JPS63273728A - Glow plug - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明はグロープラグに係り、特に天然ガス等を燃料と
するガスインジェクションディーゼル機関に適用するに
好適なグロープラグに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a glow plug, and particularly to a glow plug suitable for application to a gas injection diesel engine using natural gas or the like as fuel.
[従来の技術]
天然ガス等を燃料とするガスインジェクションディーゼ
ル機関では、燃料の難着火性のためにガス燃料単独では
自発点火が困難である。従来のガスインジェクションデ
ィーゼル機関では、着火性のよいA重油等をパイロット
噴射することで、ガスインジェクションディーゼル機関
の着火性能を高めているが、ガス燃料、パイロット燃料
の二異種燃料供給系統が必要となり、燃料系が複雑にな
る。[Prior Art] In a gas injection diesel engine that uses natural gas or the like as fuel, it is difficult to spontaneously ignite the engine using gas fuel alone due to the difficulty of igniting the fuel. In conventional gas injection diesel engines, the ignition performance of the gas injection diesel engine is improved by pilot injecting fuel oil with good ignitability, such as A heavy oil, but this requires two different fuel supply systems for gas fuel and pilot fuel. The fuel system becomes complicated.
これを避けるためにガスインジェクションディーゼル機
関の燃焼室内に発熱部が露出するようにグロープラグを
取り付け、該発熱部にガス燃料噴霧が当たるように噴射
し、ガス燃料の着火性を高める方法がある。To avoid this, there is a method in which a glow plug is installed in the combustion chamber of a gas injection diesel engine so that the heat generating part is exposed, and a gas fuel spray is injected so as to hit the heat generating part to improve the ignitability of the gas fuel.
[発明が解決しようとする問題点]
従来のグロープラグは、金属製シーズ型グロープラグ、
焼結法により形成された窒化珪素グロープラグ等がある
が、これらをガスインジェクションディーゼル機関のグ
ロープラグとして取り付け、ガス燃料の着火性が改善さ
れるのに必要なグロープラグ表面温度まで昇温すると、
金属製シーズ型グロープラグでは金属製シーズが溶融し
、窒化珪素グロープラグでは焼結の際に混入される助剤
が溶融し、いずれも使用不可能となった。[Problems to be solved by the invention] Conventional glow plugs are metal sheath type glow plugs,
There are silicon nitride glow plugs formed by the sintering method, but when these are installed as glow plugs in gas injection diesel engines and the glow plug surface temperature is raised to the level required to improve the ignitability of gas fuel,
The metal seeds of the metal sheath type glow plug melted, and the auxiliary agent mixed in during sintering of the silicon nitride glow plug melted, making both of them unusable.
また、ガスインジェクションディーゼル機関では、グロ
ープラグは各燃焼室に複数本取りつけられ並列又は直列
に接続されて電気回路に組み込まれる。従って、個々の
グロープラグの抵抗にバラツキがあるとグロープラグの
表面温度が揃わなくなる。この場合、各燃焼室でのガス
燃料の着火性の改善に差が生じ、シリンダ間の出力に差
が生じる。Furthermore, in a gas injection diesel engine, a plurality of glow plugs are attached to each combustion chamber, connected in parallel or in series, and incorporated into an electric circuit. Therefore, if there are variations in the resistance of individual glow plugs, the surface temperatures of the glow plugs will not be uniform. In this case, a difference occurs in the improvement of the ignitability of the gas fuel in each combustion chamber, and a difference occurs in the output between the cylinders.
このようにガスインジェクションディーゼル機関のグロ
ープラグは、高温での耐久性ガス燃料の着火性を左右す
ることから、発熱体の抵抗のバラツキが極めて少ないこ
とが要求される。As described above, the glow plug of a gas injection diesel engine is required to have extremely little variation in the resistance of the heating element because it affects the ignitability of durable gas fuel at high temperatures.
[問題点を解決するための手段]
本発明のグロープラグの発熱部は、螺旋溝が先端側の周
面に刻設された黒鉛製の基体を有する。[Means for Solving the Problems] The heat generating portion of the glow plug of the present invention has a graphite base body in which a spiral groove is carved on the peripheral surface of the tip side.
この基体の周面は、気相法により塗着されたシリコン系
セラミックス下層(例えば炭化珪素)で被覆されている
。螺旋溝内には発熱体(例えばタングステン)が設けら
れ、さらにこれら下層と発熱体との上に気相法により塗
着されたシリコン系セラミックス上層(例えば炭化珪素
)が被覆される。The peripheral surface of this base body is coated with a silicon-based ceramic lower layer (for example, silicon carbide) applied by a vapor phase method. A heating element (for example, tungsten) is provided within the spiral groove, and a silicon-based ceramic upper layer (for example, silicon carbide) applied by a vapor phase method is coated on the lower layer and the heating element.
前記基体の他端には電極が装着されており、該電極は該
基体を介して該発熱体の一端側に導通される。An electrode is attached to the other end of the base, and the electrode is electrically connected to one end of the heating element through the base.
[作用]
気相法により生成されるシリコン系セラミックスは純度
が高く、耐食性に優れ極めて高温性に富む。[Function] Silicon ceramics produced by the vapor phase method have high purity, excellent corrosion resistance, and extremely high temperature resistance.
本発明のグロープラグの発熱部は、黒鉛、発熱体(例え
ばタングステン)及び気相法により生成されるシリコン
系セラミックス(例えば炭化珪素)からなるものであり
、これら構成材は極めて高温性に富み、また熱膨張率が
ほぼ等しいことから熱応力による破壊の心配がない。The heat generating part of the glow plug of the present invention is made of graphite, a heating element (for example, tungsten), and silicon-based ceramics (for example, silicon carbide) produced by a vapor phase method, and these constituent materials have extremely high temperature properties. Furthermore, since the coefficients of thermal expansion are almost the same, there is no fear of destruction due to thermal stress.
従って本発明のグロープラグは極めて高温での耐食性が
よい。Therefore, the glow plug of the present invention has good corrosion resistance at extremely high temperatures.
また本発明のグロープラグでは、発熱体が一様な構造に
でき、その抵抗特性を均一化できる。Furthermore, in the glow plug of the present invention, the heating element can have a uniform structure, and its resistance characteristics can be made uniform.
[実施例] ゛
以下図面に示す実施例を参照しながら本発明について更
に詳細に説明する。[Embodiments] The present invention will be described in more detail below with reference to embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明の実施例に係るグロープラグの縦断面図
である。符号1は内燃機関への取付部であり、略筒状で
あってその周面にねじ2aが刻設されたケーシング2と
、該ケーシング2の後端に電気絶縁材3を介して取り付
けられた電極保持部材4を備えている。この電極保持部
材4にはナツト(図示せず)を介してプラス側リード線
が連結される。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a glow plug according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes an attachment part to the internal combustion engine, which includes a casing 2 which is approximately cylindrical and has a screw 2a carved on its circumferential surface, and is attached to the rear end of the casing 2 via an electrical insulating material 3. An electrode holding member 4 is provided. A positive lead wire is connected to this electrode holding member 4 via a nut (not shown).
符号5は発熱部を示し、該取付部1にその基端側が挿入
され、ろう付によってケーシング2と結合されている。Reference numeral 5 denotes a heat generating portion, the proximal end of which is inserted into the mounting portion 1 and coupled to the casing 2 by brazing.
この発熱部の構成を第2図を参照しながら次に説明する
。棒状黒鉛製の基体6はその先端側の周面に螺旋溝7が
均−深さに刻設されている。なお、螺旋溝7の一端から
は縦溝8が基体6の先端面まで刻設されている。螺旋溝
7の他端からは同様に縦溝10が基体6の他端側の途中
まで達するように刻設されている。この基体6の周面に
は気相法により塗着された炭化珪素下層11が被覆され
ている。また、前記螺旋溝7及び各縦溝8.10内にお
いては、該炭化珪素下層11の上にタングステン発熱体
12.13.14が溝の縁面と面一となるように設けら
れている。また基体6の先端面にはタングステン発熱体
13と導通するようにタングステン発熱体13Aが設け
られている。これらタングステン発熱体12.13.1
4.13A及び炭化珪素下層11はさらに気相法により
塗着された炭化珪素上層15で被覆されている。なお、
基体6の途中部分では炭化珪素下層11の上にタングス
テン発熱体が大幅帯状に基体を周回して設けられ端子部
18を形成しており、この端子部18の上には炭化珪素
上層15は被覆されていない。この端子部は、前記縦溝
10内に設けられたタングステン発熱体14を介して螺
旋溝7のタングステン発熱体12と導通されている。ま
た端子部18はそう付けによりケーシング2と結合され
ており、ろう材を介してケーシング2と導通されている
。The configuration of this heat generating section will be explained next with reference to FIG. 2. The base body 6 made of rod-shaped graphite has a spiral groove 7 carved at a uniform depth on the circumferential surface of the tip side thereof. Note that a vertical groove 8 is cut from one end of the spiral groove 7 to the distal end surface of the base body 6. Similarly, a vertical groove 10 is formed from the other end of the spiral groove 7 so as to reach halfway to the other end of the base body 6. The peripheral surface of this base body 6 is coated with a silicon carbide lower layer 11 applied by a vapor phase method. Further, within the spiral groove 7 and each vertical groove 8.10, tungsten heating elements 12, 13, and 14 are provided on the silicon carbide lower layer 11 so as to be flush with the edge surface of the groove. Further, a tungsten heating element 13A is provided on the front end surface of the base body 6 so as to be electrically connected to the tungsten heating element 13. These tungsten heating elements 12.13.1
4.13A and the silicon carbide lower layer 11 are further covered with a silicon carbide upper layer 15 applied by a vapor phase method. In addition,
In the middle of the base body 6, a tungsten heating element is provided on the silicon carbide lower layer 11 in a wide band shape, going around the base body to form a terminal part 18, and on this terminal part 18, the silicon carbide upper layer 15 is coated. It has not been. This terminal portion is electrically connected to the tungsten heating element 12 of the spiral groove 7 via the tungsten heating element 14 provided in the vertical groove 10. Further, the terminal portion 18 is connected to the casing 2 by soldering, and is electrically connected to the casing 2 via a brazing material.
基体6の他端面には電極16がネジ締めにより装着され
ており、電極16は基体6、基体6の先端面に設けられ
たタングステン発熱体13A1縦溝8内に設けられたタ
ングステン発熱体13を介して螺旋溝のタングステン発
熱体12と導通している。An electrode 16 is attached to the other end surface of the base body 6 by screw tightening, and the electrode 16 is attached to the base body 6, the tungsten heat generating element 13A1 provided in the tip face of the base body 6, and the tungsten heating element 13 provided in the vertical groove 8. It is electrically connected to the spiral groove tungsten heating element 12 through the groove.
次にこのような構造の発熱部を製造する方法について第
3〜7図を参照して説明する。Next, a method of manufacturing a heat generating section having such a structure will be explained with reference to FIGS. 3 to 7.
まず第3図の如く母材(黒鉛製基体)6の表面にネジ切
りの要領で等間隔に同じ深さの螺旋溝7を切る。また、
縦溝8.10も切る。First, as shown in FIG. 3, spiral grooves 7 of the same depth are cut at equal intervals on the surface of the base material (graphite base) 6 in the same manner as thread cutting. Also,
Also cut vertical grooves 8 and 10.
次にこの形状の基体の周面に気相法により塗着される炭
化珪素下層11を形成させ、黒鉛製基体6とタングステ
ン発熱体12.13.14.13A、18との絶縁の役
目をさせる(第4図)。Next, a silicon carbide lower layer 11 is formed on the circumferential surface of this shaped base by a vapor phase method, and serves as insulation between the graphite base 6 and the tungsten heating elements 12, 13, 14, 13A, 18. (Figure 4).
次に基体6の周面及び先端面に気相法により塗着される
タングステンのl1u19を形成する(第5図)。Next, a tungsten l1u19 is formed on the circumferential surface and the tip surface of the base body 6 by a vapor phase method (FIG. 5).
次いで不要な部分のタングステン膜19を削り落とし溝
7.8.10のタングステン発熱体12.13.14及
び基体6の先端面タングステン発熱体13A、端子部の
タングステン発熱体18を残す(第6図)。Next, unnecessary portions of the tungsten film 19 are scraped off, leaving the tungsten heating elements 12, 13, 14 in the grooves 7, 8, 10, the tungsten heating element 13A on the tip end of the base 6, and the tungsten heating element 18 in the terminal part (Fig. 6). ).
しかる後、気相法により塗着される炭化珪素上層15を
形成させ、タングステン発熱体12.13.14.13
Aを酸化防止する役目をさせる(第7図)。Thereafter, a silicon carbide upper layer 15 applied by a vapor phase method is formed, and a tungsten heating element 12.13.14.13 is formed.
A acts to prevent oxidation (Figure 7).
なお、第3〜7図は説明を明解にするため簡略して示さ
れているが、実際の溝部の形状は第8図の如く微細であ
る。Although FIGS. 3 to 7 are shown in a simplified manner for clarity of explanation, the actual shape of the groove is minute as shown in FIG. 8.
かかる構成のグロープラグにおいて、電極保持部材4と
ケーシング2との間に電圧を印加すると、電流は該電極
保持部材4、電極16、基体6、基体6の先端面タング
ステン発熱体13A、タングステン発熱体12.13.
14、端子部18を通ってケーシング2に至り、主とし
てタングステン発熱体12が発熱する。In the glow plug having such a configuration, when a voltage is applied between the electrode holding member 4 and the casing 2, a current flows through the electrode holding member 4, the electrode 16, the base body 6, the tungsten heating element 13A on the tip surface of the base body 6, and the tungsten heating element. 12.13.
14, it passes through the terminal portion 18 and reaches the casing 2, and mainly the tungsten heating element 12 generates heat.
このように、本実施例に係るグロープラグは、その発熱
部5が黒鉛、タングステン及び気相法により生成される
炭化珪素からなるものであり、極めて高温性に優れ、し
かもこれら構成材の熱膨張率がほぼ等しく、熱応力によ
る破壊の心配がない。As described above, the glow plug according to this embodiment has a heat generating part 5 made of graphite, tungsten, and silicon carbide produced by a vapor phase method, and has extremely high temperature resistance, and also has excellent thermal expansion properties of these constituent materials. The rate is almost the same, so there is no risk of destruction due to thermal stress.
また、主な発熱体は、一様な断面の溝内に設けられたタ
ングステン発熱体12よりなるものであって、その構造
が一様であり、発熱体の抵抗にバラツキが殆ど生じない
。そのため、本発明のグロープラグは、これを複数本、
並列又は直列に接続した場合であっても各グロープラグ
の発熱量に差が無く、それぞれ均等な発熱特性を示すよ
うになる。Further, the main heating element is composed of a tungsten heating element 12 provided in a groove with a uniform cross section, and its structure is uniform, so that there is almost no variation in the resistance of the heating element. Therefore, the glow plug of the present invention includes a plurality of glow plugs,
Even when connected in parallel or in series, there is no difference in the amount of heat generated between the glow plugs, and each glow plug exhibits uniform heat generation characteristics.
なお上記実施例では、タングステン発熱体12.13.
14を気相法で形成しているが、これらをタングステン
線で形成してもよい。また電極16は基体6の他端面に
ネジ締めにより装着されているが装着Lf木方式以外の
ものとしてもよい。In the above embodiment, the tungsten heating elements 12, 13.
14 are formed by a vapor phase method, but they may also be formed from tungsten wire. Further, although the electrode 16 is attached to the other end surface of the base body 6 by screwing, it may be attached using a method other than the Lf wooden method.
また、上記実施例では、発熱体はタングステンとしたが
、これをモリブデンとしてもよい。気相法により生成さ
れるシリコン系セラミックスは炭化珪素としたが、これ
を窒化珪素としてもよい。Further, in the above embodiment, the heating element is made of tungsten, but it may be made of molybdenum. Although silicon carbide is used as the silicon-based ceramic produced by the vapor phase method, silicon nitride may be used instead.
このように発熱体をモリブデンにしても、あるいは気相
法により生成されるシリコン系セラミックスを窒化珪素
にしても、発熱部の構成材は極めて高温性に富み、しか
も熱膨張率がほぼ等しく、その作用は本実施例と同じで
ある。Even if molybdenum is used as the heating element, or silicon nitride is used as the silicon-based ceramic produced by the vapor phase method, the constituent materials of the heating part are extremely high-temperature, and have approximately the same coefficient of thermal expansion. The operation is the same as in this embodiment.
[発明の効果]
以上の通り、本発明のグロープラグは、その発熱部が黒
鉛、発熱体及び気相法により生成されるシリコン系セラ
ミックスからなるものてあり、極めて高温性に優れ、ま
た熱応力による破壊の恐れもなく極めて耐久性に富むも
のとなる。また、木発明のグロープラグは発熱体構造が
一様であり、同一の抵抗特性を有するものを容易に製造
することができる。本発明のグロープラグによれば天然
ガス等を燃料とするガスインジェクションディーゼル機
関のグロープラグに要求される高温での耐久性、均等な
発熱特性を満足することが可能である。[Effects of the Invention] As described above, the glow plug of the present invention has a heat-generating portion made of graphite, a heating element, and silicon-based ceramics produced by a vapor phase method, and has extremely high temperature resistance and is resistant to thermal stress. It is extremely durable and has no fear of destruction. In addition, the glow plugs of the Moki invention have a uniform heating element structure, and can be easily manufactured to have the same resistance characteristics. According to the glow plug of the present invention, it is possible to satisfy the high-temperature durability and uniform heat generation characteristics required of glow plugs for gas injection diesel engines using natural gas or the like as fuel.
第1図は本発明の実施例に係るグロープラグの縦断面図
、第2図は発熱部5の断面図である。第3図ないし第8
図の各図は本発明のグロープラグの製造方法を説明する
ための部分構成図である。
1・・・取付部、 4・・・電極保持部材、
5・・・発熱部、 6・・・黒鉛製基体、1
1・・・炭化珪素下層、
12.13.14・・・タングステン発熱体、15・・
・炭化珪素上層、 16・・・電極。
代理人 弁理士 重 野 剛
第3図
第4図
第5図
第7図
第8図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a glow plug according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a heat generating portion 5. Figures 3 to 8
Each of the figures is a partial configuration diagram for explaining the method of manufacturing a glow plug of the present invention. 1... Mounting part, 4... Electrode holding member,
5... Heat generating part, 6... Graphite base, 1
1...Silicon carbide lower layer, 12.13.14...Tungsten heating element, 15...
-Silicon carbide upper layer, 16...electrode. Agent Patent Attorney Tsuyoshi ShigenoFigure 3Figure 4Figure 5Figure 7Figure 8
Claims (1)
た発熱部とを有するグロープラグにおいて、 その先端側の周面に螺旋溝が刻設された黒鉛製の棒状の
基体と、 該黒鉛製基体の周面を被覆する気相法により塗着された
シリコン系セラミクス下層と、 該溝中に設けられた発熱体と、 前記下層及び発熱体を被覆する気相法により塗着された
シリコン系セラミックス上層と、 該基体の他端に装着され、該基体を介して該発熱体の一
端に導通された電極と、を備えてなるグロープラグ。(1) A glow plug that has a mounting part for an internal combustion engine and a heat-generating part held in the mounting part, and a graphite rod-shaped base body with a spiral groove carved on the circumferential surface of the tip side; A silicon ceramic lower layer applied by a vapor phase method to cover the peripheral surface of the graphite base, a heating element provided in the groove, and a silicone ceramic lower layer applied by a vapor phase method to cover the lower layer and the heating element. A glow plug comprising: a silicon ceramic upper layer; and an electrode attached to the other end of the base and electrically connected to one end of the heating element via the base.
Priority Applications (1)
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JP11006987A JPS63273728A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Glow plug |
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---|---|---|---|
JP11006987A JPS63273728A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Glow plug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63273728A true JPS63273728A (en) | 1988-11-10 |
Family
ID=14526265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11006987A Pending JPS63273728A (en) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | Glow plug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63273728A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02183718A (en) * | 1989-01-09 | 1990-07-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Glow plug |
US5349225A (en) * | 1993-04-12 | 1994-09-20 | Texas Instruments Incorporated | Field effect transistor with a lightly doped drain |
US20100290766A1 (en) * | 2008-01-29 | 2010-11-18 | Shunji Mochizuki | Immersion heater |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP11006987A patent/JPS63273728A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02183718A (en) * | 1989-01-09 | 1990-07-18 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Glow plug |
US5349225A (en) * | 1993-04-12 | 1994-09-20 | Texas Instruments Incorporated | Field effect transistor with a lightly doped drain |
US20100290766A1 (en) * | 2008-01-29 | 2010-11-18 | Shunji Mochizuki | Immersion heater |
US8422871B2 (en) * | 2008-01-29 | 2013-04-16 | Tounetsu Corporation | Immersion heater |
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