JPH08200168A - Fuel gasifying device, fuel feeding device, and fuel gasifying method - Google Patents

Fuel gasifying device, fuel feeding device, and fuel gasifying method

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Publication number
JPH08200168A
JPH08200168A JP7009318A JP931895A JPH08200168A JP H08200168 A JPH08200168 A JP H08200168A JP 7009318 A JP7009318 A JP 7009318A JP 931895 A JP931895 A JP 931895A JP H08200168 A JPH08200168 A JP H08200168A
Authority
JP
Japan
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fuel
heating surface
heater
electrodes
groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP7009318A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Takimoto
和寿 滝本
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP7009318A priority Critical patent/JPH08200168A/en
Publication of JPH08200168A publication Critical patent/JPH08200168A/en
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Abstract

PURPOSE: To further increase the vaporizing speed of fuel liquid drips by a method wherein fuel liquid drips are suppressed from floating from heating surface heated to temperature higher than a Leidenfrost point. CONSTITUTION: A groove 7 on the surface layer 6a of which a heater 6 is formed is arranged in an intake manifold between an fuel injector and a combustion chamber in such a manner to cross a fuel flow passage at right angles. The surface 6a is formed in such a manner that conduction layers 11 and 12 are formed with a heater layer 8 nipped therebetween through the medium of insulation layers 9 and 10, and the exposure surfaces 11a and 12a of two conduction layers 11 and 12 are exposed to the inner surface of the groove 7 in a V-shape in cross section. In the groove 7, an electrical field extending from the exposure surface 11a of a plus potential to an exposure surface 12a of a minus potential is generated based on a power source 14. When liquid drips of fuel injected to a fuel injector and lowering are arrested by the groove 7, the liquid drips are pressed against a floating force generated by own steam pressure and held on the inner wall surface of the groove 7 heated to temperature higher than a Leindenfrost point through an EHD effect by an electrical field in the groove 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フューエルインジェク
タより噴射された燃料の液滴を、燃焼室へ送られる間に
気化させる燃料気化装置、燃料供給装置及び燃料気化方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel vaporization device, a fuel supply device and a fuel vaporization method for vaporizing droplets of fuel injected from a fuel injector while being sent to a combustion chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの燃費を向上させ、排気ガスを
清浄にするためには、燃焼室でほぼ完全燃焼が実現され
ることが好ましい。そのためには燃焼室へ送る燃料が充
分に霧化(微粒化)されていることが望ましい。
2. Description of the Related Art In order to improve fuel efficiency of an engine and clean exhaust gas, it is preferable that almost complete combustion be realized in a combustion chamber. For that purpose, it is desirable that the fuel sent to the combustion chamber be sufficiently atomized (atomized).

【0003】例えば、特開平5−26130号公報に
は、フューエルインジェクタから噴射されるガソリンな
どの燃料の霧化を効率良く行うため、燃料を噴射前に予
め暖めることができるヒータ付きのフューエルインジェ
クタが開示されている。
For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-26130 discloses a fuel injector with a heater that can preheat fuel before injection in order to efficiently atomize fuel such as gasoline injected from the fuel injector. It is disclosed.

【0004】また、特開昭49−120023号公報に
は、燃料の気化器の底部に設けられた加熱面を排気ガス
の余熱により加熱し、気化器内で微粒化し切れなかった
燃料を加熱面にて気化させることにより、燃料の完全気
化(霧化を含む)を実現する燃料気化装置が開示されて
いる。この燃料気化装置では、加熱面側へ流れる排気ガ
ス量が、エンジンの吸気圧と排気圧との圧力差に基づき
ダイヤフラムを介して開閉作動するバッフルにより流量
制御されるようになっており、燃焼室に吸入される燃料
の吸気圧の変化に応じて加熱面が温度制御されるように
なっている。加熱面は燃料が核沸騰状態となる温度に設
定されている。核沸騰とは液滴中に多数の気泡を生じ、
液滴表面だけでなく液滴内部からも気化が進行するた
め、蒸発速度が最大となって燃料を最も効率良く気化さ
せることができる。さらに特開昭49−120023号
公報には、この構成に加え、加熱面に電熱ヒータを備え
たものも開示されている。
Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 49-120023, the heating surface provided at the bottom of the fuel vaporizer is heated by the residual heat of the exhaust gas, and the fuel which has not been completely atomized in the vaporizer is heated. There is disclosed a fuel vaporization device that realizes complete vaporization (including atomization) of fuel by vaporizing the fuel. In this fuel vaporizer, the amount of exhaust gas flowing to the heating surface side is controlled by a baffle that opens and closes via a diaphragm based on the pressure difference between the intake pressure and exhaust pressure of the engine. The temperature of the heating surface is controlled according to the change of the intake pressure of the fuel sucked into. The heating surface is set to a temperature at which the fuel is in a nucleate boiling state. Nucleate boiling produces many bubbles in the droplet,
Since vaporization proceeds not only from the surface of the droplet but also from inside the droplet, the evaporation rate is maximized and the fuel can be vaporized most efficiently. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-120023 discloses, in addition to this structure, a device provided with an electric heater on the heating surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図19はヒータ温度と
燃料の蒸発時間の関係を示すグラフである。同図に示す
ように、燃料の温度が比較的低いうちは液滴表面から気
化が進行し、温度上昇とともに液滴中に気泡が発生しだ
し、さらにその気泡の数が多くなるといわゆる核沸騰状
態となって蒸発速度が最大となる。この核沸騰よりヒー
タ温度が高くなると、図20に示すように液滴Fが自身
の蒸気圧で加熱面41から浮き上がるライデンフロスト
現象が発生し、いわゆる膜沸騰状態となる。ライデンフ
ロスト現象が起こる温度(ランデンフロスト点)TL 以
上に加熱面41が加熱されていると、液滴Fと加熱面4
1との接触面が無くなり、加熱面41から液滴Fへの熱
伝達が著しく損なわれ、蒸発速度が著しく低下してしま
う(図19)。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between heater temperature and fuel evaporation time. As shown in the figure, while the fuel temperature is relatively low, vaporization progresses from the droplet surface, and bubbles start to form in the droplet as the temperature rises. Therefore, the evaporation rate becomes maximum. When the heater temperature is higher than the nucleate boiling, a Leidenfrost phenomenon occurs in which the droplet F floats from the heating surface 41 by its own vapor pressure as shown in FIG. 20, resulting in a so-called film boiling state. When the heating surface 41 is heated above the temperature (Landenfrost point) TL at which the Leidenfrost phenomenon occurs, the droplet F and the heating surface 4 are heated.
The contact surface with 1 is lost, heat transfer from the heating surface 41 to the droplet F is significantly impaired, and the evaporation rate is significantly reduced (FIG. 19).

【0006】また、加熱面41がライデンフロスト点T
L 以上に加熱された状況下では、加熱面41から浮き上
がった液滴Fが、図20に示すようにその流路内に発生
する吸気流により気化し切れないまま燃焼室へ送られて
しまうという問題が生じる。そのため、加熱面41の設
定温度をライデンフロスト点TL より低い、液滴Fが核
沸騰状態となる温度とする必要があった。このことは、
特開昭49−120023号公報でも触れられており、
ライデンフロスト現象のため、ヒータ温度を上げ過ぎる
と返って逆効果であると述べられている。つまり、ライ
デンフロスト現象の発生が、蒸発速度をそれ以上(核沸
騰状態のとき以上)に引き上げることができない大きな
原因となっていた。なお、図19に示すように、加熱面
41の温度をライデンフロスト点TL からさらに上げ続
けていけば、蒸発速度が核沸騰状態のときより大きくな
るところはあるが、そのような高温では混合気の充填率
が著しく低下してしまう。
Further, the heating surface 41 has a Leidenfrost point T.
Under the condition of being heated above L, the liquid droplet F floating from the heating surface 41 is sent to the combustion chamber without being completely vaporized by the intake air flow generated in the flow path as shown in FIG. The problem arises. Therefore, the set temperature of the heating surface 41 needs to be lower than the Leidenfrost point TL so that the droplet F is in the nucleate boiling state. This is
It is also mentioned in JP-A-49-120023,
Due to the Leidenfrost phenomenon, it is said that when the heater temperature is raised too high, it has a reverse effect. In other words, the occurrence of the Leidenfrost phenomenon has been a major cause of being unable to raise the evaporation rate further (more than in the nucleate boiling state). As shown in FIG. 19, if the temperature of the heating surface 41 is further increased from the Leidenfrost point TL, the evaporation rate becomes higher than that in the nucleate boiling state, but at such a high temperature, the mixture The filling rate of will be significantly reduced.

【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はライデンフロスト点以上
に加熱された加熱面からの燃料液滴の浮き上がりを抑え
ることにより、燃料液滴の蒸発速度を一層引き上げるこ
とができる燃料気化装置、燃料供給装置及び燃料気化方
法を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and its purpose is to suppress the lifting of fuel droplets from a heating surface heated above the Leidenfrost point to thereby prevent the formation of fuel droplets. An object of the present invention is to provide a fuel vaporization device, a fuel supply device, and a fuel vaporization method capable of further increasing the evaporation rate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め請求項1に記載の発明では、燃料の液滴を燃焼室に送
る燃料流路上に、加熱面を配置し、その加熱面にて前記
液滴を気化させる燃料気化方法であって、前記加熱面周
辺にて電界を発生させ、前記液滴に対し前記加熱面方向
の力を作用させるようにした。
In order to solve the above problems, in the invention described in claim 1, a heating surface is arranged on the fuel flow path for sending fuel droplets to the combustion chamber, and the heating surface is used. In the fuel vaporization method of vaporizing the droplets, an electric field is generated around the heating surface, and a force in the heating surface direction is applied to the droplets.

【0009】請求項2に記載の発明では、一定面積の加
熱面を備え、前記加熱面に付着した燃料の液滴を加熱・
気化し、エンジンのシリンダ内における燃料の燃焼状態
を改善する燃料気化装置であって、前記加熱面にて、前
記液滴に前記加熱面方向の力を作用させるべく電界発生
手段を備えた。
According to the second aspect of the present invention, a heating surface having a constant area is provided, and the droplets of fuel attached to the heating surface are heated.
A fuel vaporizer for vaporizing and improving a combustion state of fuel in a cylinder of an engine, comprising electric field generating means for exerting a force in the heating surface direction on the droplet on the heating surface.

【0010】請求項3に記載の発明では、燃料の液滴を
燃焼室に送る燃料流路上に、一定面積の加熱面を配置す
る燃料気化装置であって、前記加熱面に付着した燃料の
液滴が跨がって接触可能な一対の電極を、その間に電界
を発生可能に少なくとも一対以上備えた。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fuel vaporization device in which a heating surface having a constant area is arranged on a fuel flow path for sending fuel droplets to the combustion chamber, and the liquid of the fuel adhered to the heating surface. At least one pair of electrodes capable of generating an electric field therebetween was provided with a pair of electrodes that the droplets can straddle and contact.

【0011】請求項4に記載の発明では、前記一対の電
極は前記加熱面上に形成された。請求項5に記載の発明
では、前記一対の電極は前記加熱面上に形成された第1
の電極と、前記加熱面から離間して配置された第2の電
極とからなる。
In the invention of claim 4, the pair of electrodes are formed on the heating surface. In the invention according to claim 5, the pair of electrodes is a first electrode formed on the heating surface.
Electrode and a second electrode spaced apart from the heating surface.

【0012】請求項6に記載の発明では、前記加熱面に
は凹部が形成され、該凹部の内面に前記一対の電極が露
出状態に形成された。請求項7に記載の発明では、前記
一対の電極は、少なくとも一方が前記加熱面から突出し
て形成された。
In the invention according to claim 6, a recess is formed in the heating surface, and the pair of electrodes are formed in an exposed state on the inner surface of the recess. In the invention according to claim 7, at least one of the pair of electrodes is formed to project from the heating surface.

【0013】請求項8に記載の発明では、前記一対の電
極は、所定間隔を隔して平行に前記液滴を燃焼室に送る
燃料流路を横切る方向に延びて前記加熱面上に形成され
た。請求項9に記載の発明では、前記加熱面を形成する
前記燃料気化装置の表面層は、導電層が絶縁層を介して
多層に形成され、前記一対の電極は該導電層が前記加熱
面上に露出して形成された。
According to an eighth aspect of the invention, the pair of electrodes are formed on the heating surface so as to extend in a direction transverse to a fuel flow path for sending the droplets to the combustion chamber in parallel at a predetermined interval. It was In the invention according to claim 9, in the surface layer of the fuel vaporizer that forms the heating surface, conductive layers are formed in multiple layers with an insulating layer interposed, and in the pair of electrodes, the conductive layer is on the heating surface. Formed exposed.

【0014】請求項10に記載の発明では、前記加熱面
を形成する前記燃料気化装置の表面層は、該加熱面を加
熱する発熱源としてのヒータ層と、前記加熱面上に前記
一対の電極を露出形成するための2つの導電層とが、そ
れぞれ絶縁層を介して多層に形成されてなる。
According to a tenth aspect of the present invention, the surface layer of the fuel vaporizer forming the heating surface is a heater layer as a heat source for heating the heating surface, and the pair of electrodes on the heating surface. And a plurality of conductive layers for exposing the film are formed in multiple layers with an insulating layer interposed therebetween.

【0015】請求項11に記載の発明では、請求項10
の燃料気化装置において、前記ヒータ層は前記導電層に
通電可能に接触する状態に挟まれて形成され、該ヒータ
層は前記導電層間に印加される電圧に基づき所定温度に
発熱可能な抵抗値に設定された。
According to the invention of claim 11, claim 10 is provided.
In the fuel vaporizer, the heater layer is formed so as to be sandwiched between the conductive layers so as to contact the conductive layers so that the heater layers have a resistance value capable of generating heat at a predetermined temperature based on a voltage applied between the conductive layers. Was set.

【0016】請求項12に記載の発明では、前記燃料を
噴射するフューエルインジェクタが気化室に設けられ、
該気化室の底部に請求項2〜請求項11のいずれかに記
載の燃料気化装置の前記加熱面が配置された。
In a twelfth aspect of the invention, a fuel injector for injecting the fuel is provided in the vaporization chamber,
The heating surface of the fuel vaporization device according to any one of claims 2 to 11 is arranged at the bottom of the vaporization chamber.

【0017】請求項13に記載の発明では、前記気化室
と前記インテークマニホールドとを連通する通路の排出
口を前記加熱面より所定距離だけ上方位置に設け、前記
通路上に前記気化室からの燃料の供給量を制御するバル
ブを備えた。
According to a thirteenth aspect of the present invention, a discharge port of a passage that connects the vaporization chamber and the intake manifold is provided at a position above the heating surface by a predetermined distance, and the fuel from the vaporization chamber is provided on the passage. A valve for controlling the supply amount of

【0018】請求項14に記載の発明では、前記フュー
エルインジェクタが設けられた気化室の底部に、請求項
5に記載の燃料気化装置の前記加熱面を配置し、前記フ
ューエルインジェクタの燃料噴射指向先に多数本の前記
第2の電極としての電極棒を吊設するとともに、前記電
極棒の下端を前記加熱面に露出した前記第1の電極に対
して所定間隔だけ離間させた状態に配置した。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the heating surface of the fuel vaporizer according to the fifth aspect is arranged at the bottom of the vaporization chamber where the fuel injector is provided, and the fuel injector is directed to the fuel injector. A large number of electrode rods serving as the second electrodes were suspended from the above, and the lower ends of the electrode rods were arranged so as to be separated from the first electrodes exposed on the heating surface by a predetermined distance.

【0019】[0019]

【作用】従って、請求項1に記載の発明によれば、燃料
流路上に配置された加熱面周辺に発生する電界により、
燃料の液滴に対し加熱面方向の力が作用する。そのた
め、加熱面がライデンフロスト点以上の温度に加熱され
ていても液滴は加熱面に押圧され、加熱面に接触状態で
加熱される。
Therefore, according to the first aspect of the invention, the electric field generated around the heating surface disposed on the fuel flow path causes
A force in the direction of the heating surface acts on the fuel droplets. Therefore, even if the heating surface is heated to a temperature equal to or higher than the Leidenfrost point, the droplet is pressed against the heating surface and heated in contact with the heating surface.

【0020】請求項2に記載の発明によれば、電界発生
手段が発生させる電界により、燃料の液滴に対し加熱面
方向の力が作用する。そのため、加熱面がライデンフロ
スト点以上の温度に加熱されていても、液滴は自身の蒸
気圧による浮き上がり力に抗して加熱面に接触し、接触
状態で加熱される。また、液滴が加熱面ら離間していて
も加熱面方向に作用する力を受けると、つぶれた形状に
なり受熱面積が増え気化が促進される。
According to the second aspect of the invention, the electric field generated by the electric field generating means exerts a force on the droplet of the fuel in the direction of the heating surface. Therefore, even if the heating surface is heated to a temperature equal to or higher than the Leidenfrost point, the droplet contacts the heating surface against the lifting force due to its own vapor pressure and is heated in the contact state. Further, even if the droplets are separated from the heating surface, if they receive a force acting in the direction of the heating surface, they become a crushed shape and the heat receiving area increases to promote vaporization.

【0021】請求項3に記載の発明によれば、一定面積
の加熱面に付着した燃料の液滴は、その状態で、一対以
上設けられたうち少なくとも一対の電極に跨がるように
接触し、その電極間に発生する電界から受ける力によ
り、加熱面に付着状態に保持される。
According to the third aspect of the present invention, the droplets of the fuel adhering to the heating surface having a certain area are in contact with each other in such a state as to straddle at least a pair of electrodes provided in a pair or more. By the force received from the electric field generated between the electrodes, the heating surface is held in an attached state.

【0022】請求項4に記載の発明によれば、一対の電
極は加熱面上に形成されているので、加熱面に付着した
燃料の液滴は、その電極間に発生する電界から受ける力
により加熱面に接触状態とされる。
According to the fourth aspect of the invention, since the pair of electrodes is formed on the heating surface, the fuel droplets adhering to the heating surface are affected by the force received from the electric field generated between the electrodes. It is brought into contact with the heating surface.

【0023】請求項5に記載の発明によれば、加熱面に
付着した燃料の液滴は、加熱面上に形成された第1の電
極と、加熱面から離間して配置された第2の電極とに跨
がって接触し、その電極間に発生する電界から受ける力
により、ライデンフロスト点以上の温度に加熱された加
熱面に接触状態とされる。
According to the fifth aspect of the present invention, the droplets of the fuel adhering to the heating surface include the first electrode formed on the heating surface and the second electrode arranged apart from the heating surface. The electrodes are in contact with each other across the electrodes and are brought into contact with the heating surface heated to a temperature equal to or higher than the Leidenfrost point by the force received from the electric field generated between the electrodes.

【0024】請求項6に記載の発明によれば、加熱面に
付着した燃料の液滴は、加熱面に形成された凹部に接触
すると、毛細管現象によりその凹部内に誘導され、凹部
の内壁面に露出形成された一対の電極に跨がって接触す
る。また、加熱面の表面層を多層の導電層より形成し、
その表面層に凹部を形成すれば、比較的簡単な製造方法
でその内壁面に一対の電極を露出させることが可能とな
る。
According to the sixth aspect of the present invention, when the fuel droplets adhering to the heating surface come into contact with the recess formed on the heating surface, they are guided into the recess by the capillary phenomenon, and the inner wall surface of the recess. The pair of electrodes that are exposed and contact each other. In addition, the surface layer of the heating surface is formed of a multilayer conductive layer,
By forming the concave portion in the surface layer, it becomes possible to expose the pair of electrodes on the inner wall surface by a relatively simple manufacturing method.

【0025】請求項7に記載の発明によれば、一対の電
極以外の部位で加熱面上に付着した液滴は、ライデンフ
ロスト点以上に加熱された加熱面からその蒸気圧により
浮き上がり、吸気流などによって加熱面に沿うように運
ばれる途中で、加熱面から突出する電極に衝突するとと
もにもう一方の電極との間に跨がって接触し、その電極
間の電界に基づく力により加熱面上に接触状態とされ
る。
According to the seventh aspect of the present invention, the liquid droplets adhering to the heating surface at portions other than the pair of electrodes float up from the heating surface heated above the Leidenfrost point due to the vapor pressure, and the intake flow On the way of being carried along the heating surface by, for example, it collides with the electrode protruding from the heating surface and makes contact with the other electrode, and the force due to the electric field between the electrodes causes the heating on the heating surface. To be in contact with.

【0026】請求項8に記載の発明によれば、一対の電
極以外の部位で加熱面上に付着した液滴は、自身の蒸気
圧によりライデンフロスト点以上の温度に加熱された加
熱面との接触が少なく吸気流などにより加熱面を転がる
ように移動し、その途中で燃料流路を横切るように延び
た一対の電極に跨がって接触し、その電極間に発生する
電界に基づく力により加熱面上に接触状態とされる。
According to the eighth aspect of the present invention, the liquid droplets adhering to the heating surface at a portion other than the pair of electrodes form a portion with the heating surface heated to a temperature equal to or higher than the Leidenfrost point by its vapor pressure. There is little contact, it moves like rolling on the heating surface due to the intake air flow, etc., it contacts across a pair of electrodes extending across the fuel flow path midway, and due to the force based on the electric field generated between the electrodes It is brought into contact with the heating surface.

【0027】請求項9に記載の発明によれば、加熱面上
に露出した一対の電極が複数対あっても、複数対の電極
は導電層を介して繋がっているので、電源と各導電層と
を接続するだけで複数対の電極に所定電位を印加するこ
とが可能となる。
According to the ninth aspect of the present invention, even if there are a plurality of pairs of electrodes exposed on the heating surface, the plurality of pairs of electrodes are connected through the conductive layer, so that the power source and each conductive layer are connected. A predetermined potential can be applied to a plurality of pairs of electrodes only by connecting and.

【0028】請求項10に記載の発明によれば、加熱面
を形成している表面層に発熱源としてのヒータ層が形成
されているので、加熱面の極く下層で発熱するヒータ層
の熱は直ぐに加熱面に伝導される。
According to the tenth aspect of the present invention, since the heater layer as a heat source is formed on the surface layer forming the heating surface, the heat of the heater layer that generates heat in the layer just below the heating surface is generated. Is immediately transferred to the heating surface.

【0029】請求項11に記載の発明によれば、導電層
により通電可能な状態に接触して挟まれたヒータ層は、
導電層間の印加電圧に基づき自身に流れる電流により所
定温度に発熱する。そのため、導電層とヒータ層との間
に絶縁層を形成する必要がなくなり、燃料気化装置の製
造が比較的簡単となる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the heater layer sandwiched in contact with the conductive layer in a state capable of conducting electricity is
Heat is generated to a predetermined temperature by the current flowing through itself based on the applied voltage between the conductive layers. Therefore, it is not necessary to form an insulating layer between the conductive layer and the heater layer, and the manufacturing of the fuel vaporizer becomes relatively easy.

【0030】請求項12に記載の発明によれば、フュー
エルインジェクタから気化室内に燃料が噴射される。噴
射された燃料のうち、気化室の底部に配置された加熱面
上に付着した液滴は、ライデンフロスト点以上の温度に
加熱された加熱面上に保持されて素早く気化する。
According to the twelfth aspect of the invention, fuel is injected from the fuel injector into the vaporization chamber. Among the injected fuel, the liquid droplets attached to the heating surface arranged at the bottom of the vaporization chamber are held on the heating surface heated to the temperature above the Leidenfrost point and quickly vaporized.

【0031】請求項13に記載の発明によれば、フュー
エルインジェクタから噴射された霧化された燃料あるい
は加熱面にて気化された燃料のみが、加熱面より所定距
離だけ上方位置に設けられた排出口から通路を介してイ
ンテークマニホールドに供給され、その燃料の供給量は
バルブの開閉により制御される。
According to the thirteenth aspect of the present invention, only the atomized fuel injected from the fuel injector or the fuel vaporized on the heating surface is provided at a predetermined distance above the heating surface. The fuel is supplied from the outlet to the intake manifold through the passage, and the amount of fuel supplied is controlled by opening and closing the valve.

【0032】請求項14に記載の発明によれば、フュー
エルインジェクタから噴射された燃料は、多数本の電極
棒に対して噴射され、燃料のほぼ全てが電極棒に付着す
る。電極棒を伝って降下した燃料の液滴は、その下端で
加熱面上に露出した第1の電極に跨がるように両電極間
に接触し、その電極間に発生している電界に基づく力に
より、加熱面がライデンフロスト点以上の温度に加熱さ
れていてもその加熱面上に保持され、素早く気化され
る。そして、気化燃料のみが燃焼室に供給される。
According to the fourteenth aspect of the invention, the fuel injected from the fuel injector is injected to a large number of electrode rods, and almost all of the fuel adheres to the electrode rods. The fuel droplets that have descended along the electrode rod come into contact with both electrodes so as to straddle the first electrode exposed on the heating surface at the lower end, and are based on the electric field generated between the electrodes. By force, even if the heating surface is heated to a temperature above the Leidenfrost point, it is held on the heating surface and quickly vaporized. Then, only the vaporized fuel is supplied to the combustion chamber.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、本発明を具体化した第1実施例の
燃料供給装置を図1〜図5に従って説明する。
(First Embodiment) A fuel supply system according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0034】図2に示すように、エンジン1の燃焼室2
には吸気バルブ3を介してインテークマニホールド4が
繋がって配置されている。インテークマニホールド4内
には、吸気バルブ3より所定距離だけ上流側にフューエ
ルインジェクタ5がそのノズル5aをインテークマニホ
ールド4内に突出させた状態に設けられている。燃料気
化用のヒータ6はインテークマニホールド4内にフュー
エルインジェクタ5の噴射指向先と対応する位置に配置
されている。ヒータ6は、多層に形成された表層部6a
が基材6b上に形成されて構成されている。基材6bは
必要強度を確保するためのものであり、表層部6aは厚
さ1mm以下に形成されている。
As shown in FIG. 2, the combustion chamber 2 of the engine 1
An intake manifold 4 is connected to the intake manifold 4 via an intake valve 3. Inside the intake manifold 4, a fuel injector 5 is provided upstream of the intake valve 3 by a predetermined distance in a state in which a nozzle 5a of the fuel injector 5 projects into the intake manifold 4. The heater 6 for fuel vaporization is arranged in the intake manifold 4 at a position corresponding to the injection direction of the fuel injector 5. The heater 6 has a surface layer portion 6a formed in multiple layers.
Is formed on the base material 6b. The base material 6b is for ensuring necessary strength, and the surface layer portion 6a is formed to have a thickness of 1 mm or less.

【0035】図1及び図4に示すように、表層部6aは
PTCセラミックよりなるヒータ層8と、ヒータ層8に
対して上下両側に絶縁層9,10を介してそれぞれ形成
されたステンレスや銅などの導電材料よりなる導電層1
1,12とから構成されている。ヒータ6の表面(上
面)Sには、断面V字状の溝7が図3に示すように互い
に平行に延びるように多数本形成され、溝7の深さは導
電層12に達している。そのため、溝7の内面に導電層
11,12の断面が露出された状態となって一対の電極
としての露出面11a,12aを形成している。図3に
示すように、溝7は端まで切れておらず、表層部6aを
構成する各層8,11,12は溝7により分断されず端
部で層毎に繋がった状態にある。ヒータ6は、インテー
クマニホールド4の軸線に溝7を直交させるようによう
に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the surface layer portion 6a is a heater layer 8 made of PTC ceramic, and stainless steel and copper formed on the upper and lower sides of the heater layer 8 via insulating layers 9 and 10, respectively. Layer 1 made of conductive material such as
It is composed of 1 and 12. On the surface (upper surface) S of the heater 6, a large number of grooves 7 having a V-shaped cross section are formed so as to extend parallel to each other as shown in FIG. 3, and the depth of the grooves 7 reaches the conductive layer 12. Therefore, the cross sections of the conductive layers 11 and 12 are exposed on the inner surface of the groove 7 to form exposed surfaces 11a and 12a as a pair of electrodes. As shown in FIG. 3, the groove 7 is not cut to the end, and the layers 8, 11, and 12 forming the surface layer portion 6a are not divided by the groove 7 and are connected to each other at the end portion. The heater 6 is arranged so that the groove 7 is orthogonal to the axis of the intake manifold 4.

【0036】露出面11a,12aは、溝7に捕捉され
た液滴Fが両露出面11a,12aに跨がって接触可能
な間隔を隔てた状態にある。すなわち、溝7の幅、深さ
及び露出面11a,12aの間隔は、フューエルインジ
ェクタ5から噴射されてヒータ6上に付着する液滴Fの
粒径分布より決定されており、完全燃焼の実現のため燃
焼室2に送ることが許容される臨界粒径以上の液滴Fを
溝7に捕捉可能で、かつその液滴Fが露出面11a,1
2a間に跨がって接触可能に設定されている。本実施例
では液滴Fが毛細管現象により溝7に捕捉され得る程度
に溝幅が設定されている。また、溝7の間隔は、ヒータ
6の表面Sに溝7以外で付着した液滴Fがその蒸気圧の
ため表面Sとの接触が少なくなって表面S上を吸気流に
より転がって移動する途中で溝7に捕捉される程度、す
なわち完全に浮き上がって飛ばされる前に溝7に捕捉さ
れる程度の間隔に設定されている。なお、本実施例のフ
ューエルインジェクタ5から噴射される燃料の平均粒径
は約300μm程度である。
The exposed surfaces 11a, 12a are in a state in which the liquid droplets F trapped in the groove 7 are spaced apart so that they can contact the exposed surfaces 11a, 12a. That is, the width and depth of the groove 7 and the interval between the exposed surfaces 11a and 12a are determined by the particle size distribution of the liquid droplets F ejected from the fuel injector 5 and adhering onto the heater 6, so that complete combustion can be realized. Therefore, it is possible to capture the droplets F having a critical particle size or more, which are allowed to be sent to the combustion chamber 2, in the groove 7, and the droplets F are exposed to the exposed surfaces 11a, 1a.
It is set so that it can be contacted across 2a. In this embodiment, the groove width is set so that the droplet F can be captured in the groove 7 by the capillary phenomenon. Further, the gap between the grooves 7 is set such that the liquid droplets F adhered to the surface S of the heater 6 other than the grooves 7 are less in contact with the surface S due to the vapor pressure thereof and are rolling on the surface S by the intake air flow. The distance is set so as to be caught in the groove 7, that is, to be caught in the groove 7 before being completely lifted and blown. The average particle size of the fuel injected from the fuel injector 5 of this embodiment is about 300 μm.

【0037】本実施例では、各層8〜12は基板6b上
に厚膜形成または薄膜形成などの方法により製造され、
各層8〜12が形成されたヒータ6の表面を例えばレー
ザーなどを用いて所定深さに彫ることにより溝7が形成
される。
In this embodiment, each of the layers 8 to 12 is manufactured by a method such as thick film formation or thin film formation on the substrate 6b,
The groove 7 is formed by carving the surface of the heater 6 on which the layers 8 to 12 are formed to a predetermined depth using, for example, a laser.

【0038】図1,図3に示すように、ヒータ層8は溝
7の長手方向に所定電圧が印加されるようにバッテリな
どの電源13と接続されている。導電層11,12はそ
の間に所定電圧が印加されて露出面11aがプラス電位
に、露出面12aがマイナス電位となるように電源14
と接続されている。本実施例では両露出面11a,12
a間に約300Vが印加されるようになっている。ヒー
タ層8及び導電層11,12は層毎に繋がった状態にあ
るので、各電源13,14との接続箇所は1箇所となっ
ている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the heater layer 8 is connected to a power source 13 such as a battery so that a predetermined voltage is applied in the longitudinal direction of the groove 7. A power supply 14 is applied to the conductive layers 11 and 12 so that a predetermined voltage is applied between the conductive layers 11 and 12 so that the exposed surface 11a has a positive potential and the exposed surface 12a has a negative potential.
Connected with. In this embodiment, both exposed surfaces 11a, 12
About 300V is applied between a. Since the heater layer 8 and the conductive layers 11 and 12 are connected to each other, the number of connection points with each power source 13 and 14 is one.

【0039】ヒータ層8の材料であるPTCセラミック
は、そのキュリー温度が約300℃に設定されている。
ヒータ層8の上層9,11は極めて薄く(数十〜数百μ
m)、ヒータ層8の発熱時にはヒータ6の表面温度も約
300℃に達するようになっている。そのため、エンジ
ン駆動時における通常の吸気圧域(1atm 以下)では、
ヒータ6の表面温度はライデンフロスト点TL (1atm
で約150℃程度)以上に達するようになっている。
The Curie temperature of the PTC ceramic which is the material of the heater layer 8 is set to about 300.degree.
The upper layers 9 and 11 of the heater layer 8 are extremely thin (several tens to several hundreds μ).
m), the surface temperature of the heater 6 reaches about 300 ° C. when the heater layer 8 generates heat. Therefore, in the normal intake pressure range (1 atm or less) when the engine is driven,
The surface temperature of the heater 6 is the Leidenfrost point TL (1 atm
Temperature is about 150 ° C) or higher.

【0040】一般に、一対の電極間に電界を発生させた
状態で電極間に跨がるように液滴を接触させると、液滴
に対してその電離度及び電界の大きさに応じた力が、一
方の電極から他方の電極に向かって作用するエレクトロ
・ハイドロ・ダイナミクス(EHD)効果が知られてい
る。例えば通常燃料として使用されるガソリン、軽油、
メタノールなどの液体には、その極性により電界の向き
に力が作用する。
In general, when a droplet is brought into contact with the pair of electrodes so as to straddle the electrodes while an electric field is generated between the pair of electrodes, a force corresponding to the ionization degree and the magnitude of the electric field is applied to the droplet. The electro-hydrodynamics (EHD) effect that acts from one electrode toward the other is known. For example, gasoline, light oil, which is usually used as fuel,
A force acts on the liquid such as methanol in the direction of the electric field due to its polarity.

【0041】本実施例では、エンジン駆動時に露出面1
1a,12a間に約300Vが印加され、図5(a)に
矢印で示すようにプラス電位となる露出面11aからマ
イナス電位となる露出面12aに至る向きの電界が発生
する。溝7に直接付着した液滴F、あるいはヒータ6の
表面Sを転がるように溝7まで運ばれた液滴Fは、EH
D効果に基づく吸引力により、ライデンフロスト現象に
よる浮上力に抗して両露出面11a,12aに跨がって
接触する状態で溝7の内壁面に押さえ付けられて保持さ
れるようになっている。
In this embodiment, the exposed surface 1 when the engine is driven
About 300 V is applied between 1a and 12a, and an electric field is generated from the exposed surface 11a having a positive potential to the exposed surface 12a having a negative potential as indicated by an arrow in FIG. The droplet F directly attached to the groove 7 or the droplet F carried to the groove 7 so as to roll on the surface S of the heater 6 is EH.
Due to the suction force based on the D effect, it is pressed against and held by the inner wall surface of the groove 7 while being in contact with both exposed surfaces 11a, 12a against the floating force due to the Leidenfrost phenomenon. There is.

【0042】次に、燃料気化装置の作用を説明する。イ
グニションキーがオンされてエンジン1が駆けられる
と、露出面11a,12a間に約300Vが印加されて
図5(a)に矢印で示す向きの電界が発生するととも
に、ヒータ層8が通電される。ヒータ層8はやがて約3
00℃に達し、その熱によりヒータ6の表面Sが約30
0℃に加熱される。
Next, the operation of the fuel vaporizer will be described. When the ignition key is turned on and the engine 1 is run, about 300 V is applied between the exposed surfaces 11a and 12a to generate an electric field in the direction shown by the arrow in FIG. 5A, and the heater layer 8 is energized. . The heater layer 8 will eventually be about 3
When the temperature reaches 00 ° C, the surface S of the heater 6 is heated to about 30
Heat to 0 ° C.

【0043】フューエルインジェクタ5から噴射された
燃料のうち充分に霧化されなかった液滴Fはヒータ6の
表面Sに降下して付着する。溝7に直接付着した液滴
F、もしくは溝7にかかるように付着して毛細管現象に
より溝7に捕捉された液滴Fは、図5(b)に示すよう
に、露出面11a,12aに跨がって接触し、その間に
発生した電界に基づくEHD効果による、その電界の向
きの吸引力を受け、自身の蒸気圧により浮き上がろうと
する力に抗して溝7の内壁面に押さえ付けられるように
保持される。
Of the fuel injected from the fuel injector 5, the droplets F that have not been sufficiently atomized fall onto the surface S of the heater 6 and adhere to them. The droplet F directly attached to the groove 7 or the droplet F attached to the groove 7 and trapped in the groove 7 by the capillary phenomenon is, as shown in FIG. 5B, exposed to the exposed surfaces 11a and 12a. It is pressed across the inner wall surface of the groove 7 against the force of rising due to its own vapor pressure due to the attraction force in the direction of the electric field due to the EHD effect based on the electric field generated during the contact. Held to be attached.

【0044】また、表面Sに溝7以外で付着した液滴F
は、図5(b)に示すように自身の蒸気圧により表面S
との接触が少なくなって吸気流などにより表面Sを転が
るように移動し、溝7に捕捉される。このとき、溝7ま
での道のりがさほど長くはなく、液滴Fは表面Sから離
間する前に溝7に捕捉される。そのため、表面S上に降
下した液滴Fのほとんど(溝7に到達する前に気化した
ものを除く)は、溝7に逐次に捕捉され、EHD効果に
よる吸引力により、自身の蒸気圧による浮き上がり力に
抗してその内壁面に押さえ付けられるように保持され
る。
Further, the liquid droplet F adhered to the surface S except the groove 7
As shown in FIG. 5B, the surface S is caused by its own vapor pressure.
The contact with the surface is reduced, and the surface moves due to the intake air flow so as to roll and is captured by the groove 7. At this time, the path to the groove 7 is not so long, and the droplet F is captured by the groove 7 before being separated from the surface S. Therefore, most of the droplets F that have dropped onto the surface S (except those that have vaporized before reaching the groove 7) are sequentially captured by the groove 7 and lifted by their own vapor pressure by the suction force of the EHD effect. It is held so as to be pressed against its inner wall surface against the force.

【0045】液滴Fには、約300℃に加熱された溝7
の内壁面との広い接触面を介して内壁面から効率良く熱
が伝達される。そのため、表面Sがライデンフロスト点
TLを大きく越えた約300℃に加熱されているにも拘
わらず、見かけ上、液滴Fは表面Sで核沸騰したような
状態となり、その大きな蒸発速度により素早く気化され
る。そして、燃焼室2へは、完全燃焼の実現に適した臨
界粒径未満に霧化もしくは気化された燃料のみが供給さ
れる。
The droplet F has a groove 7 heated to about 300.degree.
Heat is efficiently transferred from the inner wall surface through a wide contact surface with the inner wall surface of the. Therefore, despite the fact that the surface S is heated to about 300 ° C., which greatly exceeds the Leidenfrost point TL, the liquid droplet F is apparently in a state of nucleate boiling on the surface S, and the large evaporation rate makes it quick Be vaporized. Then, only the fuel atomized or vaporized to have a particle size smaller than the critical particle size suitable for realizing complete combustion is supplied to the combustion chamber 2.

【0046】以上詳述したように本実施例の燃料気化装
置によれば、ライデンフロスト点TL を越えてヒータ6
の表面Sを加熱しても、露出面11a,12bに発生さ
せた電界に基づくEHD効果による吸引力により、液滴
Fをその蒸気圧による浮き上がり力に抗して表面Sの一
部である溝7の内壁面に押さえ付けるように保持するこ
とができる。そのため、ライデンフロスト点TL を越え
て加熱されたヒータ6の表面Sに接触させた状態で、そ
の表面Sから液滴Fに熱を伝達させることができ、従来
技術で述べた核沸騰させる温度で加熱面を加熱するヒー
タに比較して燃料液滴の蒸発速度を大幅に向上させるこ
とができる。そのため、フューエルインジェクタ5から
噴射された燃料量に良く対応した燃料濃度の混合気を燃
焼室2に供給することができる。さらに、燃焼室2に供
給される混合気中の燃料は全て霧化もしくは気化されて
いるので、エンジン1を適切な濃度の希薄混合気で運転
することが可能となり、ほぼ完全燃焼を実現することが
できる。そのため、未燃焼燃料が無くなって排気ガスの
浄化を実現することができるうえ、燃費を向上させるこ
ともできる。
As described in detail above, according to the fuel vaporization apparatus of this embodiment, the heater 6 is exceeded beyond the Leidenfrost point TL.
Even if the surface S is heated, the attraction force by the EHD effect based on the electric field generated on the exposed surfaces 11a and 12b causes the droplet F to be a groove that is a part of the surface S against the lifting force due to its vapor pressure. It can be held so as to be pressed against the inner wall surface of 7. Therefore, heat can be transferred from the surface S to the droplet F in a state of being in contact with the surface S of the heater 6 that has been heated beyond the Leidenfrost point TL, and at the temperature for nucleate boiling described in the prior art. The evaporation rate of the fuel droplets can be significantly improved as compared with the heater that heats the heating surface. Therefore, it is possible to supply to the combustion chamber 2 a mixture having a fuel concentration that corresponds well to the amount of fuel injected from the fuel injector 5. Further, since the fuel in the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 2 is all atomized or vaporized, it becomes possible to operate the engine 1 with a lean air-fuel mixture having an appropriate concentration, and to realize almost complete combustion. You can Therefore, the unburned fuel is eliminated and the exhaust gas can be purified, and the fuel consumption can be improved.

【0047】また、ヒータ層8の材料をPCTセラミッ
クとしたので、温度制御が不要となり温度制御のための
回路などを備えなくて済むうえ、温度上昇の即効性がよ
い。さらに、溝7の開口幅を液滴Fを毛細管現象により
取り込むことが可能な溝幅に形成したので、溝7の奥ま
でスムーズに液滴Fを取り込んで露出面11a,12a
に跨がるように接触させることができる。また、溝7の
角端に一部が溝7にかかった状態で付着した液滴Fも毛
細管現象により溝7に取り込むことができる。
Further, since the material of the heater layer 8 is PCT ceramic, temperature control is not required, and a circuit for temperature control is not required, and the temperature rise is immediately effective. Further, since the opening width of the groove 7 is formed to be a groove width that allows the droplet F to be taken in by the capillary phenomenon, the droplet F can be taken in smoothly to the depth of the groove 7 to expose the exposed surfaces 11a, 12a.
It is possible to make contact so as to straddle. Further, the liquid droplets F that are attached to the corners of the groove 7 in a state that a part of the groove 7 is covered with the groove 7 can be taken into the groove 7 by the capillary phenomenon.

【0048】また、基板6b上に2層の導電層11,1
2を有する表層部6aを形成し、その表層部6aに溝7
を彫って各導電層11,12の断面を露出させて一対の
電極(露出面11a,12a)としたので、液滴Fが跨
がる間隔を開けて一対の電極を配置する表面Sを備えた
ヒータ6を比較的簡単な製造方法で製造することができ
る。また、各層8,11,12を面方向で分断しないよ
うに溝7を表面Sの端まで切らずに形成したので、電源
13,14からの配線を層毎に1箇所あるいは2箇所の
接続で済ませることができる。さらに、発熱源であるヒ
ータ層8を表層部6aに形成したので、表面Sを即効性
良く加熱することができるとともに、ヒータ層8の熱が
表面Sの加熱に無駄なく利用される。
Further, the two conductive layers 11, 1 are formed on the substrate 6b.
2 is formed, and the groove 7 is formed in the surface layer portion 6a.
Since a cross section of each conductive layer 11 and 12 is exposed by carving to form a pair of electrodes (exposed surfaces 11a and 12a), a surface S on which a pair of electrodes are arranged with an interval that the droplet F straddles is provided. The heater 6 can be manufactured by a relatively simple manufacturing method. Further, since the groove 7 is formed without being cut to the end of the surface S so as not to divide each layer 8, 11, 12 in the plane direction, the wiring from the power supply 13, 14 can be connected at one or two places for each layer. I can finish it. Further, since the heater layer 8 which is a heat source is formed on the surface layer portion 6a, the surface S can be heated immediately with good effect, and the heat of the heater layer 8 is used for heating the surface S without waste.

【0049】(第2実施例)次に、本発明を具体化した
第2実施例について図6,図7に基づいて説明する。本
実施例の燃料供給装置は気化室を備えた点が前記第1実
施例と大きく異なっている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The fuel supply system of this embodiment is greatly different from the fuel supply system of the first embodiment in that it has a vaporization chamber.

【0050】図6に示すように、燃料タンク21と接続
されたフューエルインジェクタ5はその噴射ノズル5a
を気化室22内に突出させた状態で配設されている。フ
ューエルインジェクタ5は、その噴射する液滴Fが前記
第1実施例のそれよりも大きな粒径となるように設定さ
れている。気化室22の底部にはヒータ23が配置され
ている。ヒータ23は2層構造であり、導電材料よりな
る第1の電極としての上層の導電層24と、PCTセラ
ミックよりなる下層のヒータ層8とから構成されてい
る。つまり、ヒータ23の表面Sは導電層24よりなっ
ている。
As shown in FIG. 6, the fuel injector 5 connected to the fuel tank 21 has its injection nozzle 5a.
Is disposed in a state of being projected into the vaporization chamber 22. The fuel injector 5 is set so that the ejected droplet F has a larger particle diameter than that of the first embodiment. A heater 23 is arranged at the bottom of the vaporization chamber 22. The heater 23 has a two-layer structure and is composed of an upper conductive layer 24 made of a conductive material as a first electrode and a lower heater layer 8 made of PCT ceramic. That is, the surface S of the heater 23 is composed of the conductive layer 24.

【0051】気化室22内には、フューエルインジェク
タ5の燃料噴射域に多数の第2の電極としての電極棒2
5が垂下されており、フューエルインジェクタ5から噴
射された燃料Fのほとんど全てが電極棒25に付着する
ようになっている。電極棒25はヒータ23の表面Sか
ら僅かに離間した状態に垂下しており、その隙間は電極
棒25に伝って降下した液滴Fが、図7に示すように電
極棒25と導電層24により形成される表面Sとに跨が
って接触可能に設定されている。
In the vaporization chamber 22, a large number of electrode rods 2 as second electrodes are provided in the fuel injection region of the fuel injector 5.
5 is suspended, and almost all of the fuel F injected from the fuel injector 5 adheres to the electrode rod 25. The electrode rod 25 hangs down in a state of being slightly separated from the surface S of the heater 23, and the liquid droplet F that has propagated to the electrode rod 25 and descended through the gap is the electrode rod 25 and the conductive layer 24 as shown in FIG. It is set so as to be capable of contacting the surface S formed by.

【0052】図6に示すように、導電層24及び電極棒
25は300Vの電源14と接続され、導電層24がア
ース電位に、電極棒25がプラス電位に印加されるよう
になっている。また、ヒータ層8は電源13と接続さ
れ、そのキュリー温度が約300℃に設定されている。
As shown in FIG. 6, the conductive layer 24 and the electrode rod 25 are connected to the power source 14 of 300 V, and the conductive layer 24 is applied to the ground potential and the electrode rod 25 is applied to the positive potential. The heater layer 8 is connected to a power source 13 and its Curie temperature is set to about 300 ° C.

【0053】気化室22は通路26を介してインテーク
マニホールド4に連通されており、気化室22からイン
テークマニホールド4に送られる気化燃料の供給量をコ
ントロールする電磁バルブ27が通路26上に設けられ
ている。電磁バルブ27は図示しないECUにより作動
制御されるようになっている。気化室22には通路26
に繋がる排気口が、ヒータ23の表面上方へ所定距離の
位置に設けられており、気化室22内で気化された燃料
のみが通路26を介してインテークマニホールド4へ供
給されるようになっている。
The vaporization chamber 22 is communicated with the intake manifold 4 via a passage 26, and an electromagnetic valve 27 for controlling the supply amount of vaporized fuel sent from the vaporization chamber 22 to the intake manifold 4 is provided on the passage 26. There is. The operation of the electromagnetic valve 27 is controlled by an ECU (not shown). A passage 26 is provided in the vaporization chamber 22.
The exhaust port connected to the above is provided at a position above the surface of the heater 23 at a predetermined distance, and only the fuel vaporized in the vaporization chamber 22 is supplied to the intake manifold 4 via the passage 26. .

【0054】さて、イグニションキーがオンされてエン
ジン1が駆けられると、電極棒25とヒータ23の表面
Sとの間に、図7に矢印で示すように電極棒25から表
面Sに至る向きの電界が発生するとともに、ヒータ層8
が通電されてヒータ23の温度が約300℃まで上昇す
る。フューエルインジェクタ5から噴射された燃料F
は、多数本の電極棒25にほぼ全部が付着し、さらに電
極棒25を伝って降下し、図7に示すように電極棒25
と表面Sとに跨がって接触した状態となる。
Now, when the ignition key is turned on and the engine 1 is driven, the direction from the electrode rod 25 to the surface S is changed between the electrode rod 25 and the surface S of the heater 23 as shown by the arrow in FIG. An electric field is generated and the heater layer 8
Is energized and the temperature of the heater 23 rises to about 300 ° C. Fuel F injected from the fuel injector 5
Almost adheres to a large number of electrode rods 25, further descends along the electrode rods 25, and as shown in FIG.
And the surface S are in contact with each other.

【0055】ここで、液滴Fは、電極棒25と表面S間
に発生している電界に基づくEHD効果による吸引力に
より、その蒸気圧による浮き上がり力に抗して表面Sに
押さえ付けられた状態で保持される。そのため、約30
0℃に加熱されたヒータ23の表面Sから液滴Fに対し
てその広く確保された接触面を介して熱が伝達され、ラ
イデンフロスト点TL を越えて加熱された表面S上で液
滴Fは、見かけ上、核沸騰したかのような状態となり、
素早く気化される。そして、気化室22にて完全に気化
された燃料のみが電磁バルブ27の開閉制御により通路
26を介してインテークマニホールド4に供給される。
通路26に繋がる排気口がヒータ23の表面Sより上方
位置に設けられているので、間違って燃料の液滴がイン
テークマニホールド4に供給されてしまうことはない。
Here, the droplet F is pressed against the surface S against the lifting force due to its vapor pressure by the suction force by the EHD effect based on the electric field generated between the electrode rod 25 and the surface S. Held in a state. Therefore, about 30
Heat is transferred from the surface S of the heater 23 heated to 0 ° C. to the droplet F through the widely secured contact surface, and the droplet F is heated on the surface S heated above the Leidenfrost point TL. Appears to be like a nucleate boiling,
Evaporate quickly. Then, only the fuel completely vaporized in the vaporization chamber 22 is supplied to the intake manifold 4 through the passage 26 by the opening / closing control of the electromagnetic valve 27.
Since the exhaust port connected to the passage 26 is provided above the surface S of the heater 23, it is possible to prevent the fuel droplets from being accidentally supplied to the intake manifold 4.

【0056】従って、フューエルインジェクタ5から噴
射された燃料は全て気化室22内で気化され、気化燃料
のみをインテークマニホールド4を介して燃焼室2に供
給することができるので、希薄混合気による完全燃焼の
実現が可能となり、排気ガスの浄化を実現するととも
に、燃費の向上を図ることができる。また、従来の構成
に比較して燃料の蒸発速度を一層引き上げることがで
き、フューエルインジェクタ5からの噴射量制御に対応
するように気化室22内の気化燃料が常に所望濃度にほ
ぼ保たれるので、要求に応じたタイミングで濃度調整が
実現される。また、本実施例によれば、噴射燃料は全て
気化されるので、フューエルインジェクタ5の噴射粒径
が大きくても問題がない。
Therefore, all the fuel injected from the fuel injector 5 is vaporized in the vaporization chamber 22 and only the vaporized fuel can be supplied to the combustion chamber 2 via the intake manifold 4, so that the complete combustion by the lean mixture is completed. It is possible to realize the above, realize the purification of the exhaust gas, and improve the fuel efficiency. Further, the evaporation rate of the fuel can be further increased as compared with the conventional configuration, and the vaporized fuel in the vaporization chamber 22 is always kept at a desired concentration so as to correspond to the control of the injection amount from the fuel injector 5. The density adjustment is realized at the timing according to the request. Further, according to the present embodiment, all of the injected fuel is vaporized, so that there is no problem even if the injection particle size of the fuel injector 5 is large.

【0057】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次の
ように構成することもできる。 (1)図8に示すように、溝7に替えて表面一面に多数
のスポット28を形成し、スポット28の内面に露出面
11a,12aを形成した構成としてもよい。この場
合、スポット28の径を液滴Fが毛細管現象を起こす程
度に設定するとよい。この構成によっても第1実施例と
同様の効果を得ることができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, but may be configured as follows, for example, without departing from the spirit of the invention. (1) As shown in FIG. 8, a plurality of spots 28 may be formed on the entire surface instead of the groove 7, and the exposed surfaces 11a and 12a may be formed on the inner surface of the spot 28. In this case, the diameter of the spot 28 may be set so that the droplet F causes a capillary phenomenon. With this configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0058】(2)図9に示すように、導電層11,1
2をヒータ6の表面Sに面一に露出させて一対の電極と
しての露出面11a,12aを形成してもよい。この構
成の場合、図10に示すように露出面12aを表面Sに
帯状に延びて形成してもよいし、図11に示すように露
出面12aを表面Sに点在させて形成してもよい。この
構成によっても、第1実施例と同様の効果が得られる。
また、図10のヒータ6を露出面12aの長手方向がイ
ンテークマニホールド4の軸線に直交するように配置し
た場合、露出面11a,12a以外でヒータ6の表面S
に付着し、その蒸気圧によりヒータ6の表面Sとの接触
が少なくなって転がるように移動する液滴Fも、その移
動途中で露出面11a,12aに確実に捕捉することが
できる。そのため、表面Sにおける露出面12aの形成
本数やその占有面積を減らすことにより、ヒータ6の製
造を比較的に簡単とすることができる。
(2) As shown in FIG. 9, the conductive layers 11, 1
2 may be exposed flush with the surface S of the heater 6 to form exposed surfaces 11a and 12a as a pair of electrodes. In the case of this configuration, the exposed surface 12a may be formed to extend in a strip shape on the surface S as shown in FIG. 10, or the exposed surface 12a may be formed to be scattered on the surface S as shown in FIG. Good. With this configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
When the heater 6 of FIG. 10 is arranged such that the longitudinal direction of the exposed surface 12a is orthogonal to the axis of the intake manifold 4, the surface S of the heater 6 is exposed except for the exposed surfaces 11a and 12a.
The droplet F that adheres to the surface of the heater 6 and moves in a rolling manner with less contact with the surface S of the heater 6 can be reliably captured on the exposed surfaces 11a and 12a during the movement. Therefore, by reducing the number of exposed surfaces 12a formed on the surface S and the occupied area thereof, the manufacturing of the heater 6 can be made relatively simple.

【0059】(3)図12に示すように、導電層12を
ヒータ6の表面Sから突出させた突出部12bを電極と
して形成してもよい。図13に示すように凸状に延びた
状態に突出部12bを形成してもよいし、図14に示す
ように表面Sに点在させて突出部12bを形成してもよ
い。この構成によれば、露出面11a,12aに直接付
着せずライデンフロスト現象によりヒータ6の表面Sか
ら一旦浮き上がって表面Sを沿うように移動する液滴F
を、突出部12bに衝突させて捕捉し、両露出面11
a,12aに跨がって接触させることにより表面Sに保
持させることができる。そのため、突出部12bの数が
少なくても液滴Fを取り逃すことがないので、突出部1
2bの数もしくはその占有面積を相対的に減らすことに
より、ヒータ6の製造を比較的簡単とすることができ
る。もちろん、自身の蒸気圧により表面Sを転がるよう
に移動する液滴Fも突出部12bにより確実に捕捉され
る。
(3) As shown in FIG. 12, the conductive layer 12 may be protruded from the surface S of the heater 6 and the protruding portion 12b may be formed as an electrode. The protrusions 12b may be formed in a convexly extending state as shown in FIG. 13, or the protrusions 12b may be formed by being scattered on the surface S as shown in FIG. According to this configuration, the liquid droplet F that does not directly adhere to the exposed surfaces 11a and 12a but temporarily rises from the surface S of the heater 6 and moves along the surface S due to the Leidenfrost phenomenon.
Are collided with the protruding portion 12b and captured, and both exposed surfaces 11
It can be held on the surface S by making contact with a and 12a. Therefore, even if the number of the protrusions 12b is small, the droplets F are not missed.
By relatively reducing the number of 2b or the occupied area thereof, the manufacture of the heater 6 can be made relatively simple. Of course, the droplets F moving to roll on the surface S due to their own vapor pressure are also reliably captured by the protrusion 12b.

【0060】(4)液滴Fの粒径が小さいほど降下速度
は遅く、表面Sに付着する液滴Fの粒径は下流側ほど小
さくなる傾向にあるので、表面Sに点在させて形成した
スポット28(図8)、露出面12a(図11)、突出
部12b(図14)の径や間隔を、その付着する液滴F
の粒径分布に応じて場所によって個々に変化させてもよ
い。また、表面Sに帯状に形成した溝7(図4)、露出
面12a(図10)、突出部12b(図13)の幅や間
隔を液滴Fの粒径分布に応じて場所によって変化させて
もよい。さらに、図13,図14の突出部12bの突出
長を場所によって変化させてもよい。例えば、フューエ
ルインジェクタ5から下流側に離れる程、径や幅、間隔
を小さく設定してもよい。
(4) The smaller the particle size of the droplet F, the slower the descending speed, and the particle size of the droplet F adhering to the surface S tends to become smaller toward the downstream side. The diameters and intervals of the spots 28 (FIG. 8), the exposed surface 12a (FIG. 11), and the protruding portions 12b (FIG. 14) are determined by the droplets F to which they adhere
It may be changed individually depending on the location depending on the particle size distribution of. In addition, the width and interval of the groove 7 (FIG. 4), the exposed surface 12a (FIG. 10), and the protruding portion 12b (FIG. 13) formed in a strip shape on the surface S are changed depending on the location according to the particle size distribution of the droplet F. May be. Furthermore, the protrusion length of the protrusion 12b in FIGS. 13 and 14 may be changed depending on the location. For example, the diameter, the width, and the interval may be set to be smaller as the distance from the fuel injector 5 increases to the downstream side.

【0061】(5)表面Sに帯状に形成した溝7(図
4)、露出面12a(図10)、突出部12b(図1
3)を曲線をなして延びるように形成してもよい。例え
ば渦状、ジグザグ状としてよい。
(5) A groove 7 (FIG. 4) formed in a belt shape on the surface S, an exposed surface 12a (FIG. 10), and a protruding portion 12b (FIG. 1).
3) may be formed so as to extend in a curved line. For example, it may be spiral or zigzag.

【0062】(6)表面Sに点在させて形成したスポッ
ト28(図8)、露出部12a(図11)、突出部12
b(図14)を千鳥状に配置してもよい。表面S上に一
層密に配置することができる。
(6) Spots 28 formed on the surface S (FIG. 8), exposed portions 12a (FIG. 11), and protruding portions 12
b (FIG. 14) may be arranged in a staggered pattern. It can be arranged more densely on the surface S.

【0063】(8)導電層11,12とヒータ層8とを
共通の電源に接続してもよい。例えば、図15に示すよ
うに、導電層11,12とヒータ層8とを直列に接続し
た構成としてもよい。また、導電層11,12とヒータ
層8とを並列で共通の電源に接続させてもよい。
(8) The conductive layers 11 and 12 and the heater layer 8 may be connected to a common power source. For example, as shown in FIG. 15, the conductive layers 11 and 12 and the heater layer 8 may be connected in series. Further, the conductive layers 11 and 12 and the heater layer 8 may be connected in parallel to a common power source.

【0064】(9)図16に示すように、ヒータ層8を
導電層11,12にて通電可能に接触させた状態で挟み
込み、導電層11,12間の印加電圧に基づき流れる電
流によりヒータ層8を発熱させる構成としてもよい。こ
の場合、導電層11,12間に必要となる印加電圧か
ら、ヒータ層8の抵抗が適切な値となるようにヒータ材
料の比抵抗(Ω/cm)などを考慮してその厚みなどを
寸法設計すればよい。この構成によれば、絶縁層9,1
0を形成しなくて済むためヒータ6の製造が一層簡単と
なる。
(9) As shown in FIG. 16, the heater layer 8 is sandwiched between the conductive layers 11 and 12 in a state in which they can contact each other so that they can be energized, and the heater layer is generated by a current flowing based on an applied voltage between the conductive layers 11 and 12. 8 may be configured to generate heat. In this case, from the applied voltage required between the conductive layers 11 and 12, the thickness of the heater layer 8 is measured in consideration of the specific resistance (Ω / cm) of the heater material so that the resistance of the heater layer 8 becomes an appropriate value. Just design. According to this configuration, the insulating layers 9 and 1
Since it is not necessary to form 0, the manufacturing of the heater 6 becomes easier.

【0065】(10)発熱源はヒータ層8の形態に限定
されない。図17に示すように、発熱体29の保護部材
30の上面に表面層6aを形成し、表面層6aを発熱体
29により保護部材30を介して加熱する構成としても
よい。発熱体29はPCTセラミックでもよいし、その
他のヒータ材料としてもよい。
(10) The heat source is not limited to the form of the heater layer 8. As shown in FIG. 17, the surface layer 6 a may be formed on the upper surface of the protective member 30 of the heating element 29, and the surface layer 6 a may be heated by the heating element 29 via the protective member 30. The heating element 29 may be PCT ceramic or other heater material.

【0066】(11)発熱体を備えない構成としてもよ
い。図18に示すように、排気ガスEGの余熱にて加熱
される加熱板31上に導電層11,12を有する表面層
6aを形成した構成としてもよい。加熱板31は、気化
室22、インテークマニホールド4のどちらに配設され
たものでもよい。例えば、特開昭49−120023号
公報に開示された燃料気化装置の加熱板上に表面層6a
を形成し、加熱面の温度をライデンフロスト点以上に設
定して燃料の蒸発速度を向上させてもよい。
(11) The heating element may not be provided. As shown in FIG. 18, the surface layer 6a having the conductive layers 11 and 12 may be formed on the heating plate 31 heated by the residual heat of the exhaust gas EG. The heating plate 31 may be provided in either the vaporization chamber 22 or the intake manifold 4. For example, the surface layer 6a is formed on the heating plate of the fuel vaporizer disclosed in JP-A-49-120023.
May be formed, and the temperature of the heating surface may be set to the Leidenfrost point or higher to improve the evaporation rate of the fuel.

【0067】(12)フューエルインジェクタ5からの
噴射燃料は、中央付近で液滴が充分に分散されずその径
が大きくなるところがあるが、その中央付近の燃料Fの
気化を促進させるように中央付近に高い温度分布をもた
せたり、中央付近に浮き上がり力に抗する大きな電界が
発生するようにしてもよい。
(12) In the fuel injected from the fuel injector 5, droplets are not sufficiently dispersed in the vicinity of the center and there is a portion where the diameter becomes large. However, in order to promote the vaporization of the fuel F in the vicinity of the center, the fuel is injected near the center. It may have a high temperature distribution, or may generate a large electric field near the center against the lifting force.

【0068】(13)第2実施例で電極棒25を加熱し
てもよい。液滴Fが電極棒25を伝って降下する過程で
の液滴Fの気化を促進させることができる。 (14)第2実施例で電極棒25に替えてネット状の電
極としてもよい。電極がネット状なので付着した液滴F
の表面積が大きくなり気化が促進される。
(13) The electrode rod 25 may be heated in the second embodiment. It is possible to promote vaporization of the droplet F in the process in which the droplet F travels down the electrode rod 25. (14) A net-shaped electrode may be used instead of the electrode rod 25 in the second embodiment. Droplet F attached because the electrode is net-shaped
The surface area of is increased and vaporization is promoted.

【0069】(15)ヒータ材料はPCTセラミックに
限定されない。Ni−Cr(−Fe)合金、白金、Si
Cなど適当な比抵抗を有するその他の材料に変更するこ
とができる。PCT特性を有しないヒータ材料を使用し
た場合、温度制御回路を設けてヒータ6を設定温度に保
持すればよい。
(15) The heater material is not limited to PCT ceramic. Ni-Cr (-Fe) alloy, platinum, Si
It can be changed to another material having an appropriate specific resistance such as C. When a heater material having no PCT characteristic is used, a temperature control circuit may be provided to keep the heater 6 at the set temperature.

【0070】(16)溝7の幅やスポット28の径を毛
細管現象が起きない大きさとしてもよい。 (17)臨界粒径を越える液滴Fのほぼ全てが露出面1
1a,12aに跨がって直接付着するように、溝7(図
4)、スポット28(図8)、露出部12a(図10,
図11)、突出部12b(図13,図14)をヒータ6
の表面一面に密に形成してもよい。
(16) The width of the groove 7 and the diameter of the spot 28 may be set so that the capillary phenomenon does not occur. (17) Almost all of the droplets F exceeding the critical particle diameter are exposed surface 1
The grooves 7 (FIG. 4), the spots 28 (FIG. 8), and the exposed portions 12a (FIG. 10, so as to be directly attached across the 1a and 12a).
11) and the protrusion 12b (FIGS. 13 and 14) to the heater 6
It may be densely formed on the entire surface.

【0071】(18)EHD効果により燃料に作用する
力の向きは、電界の向きと燃料の極性によって決まるた
め、導電層11,12間の電圧印加方向(電界の向き)
は燃料がヒータに押し付けられるようにその燃料の極性
によって適宜変更することができる。
(18) Since the direction of the force acting on the fuel due to the EHD effect is determined by the direction of the electric field and the polarity of the fuel, the voltage application direction between the conductive layers 11 and 12 (direction of the electric field).
Can be appropriately changed according to the polarity of the fuel so that the fuel is pressed against the heater.

【0072】(19)ヒータ6,23をライデンフロス
ト点TL 以下で使用してもよい。EHD効果により液滴
Fが表面Sに押さえられてその接触面積が増えるので熱
が良く伝えられて気化し易くなる。特に、ヒータ6,2
3の表面Sとの濡れ性の悪い燃料に有効である。
(19) The heaters 6 and 23 may be used below the Leidenfrost point TL. Due to the EHD effect, the droplet F is pressed against the surface S and the contact area thereof is increased, so that heat is well transferred and easily vaporized. In particular, heaters 6 and 2
3 is effective for fuel having poor wettability with the surface S.

【0073】前記実施例から把握され、特許請求の範囲
に記載されていない発明を、その効果とともに以下に記
載する。 (イ)請求項5において、前記凹部は前記液滴の流路に
対して下流側ほど小さなサイズに形成された。フューエ
ルインジェクタから噴射された液滴は、粒径の大きいも
のほど降下速度が速く、より上流側にて付着するので、
液滴をその粒径に応じた凹部により確実に一対の電極に
跨がるように接触させることができる。
The invention, which is grasped from the above-mentioned embodiment and is not described in the scope of claims, will be described below together with the effect thereof. (A) In Claim 5, the recess is formed to have a smaller size on the downstream side of the flow path of the droplet. The droplets ejected from the fuel injector have a faster descending speed as they have a larger particle diameter, and adhere to the upstream side.
The liquid droplet can be contacted so as to surely straddle the pair of electrodes by the concave portion corresponding to the particle diameter.

【0074】(ロ)請求項11において、前記PCTセ
ラミックのキュリー点は、前記加熱面をライデンフロス
ト点以上に加熱可能に設定された。この構成によれば、
PCTセラミックの発熱により、加熱面をライデンフロ
スト点以上に加熱することができる。
(B) In the eleventh aspect, the Curie point of the PCT ceramic is set so that the heating surface can be heated above the Leidenfrost point. According to this configuration,
Due to the heat generated by the PCT ceramic, the heating surface can be heated above the Leidenfrost point.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1〜請求項5
に記載の発明によれば、加熱面をライデンフロスト点以
上に加熱しても、燃料の液滴は電界から受ける加熱面方
向の力により加熱面に接触状態とされるので、液滴の蒸
発速度を一層向上させることができるという優れた効果
を奏する。
As described in detail above, the first to fifth aspects of the invention are described.
According to the invention described in (1), even if the heating surface is heated above the Leidenfrost point, the droplet of the fuel is brought into contact with the heating surface by the force in the direction of the heating surface received from the electric field. It has an excellent effect that it can be further improved.

【0076】請求項6に記載の発明によれば、燃料の液
滴を毛細管現象により凹部に取り込むことにより、凹部
の内面に露出した一対の電極に確実に跨がって接触させ
ることができるという優れた効果を奏する。
According to the sixth aspect of the invention, the droplet of the fuel is taken into the concave portion by the capillary phenomenon, so that the pair of electrodes exposed on the inner surface of the concave portion can be surely straddled and contacted. It has an excellent effect.

【0077】請求項7に記載の発明によれば、一対の電
極以外の部位で燃料の液滴が加熱面に付着しても、その
蒸気圧により浮き上がって加熱面を沿うように移動する
途中でその液滴は再び加熱面から突出した電極により捕
捉されるので、加熱面上における一対の電極の数もしく
は占有面積を減らすことができるという優れた効果を奏
する。
According to the seventh aspect of the present invention, even if the fuel droplets adhere to the heating surface at a portion other than the pair of electrodes, they are lifted by the vapor pressure and move along the heating surface. Since the droplets are captured again by the electrodes protruding from the heating surface, it is possible to reduce the number or occupied area of the pair of electrodes on the heating surface.

【0078】請求項8に記載の発明によれば、蒸気圧に
より加熱面との接触が少なくなって加熱面を転がるよう
に移動する燃料の液滴は、燃料流路を横切る方向に延び
た一対の電極により確実に接触して捕捉されるので、加
熱面上における一対の電極の数もしくは占有面積を減ら
すことができるという優れた効果を奏する。
According to the eighth aspect of the invention, the droplets of the fuel that move so as to roll on the heating surface due to less contact with the heating surface due to the vapor pressure are paired extending in the direction crossing the fuel flow path. Since the electrodes are surely contacted and captured by the electrodes, it is possible to reduce the number of the pair of electrodes or the occupied area on the heating surface.

【0079】請求項9に記載の発明によれば、加熱面上
に露出した複数対の電極は導電層を介して互いに繋がっ
ているので、電源からの配線を導電層に接続するだけで
その接続箇所が少なくて済むという優れた効果を奏す
る。
According to the ninth aspect of the invention, since the plurality of pairs of electrodes exposed on the heating surface are connected to each other through the conductive layer, the wiring from the power source can be connected to the conductive layer. It has an excellent effect that it requires few parts.

【0080】請求項10に記載の発明によれば、ヒータ
層が導電層と共に加熱面直下の表面層に形成されている
ので、加熱面を効率良く加熱することができる。請求項
11に記載の発明によれば、導電層に挟まれて形成され
たヒータ層は、導電層間の印加電圧により通電されて発
熱するので、各層間の絶縁層の形成が不要となり、燃料
気化装置の製造を比較的簡単とすることができる。
According to the tenth aspect of the invention, since the heater layer is formed on the surface layer immediately below the heating surface together with the conductive layer, the heating surface can be efficiently heated. According to the invention described in claim 11, since the heater layers sandwiched between the conductive layers are heated by being energized by the applied voltage between the conductive layers, it is not necessary to form an insulating layer between the layers, and the fuel vaporization is performed. The manufacture of the device can be relatively simple.

【0081】請求項12に記載の発明によれば、気化室
を備えた燃料供給装置においても、気化室の底部に配置
された加熱面をライデンフロスト点以上に加熱させるこ
とにより、燃料の気化速度を向上させることができると
いう優れた効果を奏する。
According to the twelfth aspect of the present invention, also in the fuel supply device having the vaporizing chamber, the heating surface arranged at the bottom of the vaporizing chamber is heated to the Leidenfrost point or higher so that the fuel vaporizing rate is increased. It has an excellent effect that it can improve.

【0082】請求項13に記載の発明によれば、フュー
エルインジェクタから噴射されて霧化された燃料及び加
熱面にて気化された燃料のみを、バルブによる開閉制御
によりインテークマニホールドに供給することができ
る。請求項14に記載の発明によれば、フューエルイン
ジェクタから噴射された燃料のほぼ全てを多数本の電極
棒に付着させ、電極棒を伝って降下した燃料の液滴をE
HD効果により加熱面に保持させて素早く気化させるこ
とにより、気化された燃料のみを燃焼室に供給すること
ができるという優れた効果を奏する。
According to the thirteenth aspect of the present invention, only the fuel injected from the fuel injector and atomized and the fuel vaporized on the heating surface can be supplied to the intake manifold by the valve opening / closing control. . According to the invention described in claim 14, almost all of the fuel injected from the fuel injector is attached to a large number of electrode rods, and the droplets of the fuel that have descended along the electrode rods E
By holding on the heating surface by the HD effect and quickly vaporizing it, it is possible to supply only the vaporized fuel to the combustion chamber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の燃料気化ヒータの部分側断面図。FIG. 1 is a partial side sectional view of a fuel vaporization heater according to a first embodiment.

【図2】燃料気化装置の概略側断面図。FIG. 2 is a schematic side sectional view of a fuel vaporizer.

【図3】燃料気化ヒータの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a fuel vaporization heater.

【図4】燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 4 is a partial perspective view of a fuel vaporization heater.

【図5】燃料気化ヒータの作用図。FIG. 5 is an operation diagram of a fuel vaporization heater.

【図6】第2実施例の燃料気化装置の概略側断面図。FIG. 6 is a schematic side sectional view of a fuel vaporizer of a second embodiment.

【図7】燃料気化ヒータの作用図。FIG. 7 is an operation diagram of a fuel vaporization heater.

【図8】別例の燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 8 is a partial perspective view of another example of a fuel vaporization heater.

【図9】別例の燃料気化ヒータの部分側断面図。FIG. 9 is a partial side sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図10】別例の燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 10 is a partial perspective view of another example of a fuel vaporization heater.

【図11】別例の燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 11 is a partial perspective view of another example of a fuel vaporization heater.

【図12】別例の燃料気化ヒータの部分側断面図。FIG. 12 is a partial side sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図13】別例の燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 13 is a partial perspective view of another example of a fuel vaporization heater.

【図14】別例の燃料気化ヒータの部分斜視図。FIG. 14 is a partial perspective view of another example of a fuel vaporization heater.

【図15】別例の燃料気化ヒータの部分正断面図。FIG. 15 is a partial front sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図16】別例の燃料気化ヒータの部分正断面図。FIG. 16 is a partial front sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図17】別例の燃料気化ヒータの部分側断面図。FIG. 17 is a partial side sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図18】別例の燃料気化ヒータの部分側断面図。FIG. 18 is a partial side sectional view of a fuel vaporization heater according to another example.

【図19】従来技術において加熱温度に対する燃料蒸発
速度を示すグラフ。
FIG. 19 is a graph showing a fuel evaporation rate with respect to a heating temperature in the related art.

【図20】従来技術における燃料気化ヒータの作用図。FIG. 20 is an operation diagram of a fuel vaporization heater according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…燃焼室、4…燃料流路を構成するイ
ンテークマニホールド、5…フューエルインジェクタ、
6…燃料気化装置としてのヒータ、6a…表面層、7…
凹部としての溝、8…発熱源としてのヒータ層、9,1
0…絶縁層、11,12…電界発生手段を構成する導電
層、11a…一対の電極を構成する露出面、12a…一
対の電極を構成する露出面、12b…突出部、14…電
界発生手段を構成する電源、22…気化室、23…燃料
気化ヒータとしてのヒータ、24…導電層、25…電極
棒、26…通路、27…バルブとしての電磁バルブ、2
8…凹部としてのスポット、29…発熱体、31…排気
ガス案内手段を構成する加熱板、F…燃料の液滴、S…
加熱面としての表面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Combustion chamber, 4 ... Intake manifold which comprises a fuel flow path, 5 ... Fuel injector,
6 ... Heater as fuel vaporizer, 6a ... Surface layer, 7 ...
Grooves as recesses, 8 ... Heater layers as heat sources, 9, 1
0 ... Insulating layer, 11, 12 ... Conductive layer forming electric field generating means, 11a ... Exposed surface forming a pair of electrodes, 12a ... Exposed surface forming a pair of electrodes, 12b ... Projection part, 14 ... Electric field generating means , A vaporization chamber, 23 ... A heater as a fuel vaporization heater, 24 ... Conductive layer, 25 ... Electrode rod, 26 ... Passage, 27 ... Electromagnetic valve as a valve, 2
8 ... Recess as spot, 29 ... Heating element, 31 ... Heating plate constituting exhaust gas guide means, F ... Fuel droplets, S ...
Surface as a heating surface.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料の液滴を燃焼室に送る燃料流路上
に、加熱面を配置し、その加熱面にて前記液滴を気化さ
せる燃料気化方法であって、 前記加熱面周辺にて電界を発生させ、前記液滴に対し前
記加熱面方向の力を作用させる燃料気化方法。
1. A fuel vaporization method in which a heating surface is disposed on a fuel flow path for sending fuel droplets to a combustion chamber, and the droplets are vaporized on the heating surface, wherein an electric field is generated around the heating surface. And a fuel vaporization method in which a force in the direction of the heating surface is applied to the droplet.
【請求項2】 一定面積の加熱面を備え、前記加熱面に
付着した燃料の液滴を加熱・気化し、エンジンのシリン
ダ内における燃料の燃焼状態を改善する燃料気化装置で
あって、 前記加熱面にて、前記液滴に前記加熱面方向の力を作用
させるべく電界発生手段を備えた燃料気化装置。
2. A fuel vaporization device comprising a heating surface having a constant area, for heating and vaporizing fuel droplets adhering to the heating surface to improve the combustion state of fuel in a cylinder of an engine. A fuel vaporizer equipped with an electric field generating means for exerting a force in the direction of the heating surface on the droplet on the surface.
【請求項3】 燃料の液滴を燃焼室に送る燃料流路上
に、一定面積の加熱面を配置する燃料気化装置であっ
て、 前記加熱面に付着した燃料の液滴が跨がって接触可能な
一対の電極を、その間に電界を発生可能に少なくとも一
対以上備えた燃料気化装置。
3. A fuel vaporization device in which a heating surface having a constant area is arranged on a fuel flow path for feeding fuel droplets to a combustion chamber, wherein the fuel droplets attached to the heating surface straddle and contact each other. A fuel vaporizer comprising at least one pair of electrodes capable of generating an electric field therebetween.
【請求項4】 前記一対の電極は前記加熱面上に形成さ
れた請求項3に記載の燃料気化装置。
4. The fuel vaporizer according to claim 3, wherein the pair of electrodes are formed on the heating surface.
【請求項5】 前記一対の電極は前記加熱面上に形成さ
れた第1の電極と、前記加熱面から離間して配置された
第2の電極とからなる請求項3に記載の燃料気化装置。
5. The fuel vaporizer according to claim 3, wherein the pair of electrodes includes a first electrode formed on the heating surface and a second electrode spaced apart from the heating surface. .
【請求項6】 前記加熱面には凹部が形成され、該凹部
の内面に前記一対の電極が露出状態に形成された請求項
4に記載の燃料気化装置。
6. The fuel vaporizer according to claim 4, wherein a concave portion is formed on the heating surface, and the pair of electrodes are formed in an exposed state on an inner surface of the concave portion.
【請求項7】 前記一対の電極は、少なくとも一方が前
記加熱面から突出して形成された請求項4に記載の燃料
気化装置。
7. The fuel vaporizer according to claim 4, wherein at least one of the pair of electrodes is formed so as to project from the heating surface.
【請求項8】 前記一対の電極は、所定間隔を隔して平
行に前記液滴を燃焼室に送る燃料流路を横切る方向に延
びて前記加熱面上に形成された請求項4、請求項6、請
求項7のいずれかに記載の燃料気化装置。
8. The method according to claim 4, wherein the pair of electrodes are formed on the heating surface so as to extend in a direction transverse to a fuel flow path for sending the droplets to the combustion chamber in parallel at a predetermined interval. 6. The fuel vaporizer according to claim 6.
【請求項9】 前記加熱面を形成する前記燃料気化装置
の表面層は、導電層が絶縁層を介して多層に形成され、
前記一対の電極は該導電層が前記加熱面上に露出して形
成された請求項3及び請求項4に記載の燃料気化装置。
9. The surface layer of the fuel vaporizer that forms the heating surface is formed of a plurality of conductive layers with an insulating layer interposed therebetween.
The fuel vaporizer according to claim 3 or 4, wherein the pair of electrodes are formed by exposing the conductive layer on the heating surface.
【請求項10】 前記加熱面を形成する前記燃料気化装
置の表面層は、該加熱面を加熱する発熱源としてのヒー
タ層と、前記加熱面上に前記一対の電極を露出形成する
ための2つの導電層とが、それぞれ絶縁層を介して多層
に形成されてなる請求項9に記載の燃料気化装置。
10. The surface layer of the fuel vaporizer forming the heating surface is a heater layer as a heat source for heating the heating surface, and 2 for exposing the pair of electrodes on the heating surface. The fuel vaporizer according to claim 9, wherein the two conductive layers are formed in multiple layers with insulating layers interposed therebetween.
【請求項11】 請求項10の燃料気化装置において、
前記ヒータ層は前記導電層に通電可能に接触する状態に
挟まれて形成され、該ヒータ層は前記導電層間に印加さ
れる電圧に基づき所定温度に発熱可能な抵抗値に設定さ
れた燃料気化装置。
11. The fuel vaporizer of claim 10, wherein:
The heater layer is formed so as to be sandwiched between the conductive layers so as to contact the conductive layers so that the heater layers can be energized, and the heater layers are set to a resistance value capable of generating heat at a predetermined temperature based on a voltage applied between the conductive layers. .
【請求項12】 前記燃料を噴射するフューエルインジ
ェクタが気化室に設けられ、該気化室の底部に請求項2
〜請求項11のいずれかに記載の燃料気化装置の前記加
熱面が配置された燃料供給装置。
12. A fuel injector for injecting the fuel is provided in a vaporization chamber, and the fuel injector is provided at a bottom portion of the vaporization chamber.
A fuel supply device in which the heating surface of the fuel vaporizer according to claim 11 is arranged.
【請求項13】 前記気化室と前記インテークマニホー
ルドとを連通する通路の排出口を前記加熱面より所定距
離だけ上方位置に設け、前記通路上に前記気化室からの
燃料の供給量を制御するバルブを備えた請求項12に記
載の燃料供給装置。
13. A valve for controlling a supply amount of fuel from the vaporization chamber on the passage by providing a discharge port of a passage communicating the vaporization chamber and the intake manifold at a position above a predetermined distance from the heating surface. The fuel supply device according to claim 12, further comprising:
【請求項14】 前記フューエルインジェクタが設けら
れた気化室の底部に、請求項5に記載の燃料気化装置の
前記加熱面を配置し、前記フューエルインジェクタの燃
料噴射指向先に多数本の前記第2の電極としての電極棒
を吊設するとともに、前記電極棒の下端を前記加熱面に
露出した前記第1の電極に対して所定間隔だけ離間させ
た状態に配置した燃料供給装置。
14. The heating surface of the fuel vaporizer according to claim 5 is arranged at the bottom of the vaporization chamber in which the fuel injector is provided, and a plurality of the second fuel injection devices are provided at the fuel injection destination of the fuel injector. A fuel supply device in which an electrode rod serving as the electrode is suspended and the lower end of the electrode rod is arranged at a predetermined distance from the first electrode exposed on the heating surface.
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