CN109661513A - 燃料加热装置及燃料过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种燃料过滤装置，其包括：过滤元件，其用于过滤燃料；壳体，其用于容纳过滤元件；以及燃料加热装置5，其容纳在壳体中。燃料加热装置5与发热元件51的一个表面接触并固定，并具有向发热元件51通电的第一金属板31。燃料加热装置5与发热元件51的另一个表面接触并固定，并具有向发热元件51通电的第二金属板41。第一金属板31和第二金属板41中的至少一个，具有将其与发热元件51的接触部向发热元件51按压的弹簧部44。本发明提供一种部件较少的燃料加热装置及燃料过滤装置。

Description

燃料加热装置及燃料过滤装置

相关申请的相互引用

本申请以2016年9月7日提交的日本国专利申请2016-174901为基础申请，该基础申请的内容通过引用整体并入本申请。

技术领域

本说明书中的公开涉及一种燃料加热装置及燃料过滤装置。

背景技术

专利文献1-5公开了几种燃料加热装置及燃料过滤装置。这些装置，通过加热燃料来抑制低温环境下过滤器的网眼堵塞。例如，轻油燃料会在低温环境下产生蜡成分的固形物。燃料加热装置通过将发热元件放置在燃料通道中来加热燃料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭62-26368号公报

专利文献2：特开4615819号公报

专利文献3：特开2010-164278号公报

专利文献4：特开2014-231763号公报

专利文献5：特开2016-85854号公报

发明内容

在现有技术的结构中，为了使发热元件与金属板紧贴，设置有单独的弹簧部件。但是，单独的弹簧部件会使部件数量增加。并且，当设置多个发热元件时，会使用多个弹簧部件。另外，为了匹配多个发热元件的位置，需要对多个弹簧进行定位和保持。因此，现有技术会使结构变得复杂。在上述观点或未提及的其他观点中，要求进一步改进燃料加热装置及燃料过滤装置。

本发明的目的在于，提供了一种部件较少的燃料加热装置及燃料过滤装置。

本发明的另一个目的在于，提供一种燃料加热装置及燃料过滤装置，其中，发热元件与金属板之间接触良好，且多个发热元件可配置在预定位置。

本发明提供的燃料加热装置，其包括：发热元件(51)，其在通电后产生热量；第一金属板(31)，其与发热元件的一个表面接触并固定，并向发热元件通电；以及第二金属板(41)，其与发热元件的另一个表面接触并固定，并向发热元件通电；其中，第一金属板和第二金属板中的至少一个，具有将其与发热元件的接触部向发热元件按压的按压部(44、344、334、444、434、544、534、634)。

根据本发明，设置在第一金属板和第二金属板中的至少一个上的按压部，将接触部向发热元件按压。因此，不需要另外设置用于使发热元件与第一金属板和第二金属板接触的弹簧构件。由此，可提供一种部件较少的燃料加热装置。

本发明提供的燃料过滤装置包括:过滤元件(6),其用于过滤燃料；壳体(7、8)，其用于容纳过滤元件；以及上述燃料加热装置，其容纳在壳体中。根据本发明，可提供一种部件较少的燃料过滤装置。

本说明书中公开的多种方式，采用彼此不同的技术手段以实现各自的目的。权利要求范围及权利要求项中记载的括号内的附图标记，只是示例性地表示与后述实施方式相应部分的对应关系，并非意在限定保护范围。通过参考以下的详细说明及附图，本说明书所公开的目的、特征和效果会更加明确。

附图说明

图1是实施方式1提供的燃料供给装置的框图；

图2是实施方式1提供的燃料加热装置的剖视图；

图3是实施方式1提供的燃料加热装置的局部剖视图；

图4是实施方式1提供的燃料加热装置的局部平面图；

图5是实施方式2提供的燃料加热装置的局部剖视图；

图6是实施方式2提供的燃料加热装置的局部平面图；

图7是实施方式3提供的燃料加热装置的局部剖视图；

图8是实施方式3提供的燃料加热装置的局部平面图；

图9是实施方式4提供的燃料加热装置的局部剖视图；

图10是实施方式5提供的燃料加热装置的局部剖视图；

图11是实施方式6提供的燃料加热装置的局部剖视图。

具体实施方式

以下，结合说明书附图对多个实施方式进行说明。在各个实施方式中，在功能上和/或结构上相对应的部分和/或相关联的部分，标记为相同的附图标记，或仅百位以上的数位不同的附图标记。相对应和/或相关联的部件，可以参考其他实施方式中的说明。

实施方式1

在图1中，燃料供给装置1设置在燃料箱(TNK)2与内燃机(ENG)3之间。燃料供给装置1对燃料箱2中的燃料加压，并将加压后的燃料供给到内燃机3中。燃料供给装置1可以具有图中未示出的泵、以及喷射器。内燃机3为动力用内燃机。内燃机3被用作车辆、船舶、飞机等运输工具，或产业机械等固定机器的动力源。内燃机3使用的是在低温环境下可产生固体成分的燃料。内燃机3是以轻油作为燃料的压缩点火发动机，例如柴油发动机。内燃机3也可以是以生物乙醇作为燃料的火花点火发动机。

燃料供给装置1具有燃料过滤装置4。燃料过滤装置4设置在燃料供给装置1的燃料通道中。燃料过滤装置4具有燃料加热装置5和过滤元件6。燃料过滤装置4中，形成有从燃料入口IN延伸到燃料出口OUT的燃料通道FL。该燃料通道FL由作为罩体的第一壳体7和作为杯体的第二壳体8限定形成。所有燃料都会从燃料加热装置5流过。且所有燃料均流经过滤元件6。

燃料加热装置5和过滤器元件6，配置在燃料通道FL中。燃料加热装置5配置在过滤元件6的上游侧。燃料加热装置5容纳在第一壳体7中，该第一壳体7为固定在车辆架等的固定部。第二壳体8可拆装，以便更换过滤元件6。第二壳体8还用作油水分离器，其使混入燃料中的水分沉降，并加以贮存。第一壳体7和第二壳体8，提供用于容纳过滤元件6的壳体。

燃料通过图中未示出的泵，从燃料箱2泵出，或从燃料箱2吸入。燃料从燃料过滤装置4的燃料入口IN进入到燃料过滤装置4中。燃料流经由第一壳体7和第二壳体8限定而成的燃料通道。燃料首先通过燃料加热装置5。当加热条件成立时，燃料由燃料加热装置5加热。接着，燃料流经过滤元件6。燃料被过滤元件6过滤。过滤元件6去除固体异物。过滤后的燃料从燃料出口OUT排出。燃料从燃料过滤装置4被供给到下游的燃料装置中。燃料从燃料过滤装置4，供给到例如精密高压泵、或精密喷射器。例如，燃料从喷射器被供给到内燃机3。

在图2中，燃料加热装置5包括框架21、第一金属板31、第二金属板41以及发热元件51。燃料加热装置5，通过控制电路(CNT)11由直流电源12供给电力。

控制电路11根据传感器检测到的信号判断加热条件是否成立，并向发热元件51通电。控制电路11可以使用温度传感器或压力传感器作为传感器。温度传感器检测燃料温度或与燃料温度间接相关的温度信息。控制电路11基于温度信息，判断燃料温度是否是能够产生固体成分的低温环境，并在低温环境时判断加热条件成立。压力传感器检测过滤元件是否发生网眼堵塞。控制电路11判断是否因过滤元件的网眼堵塞引起了高压或低压，并在网眼堵塞时判断加热条件成立。当加热条件成立时，控制电路11向发热元件51通电。控制电路11由将传感器用作开关的电路来提供。

控制电路11可以包括电子控制电路(Electronic Control Unit)。控制电路11具有至少一个运算处理设备，以及用作存储程序和数据的存储介质的至少一个存储设备。控制电路11由包括计算机可读存储介质的微型计算机提供。存储介质为非暂时性地存储计算机可读程序的非过渡性实体存储介质。存储介质可以由半导体存储器、或磁盘等提供。控制电路可以由一台计算机、或由数据通信设备联接起来的一组计算机资源来提供。程序通过由控制电路来执行，使得控制电路作为本说明书中记载的装置发挥其机能，并使控制电路发挥其机能以执行本说明书中记载的方法。

控制系统具有作为输入装置的多个信号源，该多个信号源提供，输入到控制电路的信息所指示的信号。在控制系统中，控制电路通过将信息存储在存储装置中来获取信息。控制系统具有作为输出设备的多个受控对象，该多个受控对象的行为由控制电路控制。控制系统通过将存储在存储装置中的信息转换成信号并将信号供应给受控对象，来控制受控对象的行为。

控制系统中所包含的控制电路、信号源和受控对象可提供多种要素。这些要素中的至少一部分，可以被称为用于执行功能的区段(block)。在其它观点中，这些要素中的至少一部分，可以被称为模块或部件(section)，其被解释为结构。并且，控制系统中所包含的要素，仅在有意的情况下也可以被称为实现该功能的手段(means)。

控制系统提供的单元和/或功能，可以由记录在实体存储装置中的软件及执行它的计算机、单独的软件、单独的硬件或它们的组合来提供。例如，当控制电路通过作为硬件的电子电路提供时，它可以由包括多个逻辑电路的数字电路、或模拟电路来提供。

框架21由电绝缘性树脂材料制成。框架21固定在第一壳体7上。框架21也可以形成在第一壳体7上。例如，框架21可以与树脂制第一壳体7一体成型。框架21具有开口部22。燃料流经该开口部22。

第一金属板31固定在框架21上。第二金属板41也固定在框架21上。第一金属板31和第二金属板41通过螺杆23固定在框架21上。第一金属板31和第二金属板41被固定成相对于框架21不可移动。燃料加热装置5具有用于固定第一金属板31和第二金属板41的框架21。

第一金属板31和第二金属板41由金属制成。第一金属板31以铁、铝和铜为主材料。在该实施方式中，第一金属板31由铝合金制成。第二金属板41以铁、铝和铜为主材料。在该实施方式中，第一金属板31由铜合金制成。

第一金属板31和第二金属板41也称为散热板。第一金属板31和第二金属板41可使发热元件51的热量扩散。第一金属板31和第二金属板41具有高导热性。

第一金属板31和第二金属板41也称为电极板。第一金属板31和第二金属板41提供用于向发热元件51供给电力的电极。第一金属板31和第二金属板41以其表面与发热元件51相接触。多个发热元件51从第一金属板31和第二金属板41接收电力。多个发热元件51与第一金属板31和第二金属板41电性并联。

框架21、第一金属板31及第二金属板41，限定形成燃料通道FL的一部分。框架21、第一金属板31和第二金属板41，被构造成可形成多种燃料通道FL。例如，框架21、第一金属板31和第二金属板41可以形成燃料通道FL，使得燃料如同串联一般依次流经多个发热元件51。或者框架21、第一金属板31和第二金属板41可以形成燃料通道FL，例如可使得燃料如同并联一般同时流经多个发热元件51。

燃料加热装置5具有多个发热元件51。多个发热元件51彼此分开配置。多个发热元件51配置成可有效地传递热量。发热元件51是陶瓷制成的正温度系数型(PTC：PositiveTemperature Coefficient)加热器元件。发热元件51具有两个平面和一个筒状面。发热元件51是扁平的圆板。在发热元件51中，两个平面对应正极和负极。发热元件51在厚度方向上被通电而发热。

发热元件51配置在第一金属板31与第二金属板41之间。发热元件51的一个平面与第一金属板31接触。发热元件51的另一个平面与第二金属板41接触。

框架21具有多个支承部24。支承部24与第一金属板31相接触。一个支承部24被定位成对应于一个发热元件51。支承部24被配置与发热元件51的中心相对应。支承部24在发热元件51的中心处支承第一金属板31。支承部24，使第一金属板31两侧表面中的、发热元件51之设置表面的相反侧表面大范围外露。

图3是示出一个发热元件51周围的局部剖视图。图3示出的是图4中的III-III线截面。图4是示出一个发热元件51周围的局部平面图。这些图说明的是一个发热元件51的周围情形。

第一金属板31为平面状。第一金属板31具有平面状的主面部32。主面部32具有必要的形状。主面部32在必要的形状中可以是多段弯曲的。第一金属板31具有与发热元件51接触的第一接触部33。第一接触部33具有与发热元件51的形状相对应的形状。支承部24在第一金属板31与发热元件51接触的第一接触部33的背后处，支承第一金属板31。

第一金属板31与发热元件51的一个表面接触并固定。第一金属板31也是用于向发热元件51通电的电极板。第一金属板31可以具有通孔。该通孔允许燃料从中流过。

第二金属板41具有平面状的主面部42。主面部42具有必要的形状。主面部42在必要的形状中可以是多段弯曲的。第二金属板41具有与发热元件51接触的第二接触部43。第二接触部43具有与发热元件51的形状相对应的形状。

第二金属板41与发热元件51的另一个表面接触并固定。第二金属板41也是用于向发热元件51通电的电极板。

第二金属板41具有弹簧部44。弹簧部44也称为按压部。相对于主面部42，弹簧部44将与发热元件51的第二接触部43向发热元件51按压。弹簧部44利用第二金属板41的弹性，将第二接触部43向发热元件51按压。弹簧部44也是借助其自身的弹性允许第二接触部43平行移动的部分。弹簧部44还是，允许第二金属板41变形的变形余量。弹簧部44提供在第二金属板41中容易弹性变形的部分。而且，弹簧部44也是容易向第二接触部43的平行移动方向发生弹性变形的部分。弹簧部44可以借助其自身弹性发生弯曲。弹簧部44在发生弯曲的同时，允许第二接触部43平行移动。

弹簧部44以定位在第二接触部43周围的方式被形成。弹簧部44是向发热元件51突出的梯形突部。弹簧部44由锥形台来提供。弹簧部44是相对于主面部42倾斜的面。弹簧部44是相对于第二接触部43倾斜的面。

第二金属板41具有通孔45。通孔45允许燃料流过。在这种情况下，通孔45与第二接触部43相邻。通孔45使发热元件51附近的燃料发生流动。

根据上述实施方式，无需附加弹簧部件，可以仅通过第二金属板41即可获得与发热元件51的良好接触。因此，可以提供部件较少的燃料加热装置及燃料过滤装置。较少的部件数量能够使组装变得容易。而且，较少的部件数量可以实现低成本。

实施方式2

本实施方式是以在先实施方式为基础形态的变形例。在上述实施方式中，燃料加热装置5具有通孔45。取而代之地，在本实施方式中，使用的是没有通孔的金属板。

图5、图6相当于图3、图4。图5示出了沿图6所示V-V线的截面。如图所示，第二金属板41没有通孔。为此，第二金属板41提供了用于形成燃料通道FL的壁246。壁246允许燃料沿第二金属板41流动。也可在第一金属板31与第二金属板41之间形成燃料通道FL。根据本实施方式，除了上述实施方式的有益效果之外，还可获得利用第二金属板41控制燃料流动的有益效果。

实施方式3

本实施方式是以在先实施方式为基础形态的变形例。在上述实施方式中，只有第二金属板41具有弹簧部44。取而代之地，在此实施方式中，第一金属板31也具有弹簧部334。

图7、图8相当于图3、图4。图7示出的是沿图8所示VII-VII线的截面。

第一金属板31具有弹簧部334。弹簧部334形成在主面部32与第一接触部33之间。第二金属板41具有弹簧部344。弹簧部344形成在主面部42与第二接触部43之间。因此，第一金属板31和第二金属板41两者都具有按压部。

弹簧部334、344虽然经过发热元件51的周围，但未没有对发热元件51周围形成包围。弹簧部334、344在平面图中，形成为经过发热元件51附近的线条状。弹簧部334、344是向发热元件51突出的梯形突部。梯形突部的顶部比发热元件51的直径更大。梯形突部沿预定方向延伸。当燃料加热装置5形成为圆形时，梯形突部也可沿径向延伸。并且，梯形突部还可以沿周向延伸。

根据本实施方式，除了上述实施方式的有益效果之外，还可获得使第一金属板31与发热元件51之间的接触状态、以及第一金属板31与发热元件51之间的接触状态两者均保持良好的有益效果。

实施方式4

此实施方式是以在先实施方式为基础形态的变形例。在上述实施方式中，具有作为弹簧部44的梯形突部。取而代之地，在此实施方式中，采用了褶状突部。

图9相当于图3的剖视图。如图所示，第一金属板31具有弹簧部434。弹簧部434为褶状突部。弹簧部434为波纹状。弹簧部434形成在第一接触部33的周围。第二金属板41具有弹簧部444。弹簧部444为褶状突部。弹簧部444为波纹状。弹簧部444形成在第二接触部43的周围。褶状突部通过将金属板的母材弯曲成此形状而形成。作为褶状突部的弹簧部能够柔软地变形。作为褶状突部的弹簧部，在弹簧变形的同时，能够使接触部平行移动。

弹簧部434为包围第一接触部33的环状。弹簧部434向发热元件51或第二金属板41突出。环状弹簧部434在第一接触部33的周围形成隆起。因此，第一金属板31形成为以第一接触部33为底面的浅盘状。在该浅盘中，配置有发热元件51。弹簧部434在第一接触部33的周围，与发热元件51的外周表面接触，从而限制发热元件51的移动。发热元件51可靠地定位在第一接触部33上。

弹簧部434自主面部32起算的高度，被设定为不对第二金属板41产生干涉。弹簧部434抑制自第一金属板31向外的突出。弹簧部434通过小型的结构，将第一接触部33向发热元件51按压。弹簧部434增加了热交换所需的表面积。

弹簧部444与弹簧部434为相同的形状。弹簧部444通过小型的结构，将第二接触部43向发热元件51按压。弹簧部444向远离第一金属板31的方向突出，以避免与弹簧部434产生干涉。弹簧部444提供从第二金属板41向燃料加热装置5外部突出的散热片(fin)。弹簧部434增加了热交换所需的表面积。

根据本实施方式，除了上述实施方式的有益效果之外，还能够获得可稳固发热元件51位置的有益效果。

实施方式5

本实施方式是以在先实施方式为基础形态的变形例。在上述实施方式中，采用了单个环状弹簧部434、444。取而代之地，在本实施方式中，采用的是多个环状弹簧部534、544。

图10相当于图3的剖视图。弹簧部534为多个环状。弹簧部544为多个环状。双环状的弹簧部534、544提供了与发热元件51的可靠接触。另外，弹簧部534、544增加了第一金属板31和第二金属板41的热交换面积。根据本实施方式，除了上述实施方式的有益效果之外，还能够获得可增加热交换面积的有益效果。

实施方式6

此实施方式是以在先实施方式为基础形态的变形例。在本实施方式中，采用的是环状弹簧部634、和作为梯形突部的弹簧部44这两者。

图11相当于图3的剖视图。弹簧部634为环状。弹簧部634可以与弹簧部434为相同的形状。根据本实施方式，除了实施方式3的有益效果之外，还能够获得可稳固发热元件51位置的有益效果。

其他实施方式

本说明书的发明内容并不限于列举出的实施方式。发明内容包括被列举出的实施方式和本领域技术人员基于它们可得到的变形实施方式。例如，发明内容并不限于实施方式中所公开的部件和/或要素的组合。发明内容可通过多种组合来实施。发明内容还可具有可追加在实施方式中的追加部分。发明内容包含实施方式中部件和/或要素被省略的实施方式。发明内容还包含一个实施方式与其他实施方式间的部件和/或要素的置换或组合。所公开的技术范围并不限于实施方式的记载。所公开的多个技术范围，由权利要求书的记载来确定，还应理解为包括与权利要求书的记载具有同等意义及范围内的所有变更。

在上述实施方式中，采用了圆板状的发热元件51。取而代之地，也可以采用多边形发热元件51。此外，发热元件51不限于PTC元件。

在上述实施方式中，褶状弹簧部434、444、534、544、634为包围第一接触部33及第二接触部43的环状。取而代之地，褶状弹簧部434、444、534、544、634也可以配置成经过第一接触部33及第二接触部43附近的线条状。

在上述实施方式中，褶状弹簧部434、444、534、544、634从任意一块金属板仅向单侧突出。例如，弹簧部434从第一金属板31仅向第二金属板41突出。取而代之地，也可以具有向金属板两面突出的波纹状褶部。

在上述实施方式中，举例说明了所谓的元件更换型燃料过滤装置。除此之外，也可以在盒式燃料过滤装置中，使用本发明的燃料加热装置。

Claims (10)

1.一种燃料加热装置，其特征在于，其包括：

发热元件(51)，其通电后产生热量；

第一金属板(31)，其与所述发热元件的一个表面接触并固定，并向所述发热元件通电；以及

第二金属板(41)，其与所述发热元件的另一个表面接触并固定，并向所述发热元件通电；

其中，所述第一金属板和所述第二金属板中的至少一个，具有将其与所述发热元件的接触部向所述发热元件按压的按压部(44、344、334、444、434、544、534、634)。

2.根据权利要求1所述的燃料加热装置，其特征在于，还具有用于固定所述第一金属板和所述第二金属板的框架(21)。

3.根据权利要求2所述的燃料加热装置，其特征在于，

所述框架具有在所述第一金属板与所述发热元件接触的第一接触部的背后处，支承所述第一金属板的支承部(24)，

所述第二金属板具有所述按压部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述第一金属板和所述第二金属板两者都具有所述按压部。

5.根据权利要求1-4任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述按压部(44、344、334、444、434、634)形成在所述接触部的周围。

6.根据权利要求1-5任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述按压部(434、634)在所述接触部的周围，与所述发热元件的周面接触，从而限制所述发热元件的移动。

7.根据权利要求1-6任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述按压部为褶状突部(444、434、544、534、634)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述按压部为向所述发热元件突出的梯形突部(44、344、334)。

9.根据权利要求1-8任一项所述的燃料加热装置，其特征在于，所述第一金属板和所述第二金属板提供用于形成燃料流经通道的壁(246)。

10.一种燃料过滤装置，其特征在于，其包括：

过滤元件(6)，其用于过滤燃料；

壳体(7、8)，其用于容纳过滤元件；以及

根据权利要求1-9任一项所述的燃料加热装置，其容纳在所述壳体内。