JPS6234943B2 - - Google Patents
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- JPS6234943B2 JPS6234943B2 JP54163398A JP16339879A JPS6234943B2 JP S6234943 B2 JPS6234943 B2 JP S6234943B2 JP 54163398 A JP54163398 A JP 54163398A JP 16339879 A JP16339879 A JP 16339879A JP S6234943 B2 JPS6234943 B2 JP S6234943B2
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Landscapes
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- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関において、吸入空気とともに
吸気通路を通つて燃焼室に供給される燃料の気化
ならびに霧化を促進するための装置に関するもの
である。
吸気通路を通つて燃焼室に供給される燃料の気化
ならびに霧化を促進するための装置に関するもの
である。
たとえば自動車の内燃機関において、気化器の
メインノズルから供給されて吸入空気と共に吹込
まれた燃料の一部は、気化器や吸気管の壁面に衝
突して液膜流となり、液状のまま燃焼室に供給さ
れる。この液状燃料の生成は各気筒への適正混合
気の供給を阻害して燃焼を悪化させるとともに有
害排気ガスの発生原因となり、また各気筒間のば
らつき、燃費の悪化等の原因となる。
メインノズルから供給されて吸入空気と共に吹込
まれた燃料の一部は、気化器や吸気管の壁面に衝
突して液膜流となり、液状のまま燃焼室に供給さ
れる。この液状燃料の生成は各気筒への適正混合
気の供給を阻害して燃焼を悪化させるとともに有
害排気ガスの発生原因となり、また各気筒間のば
らつき、燃費の悪化等の原因となる。
そこで、燃料の気化を促進するための手段とし
て、吸気管のスロツトル弁の下流側の内周に沿つ
た位置や、スロツトル弁直下のライザ部に正の抵
抗温度係数を持つとともに特定温度で抵抗値が急
激に増大するセラミツクヒータ素子を有する加熱
部を配置した構成が知られている。（例えば、特
開昭50―36823号公報、特開昭51―132318号公報
等） そして上記セラミツクヒータ素子に対して通電
が実行されると、セラミツクヒータ素子はセラミ
ツクヒータ素子自身が持つ温度調節機能によりキ
ユリー点より若干高めの温度を保持するようにな
り、好適に液状燃料を加熱し、気化させるように
なる。
て、吸気管のスロツトル弁の下流側の内周に沿つ
た位置や、スロツトル弁直下のライザ部に正の抵
抗温度係数を持つとともに特定温度で抵抗値が急
激に増大するセラミツクヒータ素子を有する加熱
部を配置した構成が知られている。（例えば、特
開昭50―36823号公報、特開昭51―132318号公報
等） そして上記セラミツクヒータ素子に対して通電
が実行されると、セラミツクヒータ素子はセラミ
ツクヒータ素子自身が持つ温度調節機能によりキ
ユリー点より若干高めの温度を保持するようにな
り、好適に液状燃料を加熱し、気化させるように
なる。
しかしながら、長期の使用によつて上記セラミ
ツクヒータ素子の温度調節機能が劣化、またはな
くなつた場合にはセラミツクヒータ素子の温度が
どんどん上昇して、気化燃料を含む吸気（混合
気）を不要に加熱するようになり吸気の体積膨張
を引き起こし、機関燃焼室への充填効率を低下さ
せ、機関出力を低下させてしまうという問題点が
あると共に、セラミツクヒータ素子を含む装置が
上昇した温度に耐えきれず破損してしまうという
問題点がある。
ツクヒータ素子の温度調節機能が劣化、またはな
くなつた場合にはセラミツクヒータ素子の温度が
どんどん上昇して、気化燃料を含む吸気（混合
気）を不要に加熱するようになり吸気の体積膨張
を引き起こし、機関燃焼室への充填効率を低下さ
せ、機関出力を低下させてしまうという問題点が
あると共に、セラミツクヒータ素子を含む装置が
上昇した温度に耐えきれず破損してしまうという
問題点がある。
従つて本発明の目的は、上記セラミツクヒータ
素子の温度調節機能が劣化、またはなくなつた場
合であつても、そのセラミツクヒータ素子の温度
の過昇を防止し、上述の問題点を解消し、信頼性
の高い内燃機関の吸気加熱装置を提供することに
ある。
素子の温度調節機能が劣化、またはなくなつた場
合であつても、そのセラミツクヒータ素子の温度
の過昇を防止し、上述の問題点を解消し、信頼性
の高い内燃機関の吸気加熱装置を提供することに
ある。
上記問題点を解決するために、本発明において
は、 吸気通路内に燃料供給装置を臨ませ、これより
供給される燃料を空気と混合させて燃焼室へ導入
するようにした内燃機関において、 前記吸気通路内を流通する液状のままの燃料が
接触し、この液状燃料を加熱して気化させるため
の、前記吸気通路内に配置される加熱部を有する
ヒータが備えられ、 前記ヒータの前記加熱部には、正の抵抗温度係
数を持つとともに特定温度で抵抗値が急激に増大
するキユリー点を持つセラミツクヒータ素子と、
正の抵抗温度係数を持つとともに前記第１のセラ
ミツクヒータ素子よりも高い特定温度で抵抗値が
急激に増大するキユリー点を持つ前記第１のセラ
ミツクヒータ素子と電気的に直列に接続されるレ
ジスタとが備えられることを特徴とする内燃機関
の吸気加熱装置としている。
は、 吸気通路内に燃料供給装置を臨ませ、これより
供給される燃料を空気と混合させて燃焼室へ導入
するようにした内燃機関において、 前記吸気通路内を流通する液状のままの燃料が
接触し、この液状燃料を加熱して気化させるため
の、前記吸気通路内に配置される加熱部を有する
ヒータが備えられ、 前記ヒータの前記加熱部には、正の抵抗温度係
数を持つとともに特定温度で抵抗値が急激に増大
するキユリー点を持つセラミツクヒータ素子と、
正の抵抗温度係数を持つとともに前記第１のセラ
ミツクヒータ素子よりも高い特定温度で抵抗値が
急激に増大するキユリー点を持つ前記第１のセラ
ミツクヒータ素子と電気的に直列に接続されるレ
ジスタとが備えられることを特徴とする内燃機関
の吸気加熱装置としている。
以下、図面により本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の燃料気化補助ヒータ（以
下ヒータと称す）を吸気管に取付けた状態を示
す。１は平面長方形状を有したヒータの加熱部
で、スロツトル弁２０を持つた気化器の開口部９
の直下に一対の金属製支持枠２，２′の端部で支
えられている。この支持枠２，２′の端部にはフ
ランジ４が溶接され、また支持枠２，２′はボル
ト７で断熱パツキン８を介して吸気管２１の側壁
の取付孔２２に固定されている。加熱部１のアー
スリード線はターミナル３を介してリード線５に
より電源のアース側につながれている。プラスリ
ード線も同様に電源のプラス側に係合されてい
る。第４図に電源と加熱部との結線図の一例を示
す。なお、ターミナル３部に水、ほこり等がつか
ないようにゴム製カバー６がフランジ４に取付け
てある。
する。第１図は本発明の燃料気化補助ヒータ（以
下ヒータと称す）を吸気管に取付けた状態を示
す。１は平面長方形状を有したヒータの加熱部
で、スロツトル弁２０を持つた気化器の開口部９
の直下に一対の金属製支持枠２，２′の端部で支
えられている。この支持枠２，２′の端部にはフ
ランジ４が溶接され、また支持枠２，２′はボル
ト７で断熱パツキン８を介して吸気管２１の側壁
の取付孔２２に固定されている。加熱部１のアー
スリード線はターミナル３を介してリード線５に
より電源のアース側につながれている。プラスリ
ード線も同様に電源のプラス側に係合されてい
る。第４図に電源と加熱部との結線図の一例を示
す。なお、ターミナル３部に水、ほこり等がつか
ないようにゴム製カバー６がフランジ４に取付け
てある。
次に上記加熱部１の構造について詳細に説明す
る。第２図において、１０はアツパープレート
で、気化器の開口部９からの燃料の液滴が直接あ
たるよう開口部９をカバーし得る大きさを有して
おり、その裏側に電気的に、また熱伝導が良好な
状態にセラミツクヒータ素子１１が設けられてい
る。ヒータ素子１１をアツパープレート１０の裏
側におしつけるように液状の金属スプリング１２
が設けられ、更に平板状に形成されたスプリング
１２の平板状金属押え板１３があり、更に過昇温
防止用のレジスタ１９が設けられ、また更に厚め
の平板状導電板１４が設けられている。この導電
板１４にプラスリード線１７の芯線１７ａが結合
されている。１５はベークライト等の耐熱電気絶
縁板で、１５′はプラス側とアース側との短絡を
防ぐベークライト等の耐熱電気絶縁板である。上
記アツパープレート１０、スプリング１２、押え
板１３、および導電板１４は電気抵抗が小さい金
属よりなる。たとえば、アルミニウム、銅、鉄、
ニツケル、ステンレス等で良い。アースリード線
１８の芯線１８ａは耐熱金属製ロアープレート１
６に溶接されている。プラスリード線１７とアー
スリード線１８は中空状の前記支持枠２，２′の
中空部２ａ，２a′を通つて前記一対のターミナル
３に接続してある。アツパープレート１０とロア
ープレート１６は一体に気密に溶接されており、
ヒータ素子１１などが吸気管２１内の雰囲気から
隔離されるようになつている。一対の支持枠２，
２′はその中空部２ａ，２a′の一部が加熱部１の
内部と連通しており、しかも吸気通路に対して気
密に加熱部１に溶接されている。ヒータ素子１１
は第３図に示すような正の抵抗温度係数を持ち、
かつ特定温度で抵抗値が急増するセラミツク質
（チタン酸バリウム系）のヒータで、組成の特
性のものが使われる。
る。第２図において、１０はアツパープレート
で、気化器の開口部９からの燃料の液滴が直接あ
たるよう開口部９をカバーし得る大きさを有して
おり、その裏側に電気的に、また熱伝導が良好な
状態にセラミツクヒータ素子１１が設けられてい
る。ヒータ素子１１をアツパープレート１０の裏
側におしつけるように液状の金属スプリング１２
が設けられ、更に平板状に形成されたスプリング
１２の平板状金属押え板１３があり、更に過昇温
防止用のレジスタ１９が設けられ、また更に厚め
の平板状導電板１４が設けられている。この導電
板１４にプラスリード線１７の芯線１７ａが結合
されている。１５はベークライト等の耐熱電気絶
縁板で、１５′はプラス側とアース側との短絡を
防ぐベークライト等の耐熱電気絶縁板である。上
記アツパープレート１０、スプリング１２、押え
板１３、および導電板１４は電気抵抗が小さい金
属よりなる。たとえば、アルミニウム、銅、鉄、
ニツケル、ステンレス等で良い。アースリード線
１８の芯線１８ａは耐熱金属製ロアープレート１
６に溶接されている。プラスリード線１７とアー
スリード線１８は中空状の前記支持枠２，２′の
中空部２ａ，２a′を通つて前記一対のターミナル
３に接続してある。アツパープレート１０とロア
ープレート１６は一体に気密に溶接されており、
ヒータ素子１１などが吸気管２１内の雰囲気から
隔離されるようになつている。一対の支持枠２，
２′はその中空部２ａ，２a′の一部が加熱部１の
内部と連通しており、しかも吸気通路に対して気
密に加熱部１に溶接されている。ヒータ素子１１
は第３図に示すような正の抵抗温度係数を持ち、
かつ特定温度で抵抗値が急増するセラミツク質
（チタン酸バリウム系）のヒータで、組成の特
性のものが使われる。
またレジスタ１９も、ヒータ素子１１と同様、
正の抵抗温度係数を持ち、かつ特定温度で抵抗値
が急増するセラミツク質のもので、ヒータ素子１
１と電気的に直列となるように配置されており、
第３図の組成の特性のものが使われる。そして
第３図からも分かるように、レジスタ１９の抵抗
値が急増する特定温度（キユリー点）はヒータ素
子１１のキユリー点よりも高いものに特定してい
る。
正の抵抗温度係数を持ち、かつ特定温度で抵抗値
が急増するセラミツク質のもので、ヒータ素子１
１と電気的に直列となるように配置されており、
第３図の組成の特性のものが使われる。そして
第３図からも分かるように、レジスタ１９の抵抗
値が急増する特定温度（キユリー点）はヒータ素
子１１のキユリー点よりも高いものに特定してい
る。
上記構成において、次に作動を説明する。第４
図のスイツチＳを閉路すると、電源Ｅ→プラスリ
ード線１７→導電板１４→レジスタ１９→押え板
１３→スプリング１２→ヒータ素子１１→アツパ
ープレート１０→ロアープレート１６→アースリ
ード線１８→電源Ｅの経路で電流が流れ、レジス
タ１９よりキユリー点の低いヒータ素子１１は発
熱し、ヒータ素子１１のキユリー点（120℃）で
自己温度調節され、閉路後約１秒でヒータ素子１
１はキユリー点に近くの温度（約140℃）に一定
に保持される。ヒータ素子１１はアツパープレー
ト１０に熱的、電気的に良好に圧接されているの
で、アツパープレート１０が加熱され温度が上昇
する。例えばエンジン停止時にはアツパープレー
ト１０の温度は約３秒で100℃に到達する。また
エンジン回転2000rpm、ブースト450mmHgの時に
はアツパープレート１０の上面は約90℃に保たれ
る。
図のスイツチＳを閉路すると、電源Ｅ→プラスリ
ード線１７→導電板１４→レジスタ１９→押え板
１３→スプリング１２→ヒータ素子１１→アツパ
ープレート１０→ロアープレート１６→アースリ
ード線１８→電源Ｅの経路で電流が流れ、レジス
タ１９よりキユリー点の低いヒータ素子１１は発
熱し、ヒータ素子１１のキユリー点（120℃）で
自己温度調節され、閉路後約１秒でヒータ素子１
１はキユリー点に近くの温度（約140℃）に一定
に保持される。ヒータ素子１１はアツパープレー
ト１０に熱的、電気的に良好に圧接されているの
で、アツパープレート１０が加熱され温度が上昇
する。例えばエンジン停止時にはアツパープレー
ト１０の温度は約３秒で100℃に到達する。また
エンジン回転2000rpm、ブースト450mmHgの時に
はアツパープレート１０の上面は約90℃に保たれ
る。
一方、吸入空気と共に気化器の開口部９から流
下する混合気中の液滴燃料はアツパープレート１
０の上面に当り、このアツパープレート１０上に
て加熱され気化する。なお、従来のヒートライザ
部２３は従来通りエンジン冷却水で加熱される構
造はそのままであるので、吸入燃料は充分に気化
され、従来の利点をそこなうことがなく、従つて
吸収燃料は気化ないし霧化されてエンジンに供給
される。
下する混合気中の液滴燃料はアツパープレート１
０の上面に当り、このアツパープレート１０上に
て加熱され気化する。なお、従来のヒートライザ
部２３は従来通りエンジン冷却水で加熱される構
造はそのままであるので、吸入燃料は充分に気化
され、従来の利点をそこなうことがなく、従つて
吸収燃料は気化ないし霧化されてエンジンに供給
される。
ところでヒータ素子１１の温度調節機能が劣
化、またはなくなつた場合、ヒータ素１１の温度
がどんどん上昇するが、直列に設けたレジスタ１
９の温度調節機能によりヒータ素子１１の過昇を
抑え、レジスタ１９のキユリー点に応じた約190
〜200℃に保持することができる。なおレジスタ
１９のキユリー点以下の抵抗値は、ヒータ素子１
１の発熱が必要であるので、ヒータ素子１１の抵
抗値の少なくとも1/2以下が望ましい。また、レ
ジスタ１９のキユリー点温度はヒータ素子１１の
キユリー点温度より、安全をみて30℃以上が望ま
しいし、上限は加熱部１に使われる材料の耐熱温
度以下にする必要がある。なお、前記実施例にお
いて、ヒータ素子１１はチタバリ系半導体であ
り、レジスタ１９はバリウムを鉛で置換したチタ
バリ系半導体を使用した。本発明の燃料気化補助
ヒータを装着すると、燃費で５％良くなり、有害
排気ガスの一酸化炭素が40％低減が可能である。
化、またはなくなつた場合、ヒータ素１１の温度
がどんどん上昇するが、直列に設けたレジスタ１
９の温度調節機能によりヒータ素子１１の過昇を
抑え、レジスタ１９のキユリー点に応じた約190
〜200℃に保持することができる。なおレジスタ
１９のキユリー点以下の抵抗値は、ヒータ素子１
１の発熱が必要であるので、ヒータ素子１１の抵
抗値の少なくとも1/2以下が望ましい。また、レ
ジスタ１９のキユリー点温度はヒータ素子１１の
キユリー点温度より、安全をみて30℃以上が望ま
しいし、上限は加熱部１に使われる材料の耐熱温
度以下にする必要がある。なお、前記実施例にお
いて、ヒータ素子１１はチタバリ系半導体であ
り、レジスタ１９はバリウムを鉛で置換したチタ
バリ系半導体を使用した。本発明の燃料気化補助
ヒータを装着すると、燃費で５％良くなり、有害
排気ガスの一酸化炭素が40％低減が可能である。
なお、本発明は前記の実施例に限定されるもの
ではなく、ヒータ素子１１の形状は板状ではなく
多数の開孔を持つたハニカム形状でもよいことは
勿論であり、また燃料供給装置としては気化器以
外に燃料噴射弁を用いたものでもよい。
ではなく、ヒータ素子１１の形状は板状ではなく
多数の開孔を持つたハニカム形状でもよいことは
勿論であり、また燃料供給装置としては気化器以
外に燃料噴射弁を用いたものでもよい。
以上述べたように、本発明では、
吸気通路内に燃料供給装置を臨ませ、これより
供給される燃料を空気と混合させて燃焼室へ導入
するようにした内燃機関において、 前記吸気通路内を流通する液状のままの燃料が
接触し、この液状燃料を加熱して気化させるため
の、前記吸気通路内に配置される加熱部を有する
ヒータが備えられ、 前記ヒータの前記加熱部には、正の抵抗温度係
数を持つとともに特定温度で抵抗値が急激に増大
するキユリー点を持つセラミツクヒータ素子と、
正の抵抗温度係数を持つとともに前記第１のセラ
ミツクヒータ素子よりも高い特定温度で抵抗値が
急激に増大するキユリー点を持つ前記第１のセラ
ミツクヒータ素子と電気的に直列に接続されるレ
ジスタとが備えられることを特徴とする内燃機関
の吸気加熱装置としたことから、 セラミツクヒータ素子の温度調節機能が劣化、
あるいはなくなつても、レジスタの温度調節機能
によりセラミツクヒータ素子の過昇温が防止さ
れ、従つて、不要に吸気を暖めて機関出力を低下
させたりすることは無くなるという優れた効果を
有すると共に、セラミツクヒータ素子を含む加熱
部の破損が防止され、信頼性を高めることができ
るという優れた効果も有する。また電源に大きな
負担をかけることもなくなる。
供給される燃料を空気と混合させて燃焼室へ導入
するようにした内燃機関において、 前記吸気通路内を流通する液状のままの燃料が
接触し、この液状燃料を加熱して気化させるため
の、前記吸気通路内に配置される加熱部を有する
ヒータが備えられ、 前記ヒータの前記加熱部には、正の抵抗温度係
数を持つとともに特定温度で抵抗値が急激に増大
するキユリー点を持つセラミツクヒータ素子と、
正の抵抗温度係数を持つとともに前記第１のセラ
ミツクヒータ素子よりも高い特定温度で抵抗値が
急激に増大するキユリー点を持つ前記第１のセラ
ミツクヒータ素子と電気的に直列に接続されるレ
ジスタとが備えられることを特徴とする内燃機関
の吸気加熱装置としたことから、 セラミツクヒータ素子の温度調節機能が劣化、
あるいはなくなつても、レジスタの温度調節機能
によりセラミツクヒータ素子の過昇温が防止さ
れ、従つて、不要に吸気を暖めて機関出力を低下
させたりすることは無くなるという優れた効果を
有すると共に、セラミツクヒータ素子を含む加熱
部の破損が防止され、信頼性を高めることができ
るという優れた効果も有する。また電源に大きな
負担をかけることもなくなる。
第１図は本発明の実施例を示す部分断面図、第
２図は第１図のＡ―Ａ断面図、第３図は第２図に
おけるヒータ素子およびレジスタの特性の一例を
示すグラフ、第４図は第１図の電気結線図の一例
を示す回路図である。 ２…支持枠、８…断熱パツキン、９…気化器の
開口部、１０…アツパープレート、１１…セラミ
ツクヒータ素子、１６…ロアープレート、１７…
プラスリード線、１８…アースリード線、１９…
過昇防止用レジスタ、２１…吸気管。
２図は第１図のＡ―Ａ断面図、第３図は第２図に
おけるヒータ素子およびレジスタの特性の一例を
示すグラフ、第４図は第１図の電気結線図の一例
を示す回路図である。 ２…支持枠、８…断熱パツキン、９…気化器の
開口部、１０…アツパープレート、１１…セラミ
ツクヒータ素子、１６…ロアープレート、１７…
プラスリード線、１８…アースリード線、１９…
過昇防止用レジスタ、２１…吸気管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 吸気通路内に燃料供給装置を臨ませ、これよ
り供給される燃料を空気と混合させて燃焼室へ導
入するようにした内燃機関において、 前記吸気通路内を流通する液状のままの燃料が
接触し、この液状燃料を加熱して気化させるため
の、前記吸気通路内に配置される加熱部を有する
ヒータが備えられ、 前記ヒータの前記加熱部には、正の抵抗温度係
数を持つとともに特定温度で抵抗値が急激に増大
するキユリー点を持つセラミツクヒータ素子と、
正の抵抗温度係数を持つとともに前記第１のセラ
ミツクヒータ素子よりも高い特定温度で抵抗値が
急激に増大するキユリー点を持つ前記第１のセラ
ミツクヒータ素子と電気的に直列に接続されるレ
ジスタとが備えられることを特徴とする内燃機関
の吸気加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16339879A JPS5685554A (en) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | Intake air heating apparatus for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16339879A JPS5685554A (en) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | Intake air heating apparatus for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5685554A JPS5685554A (en) | 1981-07-11 |
| JPS6234943B2 true JPS6234943B2 (ja) | 1987-07-29 |
Family
ID=15773128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16339879A Granted JPS5685554A (en) | 1979-12-13 | 1979-12-13 | Intake air heating apparatus for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5685554A (ja) |
-
1979
- 1979-12-13 JP JP16339879A patent/JPS5685554A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5685554A (en) | 1981-07-11 |
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