JPS603961Y2 - 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、暖機運転時には暖気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。

機関暖機運転中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ー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ールドライザ一部属を加
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しくしないと排気ガス温度
が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気化器の下方の吸気通
路内にハニカム構造の正特性サーミスタ素子（以下、Ｐ
ＴＣ素子と称す）を挿入してこのＰＴＣ素子を加熱する
ようにした吸気加熱装置が提案されている。

しかしながらこの吸気加熱装置ではＰＴＣ素子から発す
る熱が液状燃料の気化を促進するのに有効に使用されず
、むしろ吸入空気を加熱するために使用されるのでかえ
って充填効率が低下するという問題が生じる。

本考案はＰＴＣ素子から発する熱を吸入空気を加熱する
ためにではなく液状燃料を気化するために効果的に使用
でき、それによって高い充幹効率を確保しつつ液状燃料
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、添付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は吸気マニホー
ルド、３はマニホールド集合部、４は断熱板、５はこの
断熱板４を介して吸気マニホールド２上に固定された気
化器を夫々示す。

この気化器５は１次側気化器Ａと２次側気化器Ｂとによ
り構成され、１次側気化器Ａの１次側エアホーン６内に
は１次側スロットル弁７が配置され、２次側気化器Ｂの
２次側エアホーン８内には２次側スロットル弁９が配置
される。

第１図に示されるように１次側気化器Ａ下端部の断熱板
４内には１次側エアホーン６と整列する中空発熱体容器
１０が挿入される。

第２図並びに第３図に示されるように中空発熱体容器１
０は内筒１１と、外筒１２とこれら内筒１１と外筒１２
の下端部に固着された環状底板１３とを有し、これらの
内筒１１、外筒１２並びに底板１３はアルミニウム或い
は銅などの電気良導性の金属材料から猛威される。

内筒１１と外筒１２間に猛威される環状間隙内には内筒
１１の外周面と接触するように中空円筒状のＰＴＣ素子
１４が挿入され、このＰＴＣ素子１４の外周面上にはＰ
ＴＣ素子１４を内筒１１上に押圧するために電気良導体
からなる円筒ばね１５が挿入される。

内筒１１と外筒１２間に猛威される環状間隙の残りの部
分にはシリコンゴム、アスベスト或いは合成樹脂からな
る断熱性の電気的絶縁材料１６．１７が挿入される。

なお、ＰＴＣ素子１４は２分割或いはそれ以上に分割さ
れたＰＴＣ素子片から構成することもできる。

ＰＴＣ素子１４の内周面並びに外周面上には銀メッキが
施こされ、更にこの銀メツキ層上には例えば浸漬法によ
ってアルミニウムからなる金属被膜が形成される。

一方、内筒１１上には整列配置された多数の開孔１８が
猛威され、斯くしてＰＴＣ素子１４の内周面上に猛威さ
れた金属被膜の一部はこれらの各開孔１８を介して内筒
１１の内部に直接露呈する。

第２図に示されるように内筒１１の上端フランジ部１１
ａは気化器５の下端面と電気的に接触し、それによって
内筒１１は気化器５を介して接地される。

一方、ＰＴＣ素子１４の外周面と電気的に接触する円筒
ばね１５には引出し導線１９が接続される。

この引出し導線１９は第１図に示すように温度検出スイ
ッチ２０、中性点電圧検出スイッチ２１並びにイグニッ
ションスイッチ２２を介して電源２３に接続される。

温度検出スイッチ２０は機関冷却水温度が例えば６０℃
以下のときオン状態にあり、機関冷却水温度が６０℃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２１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１４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ＰＴＣ素子１４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２１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２１がオン
状態となり、ＰＴＣ素子１４に電流の供給が開始される
。

このようにＰＴＣ素子１４に電流の供給が開始されると
ＰＴＣ素子１４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内筒１１
の内壁面に沿って下降する。

このとき液状燃料は開孔１８内に侵入してＰＴＣ素子１
４の内周面上に形成された金属被膜上に直接接触し、斯
くして液状燃料の気化が大巾に促進されることになる。

無論、液状燃料は内筒１１の内壁面上を下降する間にも
気化が促進される。

このとき内筒１１の内周面並びに開孔１８内のＰＴＣ素
子金属被膜の露呈面は液状燃料で覆われており、従って
ＰＴＣ素子１４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温度が６０°Ｃより
も高くなると温度検出スイッチ２０がオフ状態となるた
めにＰＴＣ素子１４への電流の供給は停止せしめられる
。

第４図は中空発熱体容器の別の実施例を示す。

この実施例では内筒１１上に形成された各開孔２４がち
とり配置され、更に各開孔２４の下側面２５は外方に向
けて斜めに傾斜せしめられる。

このように開孔２４の下側面２５を傾斜せしめることに
よってより多くの液状燃料を確実にＰＴＣ素子１４の内
周面上に形成された金属被膜上に導ひくことができ、そ
れによって液状燃料の気化が一層促進される。

第５図は中空発熱体容器の更に別の実施例を示す。

この実施例では更に多量の液状燃料をＰＴＣ素子１４の
内周壁面上に導びくために内筒１１上にはその軸線方向
にそのほぼ全長に亘って延びるスリット状の開孔２６が
形成される。

第６図並びに第７図は夫々中空発熱体容器の更に別の実
施例を示す。

第６図に示す実施例ではＰＴＣ素子１４を覆う内筒がプ
レス成形により形成された筒状金網２７からなる。

一方、第７図に示す実施例では第８図に示すようにちど
り状に切込み２８が入れられた薄肉金属板２９を矢印Ｆ
方向に引張ることにより得られるエキスパンド３０によ
り内筒が形成される。

以上述べたように本考案によればＰＴＣ素子の発する熱
の大部分を液体燃料に与えることができるので液体燃料
の気化を十分に促進することができる。

その結果、暖機運転時において従来より薄い混合気を用
いたとしても良好な燃焼が得られるので安定した機関の
運転を確保することができる。

また、暖機運転時において従来より薄い混合気が使用で
きるので排気ガス中の有害成分を低減できると共に燃料
消費率を向上するこことができる。

更に、ＰＴＣ素子はセラミックであるので破壊しやすい
が本考案によればＰＴＣ素子は内筒と外筒間において挟
持されているのでＰＴＣ素子が破壊するのを阻止するこ
とができる。

また、ＰＴＣ素子の内周面上に形成された金属被膜に液
状燃料が直接接触するのでＰＴＣ素子から発する熱を液
状燃料に直接加えることができ、斯くして伝熱効率が向
上するために液状燃料の気化が大巾に促進されることに
なる。

更に、ＰＴＣ素子の表面に直接燃料が接触するとＰＴＣ
素子が劣化するという問題があるが本考案ではＰＴＣ素
子の表面が金属被膜で覆われているのでこのような危険
性を回避することができる。

【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図の中空円筒状発熱体容器周りの側面断面図、第
３図は第２図の■−■線に沿ってみた発熱体容器の断面
図、第４図は発熱体容器の別の実施例を示す一部拡大側
面断面図、第５図は発熱体容器の更に別の実施例の側面
断面図、第６図は発熱体容器の更に別の実施例の側面断
面図、第７図は発熱体容器の更に別の実施例の側面断面
図、第８図は第７図の円筒を形成するための薄肉金属板
の平面図である。 ２・・・・・・吸気マニホールド、５・・・・・・気化
器、１０・・・・・・発熱体容器、１１・・・・・・内
筒、１２・・・・・・外筒、１４・・・・・・ＰＴＣ素
子、１５・・・・・・円筒ばね、１６゜１７・・・・・
・電気絶縁材料、１８，２４，２６・・・・・・開孔、
２７・・・・・・金網、３０・・・・・・エキスバンド
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 燃料供給装置から機関シリンダに至る吸気通路の一部を
   中空発熱体容器により構威し、該中空発熱体容器を内筒
   と、外筒と、該内筒並びに外筒間に挿入されたＰＴＣ素
   子とにより構威し、該ＰＴＣ素子の内周面および外周面
   を金属被膜により覆うと共に上記内筒に複数個の開孔を
   形成し、上記ＰＴＣ素子の内周面上に形成された金属被
   膜の一部を該内筒内に形成される吸気通路内に上記開孔
   を介して直接露呈せしめ、上記ＰＴＣ素子の′内周面上
   に形成された金属被膜とＰＴＣ素子の外周面上に形成さ
   れた金属被膜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。