JPS59173631A - 内燃機関の吸込み空気を予熱するための火炎式グロ−プラグ - Google Patents

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】 本発明は内燃機関、例えばディーゼル機関のための火炎
式グロープラグに関する。ドイツ連邦共和国特許出願公
開第２１　１５　６２０号明細書によって公知であるよ
うな火炎式グロープラグ（＝おいてはグローピンはＰＴ
Ｃ抵抗特性を有する抵抗巻線区分の調整特性に基づいて
極めて迅速（二加熱されるという利点を有してはいるけ
れども、電流の強さはこの迅速な加熱の際（１既（二減
少させられてしまう。次いでスタークが始動させられる
と、火炎式グロープラグに比較的に冷たい燃料が供給さ
れる。この冷たい燃料は火炎式グロープラグの、ＰＴＣ
抵抗特性を有する加熱用の巻線区分の範囲に流入、して
この抵抗巻線区分を冷却し、これ（二よって電気抵抗を
減少させ、ひいては燃焼室側の抵抗巻線区分における電
流の強さを再び高める。自動車（二例えば２７．５ボル
トの発電機電圧が与えられている場合にはこのように電
流の強さが高められることに基づいて燃焼室側の抵抗巻
線区分が極めて強く熱負荷されるので危険である。この
問題は両方の抵抗巻線区分の抵抗比を変えることによ°
つて除去することができるが、しかしながらこのような
手段（二よってはグローピンの加熱速度を所望されない
のに低下させてしまうという欠点ももたらされること（
二なる。燃料は火炎式グロープラグの、グローピンの周
囲Ｃ二ら線状Ｃ１延びる管内で加熱これ、気化σれかっ
炉焼室側化 でこのいわゆる気１・管から気化燃料として流出され、
そこで吸込み空気と混合されてからこのグローピンの自
由な端部区分によって点火される。

ドイツ連邦共和国特許第１　　：３０１　６３１号明細
書から公知である別の火炎式グロープラグ（二おいては
グローピンに交りして出Ｊ隔をおいて配置された同軸の
管が設けられており、この火炎式グロープラグの屡続側
に供給さＪまた燃料がグローピンとこの管との間に形成
をれたリング内 間隙陶で加熱され気化てれ、次いで燃焼室側でこのリン
グ間隙から流出てれて、そこで同様（二吸込み空気と混
合されてから点火される。

これに対して特許請求の範囲第１項に記載された持金を
有する本発明の火炎式グロープラグにおいてはこのグロ
ープラグが極めて迅速Ｅ加熱されるばかりではなく、比
較的に冷たい燃料がこの火炎式グロープラグ（二供給さ
れる場合でさえもグロー管内（二設けられた抵抗巻線の
燃焼室側の巻線区分が過剰な熱負荷を受げないという利
点がある。

特許請求の範囲第２項以下に記載の手段（二よっては特
許請求の範囲第１項（二記載した本発明の火炎式グロー
プラグの有利な実施態様が得られる。この火炎式グロー
プラグ内で加熱しかつ気化しようとする燃料を導くため
の手段としてグローピンに対して間隔をおいて配置逼れ
た同軸の気化管が使用てれると特に有利である。

次に本発明の実施例を図面ｆ１ついて詳細に説明する。

火炎式グロープラグｉｏｒ二は金属ケーシング１１が設
けられている。この金属ケーシング１１は外側（二ねじ
山１２と、火炎式グロープラグ１０を内燃機関（例えば
ディーゼル機関）の図示てれていない吸気管に多くの場
合１：半径方向で組込むための図示されていない六角ス
ノξすとを有している。ねじ山１２とかみ合う止めナツ
ト１３はこの火炎式グロープラグ１０が吸気管から意図
されないの（二解離することを阻止する。この金属ケー
シング１１の接続側の端部区分は金属ケーシング１１の
他の部分よりも小感い直径を有していることが多い。こ
の金属ケーシング１１（二は多段の縦孔１５が設けられ
ており、各段は燃焼室側の端部区分から接続側の端部区
分に同かつて次第に直径が減少させられている。この金
属ケーシング１１の燃焼室側の端部区分には同軸の金属
の遮炎スリーブ１６が固定されており、この遮炎スリー
ブ１６には多数の開口１７．１８が設けられている。こ
の開口１７．１８は火炎式グロープラグ１０に必要とさ
れる吸込み空気を流入させるために役立てられる。この
開口１７．１８の数、配置、形状及び大きさはそれぞれ
の内燃機関の条件に合わせられている。この遮炎スリー
ブ１６の接続側の端部区分は図示の実施例では金属ケー
シング１１の燃焼室側の区分を縁曲げすることによって
この金属ケーシング１１の縦孔１５内に固定されている
が、等価の手段、例えば溶接又はそれに類似の手段によ
ってこの金属ケーシングＩｌ＋＝固定され・ていてもよ
い。遮炎スリーブ１６は燃焼室側で完全に開いているが
、この遮炎スリーブ１６の燃焼室側の開口に横方向に延
びる孔あき金属薄板等を設けておくこともできる。遮炎
スリーブ１６の内部には吸込み空気の直線的な流入を阻
止するため（二同軸の管若しくはシーブが設けられてい
ることも公知である。

金属ケーシング１１（−は燃焼室側の頚部１４の近くで
横孔１９が形成されている。この横孔１９は縦孔１５に
接続されており、この横孔１９（二金属の燃料導管接続
部２０が例えば硬質ろう接によって固定嘔れている。こ
の燃料導管接続部２０には開口部２１が設けられており
、燃料導管接続部２０はこの開口部２１で金属ケーシン
グ１１の縦孔１５（二接続されている。この開口部２１
（二は犬低、それ自体公知であるので図示されていない
フィルタと燃料調量ノズルとが配置されている。この燃
料導管接続部２０の自由な端部区分はその外側に図示さ
れていない燃料接続導管を接続するためのねじ画付き付
加部２２を有している。

金属ケーシング１１の縦孔１５には公知の形式でグロー
ビン２３が金属の薄壁のグロー管２４の接続側端部区分
で金属ケーシング１１の頚部１４の範囲に密にプレス嵌
めされるよう（二固定てれている。このグロー管２４の
燃焼室側の端面は金属ケーシング１１の燃焼室側の端面
と同一平面を成している。このグロー管２４に対して電
気的に絶縁された接続ピン２５は接続側でこのグロー管
２４から突出していてかつ接続用ねじ山２６を有してい
る。この接続ピン２５の、接続用ねじ山２６を有する）
〜ＩＳ分には絶縁板２７、リング溝２９を有する金属の
円形ナツト２８及び金属の座金３０が差嵌められている
。この円形ナツト２８は電気的な接続導管のための図示
されていないケーブルシューを支持するため（二役立て
らね、かつリング？ｆ７１２９の範囲に押尺力が作用さ
せられることによって接続ビン２５に固定されている。

この図示されていないケーブルシューは座金３０と接続
ナツト３１と（二よって円形ナラｌ−２，８Ｅ固定され
ている。接続ビン２５の、グロー管２４の内室３２（二
突入する区分は電気的な抵抗巻線３３に接続されており
、この抵抗巻線３３の燃焼室側の端部はグロー管２４の
底部３４に接続されている。この抵抗巻線３３と接続ピ
ン２５、若しくはグロー管２４の底部３４との接続は溶
接によって行なわれると有利である。

この抵抗巻線３３は電気的に絶縁をれる、熱伝導率の高
い絶縁材・ξツキフグ３５内に不動に埋設されており、
この絶縁材・ぐツキング３５は例えば酸化マグネシウム
から成っている。グロー管２４の接続側端部をシールす
るために、かつ接続ビン２５をこのグロー管２４（二対
して電気的（二絶縁するためにはグロー管２４の内室３
２に適当な、それ自体公知であるシール部材３６（例え
ば■ｉｔ□ｎ又はＦｌｕｏｒｅｌａｓｔｍｅｒといった
弾性的な材料から成る絶縁材リング）が充填されている
。グローピン２３は燃焼室側に設けられた底部３４でほ
ぼ遮炎スリーブ１６の燃焼室側範囲にまで突入している
。

この電気的な抵抗巻線３３は本発明によれば３つの巻線
区分３３／１．’３３／２及び３３／３を有している。

第１の巻線区分３３／１は開口１７．’１８を有する遮
炎スリーブ１６の燃焼室側範囲（二配置逼れていてかつ
その燃焼室側端部区分でグロー管２４の底部３４に溶接
されている。このｉｆの巻線区分３３／１は主（二潟度
と無関係の抵抗特性を有する材料（例えばＮｉＣｒ８０
／２０、Ｋａｎｔｈａｌ、　Ｍａｇａｐｙｒ）から成っ
ていてかつ巻線の外径が約５　ｍｍである場合Ｃ：はそ
の長さは約１５ｙｎｍである。

この第１の巻線区分３３／１には接続側（１第２の巻線
区分３３／２が続けられている。この第２の巻線区分３
３／２は第１の巻線区分３３／１と同じ巻き方向を有し
ていてかつこの巻線区分３３／１にレーザー光線溶接に
よって結合されている。この第２の巻線区分３３／２は
ボジテイフな抵抗・流度特性を有する拐料（例えばＮ１
ｃｋｅｌ　、　Ｎ１ｃｋｅｌ／Ｅｉｓｅｎ　７０１　）
から成っており、その外径も同様に約５　ｒｎｍ　、長
さはこれＣ１続く第３の巻線区分３３／３が接続ピン２
５に達するまでなお２５　ｍｍが残さオ］、るように設
計されている。この第３の巻線区分３３／３は第１の巻
線区分３３／１に使用されたと同様に主に温度と無関係
の抵抗特性を有する材料から成っている。この第３の巻
線区分３３／３は燃焼室側で第２の巻線区分３３／２（
二溶接（有利（−はレーザー光線溶接）によって結合さ
れていてかつ既に述べたよう（−その接続側端部区分で
接続ピン２５に固定されている。この第３の巻線区分３
３／３の外径も約５　ｍｍ以内である。第１の巻線区分
３３／１と第３の巻線区分３３／３の線材直径が約Ｑ、
６ｍｍであるのに対して、第２の巻線区分３３／２ｉ二
使用された線材は約０．’４ｍｍの直径を有している。

グロー管２４は壁厚さがＱ　、　７　ｍｍである場合（
二は７．５ｍｍの直径を有する。

これらの寸法は使用ケースに応じて調整することができ
る。

燃料導管接続部２０の、グローピン２３　Ｉ：同けられ
た端面３７は、グローピン２３と共に間隙３８を成す。

この間隙３８は燃焼室側でグロー管２４に沿ってリング
間＠３９　ＬＸ続けられる。

このリング間隙３９はグローピン２３のグロー管２４に
よって制限されている一方、その外側はグローピン２３
から約Ｑ　、　５　ｍ、ｍの間隔をおいてこのグローピ
ン２３と同軸的に配置されたいわゆる気化管４０（二よ
って制限されている。この気化管４０は耐熱の金属から
成っていてかつ約Ｑ、５ｍｍの壁厚さを有している。こ
の気化管４０は接続側では金属ケーシング１１の縦孔１
５の、対応する開口部４１内（二固定されていてかつ燃
焼室側ではこの金属ケーシング１１の燃焼室側端部に開
口している。気化管４０はグローピン２３によって生ぜ
しめられた熱が不必袈Ｃ二も金属ケーシング１１を介し
て導出されることがないよう（二その長さの大部分に亘
って金属ケーシング１１の縦孔１５の表面から距離をお
いている。グローピン２３と気化管４０との間に設けら
れたリング間隙３９には波線でしか示されていない分配
器４２除供給ｆｉ　ｉ’した燃料のため（二公知の形式
で配置しておくことができる。このような分配器４２は
シーブ状の管若しくは気化管４０の内側若しくはグロー
管２４の外側に設けられた隆起部とくぼみとであっても
よい。

燃料導管接続部２０の開口部２１を通って火炎式グロー
プラグ１０（二流入する燃料は燃料導管接続部２０の端
面３７とグローピン２３との間（二ある間隙３８（−達
し、次いでグローピン２３の、第３の巻線区分３３／３
が位置する範囲（二接触する。この火炎式グロープラグ
１０の使用ケースに応じてグロー管２４（ニエネルギ供
給の種々異なる帯域が与えられていると有利である場合
には第３の巻線区分３３／３の個々の巻条の間のピッチ
は異なっていてもよい。このことは原−則的Ｃ−は第１
の巻線区分３３／１及び第２の巻線区分３３　／　２　
Ｃも同様に当てはまる。

内燃機関の始動過程のために図示されていないスイッチ
を介して接続ピン２５が電圧源に接続されると、グロー
管２４と金属ケーシング１１とを介して電気的にアース
でれている抵抗巻線３３が加熱される。流度が低い場合
（二は第２の巻線区分３３／２に僅Ｃ二しか電気的な抵
抗が生じないことに基づいてこの抵抗巻線３３を通って
比較的に強い電流が流れるので抵抗巻線３３は極めて迅
速（二加熱される。Ｊｇ、抗巻線３３が次第に加熱され
ても第１の巻線区分３３／１及び第３の巻線区分３３／
３の電気抵抗がほぼ一定に保たれるの（二対して、第２
の巻線区分３３／２はそのＰＴＣ抵抗特性に基づいて極
めて迅速により高い抵抗値を有するようになるので抵抗
巻線３３（−おける電流の強さは減少させられる。今、
グローピン２３が加熱されてから、スタータが作動され
ると同時に燃料が燃料導管接続部２０の開口部２１を通
って火炎式グロープラグ１０に供給される。この比較的
に冷たい燃料はグローピン２３の、第３の巻線区分３３
／３が位置する範囲で前もって加熱されて部分的には既
（１気化され、燃料若しくは気化燃料としてグロー管２
４と気化管４０との間にあるリング間隙３９に沿って案
内される。このリング間隙３９内に配置された分配器４
２は管状のシーブであって、燃肩が申分なく分配されか
つこの範囲で僅かながら燃料速度が制動されるようＣ１
働らく。Ｐ′ＴＣ抵抗特性を有する第２の巻線区分３３
／２が位置する範囲に達した燃料若しくは気化燃料は抵
抗巻線３３を流れる電流が著しく強められる程に強くは
この第２の巻線区分３３／２を冷却しない。このような
抵抗巻線３３の第３の巻線区分３３／３が設けられてい
なかった公知の火炎式グロープラグにおいては比較的（
１冷い燃料が、特に気化燃料と空気の混合物を点火する
ため（＝用いられる第１の巻線区分３３／１を危険な過
剰な熱負荷にさらす程、抵抗巻線３３における電流１を
再び高めるよう（１第２の巻線区分３３／２を冷却して
しまう。これに対して本発明の構成によっては燃料は気
化燃料としてリング間隙３９の燃焼室側端部から遮炎ス
リーブ１６の内室に流入し、ここで遮炎スリーブ１６に
設けられた開口１７．１８を通って流入する吸込み空気
と混合され、次いでグロ点 一ビン２３の、燃焼室側端部区分によって桐火される。

上述の火炎式グロープラグ１ｏにはグローピン２３の周
囲にリング間隙３９が設けられているが、燃料がグロー
プラグのグローピンの周囲にら巻線状に案内されたら線
管内を案内されて加熱されかつ気化されるようになって
いるドイツ連邦共和国特許出願公開第２１　１５　６２
０号明細書によって公知であるような火炎式グロープラ
グにも、上述した図示の実施例（二おいて３つの巻線区
分３３／１　、３３／’２及び３３／３を有する抵抗巻
線３３を備えたグローピン２３を特に申分なく適用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による火炎式グロープラグの拡大縦断面図
である。 １０・・・火炎式グロープラグ、１１・・・金属ケーシ
ング、１２・・・ねじ山、１３・・・止めナツト、１４
・・頚部、１５・・・縦孔、１６・・・遮炎スリーブ、
１．７．１８・・・開口、１９・・・横孔、２０・・・
燃料導管接続部、２１・・・開口部、２２・・・ねじ山
付き付加部、２３・・・グローピン、２４・・・グロー
管、２５・・・接続ピン、２６・・・接続用ねじ山、２
７・・・絶縁板、２８・・・円形ナツト、２９・・・リ
ング溝、３０・・・座金、３１・・・接続ナツト、３２
・・・内室、３３・・・抵抗巻線、３３／１　、３３／
２　、３３／３・・・巻線区分、３４・・・底部、３５
・・・絶縁材・ξツキング、３６・・・シール部材、３
７・・・端面、３８・・・間隙、３９・・・リング間隙
、４０・・・気化管、４１・・・開口部、４２・・・分
配器 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関の吸込み空気を予熱するための火炎式グロ
   ープラグであって、接続側でこの火炎式グロープラグの
   ケーシングに設けられた燃料供給部と内燃機関の吸気管
   内（二突入するグローピンとを有しており、このグロー
   ピンが供給された燃料を放出された熱によって加熱し気
   化し、次いでその燃焼室側端部区分のところで内燃機関
   の吸気管Ｃ二供給された燃料を点火するようＣ二なって
   いてかつこのグローピンが燃焼室側に底部を備えた金属
   のグロー管を有しており、このグロー管内に設けられた
   電気的に絶縁された、熱伝尋率の高いバッキングに電気
   的な抵抗巻線が埋設されており、この電気的な抵抗巻線
   が燃焼室側に、グロ抵抗特性を有する材料から成る第１
   の巻線区分と、接続側でこの第１の巻線区分に続く第２
   の巻線区分とを有しており、この第２の巻線区分がボジ
   ティフな抵抗・流度〜特性（ＰＴｏ特性）を有する材料
   から成っていてかつ火炎式グロープラグの接続ピンと電
   気的に接続されている形式のものにおいて。 抵抗巻線（３３）の第２の巻線区分（３３／２）と火炎
   式グロープラグ（１ｏ）の接続ピン（２５）との間にさ
   らに第３の巻線区分（３３／３　）が設けられており、
   この第３の巻線区分（３３／３’）が主に温度と無関係
   の抵抗特性を有する材料から成っており、この火炎式グ
   ロープラグ（１ｏ）内で加熱しかつ気化しようとする燃
   料を導くための部材（４０）が主に抵抗巻線（３３）の
   第３と第２の巻線区分（３３／３．’３３／２）の範囲
   （二設けられていることを特徴とする、火炎式グロープ
   ラグ。 対して同軸的に配置された、リング間隙（３９）を形成
   する管であって、この管の接続側範囲（二燃料供給部（
   ２０，２１）が開口しており、この管の燃焼側に開（端
   部から気化態別が流出するようになっている、特許請求
   の範囲第１項に記載の火炎式グロープラグ。 ３　前記３つの巻線区分（３３／１，３３／２、３３／
   ３　）が全部同じ巻き方向を有している、特許請求の範
   囲第１項又は第２項に記載の火炎式グロープラグ。