JPS601256Y2 - 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。

機関温度か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
に比べて燃焼が悪ぐ、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−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し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
料消費率を向上させることができる。

機関暖機運転時においで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
て排気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は吸気マニ牙ル
ドＪ３はマニホルド集合部、４は絶縁性断熱板、５はこ
の断熱板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１ル弁を有する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次側気化器とにより構成され、１次側気化
器Ａのスロー燃料ポートが符号１０て示される。

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
方の断熱板４内には１次側エアホーン６とほぼ同一の内
径を有する薄肉中空円筒体１１が設けられ、この中空円
筒体１１は例えは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る。

中空円筒体１１の外周面上には一対の薄肉半円筒状のＰ
ＴＣ素子１２，１３が配置され、このＰＴＣ素子１２，
１３の周囲には弾発性リング１４が配置される。

従って各ＰＴＣ素子１２，１・３は弾発性リング１４の
ばね力によって中空円筒体１１め外周面上に圧着せしめ
られる。

斯くしてＰＴＣ素子１２，１３の内面は中空円筒体１１
に電気的に接続され、一方ＰＴＣ素子１２．１３の外面
は弾発性リング１４に電気的に接続される。

第２図に示されるように中空円筒体１１はその上端部並
αに下端部に夫々水平方向側に延びる上部フランジ１５
並びに下部フランジ１６を有し、これらフランジ１５．
１６とＰＴＣ素子１２．１３の周縁部間に例えばシリコ
ンゴムからなる絶縁部材１７．１８が夫々挿入される。

第２図に示す加熱装置を組立てるにはまず始めに中空円
筒体１１の外周上にＰＴＣ素子１２，１３を弾発性リン
グ１４により固定化すると共にＰＴＣ素子１２，１３の
両縁部に夫々絶縁部材１７．１８を挿入して加熱装置組
立体を形成する。

次いで合成樹脂材料からなる断熱板４を成形する際にこ
の加熱装置組立体を同時に断熱板４内に鋳込み、それに
よってこの加熱装置組立体を断熱板４内に固定する。

第２図かられかるように中空円筒体１１の高さは断熱板
４の厚みよりも大きく形成されている。

従って気化器５が断熱板４並びに一対の一様厚みのガス
ケット１９．２０を介して吸気マニホルド２上に締着さ
れたときに中空円筒体１１は断熱板４の上壁面および下
壁面から突出して中空円筒体１１の上端面および下端面
が夫々ガスケット１９，２０に圧接せしめられ、斯くし
て中空円筒体１１は気化器５と吸気マニホルド２間で強
力に押圧されることになる。

その結果、ガスケット１９．２０はそれらと中空円筒体
１１の両縁部間を完全に密封し、斯くして中空円筒体１
１とガスケット１９．２０間を介して混合気がＰＴＣ素
子１２．１３の周り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中空円筒体１１は導線２１を介
して気化器５に接続される。

一方、弾発性リング１４に接続された導線２２は第１図
に示すように温度検出スイッチ２３、中性点電圧検出ス
イッチ２４並びにイグニッションスイッチ２５を介して
電源２６に接続される。

温度検出スイッチ２３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、機関冷却水温が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２４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１２，１３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
るときはＰＴＣ素子１２．１３には電流の供給を開始し
ないよ一５＋トする必要がある。

このため中性点電圧検出スイッチ２４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ツー２４がオン状
態となり、ＰＴＣ素子１２．１３に電流の供給が開始さ
れる。

このようにＰＴＣ素子１２．１３に電流の供給が開始さ
れるとＰＴＣ素子１２．１３は即座に温度上昇し、その
結果中空円筒体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中空円筒
体１１の内壁面に沿って下降する。

従って中空円筒体１１の内壁面上を下降する液状燃料は
中空円筒体１１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ＰＴＣ素子１２゜１３は断熱板
４によって包囲されており、従ってＰＴＣ素子１２．１
３から発する熱のうちわずかな熱が断熱板４を介して大
気、気化器５、或いは吸気マニホルド２に逃げるだけで
ある。

斯くしてＰＴＣ素子１２，１３から発する熱の大部分は
中空円筒体１１を加熱するのに使用されることになる。

更に、中空円筒体１１の表面上は液状燃料で覆われてお
り、従ってＰＴＣ素子１２，１３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。

機開始動後暫らくして機関冷却水の水温が６０°Ｃより
も高ぐなると温度検出スイッチ２３がオフ状態となるた
めにＰＴＣ素子１２．１３への電流の供給は停止せしめ
られる。

ＰＴＣ素子１２．１３はセラミックであって第３図に示
すように薄肉半円筒状に成形することは容易であるがＰ
ＴＣ素子１２．１３の内面全体が中空円筒体１１の外周
面上に密着するかどうかにについては問題がある。

従ってｐ’ｒｃ素子１２゜１３の内面を中空円筒体１１
の外周面上に完全に密着させるにはＰＴＣ素子１２．１
３を更に細分割することが好ましい。

第４図並びに第５図はＰＴＣ素子を多数個のＰＴＣ素子
片に分割した実施例を示している。

第４図並びに第５図を参照すると、中空円筒体１１の外
周壁面上に薄肉中空円筒体の一部の形をした多数個のＰ
ＴＣ素子２７が設けられ、これらの各ＰＴＣ素子２７は
弾発性リング２８により中空円筒体１１の外周面上に押
圧される。

また、この実施例では中空円筒体１１は比較的長い上部
フランジ２９並びに下部フランジ３０を有腰これらフラ
ンジ２９．３０を内方にかしめることによりＰＴＣ素子
２７はこれらラング２９．３０によって弾発性リング２
８と共に絶縁部材３１．３２を介して中空円筒体１１上
に固定される。

この実施例でも第２図に示す実施例と同様に断熱板４を
成形する際に中空円筒体１１は断熱板４内に鋳込まれる
。

一方、第６図に示す実施例では中空円筒体１１の外周面
が正多角面体から形成され、この正多角体の各面上に夫
々平板状のＰＴＣ素子３３が設けられている。

これらの各ＰＴＣ素子３３は第５図と同様に弾発性リン
グ２８により中空円筒体１１の外周面上に押圧される。

第７図並びに第８図は別の実施例を示す。

この実施例では伝熱表面積を増大するために第３図に示
す中空円筒体１１に代えて鋸歯状の断面形状を有する中
空筒体３４が用いられる。

この鋸歯状中空筒体３４の外周面の各楔状凹部には夫々
一対の平板状ＰＴＣ素子３５が配置され、これらのＰＴ
Ｃ素子３５はＰＴＣ素子素子部材材３６を介して弾発性
リング２８により中空筒体３４の背面上に押圧される。

この実施例では伝熱表面が増大するので液状燃料の気化
を一層促進することができる。

第９図並びに第１０図に更に別の実施例を示す。

この実施例では伝熱表面を増大させて伝熱効果を向上せ
しめると共に混合気中に浮遊する液滴燃料の気化を促進
するために垂直方向に延びる多数のフィン３７が中空円
筒体１１の内壁面上に一体形成される。

第１１図から第１２図に更に別の実施例を示す。

この実施例では機関本体１から離れた側の中空円筒体１
１の背面上１こ半円筒状のＰＴＣ素子３８が挿入され、
機関本体１に近い側の中空円筒体１１の背面上に発熱す
ることのない通常のセラミックからなるスペーサ３９が
挿入される。

従ってこの実施例では中空円筒体１１のほぼ半分が加熱
されることになる。

なお、ＰＴＣ素子３８の近傍に位置する中空円筒体１１
の内壁面上には多数のフィン４０が一体形成される。

また、特に第１図に示すように機関本体１から離れた側
の１次側エアホーン内壁面上にスロー燃料ポート１０が
設けられている場合にはスロー燃料ポート１０から吹い
出されて１次側エアホーン６の内壁面に沿って下降する
液状燃料の気化を中空円筒体１１によって促進すること
ができる。

第３図に示す実施例のように中空円筒体１１の内壁面全
体を加熱するように構成すると吸入空気が加熱され、そ
れによって体積効率が低下する危険性がある。

しかしながら第１２図に示す実施例では中空円筒体１１
の半分しか強力に加熱されないのでこのような危険性を
回避することができる。

第１３図は更に別の実施例を示す。

この実施例では断熱板４上にスロットル弁４１を具えた
吸気ダクト４２が取付けられ、このスロットル弁４１上
流の吸気通路４３内にスロットル弁４１に向けて燃料を
噴射するための燃料噴射弁４４が設けられる。

この実施例でも第１図と同様な構造を有する中空円筒体
１１が断熱板４内に取付けられる。

従って燃料噴射弁４４から噴射された燃料は中空円筒体
１１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１４・図は更に別の実施例を示す。

この実施例では断熱板４を介して可変ベンチュリ型気化
器４５が取付けられる。

この可変ベンチュリ型気化器４５はよく知られているよ
うに可動サクションピストン４６と、この可動サクショ
ンピストン４６に固定された可動ニードル４７と、この
可動ニードル４７を受容する計量ジェット４８から構成
され、可動サクションピストン４６は可動サクションピ
ストン４６とスロットル弁４９との間に常時一定負圧が
発生するように上下動する。

この実施例においても第１図と同様な構造を有する中空
円筒体１・１が横向きに断熱板４内に取付けられる。

従って可変ベンチュリ型気化器４５から供給された燃料
は中空円筒体１１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。

以上述べたように本考案によれば断熱板内にＰＴＣ素子
を配置することによってＰＴＣ素子から発する熱の大部
分を液状燃料に与えることができ、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。

また、筒体がその上端面および下端面と接触するガスケ
ットを介して気化器又は吸気ダクトと吸気マニホルド集
合部間において挟持されるので筒体とガスケット間を介
して混合気がＰＴＣ素子の周りに侵入するのが完全に阻
止され、斯くしてＰＴＣ素子が燃料と接触して劣化する
のを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る機関吸気係の側面断面図、第２図
は第１図の部分拡大側面断面図、第３図は第２図の■−
■線に沿ってみた断面図、第４図は第５図のＩＶ−ＩＶ
線に沿ってみた別の実施例の側面断面図、第５図は第４
図の■−■線に沿ってみた断面図、第６図は第５図と同
様に示した更に別の実施例の断面図、第７図は第８図の
■−■線に沿ってみた更に別の実施例の側面断面図、第
８図は第７図の■−■線に沿ってみた断面図、第９図は
第１０図のｘｔ−ｘｔ線に沿ってみた更に別の実施例の
側面断面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ線に沿ってみた
断面図、第１１図は第１２図の■−Ｍ線に沿ってみた更
に別の実施例の側面断面図、第１２図は第１１図の刈−
刈線に沿ってみた断面図、第１３図は更に別の実施例の
側面断面図、第１４図は更に別の実施例の側面断面図で
ある。 ２・・・・・・吸気マニホルド、４・・・・・・断熱板
、５・・・・・・気化器、６・・・・・・１次側エアホ
ーン、８・・・・・・２次側エアホーン、１１・・・・
・・中空円筒体、１２，１３゜２７．３３，３５・・・
・・・ＰＴＣ素子、１４，２８・・・・・・弾発性リン
グ、３４・・・・・・中空筒体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 気化器又は吸気ダクトを絶縁性断熱板を介して吸気マニ
   ホルド集合部に連結し、気化器又は吸気ダクトと断熱板
   上壁面間にガスケットを挿入すると共に断熱板下壁面と
   吸気マニホルド集合部間にをガスケットを挿入し、気化
   器又は吸気ダクトの吸気通路内に供給した燃料を吸気マ
   ニホルド集合部内に送り込むようにした内燃機関におい
   て、上記断熱板内に上記吸気通路と整列しかつ該断熱板
   の上壁面およ、ひ下壁面から夫々突出する導電性薄肉中
   空筒体を配置して該筒体をその上端面および下端面と接
   触する上記ガスケットを介して気化器又は吸気ダクトと
   吸気マニホルド集合部間において挟持し、該筒体の外周
   面上にＰＴＣ素子の内面を密着させて該ＰＴＣ素子の外
   面と筒体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。