JPS6097584A - 半導体ヒ−タ及び混合気加熱装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体ヒータ及びこの半導体ヒータを使用し
た混合気加熱装置に関する。

従来技術 内燃機関においては、冷間時は、気化器かう供給される
燃料の多くが液状のままであるため、吸気管内の空気と
燃料の流動速度に差を生じ、過渡運転時に、燃焼室内混
合気の空燃比が悪化し、運転不良を生じ易い。この問題
を解決する手段として、ｔＪＳ１図に示すように、気化
器ｌと吸気管２との間に混合気加熱装置３を設け、該混
合気加熱装置Ｆｔ　３により液状燃料を加熱して、吸気
管２内における空気と燃料との間の流動速度の差をなく
する技術が知られている。なお、第１図において、４は
チョークバルブ、５はスロ、ントルである。

前記混合器加熱装置３を構成するヒータとしては、セラ
ミンクヒータ、ニクロムヒータ、ヒートパイプ等も知ら
れているが、正特性サーミスタを発熱要素とする半導体
ヒータが最も適している。

この半導体ヒータは高速加熱性、定温度特性、応答性、
熱効率等の点で他のヒータより優れているからである。

第２図は／＼ユニカム状正特性サーミスタによる半導体
ヒータの従来例を示す図である。図において、３１はア
スベスト等の断熱性の高い材料で構成されたインシュレ
ータ、３２は正特性サーミスタ、３３及び３４は正特性
サーミスタ３２の電極に接触する電極板、３５及び３６
は前記電極板３３及び３４の各々に導通ずるリート線で
ある。

前記正特性サーミスタ３２は、正特性サーミスタ素体３
２１の厚さ方向の両面に、円形状、角形状等の適当な孔
形の多数の貫通孔３２２を略均−に開口させると共に、
貫通孔３２２の開口する両面側にオーム性接触もしくは
非オーム性接触の電極３２３及び３２４をそれぞれ被着
形成したハニカム状の形状となっている。この正特性サ
ーミスタ３２は、貫通孔３２２の形成されている領域を
前記インシュレータ３１に設けた孔３１１に合せて、前
記インシュレータ３１の一面上に取イリけられている。

上記する従来の混合気加熱装置はハニカム状の正特性サ
ーミスタ３２を用いているので、空気と液状燃料との混
合気を、正特性サーミスタ３２の貫通孔３２２を通過す
る時の熱交換作用により効率良く加熱できること、正特
性サーミスタ３２自体が発熱温度を自動的に制御する自
己温度制御機能を有し、定温発熱体として動作するため
、過熱防止機構が不要であり、構造的に簡単で、信頼性
の高いものが実現できること、定常発熱温度まで短時間
で上昇し、高速加熱性及び応答性に優れてｌ／すること
等の利点が得られる。

従来技術の欠点 しかしながら、従来のものは、半導体ヒータを通過した
混合気がそのまま直接的に吸気管２に送られてしまうた
め、未だ気化されてし）なし）液状燃料が吸気管２の壁
面２０１を伝わって流下してしまい、燃焼効率が良くな
いと言う欠点があり、冷間時の運転性向」二に改善すべ
き点があった。

本発明の目的 本発明は上述する従来の欠点を除去し、１Ｆ特性サーミ
スタによる加熱後の被加熱流体に対して、更に追加的に
加熱作用を与えることができるようにした半導体ヒータ
及びこの半導体ヒータを用いて燃焼効率を向上させ、冷
間時における運転性を白玉させた混合器加熱装置を提供
することを目的とする。

本発明の構成 上記目的を達成するため、本発明に係る半導体ヒータは
、相対する両端面に貫通孔を開口させた正特性サーミス
タと、該正特性サーミスタの前記貫通孔を開口させた少
なくとも一端面側に、該一端面の外周部を包囲するよう
に突設された放熱体とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る混合気加熱装置は、正特性サーミス
タを発熱要素とする半導体ヒータを、気化器と吸気管と
の間に設けた混合気加熱装置において、前記半導体ヒー
タは、相対する両端面に貫通孔を開口させた正特性サー
ミスタと、該正特性サーミスタの前記貫通孔を開口させ
た少なくとも一端面側に、該一端面の外周部を包囲する
ように突設ｙれた放熱体とを備え、前記放熱体を前記吸
気管側にして、前記気化器と前記吸気管との間に設けた
ことを特徴とする。

実施例 第３図は本発明に係る半導体ヒータの平面図、第４図は
第３図のＡ、−Ａ、線上における断面図である。図にお
いて、６は正特性サーミスタであり、この実施例では、
第１図及び第２図で示したと同様のハニカム状のものを
使用した例を示している。即ち、正特性サーミスタ６は
、正特性サーミスタ素体６１の厚さ方向の両面に、円形
状、角形状等の適当な孔形の多数の貫通孔６２を略均−
に開口させると共に、貫通孔６２の開口する両面側にオ
ーム性接触もしくは非オーム性接触の電極６３及び６４
をそれぞれ被着形成した形状となっている。但し、この
正特性サーミスタ６は、混合気等の被加熱流体を通して
これを加熱する構造であれば良く、この実施例に示すも
のに限定されない。例えば第５図に示すように１貫通孔
６２を、正特性サーミスタ素体６１の中心部に設けた大
径孔部８２１と、そのまわりにハニカム状に形成された
小径孔部６２２とで構成した構造のもの等を使用しても
良い。

７は正特性サーミスタ６の貫通孔６２を開口させた一端
面側に、その外周部を包囲するように突設された放熱体
である。この実施例では、該放熱体７は例えばステンレ
ス等の耐熱性、耐蝕性、熱伝導性及び電気伝導性の順れ
た金属材料を用いて、内径孔７１を有する段付筒状に形
成し、大筒部７２の内径部内に前記正特性サーミスタ６
を内蔵させると共に、この大筒部７２の上方に連設した
小筒部７３を正特性サーミスタ６の一端面の外周部層り
に突設させである。また、この実施例では、放熱体７は
正特性サーミスタ６の一端面側に形成された電極６３に
対する電極端子として兼用するため、段面７４を電極６
３に対接させ、大筒部７１の下端縁に引出端子部７５を
突設した構造となっている。

８は正特性サーミスタ６の他面側の電極６４に接触する
リング状の電極端子、８１はこの電極端子８の引出端子
部、９はリング状のバネ、ｌＯは耐熱性樹脂等によって
構成されたケースである。

ケース１０の下端側の内周部には鍔部１σ１をリング状
に形成してあり、このリング状の鍔部１０１の内面上に
、前記バネ９、電極端子８及び正特性サーミスタ６を順
次重ねた状態で、放熱体７の大筒部７２内に収納し、放
熱体７の下端縁に形成した３〜４個の爪片７６を、ケー
ス１０の鍔部１０１の底面に折曲げ固定することにより
、正特性サーミスタ６の電極６３及び６４に対して、放
熱体７及び電極端子８をバネ９の弾発力によって圧接さ
せである。

上述の如く、本発明に係る半導体ヒータは、正特性サー
ミスタ６の一端面側に、この一端面の外周部を包囲する
ように、放熱体７を突設しであるから、混合気等の被加
熱流体を、正特性サーミスタ６の貫通孔６２内を貫流し
て加熱した後、更に放熱体７によって追加的に加熱する
ことができる。このため、被加熱流体に対する加熱効率
が従来より向上する。

第６図は本発明に係る半導体ヒータを使用した混合気加
熱装置の実施例を示し、当該半導体ヒータ１２を、放熱
体７が吸気管２側となる状態で、気化器ｌ及び吸気管２
の間に挿入配置した構造となっている。４はチョークバ
ルブ、１３は半導体ヒータ１２を数例けたインシュレー
タである。この混合気加熱装置によれば、正特性サーミ
スタ６を貫流して加熱された後も未気化状態にある液状
燃料を、放熱体７によって追加的に再加熱することがで
きるので、燃焼効率が向上する。特に混合気加熱装置に
おいては、空気と液状燃料との混合分の多くは中心部を
通って流れ、液状燃料分の多くは放熱体７のある外周部
付近を流れため、液状燃料分に対する放熱体７による加
熱作用が高まる。即ち、液状燃料分を、空気から分離し
て、重点的に加熱し、吸気管２内における空気と燃料と
の間の流動速度の差をなくし、冷間時における運転性を
向上させることができるのである。

上記説明では、半導体ヒータの応用例として混合気加熱
装置を示したが、半導体ヒータ自体の使用例としては、
これに限定されない。

本発明の効果 以上述べたように、本発明に係る半導体ヒータは、相対
する両端面に貫通孔を開口させた正特性サーミスタと、
該正特性サーミスタの前記貫通孔を開口させた少なくと
も一端面側に、該一端面の外周部を包囲するように突設
された放熱体とを備えることを特徴とするから、正特性
サーミスタによる加熱後の被加熱流体に対して、更に追
加的に加熱作用を与えることができるようにした高効率
の半導体ヒータ及びこの半導体ヒータを用いて燃焼効率
を向上させ、冷間時における運転性を向」ニさせた混合
器加熱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は混合気加熱装置の断面図、第２図は従来の半導
体ヒータの要部における部分断面図、第３図は本発明に
係る半導体ヒータの平面図、第４図は第３図のＡｌ−Ａ
ｌ線上における断面図、第５図は正特性サーミスタの他
の実施例を示す斜視図、第６図は本発明に係る混合気加
熱装置の断面図である。 １・・・気化器　２・・・吸気管 ３・・・混合気加熱装置 ６・−・正特性サーミスタ ６１・・−正特性サーミスタ素体 ６２・・・貫通孔　７・・・放熱体 １２拳・・半導体ヒータ 第　ｌＰｌ 第２図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　相対する両端面に貫通孔を開口させた正特性サ
   ーミスタと、該正特性サーミスタの前記貫通孔を開口さ
   せた少なくとも一端面側に、該一端面の外周部を包囲す
   るように突設された放熱体とを備えることを特徴とする
   半導体ヒータ。
2. （２）　前記正特性サーミスタの前記貫通孔は前ハニカ
   ム状に開口させたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の半導体ヒータ。
3. （３）　前記正特性サーミスタの前記貫通孔は中心部に
   設けた大径孔部と、そのまわりにノ＼ニカム状に形成さ
   れた小径孔部とで構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の半導体ヒータ。
4. （４）　前記正特性サーミスタは前記貫通孔を開口させ
   たｎｆｊ記両端面に電極を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の半導体
   ヒータ。
5. （５）　前記放熱体は金属材料で成り、前記電極の一方
   に対する電極端子を構成することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項、第２項、第３項または第４項に記載の半
   導体ヒータ。
6. （６）　正特性サーミスタを発熱要素とする半導体ヒー
   タを、気化器と吸気管との間に設けた混合気加熱装置に
   おいて、前記半導体ヒータは、相対する両端面に貫通孔
   を開口させた正特性サーミスタと、該正特性サーミスタ
   の前記貫通孔を開口させた少なくとも一端面側に、該一
   端面の外周部を包囲するように突設された放熱体とを備
   え、前記放熱体を前記吸気管側にして、前記気化器と前
   記吸気管との間に設けたことを特徴とする混合気加熱装
   置。