JPS5919807Y2 - Internal combustion engine intake air heating device - Google Patents
Internal combustion engine intake air heating deviceInfo
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- JPS5919807Y2 JPS5919807Y2 JP11395979U JP11395979U JPS5919807Y2 JP S5919807 Y2 JPS5919807 Y2 JP S5919807Y2 JP 11395979 U JP11395979 U JP 11395979U JP 11395979 U JP11395979 U JP 11395979U JP S5919807 Y2 JPS5919807 Y2 JP S5919807Y2
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- heating
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Description
【考案の詳細な説明】
本考案は自動車等の内燃機関において、吸入混合気中の
燃料の霧化を促進するための吸気加熱装置に関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to an intake air heating device for promoting atomization of fuel in an intake air-fuel mixture in an internal combustion engine such as an automobile.
チタン酸バリウム等のセラミック材(以下、PTOセラ
ミックという)は、通電することにより発熱して所定温
度に達すると電気抵抗が急激に増大する。Ceramic materials such as barium titanate (hereinafter referred to as PTO ceramics) generate heat when energized, and when a predetermined temperature is reached, the electrical resistance increases rapidly.
この電気抵抗が急激に増大する温度(キューり点)は1
20°C程度であって、キューり点以下の温度では大電
流を許容して迅速にキューり点に達し、キューり点以上
の温度では電気抵抗が極めて大きくなって小電流しか許
容しないために過熱することなく、キューり点前後の温
度に自己温度調整をする。The temperature at which this electrical resistance rapidly increases (cure point) is 1
At about 20°C, at temperatures below the cue point, large currents are allowed and the cue point is quickly reached; at temperatures above the cue point, the electrical resistance becomes extremely large and only a small current is allowed. It self-adjusts its temperature to around the cue point without overheating.
このようにPTOセラミックは通電することにより発熱
して120°C程度の温度に保持され、かつこの温度は
内燃機関における吸入混合集中の燃料の霧化促進に適し
た温度であることより、吸気管のスロット弁直下のいわ
ゆるヒー)・ライザ部の加熱手段として注目されている
。In this way, PTO ceramic generates heat when energized and is maintained at a temperature of about 120°C, and since this temperature is suitable for promoting atomization of fuel concentrated in the intake mixture in an internal combustion engine, it is suitable for use in the intake pipe. It is attracting attention as a heating means for the so-called heat riser section directly below the slot valve.
このPTOセラミックを発熱体として用いた吸気加熱装
置の従来の構造は、熱伝導性良好な金属薄板より戊るケ
ーシング内に発熱体を収納し、このケーシングをスロッ
トル弁直下の吸気管壁に設けた穴に設置している。The conventional structure of an intake air heating device using this PTO ceramic as a heating element is that the heating element is housed in a casing made of a thin metal plate with good thermal conductivity, and this casing is installed on the intake pipe wall directly below the throttle valve. It is installed in a hole.
この場合、ケーシングの一面が穴の開口を覆って吸気管
に露出することにより加熱面を構成し、加熱面と連続す
る筒状の支持部を吸気管の穴に嵌着固定している。In this case, one surface of the casing covers the opening of the hole and is exposed to the intake pipe, thereby forming a heating surface, and a cylindrical support part continuous with the heating surface is fitted and fixed in the hole of the intake pipe.
ところで、ケーシングの加熱面はこれに衝突する燃料液
滴を瞬時に蒸発させる機能を有することが要求され、こ
の要求を満足するためには80°C以上、望ましくは1
00’ C〜120°Cに温度保持されることが必要で
ある。By the way, the heated surface of the casing is required to have the ability to instantaneously evaporate fuel droplets that collide with it, and in order to satisfy this requirement, the heating surface must be heated to 80°C or higher, preferably 1°C.
It is necessary to maintain the temperature between 00'C and 120C.
しかして、上記PTCセラミックの発熱体自体はこの温
度条件に合致するが、この発熱体より伝熱される加熱面
は、これに衝突する燃料により奪熱されるのみならず、
吸気管と接触するケーシングの支持部から吸気管と接触
するケーシングの支持部から吸気管へ熱が逃げ、この部
分からも奪熱される。Although the PTC ceramic heating element itself meets this temperature condition, the heating surface to which heat is transferred from the heating element not only loses heat due to the fuel colliding with it, but also
Heat escapes from the support part of the casing that contacts the intake pipe to the intake pipe, and heat is also removed from this part.
また、吸気管壁にはエンジン冷却水を導入して吸気加熱
に利用しているが、エンジンの冷間始動時には冷却水の
温度が低いためにこの冷却水によってもケーシングは吸
気管を介して奪熱される。In addition, engine cooling water is introduced into the intake pipe wall and used to heat the intake air, but since the temperature of the cooling water is low when the engine is cold started, the casing is robbed by this cooling water through the intake pipe. It gets heated.
これ等のためにケーシングの加熱面を80°C以上の温
度に保つのは可成り困難な場合があり、また加熱面の温
度の立上りも期待されるほど良好ではない。For these reasons, it may be quite difficult to maintain the heating surface of the casing at a temperature of 80° C. or higher, and the rise in temperature of the heating surface is not as good as expected.
この問題を解決して、加熱面の温度立上りを良くし、か
つ80°C以上の温度に保持するための手段としては、
ケーシングのうち、加熱面を構成する部分を金属で形成
し、支持部を構成する部分を合成樹脂やセラミック等の
断熱材によって形成することも考えられる。As a means to solve this problem, improve the temperature rise of the heating surface, and maintain the temperature at 80°C or higher,
It is also conceivable that the part of the casing that constitutes the heating surface is made of metal, and the part that constitutes the support part is made of a heat insulating material such as synthetic resin or ceramic.
しかしながらこの場合、合成樹脂やセラミックは一般に
金属よりも強度が低く、加熱面に吸気管負圧が作用した
ときに吸気管に固着された支持部の合成樹脂やセラミッ
クが破損するおそれがある。However, in this case, synthetic resins and ceramics generally have lower strength than metals, and when negative pressure in the intake pipe acts on the heating surface, there is a risk that the synthetic resin or ceramic of the support portion fixed to the intake pipe may be damaged.
またPTCセラミックの発熱体へ通電する電気的構成と
して、ケーシングにより接地することは構造を簡単かつ
安価にするものであるが、合成樹脂やセラミックのケー
シングではこれが不可能である。Furthermore, as an electrical configuration for supplying current to the PTC ceramic heating element, grounding through the casing makes the structure simple and inexpensive, but this is not possible with a synthetic resin or ceramic casing.
本考案はかかる実情に鑑みてなされたもので、以下その
詳細を図示の実施例により説明する。The present invention has been devised in view of these circumstances, and its details will be explained below with reference to illustrated embodiments.
第1図ないし第3図において、1は内燃機関の吸気通路
であって、その上流には図示しない気化器が設けられ、
気化器のベンチュリ一部に開口する燃料供給口から供給
される燃料は、吸入空気と混合されてスロットル弁2を
経て吸気通路1を通り、図示しないエンジンの各燃焼室
に供給される。In FIGS. 1 to 3, 1 is an intake passage of an internal combustion engine, and a carburetor (not shown) is provided upstream of the intake passage.
Fuel supplied from a fuel supply port opening into a portion of the venturi of the carburetor is mixed with intake air, passes through a throttle valve 2, passes through an intake passage 1, and is supplied to each combustion chamber of the engine (not shown).
スロットル弁2の直下で、吸気管10が分岐管10a、
10b、 IOCに分岐するヒートライザ部には、円
形の穴11が設けられ、吸気加熱装置Aが配設されてい
る。Immediately below the throttle valve 2, the intake pipe 10 is connected to a branch pipe 10a,
10b, a circular hole 11 is provided in the heat riser section that branches to the IOC, and an intake air heating device A is disposed therein.
吸気加熱装置Aのケーシング3は、薄肉のアルミニウム
板を一体加工した円盤状の加熱部31およびそのまわり
から延在する3本の脚部32.33゜34よりなる基体
部30と、脚部を被覆する断熱被覆部材35により構成
されている。The casing 3 of the intake air heating device A includes a base portion 30 consisting of a disk-shaped heating portion 31 integrally formed from a thin aluminum plate and three leg portions 32.33° 34 extending from around the disk-shaped heating portion 31; It is constituted by a heat insulating covering member 35.
断熱被覆部材35は合成樹脂またはセラミックよりなり
筒状をなしており、その中に埋設した脚部とともに穴1
1にケーシング3を保持せしめる支持部となる。The heat insulating covering member 35 is made of synthetic resin or ceramic and has a cylindrical shape, and the hole 1 and the legs embedded therein are cylindrical.
1 serves as a support portion for holding the casing 3.
基体部30を示す第3図では脚部32.33のみが示さ
れている。In FIG. 3, which shows the base part 30, only the legs 32,33 are shown.
脚部32.33等の先端にはケランジ321゜331等
が形成されており、これ等フランジの底面は被覆部材3
5の端縁部に形成したフランジ351の底面より露出し
かつ両底面は同一平面をなしている。Keranges 321, 331, etc. are formed at the tips of the legs 32, 33, etc., and the bottom surfaces of these flanges are covered with the covering member 3.
The flange 351 formed at the end edge of the flange 351 is exposed from the bottom surface, and both bottom surfaces are on the same plane.
加熱部31の裏面にはチタン酸バリウムを主成分として
焼成した薄い円盤状の発熱体4が押し付けられている。A thin disk-shaped heating element 4 made of fired barium titanate as a main component is pressed against the back surface of the heating section 31 .
この発熱体4の上下面には、電極剤としての銀ペースト
が焼付けられている。Silver paste as an electrode material is baked onto the upper and lower surfaces of this heating element 4.
なお、本実施例では、上面側が陰極、下面側が陽極であ
る。In this example, the upper surface side is the cathode, and the lower surface side is the anode.
発熱体の下面には、薄いアルミニウム板よりなる皿形の
電極5の底面側が圧接されており、更にその下面にはス
テンレスウール6が圧接されている。The bottom side of a dish-shaped electrode 5 made of a thin aluminum plate is pressed against the bottom surface of the heating element, and stainless wool 6 is further pressed against the bottom surface of the electrode 5.
このステンレスウール6は、01mmφ程度のステンレ
ス線を編組したクッション材である。This stainless wool 6 is a cushioning material made of braided stainless steel wire with a diameter of about 01 mm.
更にステンレスウール6にはその下面に銅板7が接して
いる。Furthermore, a copper plate 7 is in contact with the lower surface of the stainless wool 6.
この銅板7は薄い円盤状で、その中央を切欠き、爪状に
して下方に突出せしめている。This copper plate 7 has a thin disc shape, and has a notch cut out in the center to form a claw-like shape and protrude downward.
この爪71は、バッテリ(図示せず)の陽極端子に結線
される。This claw 71 is connected to an anode terminal of a battery (not shown).
銅板7の平明は、やや厚肉の電気絶縁性の樹脂よりなる
ステー8により支持され、またこのステー8は、上記被
覆部材35の内周に設けた溝に嵌入したサークリップ9
により押し上げられて支持されている。The plain side of the copper plate 7 is supported by a stay 8 made of a slightly thick electrically insulating resin, and this stay 8 has a circlip 9 fitted into a groove provided on the inner periphery of the covering member 35.
It is pushed up and supported by.
このステー8の中央部には銅板7の爪71が貫通してい
る。A claw 71 of the copper plate 7 passes through the center of the stay 8.
この加熱装置Aは、ケーシングの加熱部31が吸気管1
0の一部を構成しており、脚部32.33等を埋設した
被覆部材35が吸気管の穴11に嵌合しており、被覆部
材のフランジ351でその中に脚部の7ランジ321,
331等が埋設されている部分においてポル)90a、
90bにより吸気管10に固着されている。In this heating device A, the heating part 31 of the casing is connected to the intake pipe 1.
A covering member 35 in which legs 32, 33, etc. are embedded is fitted into the hole 11 of the intake pipe, and a flange 351 of the covering member is used to insert the 7 flange 321 of the leg into the hole 11 of the intake pipe. ,
In the part where 331 etc. are buried, Pol) 90a,
It is fixed to the intake pipe 10 by 90b.
これにより脚部のフランジ321.331等と吸気管1
0とは、ポル)90a、90b等を介して接触している
。This allows the leg flanges 321, 331, etc. and the intake pipe 1 to
0 through ports 90a, 90b, etc.
被覆部材のフランジ351と吸気管10との接合部間に
はガスケット12が介設されている。A gasket 12 is interposed between the joint between the flange 351 of the covering member and the intake pipe 10.
また、吸気管10には、コンジンの冷却水が流通するウ
ォータジャケット13が設けられている。Further, the intake pipe 10 is provided with a water jacket 13 through which engine cooling water flows.
エンジン始動時には、吸気管10は、そのウォータジャ
ケット13も含めて大気温とほぼ同程度まで冷えている
。When the engine is started, the intake pipe 10, including its water jacket 13, is cooled to approximately the same temperature as the atmospheric temperature.
エンジン始動のためにキースイッチを閉にすると、発熱
体4はバッテリにより通電される。When the key switch is closed to start the engine, the heating element 4 is energized by the battery.
即ち電流は、バッテリ陽極、銅板の爪71゜ステンレス
ウール6、皿状電極5、発熱体4、ケーシング加熱部3
1.ケーシング脚部32.33等、ポル)90a、90
b等、吸気管10、バッテリ陰極の順で流れ、この電気
経路において実質的に電気抵抗を有する部材はPTCセ
ラミックの発熱体4のみであって、発熱体4は電気を消
費して発熱する。That is, the current flows through the battery anode, the copper plate claw 71°, the stainless wool 6, the plate-shaped electrode 5, the heating element 4, and the casing heating section 3.
1. Casing legs 32, 33, etc., pol) 90a, 90
The electric current flows through the intake pipe 10 and the battery cathode in this order, and the only member having substantial electrical resistance in this electrical path is the PTC ceramic heating element 4, which consumes electricity and generates heat.
特に常温であるPTCセラミックの電気抵抗は小さく、
瞬時にしてキューり点の120°C前後に達し加熱部3
1に伝熱される。In particular, the electrical resistance of PTC ceramic at room temperature is low.
The heating section 3 instantly reaches the cue point of around 120°C.
Heat is transferred to 1.
そして加熱部31に与えられた熱量は、3本の脚321
,331等に移動するが、吸気管10と脚部321.3
31等とは断熱被覆部材35によって遮断されているた
め、吸気管10への伝熱は3本のポル)90a、90b
等のみによるので、吸気管10へ逃げる熱量は極めて少
ない。The amount of heat given to the heating section 31 is the amount of heat given to the three legs 321.
, 331 etc., but the intake pipe 10 and the leg 321.3
31, etc., by the heat insulating coating member 35, heat transfer to the intake pipe 10 is limited to the three ports 90a, 90b.
etc., the amount of heat escaping to the intake pipe 10 is extremely small.
また脚部321、331等は被覆部材35により被覆さ
れているので、熱放射による熱の逃げも抑制される。Furthermore, since the legs 321, 331, etc. are covered with the covering member 35, escape of heat due to thermal radiation is also suppressed.
また被覆部材35はその中に芯材の役割を果す脚部が埋
設されているので、充分な強度が付与される。Further, since the covering member 35 has legs embedded therein that serve as a core material, sufficient strength is imparted to the covering member 35.
なお、脚部は筒状としてもよいが、上記実施例の如く比
較的細い脚を数本設けることにより伝熱面が絞られるの
で、吸気管への熱の逃げを少くすることができる。Note that the legs may be cylindrical, but by providing several relatively thin legs as in the above embodiment, the heat transfer surface is narrowed, so that the escape of heat to the intake pipe can be reduced.
しかして加熱部31は発熱体4から受ける熱をほとんど
独占し、有効に燃料蒸発作用を果す。Thus, the heating section 31 almost monopolizes the heat received from the heating element 4 and effectively performs the fuel evaporation function.
エンジンの始動が完了して数分間の運転がなされば、ウ
ォータジャケット内の冷却水は80°C以上となり、こ
のときは発熱体4への通電を停止してもよい。After the engine has been started and operated for several minutes, the temperature of the cooling water in the water jacket reaches 80° C. or higher, and at this time, the power supply to the heating element 4 may be stopped.
上記実施例では、ケーシング基体部を構成する加燃部3
1と脚部32.33等とを一体加工したが、第4図に示
す実施例では、3本の脚部32’、 33’、 34(
34′は図示路)は加熱部31′とは別体のアルミニウ
ム板で、これ等を加熱部31′に溶接することによりケ
ーシング基体部30′を構成している。In the above embodiment, the combustion section 3 constituting the casing base section
1 and the leg parts 32, 33, etc. are integrally processed, but in the embodiment shown in Fig. 4, the three leg parts 32', 33', 34 (
Reference numeral 34' denotes an aluminum plate separate from the heating section 31', and the casing base section 30' is constructed by welding these to the heating section 31'.
そしてこれ等の脚部は加熱部よりも薄く、また第3図に
示す前記実施例よりも幅が狭く、先端に形成したフラン
ジ321’、 322’等はボルトの座となるに必要な
幅としである。These leg parts are thinner than the heating part and narrower than the above-mentioned embodiment shown in FIG. It is.
このように脚部を構成することにより、発熱体から脚部
への熱の逃げは更に抑制される。By configuring the legs in this manner, the escape of heat from the heating element to the legs is further suppressed.
上記の如く本考案は、吸気管のヒートライザ聞に加熱手
段としてPTCセラミック発熱体を用いた吸気加熱装置
に関するもので、発熱体を収納する金属板のケーシング
、特に発熱面を構成する部分から延在する脚部を断熱性
部材にて被覆し、この部材を介して吸気管の取付穴に固
着したもので、加熱部の熱の逃げを防いで吸気加熱効率
を良好にする。As described above, the present invention relates to an intake air heating device that uses a PTC ceramic heating element as a heating means between the heat risers of the intake pipe, and extends from the metal plate casing that houses the heating element, particularly from the part that constitutes the heating surface. The legs are covered with a heat insulating member and fixed to the mounting hole of the intake pipe through this member, which prevents heat from escaping from the heating section and improves intake air heating efficiency.
この場合、脚部を薄くかつ細い数本の脚とすることによ
りケーシングの熱容量を減じ、また加熱部の熱の逃げを
より少くすることができる。In this case, the heat capacity of the casing can be reduced by making the legs thin and have several thin legs, and the escape of heat from the heating section can be further reduced.
しかも断熱樹脂部材中には金属板の脚部が埋め込まれて
いるために充分な強度が与えられる。Moreover, since the metal plate legs are embedded in the heat insulating resin member, sufficient strength is provided.
また電気的にはケーシングにて接地する構造とすること
もできる。Further, it is also possible to adopt a structure in which the casing is electrically grounded.
このように本考案の吸気加熱装置では、PTCセラミッ
ク発熱体の熱が加熱面に有効に伝達されて80°C以上
に加熱面を保持するとともに加熱面の温度立上りも良好
になり、かつ強度的にも充分に満足すべきものであり、
構造も簡単であって、PTCセラミック発熱体を利用し
た吸気加熱装置の実用効果を一層向上せしめるものであ
る。In this way, in the intake air heating device of the present invention, the heat of the PTC ceramic heating element is effectively transferred to the heating surface, and the temperature of the heating surface is maintained at 80°C or higher, and the temperature rise of the heating surface is also favorable. should be fully satisfied,
The structure is simple, and the practical effects of the intake air heating device using the PTC ceramic heating element are further improved.
第1図は本考案による実施例装置の縦断面図、第2図は
第1図のA−A線に沿う断面図、第3図は上記実施例装
置におけるケーシング基体部の縦断面図である。
第4図はケーシング基体部の他の実施例の縦断面図であ
る。
A・・・・・・吸気加熱装置、1・・・・・・吸気通路
、10・・・・・・吸気管、2・・・・・・スロットル
弁、3・・・・・・ケーシング、31、31’・・・・
・・加熱部、32’、 33.32’、 33’・・・
・・・脚部、35・・・・・・断熱性被覆部材、4・・
・・・・発熱体、5・・・・・・電極、6・・・・・・
ステンレスウール、7・・・・・・銅板。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A in FIG. 1, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the casing base in the embodiment of the device. . FIG. 4 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the casing base portion. A... Intake heating device, 1... Intake passage, 10... Intake pipe, 2... Throttle valve, 3... Casing, 31, 31'...
...Heating section, 32', 33.32', 33'...
... Leg part, 35 ... Heat insulating covering member, 4 ...
... Heating element, 5 ... Electrode, 6 ...
Stainless wool, 7...Copper plate.
Claims (1)
通電することにより発熱するセラミック材よりなる発熱
体を金属薄板のケーシングにより被覆し、該ケーシング
をスロット弁直下の吸気管壁に設けた穴に設置した内燃
機関の吸気加熱装置において、上記ケーシングを、吸気
管内に露出して加熱面となる加熱部と該加熱部の外周か
ら屈曲して延出した脚部を断熱性部材により被覆した支
点部とにより構威し、該支持部を吸気管に設けた穴に嵌
入するとともに支持部の先端をボルト等の金具により吸
気管に固着したことを特徴とする内燃機関の吸気加熱装
置。A heating element made of a ceramic material that has positive resistance-temperature characteristics and a Curie point at a specific temperature and generates heat when energized is covered with a thin metal casing, and the casing is inserted into a hole provided in the intake pipe wall directly below the slot valve. In the installed intake air heating device for an internal combustion engine, the casing has a heating part that is exposed in the intake pipe and serves as a heating surface, and a fulcrum part in which the legs bent and extending from the outer periphery of the heating part are covered with a heat insulating member. An intake air heating device for an internal combustion engine, characterized in that the support part is fitted into a hole provided in an intake pipe, and the tip of the support part is fixed to the intake pipe with a metal fitting such as a bolt.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11395979U JPS5919807Y2 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Internal combustion engine intake air heating device |
US06/177,799 US4356804A (en) | 1979-08-17 | 1980-08-13 | Fuel evaporator |
DE3030812A DE3030812C2 (en) | 1979-08-17 | 1980-08-14 | Fuel evaporator which is inserted into the wall of the intake port of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11395979U JPS5919807Y2 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Internal combustion engine intake air heating device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5631649U JPS5631649U (en) | 1981-03-27 |
JPS5919807Y2 true JPS5919807Y2 (en) | 1984-06-08 |
Family
ID=29346229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11395979U Expired JPS5919807Y2 (en) | 1979-08-17 | 1979-08-17 | Internal combustion engine intake air heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5919807Y2 (en) |
-
1979
- 1979-08-17 JP JP11395979U patent/JPS5919807Y2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5631649U (en) | 1981-03-27 |
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