JPS5918138Y2 - 内燃機関の吸気加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関の吸気加熱装置に関する。

機関温度が低い機関暖機完了前には気化器から供給され
た燃料の気化が十分でなく、斯くして多量の燃料が液状
のまま機関シリンダ内に供給されるために暖機完了後に
比べて燃焼が悪く、その結果安定した機関の運転を確保
できないという問題がある。

従って通常暖機運転時には暖機完了後におけるよりも濃
い混合気を機関シリンダ内に供給して安定した機関の運
転を確保するようにしている。

しかしながらこのように濃い混合気を機関シリンダ内に
供給した場合には排気ガス中の有害成分である未燃炭化
水素ＨＣ並びに一酸化炭素ＣＯが増大するばかりでなく
燃料消費率が悪化するという問題を生ずる。

従って機関暖機運転時において気化器から供給される液
状燃料を十分に気化することができれば機関シリンダ内
に供給される混合気を薄くても安定した機関の運転が確
保でき、しかもこのような薄い混合気を使用できること
により排気ガス中の有害成分を低減できると共に燃料消
費を向上させることができる。

機関暖機運転時において液状燃料の気化を促進するため
に従来より吸気マニホルドライザ一部に排気ガスを導い
て排ガスにより吸気マニホルドライザ一部を加熱するよ
うにした吸気加熱装置が知られているがこのような排気
ガス熱を利用した吸気加熱装置は熱効率が低いばかりで
なく機開始動後暫らくしないと排気ガス温か上昇しない
ために機関始動後即座に液状燃料の気化を促進させるの
は困難である。

このような問題を解決するためにハニカム構造の正特性
サーミスタ素子（以下、ＰＴＣ素子と称す）を吸気マニ
ホルドと気化器の接合部に挿入して気化器から供給され
る混合気全体を加熱するようにした吸気加熱装置が提案
されている。

しかしながら気化器から供給された液状燃料の大部分は
気化器エアホーンの内壁面に沿って流れ、従って液状燃
料の気化を促進するにはこの内壁面に沿って流れる液状
燃料を集中的に加熱する必要がある。

しかしながら上述の吸気加熱装置ではＰＴＣ素子から発
する熱のうちで液状燃料の加熱に使用される熱の割合は
少なく、かなりの部分の熱が空気を加熱するのに使用さ
れる。

従ってこの吸気加熱装置は液状燃料の気化を促進させる
ものとしては満足のいくものではなく、また空気が加熱
されるので充填効率が低下するという問題も有している
。

本考案は発熱体から発する熱を空気の加熱に用いるので
はなく液状燃料を加熱するのに効果、的に使用し、それ
によって液状燃料の気化を十分に促進することのできる
吸気加熱装置を提供することにある。

以下、添附図面を参照して本考案を詳細に説明する。

第１図を参照すると、１は機関本体、２は吸気マニホル
ド、３はマニホルド集合部、４は断熱部材、５はこの断
熱部材４を介して吸気マニホルド２上に固定された気化
器を夫々示す。

この気化器５はほぼ垂直に延びる１次側エアホーン６と
１次側スロットル弁７を有する１次側気化器Ａと、はぼ
垂直に延びる２次側エアホーン８と２次側スロットル弁
９を有する２次側気化器Ｂとにより構成される。

第１図並びに第２図に示されるように１次側気化器Ａ下
方の断熱部材４内には１次側エアホーン６とほは゛同一
の内径を有する中空円筒状発熱体容器１０が設けられ、
この発熱体容器１０の下端部は吸気マニホルド集合部３
内に突出する。

第２図並びに第３図に示されるように発熱体容器１０は
例えばアルミ合金のような熱伝導性のよい導電性材料か
ら形成された薄肉の内筒１１と外筒１２とを具備する。

第２図かられかるようにこの外筒１２の内周面は下方に
向けて徐々に径が小さくなる円錐状に形成されている。

また、内筒１１はその上端部に水平方向外側に延びる上
部フランジ１３を有し、一方外筒１２はその上端部に水
平方向外側に延びる上部フランジ１４を有すると共にそ
の下端部に水平方向内側に延びる下部フランジ１５を有
する。

内筒１１と外筒１２間には第２図および第３図に示され
るように細分割された多数の断面楔形ＰＴＣ素子１６が
挿入され、このＰＴＣ素子１６はその内面が内筒１１の
外周面上に密着すると共にその外面が外筒１２の内周面
上に密着する。

従ってＰＴＣ素子１６の内面は内筒１１に電気的に接続
され、一方ＰＴＣ素子１６の外面は外筒１２に電気的に
接続される。

第２図に示されるように内筒１１の上部７ランジ１３と
外筒１２の上部フランジ１４との間には例えばシリコン
ゴムからなる絶縁体１７がＰＴＣ素子１６の上縁部を覆
うように挿入され、一方内筒１１の下端部と外筒１２の
下部フランジ１５間にも例えばシリコンゴムからなる絶
縁体１８がＰＴＣ素子１６の下端部と若干間隔を隔だで
て挿入される。

第２図に示されるように断熱部材４は外筒１２の外径に
ほぼ等しい内径を有するテーパ付き孔１９を形成してお
り、この孔１９内に発熱体容器１０が挿入される。

更に、断熱部材４は孔１９の上端部に大径部２０内に上
部フランジ１３．１４と絶縁体１７の積層構造体からな
る発熱体容器フランジ２１が嵌着される。

第２図かられかるように発熱体容器フランジ２１の高さ
は大径部２０の高さよりも高く形成されている。

従って気化器５が一様厚みのガスケット２２を介して断
熱部材４」−に締着されたときに内筒１１は下方へ向け
て強力に押圧せしめられる。

その結果、断面楔形のＰＴＣ素子１６は内筒１１と外筒
１２間において強固に締付けらＩｃ、斯くしてＰＴＣ素
子１６は内筒１１の外周面上に強固に押付けられること
になる。

また、内筒１１が下方に押圧せしめられたときに絶縁部
材１８は内筒１１の下端部と外筒１２の下部フランジ１
５間の間隙を完全に密封し、斯くして内筒１１の下端部
と外筒１２の下部７ランジ１５間を介して混合気が内筒
１１と外筒１２間に侵入するのを完全に阻止することが
できる。

第２図に示されるように外筒１２は導線２３を介して吸
気マニホルド２に接続される。

一方、内筒１１に接続された導線２４は第１図に示すよ
うに温度検出スイッチ２５、中性点電圧検出スイッチ２
６並びにイグニッションスイッチ２７を介して電源２８
に接続される。

温度検出スイッチ２５は機関冷却水温が例えば６０’
Ｃ以下のときオン状態にあり、機関冷却水温６０°Ｃ以
上になるとオフ状態となる。

一方、中性点電圧検出スイッチ２６は機関駆動のオール
タネータの中性点電圧が所定レベル以下のときオフ状態
にあり、この中性点電圧が所定レベル以上になるとオン
状態となる。

ＰＴＣ素子１６は電流供給開始時に大きな電流が流れる
ために機関を始動すべくセルモータを駆動しているとき
にはＰＴＣ素子１６には電流の供給を開始しないように
する必要がある。

このために中性点電圧検出スイッチ２６が設けられる。

即ち、機関がセルモータにより回転せしめられるときに
は中性点電圧は低く、機関が自刃運転を開始すると中性
点電圧が高くなって中性点電圧検出スイッチ２６がオン
状態となり、ＰＴＣ素子１６に電流の供給が開始される
。

このように素子１６に電流の供給が開始されるとＰＴＣ
素子１６は即座に温度上昇し、その結果内筒１１も即座
に温度上昇する。

一方、機関が始動すると１次側気化器Ａから供給された
燃料のうちの大部分の液状燃料は１次側エアホーン６の
内壁面に沿って下降し、次いでこの液状燃料は発熱体容
器１０の内筒１１の内壁面に沿って下降する。

従って内筒１１の内壁面上を下降する液状燃料は内筒１
１によって加熱され、斯くして液状燃料の気化が促進さ
れることになる。

第２図に示されるように外筒１２は吸気マニホルド２と
接触しておらず、従ってＰＴＣ素子１６から発する熱の
うちのわずかな熱が断熱部材４を介して大気、吸気マニ
ホルド２或いは気化器５に逃げるだけである。

斯くしてＰＴＣ素子１６から発する熱の大部分は内筒１
１を加熱するのに使用されることになる。

更に、内筒１１の表面上は液状燃料で覆われており、従
ってＰＴＣ素子１６から発する熱の大部分が液状燃料を
気化するために使用される。

また、ＰＴＣ素子１６は内筒１１と外筒１２間において
強固に締付けられるためにＰＴＣ素子１６と内筒１１の
外周面とが確実に密着し、斯くしてＰＴＣ素子１６と内
筒１１間において高い熱伝達率が確保され、それによっ
てＰＴＣ素子１６から発する熱を効果的に液状燃料に伝
達することができる。

機開始動後暫らしくて機関冷却水の水温が６σＣよりも
高くなると温度検出スイッチ２５がオフ状態となるため
にＰＴＣ素子１６への電流の供給は停止せしめられる。

以上述べたように本考案によれば外筒の内周面を円錐状
に形成し、各ＰＴＣ素子を楔形断面形状を有するように
形成することによって各ＰＴＣ素子の内周面および外周
面を内筒の外周面を内筒の外周面および外筒の円錐状内
周面に確実に密着させることができる。

その結果ＰＴＣ素子と内筒間、およびＰＴＣ素子と外筒
間における良好な電気的接触を確保できるために長期間
に亘ってＰＴＣ素子に安定して電力を供給することがで
き、更にＰＴＣ素子と内筒間において高い熱伝達率を確
保できるのでＰＴＣ素子から発する熱を効率よく内筒に
伝達することができる。

従ってＰＴＣ素子から発する熱の大部分を内筒内壁面に
沿って流れる液状燃料の加熱のために使用することがで
き、斯くして液状燃料の気化を十分に促進することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る機関吸気系の側面断面図、第２図
は第１図の一部拡大側面断面図、第３図は第２図のＩＩ
Ｉ−ＩＩＩ線に沿ってみた断面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 吸気マニホルド集合部に開口する吸気通路内に燃料を供
   給して該吸気通路から吸気マニホルド集合部内に混合気
   を供給するようにした内燃機関において、上記吸気通路
   とほぼ同一の内径を有する中空円筒状発熱体容器を該吸
   気通路と整列させて吸気通路下流側端部に取付けると共
   に該中空円筒状発熱体容器の下流側端部を吸気マニホル
   ド集合部内に突出させ、該発熱体容器を導電性内筒と、
   円錐状内周面を有する導電性外筒とにより構成して該内
   筒外周面と外筒の円錐状内周面間にそれらと密着する断
   面楔形のＰＴＣ素子を挿入し、上記円筒と外筒間に電圧
   を印加するようにした内燃機関の吸気加熱装置。