この加熱源として機関の吸気系に電熱式エアヒータ
が装着されている。このエアヒータとして、内部が吸入
空気通路となっている枠体内に、電気抵抗金属製の帯板
を折り曲げて形成したリボンヒータを発熱体として取り
付けた構成のものが使用されている。このエアヒータに
は、機関の停止時などに誤作動で無制御連続通電がなさ
れると、過昇温して周辺に配置された機器および部品に
熱害を及ぼす恐れがあるため、熱害防止対策としてヒュ
ーズ機能を付与する提案がなされている。（実開平１−
１１３９９０号公報、実開昭６２−１６０７６６号公
報、実開昭５７−５４６６０号公報など）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに従来品は、ヒ
ータエレメントの一部を切り欠き、その切欠部にヒュー
ズ機能を持たせたり、エアヒータに温度ヒューズを付設
する構成であった。前者においてはヒータエレメントの
切欠部が通常の使用において他部に較べ高温となるため
経時劣化し易く、且つヒータエレメントの材料の溶断温
度（約１５００℃）にまで昇温しないと作用できないた
め、周辺機器および部品への熱害防止が不充分となり易
い欠点があった。また後者は、ヒータエレメント自体の
温度を直接検知していないため、エンジン始動後に５〜
１０分間という長時間の吸気加熱を行うことが望ましい
寒冷地のアフターヒート運転では、ヒューズの無制御連
続通電による溶断時間との両立が困難になっている。
ータエレメントの一部を切り欠き、その切欠部にヒュー
ズ機能を持たせたり、エアヒータに温度ヒューズを付設
する構成であった。前者においてはヒータエレメントの
切欠部が通常の使用において他部に較べ高温となるため
経時劣化し易く、且つヒータエレメントの材料の溶断温
度（約１５００℃）にまで昇温しないと作用できないた
め、周辺機器および部品への熱害防止が不充分となり易
い欠点があった。また後者は、ヒータエレメント自体の
温度を直接検知していないため、エンジン始動後に５〜
１０分間という長時間の吸気加熱を行うことが望ましい
寒冷地のアフターヒート運転では、ヒューズの無制御連
続通電による溶断時間との両立が困難になっている。
【０００４】この発明の目的は、ヒューズ機能を有する
部分が経時的に熱劣化することを有効に防止でき耐久性
に優れると同時に、無制御連続通電が生じた場合に発熱
体の過熱による溶断温度を所望の温度に設定でき、周辺
機器および部品への熱害を確実に防止できるとともに、
長時間のアフターヒート運転も実行可能なヒューズ機能
付き内燃機関用エアヒータの提供にある。
部分が経時的に熱劣化することを有効に防止でき耐久性
に優れると同時に、無制御連続通電が生じた場合に発熱
体の過熱による溶断温度を所望の温度に設定でき、周辺
機器および部品への熱害を確実に防止できるとともに、
長時間のアフターヒート運転も実行可能なヒューズ機能
付き内燃機関用エアヒータの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の内燃機関用エ
アヒータは、電気抵抗金属製の帯板を折り曲げるととも
に、前記帯板の一部に該帯板を切断して重ねて重なり部
を形成し、該重なり部を前記帯板の材料より融点の低い
可溶金属部材で接合された溶断部を有する発熱体と、該
発熱体を支持して吸気通路に配置させる枠体とを備え
る。請求項２に記載の内燃機関用エアヒータは、前記発
熱体は、通電端子に接続される端部と、該端部に連なる
蛇行部とを有し、前記溶断部は前記端部と前記蛇行部の
第１ターン部との間に設けられ、かつ分離方向に初期応
力が付与されたことを特徴とする。
アヒータは、電気抵抗金属製の帯板を折り曲げるととも
に、前記帯板の一部に該帯板を切断して重ねて重なり部
を形成し、該重なり部を前記帯板の材料より融点の低い
可溶金属部材で接合された溶断部を有する発熱体と、該
発熱体を支持して吸気通路に配置させる枠体とを備え
る。請求項２に記載の内燃機関用エアヒータは、前記発
熱体は、通電端子に接続される端部と、該端部に連なる
蛇行部とを有し、前記溶断部は前記端部と前記蛇行部の
第１ターン部との間に設けられ、かつ分離方向に初期応
力が付与されたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の作用および効果】この発明では、発熱体が帯板
の材料により低融点の可溶金属部材で接合された溶断部
を有し、無制御連続通電などによる過熱時においてこの
溶断部がヒューズとして機能し断線する。このため、周
辺に配置された機器および部品に熱害が及ぶことを確実
に防止できるとともに、可溶金属部材の選択により断線
する温度を任意に設定できる。また、溶断部の面積を任
意に大きくでき、この部分の電気抵抗値を低く維持する
ことが可能で、溶断部を発熱体の他部より低温に維持で
き、経時的熱劣化が防止できる。さらに、溶断部は機関
の運転中は吸気により冷却されているので、長時間のア
フターヒートがなされても過熱、切断することは確実に
防止でき、無制御連続通電による溶断時間の適性な設定
と、長時間のアフターヒートとの両立が可能となる。
の材料により低融点の可溶金属部材で接合された溶断部
を有し、無制御連続通電などによる過熱時においてこの
溶断部がヒューズとして機能し断線する。このため、周
辺に配置された機器および部品に熱害が及ぶことを確実
に防止できるとともに、可溶金属部材の選択により断線
する温度を任意に設定できる。また、溶断部の面積を任
意に大きくでき、この部分の電気抵抗値を低く維持する
ことが可能で、溶断部を発熱体の他部より低温に維持で
き、経時的熱劣化が防止できる。さらに、溶断部は機関
の運転中は吸気により冷却されているので、長時間のア
フターヒートがなされても過熱、切断することは確実に
防止でき、無制御連続通電による溶断時間の適性な設定
と、長時間のアフターヒートとの両立が可能となる。
【０００７】
【実施例】図１〜図４はこの発明の実施例にかかる内燃
機関用エアヒータ１００を示す。エアヒータ１００は、
ディーゼル機関の吸気管に締結される枠体１と、該枠体
１に取り付けられた発熱体２とを備える。発熱体２は、
この実施例では、上流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂ
からなり、上流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂの両端
部には、前記枠体１を貫通して配された端子電極棒３、
３および中間電極棒４、４が接続されている。
機関用エアヒータ１００を示す。エアヒータ１００は、
ディーゼル機関の吸気管に締結される枠体１と、該枠体
１に取り付けられた発熱体２とを備える。発熱体２は、
この実施例では、上流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂ
からなり、上流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂの両端
部には、前記枠体１を貫通して配された端子電極棒３、
３および中間電極棒４、４が接続されている。
【０００８】枠体１は略円環形を呈し、外周に吸気管へ
の締結穴１１が設けられた突出部１２がほぼ等間隔に４
つ設けられている。枠体１の右側部１３および左側部１
４には、端子電極棒３、３および中間電極棒４、４が挿
通して配される半径方向の貫通穴１０が２つずつ平行し
て計４つ形成され、前記端子電極棒３、３および中間電
極棒４、４が電気絶縁されて貫設されている。枠体１の
上部１５および下部１６は上流側および下流側の各発熱
体２Ａ、２Ｂの支持部となっており、内壁部には各発熱
体を絶縁して支持するための支持機構を嵌め込むための
長４角の空間１７および１８が形成されている。端子電
極棒３、３および中間電極棒４、４は、いずれも絶縁ワ
ッシャー３２（図１、図４に示す）が取り付けられると
ともに前記貫通穴１０に絶縁筒３１（図４に示す）を介
して挿通され、さらに平ワッシャー３３、スプリングワ
ッシャー３４およびナット３５等により締結されて枠体
１に絶縁保持されている。
の締結穴１１が設けられた突出部１２がほぼ等間隔に４
つ設けられている。枠体１の右側部１３および左側部１
４には、端子電極棒３、３および中間電極棒４、４が挿
通して配される半径方向の貫通穴１０が２つずつ平行し
て計４つ形成され、前記端子電極棒３、３および中間電
極棒４、４が電気絶縁されて貫設されている。枠体１の
上部１５および下部１６は上流側および下流側の各発熱
体２Ａ、２Ｂの支持部となっており、内壁部には各発熱
体を絶縁して支持するための支持機構を嵌め込むための
長４角の空間１７および１８が形成されている。端子電
極棒３、３および中間電極棒４、４は、いずれも絶縁ワ
ッシャー３２（図１、図４に示す）が取り付けられると
ともに前記貫通穴１０に絶縁筒３１（図４に示す）を介
して挿通され、さらに平ワッシャー３３、スプリングワ
ッシャー３４およびナット３５等により締結されて枠体
１に絶縁保持されている。
【０００９】上流側および下流側の各発熱体２Ａ、２Ｂ
は、図５に示すほぼ同一形状を有し、鉄クロム合金製
で、巾Ｈ＝１０ｍｍ、厚さｔ＝０．７５ｍｍの帯板２０
を折り曲げて形成されている。各発熱体２Ａ、２Ｂは、
両端に端子電極棒３または中間電極棒４が挿通する穴付
き接続部２１および傾斜部２２からなる端部２３を有
し、これら端部２３、２３間には帯板２０を４往復蛇行
させた蛇行部２４が設けられている。上流側発熱体２Ａ
には、中間電極棒４がわの端部２３と蛇行部２４の第１
ターン部２５との間に、溶断部５が設けられている。上
流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂは、枠体１の外部で
中間電極棒４、４間に掛け渡して締結された導電板４１
により電気的接続がなされている。上流側発熱体２Ａの
中間電極棒４がわの端部２３は、中間電極棒４に締結さ
れた状態で外側に引張力Ｆを受けており、溶断部５は分
離方向に初期応力が付与されている。
は、図５に示すほぼ同一形状を有し、鉄クロム合金製
で、巾Ｈ＝１０ｍｍ、厚さｔ＝０．７５ｍｍの帯板２０
を折り曲げて形成されている。各発熱体２Ａ、２Ｂは、
両端に端子電極棒３または中間電極棒４が挿通する穴付
き接続部２１および傾斜部２２からなる端部２３を有
し、これら端部２３、２３間には帯板２０を４往復蛇行
させた蛇行部２４が設けられている。上流側発熱体２Ａ
には、中間電極棒４がわの端部２３と蛇行部２４の第１
ターン部２５との間に、溶断部５が設けられている。上
流側発熱体２Ａ、下流側発熱体２Ｂは、枠体１の外部で
中間電極棒４、４間に掛け渡して締結された導電板４１
により電気的接続がなされている。上流側発熱体２Ａの
中間電極棒４がわの端部２３は、中間電極棒４に締結さ
れた状態で外側に引張力Ｆを受けており、溶断部５は分
離方向に初期応力が付与されている。
【００１０】各発熱体２Ａ、２Ｂの前記蛇行部２４の両
側の折り曲げ部（ターン部）は、前記枠体内周壁の空間
１７および１８に嵌め込まれた支持機構６、６により枠
体１に支持されている。各支持機構６は、前記空間１７
および１８に嵌め込まれ、中心側壁に長手方向の開口６
０を有し、コ字形断面を呈する樋状の金属板製ケーシン
グ６１を有する。ケーシング６１には、内側面に前記各
蛇行部２４のターン部が嵌め込まれる１対の凹所６２、
６２が設けられたセラミック製碍子６３、６３が直列し
て２個ずつ嵌め込まれ、これら碍子６３、６３とケーシ
ング６１の外壁６４との間に介装された板ばね６５によ
り内側に付勢されて保持されている。
側の折り曲げ部（ターン部）は、前記枠体内周壁の空間
１７および１８に嵌め込まれた支持機構６、６により枠
体１に支持されている。各支持機構６は、前記空間１７
および１８に嵌め込まれ、中心側壁に長手方向の開口６
０を有し、コ字形断面を呈する樋状の金属板製ケーシン
グ６１を有する。ケーシング６１には、内側面に前記各
蛇行部２４のターン部が嵌め込まれる１対の凹所６２、
６２が設けられたセラミック製碍子６３、６３が直列し
て２個ずつ嵌め込まれ、これら碍子６３、６３とケーシ
ング６１の外壁６４との間に介装された板ばね６５によ
り内側に付勢されて保持されている。
【００１１】溶断部５は、図６に示す如く、重なり部の
長さＬ＝５ｍｍであり、重なり面の全面に可溶金属部材
７として銀ろう（図６に示す）によるろう付けが施され
ている。このようにろう付け面積を大きくとることで、
この部分の通電抵抗が低減し、図７に示す如く溶断部５
の中心点Ｐ1 と溶断部５から１０ｍｍ離れた点Ｐ2 の温
度は通電中１００℃程度低く維持できる。なお、溶断部
５は、上記ろう付けの他、可溶金属部材７を切断した発
熱体２の帯板２０、２０間に挟持し、電気抵抗溶接など
によって接合すると容易に形成できる。発熱体２の材料
である鉄クロム合金はほぼ１５００℃の融点であり、銀
ろうは７６０℃前後の融点であるため、機関停止時の無
制御連続通電により発熱体が過熱すると銀ろうが溶融し
て溶断部は分離しヒューズとして作用する。また、機関
始動後のアフターヒート運転では発熱体２は吸気により
冷却されるため、長時間通電しても過熱の問題は生じな
い。
長さＬ＝５ｍｍであり、重なり面の全面に可溶金属部材
７として銀ろう（図６に示す）によるろう付けが施され
ている。このようにろう付け面積を大きくとることで、
この部分の通電抵抗が低減し、図７に示す如く溶断部５
の中心点Ｐ1 と溶断部５から１０ｍｍ離れた点Ｐ2 の温
度は通電中１００℃程度低く維持できる。なお、溶断部
５は、上記ろう付けの他、可溶金属部材７を切断した発
熱体２の帯板２０、２０間に挟持し、電気抵抗溶接など
によって接合すると容易に形成できる。発熱体２の材料
である鉄クロム合金はほぼ１５００℃の融点であり、銀
ろうは７６０℃前後の融点であるため、機関停止時の無
制御連続通電により発熱体が過熱すると銀ろうが溶融し
て溶断部は分離しヒューズとして作用する。また、機関
始動後のアフターヒート運転では発熱体２は吸気により
冷却されるため、長時間通電しても過熱の問題は生じな
い。
【００１２】図８は使用状態における溶断部５の中心点
Ｐ1 と、溶断部５のない従来の発熱体を用いたエアヒー
タの温度変化を示す。図８から判るように、この発明の
エアヒータは、溶断部５の熱劣化が防止でき、耐久性が
向上できる。また、溶断部５を端部２３と第１ターン部
２５との間に設けることにより、容易に溶断部５に引張
力を掛けることができる。この引張力により可溶金属部
材７に張力を付与でき、溶断時間を短時間にできるた
め、製品のばらつきを防止できる。なお、発熱体２の材
料より低融点の可溶金属部材７として、銀ろう（Ａｇ−
Ｃｕ−Ｚｎ合金）の他、金ろう（Ａｕ−Ｃｕ合金）、ニ
ッケルろう、黄銅ろう（Ｃｕ−Ｚｎ）、リン銅ろう（Ｃ
ｕ−Ａｇ−Ｐ）などのろう材、銀（Ａｇ）、Ｎｉ−Ｃｕ
合金などが適用でき、例えば６００℃〜１０００℃の溶
断温度の金属材料が通電時間の設定に応じて適宜選択で
きる。
Ｐ1 と、溶断部５のない従来の発熱体を用いたエアヒー
タの温度変化を示す。図８から判るように、この発明の
エアヒータは、溶断部５の熱劣化が防止でき、耐久性が
向上できる。また、溶断部５を端部２３と第１ターン部
２５との間に設けることにより、容易に溶断部５に引張
力を掛けることができる。この引張力により可溶金属部
材７に張力を付与でき、溶断時間を短時間にできるた
め、製品のばらつきを防止できる。なお、発熱体２の材
料より低融点の可溶金属部材７として、銀ろう（Ａｇ−
Ｃｕ−Ｚｎ合金）の他、金ろう（Ａｕ−Ｃｕ合金）、ニ
ッケルろう、黄銅ろう（Ｃｕ−Ｚｎ）、リン銅ろう（Ｃ
ｕ−Ａｇ−Ｐ）などのろう材、銀（Ａｇ）、Ｎｉ−Ｃｕ
合金などが適用でき、例えば６００℃〜１０００℃の溶
断温度の金属材料が通電時間の設定に応じて適宜選択で
きる。
【図１】内燃機関用エアヒータの斜視図である。
【図２】内燃機関用エアヒータの通電回路図である。
【図３】内燃機関用エアヒータの側面図である。
【図４】内燃機関用エアヒータの正面図である。
【図５】発熱体の正面図である。
【図６】ろう付け部の斜視図である。
【図７】発熱体の温度測定グラフである。
【図８】発熱体の温度測定グラフである。
１ 枠体 ２ 発熱体 ３ 端子電極棒 ４ 中間電極棒 ５ 溶断部 ６ 支持機構 ７ 可溶金属部材 ２０ 帯板 ２３ 端部 ２４ 蛇行部 ２５ 第１ターン部 １００ 内燃機関用エアヒータ
Claims (2)
- 【請求項１】 電気抵抗金属製の帯板を折り曲げるとと
もに、前記帯板の一部に該帯板を切断して重ねて重なり
部を形成し、該重なり部を前記帯板の材料より融点の低
い可溶金属部材で接合された溶断部を有する発熱体と、
該発熱体を支持して吸気通路に配置させる枠体とを備え
た内燃機関用エアヒータ。 - 【請求項２】 請求項１において、前記発熱体は、通電
端子に接続される端部と、該端部に連なる蛇行部とを有
し、前記溶断部は前記端部と前記蛇行部の第１ターン部
との間に設けられ、かつ分離方向に初期応力が付与され
たことを特徴とする内燃機関用エアヒータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00969794A JP3573777B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 内燃機関用エアヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00969794A JP3573777B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 内燃機関用エアヒータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217508A true JPH07217508A (ja) | 1995-08-15 |
| JP3573777B2 JP3573777B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=11727426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00969794A Expired - Fee Related JP3573777B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 内燃機関用エアヒータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573777B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6040557A (en) * | 1998-12-10 | 2000-03-21 | Phillips & Temro Industries Inc. | Drop-in air heater for an engine with heater support frame having prongs engaging heater holders |
| KR100723265B1 (ko) * | 2006-07-24 | 2007-05-30 | 우진공업주식회사 | 내연기관용 에어히터의 전원연결장치 |
| KR100780892B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2007-11-30 | 우진공업주식회사 | 내연기관용 에어히터의 히터엘레먼트 |
| CN104234881A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-24 | 友进工业株式会社 | 内燃机空气加热器 |
| JP2019510343A (ja) * | 2016-03-02 | 2019-04-11 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | 流体の流れを加熱するための露出した加熱体 |
| KR101973582B1 (ko) * | 2018-12-06 | 2019-04-29 | 덕일산업 주식회사 | 발열필름의 굴곡진 부분을 냉각시키는 히터 |
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1994
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