流體加熱裝置及使用該流體加熱裝置的車輛燃料系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種流體加熱裝置及使用該流體加熱裝置的車輛燃料系統(tǒng)。車輪燃料系統(tǒng)的流體加熱裝置包括：殼體，具有用于使流體進(jìn)入的流體入口、用于使流體排出的流體出口以及與流體入口和流體出口連通的內(nèi)部空間；上電源和散熱板以及下電源和散熱板，布置在內(nèi)部空間中以彼此豎直隔開，并且供應(yīng)外部動力；以及一個或多個PTC元件，介于上電源和散熱板與下電源和散熱板之間以接收外部動力，并且彼此隔開以形成一個或多個流體流動孔。因此，可以改善燃料的燃燒和車輛的冷啟動性能。
【專利說明】流體加熱裝置及使用該流體加熱裝置的車輛燃料系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年12月17日提交的韓國專利申請第10-2012-0147807號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容結(jié)合于此，以用于通過該引用的所有目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種使用PTC元件的流體加熱裝置及使用該流體加熱裝置的車輛燃料系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，流體加熱裝置是通過合適的熱源加熱移動流體的裝置，在各個領(lǐng)域中可以使用。
[0005]在車輛中，流體加熱裝置用作燃料加熱器。在將燃料供應(yīng)至內(nèi)燃機(jī)之前，燃料加熱器使燃料預(yù)熱到適當(dāng)溫度，以改善燃料的燃燒、發(fā)動機(jī)的冷啟動性能等。
[0006]例如，用于車輛的燃料加熱器例如安裝在燃料管線上以對柴油燃料進(jìn)行預(yù)熱。
[0007]在以生物乙醇(E100)為燃料的靈活燃料車輛的情況下，使用汽油燃料來代替燃料加熱器，其也被用作啟動燃料，以便提高發(fā)動機(jī)的冷啟動性能。
[0008]S卩，由于生物乙醇的點(diǎn)火溫度為12°C、較高，所以外部溫度在15°C以下時，啟動可能是困難的。為了克服該問題，進(jìn)行了通過在發(fā)動機(jī)啟動期間將汽油燃料噴灑到節(jié)流閥體的后部來提高冷啟動性能的嘗試。
[0009]然而，使用汽油燃料作為輔助燃料來提高冷啟動性能的傳統(tǒng)的靈活燃料車輛，需要用于存儲汽油燃料的輔助燃料箱和包括燃料蓋、燃料泵等的輔助燃料系統(tǒng)。因此，在車輛重量、成本、裝配生產(chǎn)率、抗碰撞性能等方面?zhèn)鹘y(tǒng)的靈活燃料車輛是不理想的。
[0010]公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的總體【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的各個方面提供一種流體加熱裝置以及使用該流體加熱裝置的車輛燃料系統(tǒng)，其中流體加熱裝置在短時間內(nèi)對流體進(jìn)行有效加熱，應(yīng)用于車輛燃料系統(tǒng)以改善發(fā)動機(jī)冷啟動性能，并且減少車輛重量、成本、具有小的尺寸和輕型設(shè)計(jì)。
[0012]本發(fā)明的各個方面提供一種流體加熱裝置，包括:殼體，具有用于使流體進(jìn)入的流體入口、用于使流體排出的流體出口以及與流體入口和流體出口連通的內(nèi)部空間；上電源和散熱板以及下電源和散熱板，布置在內(nèi)部空間中以彼此豎直隔開，并且供應(yīng)外部動力；以及一個或多個PTC元件，介于上電源和散熱板與下電源和散熱板之間以接收外部動力，并且彼此隔開以形成一個或多個流體流動孔。
[0013]殼體可以包括:上殼，包括流體入口、流體出口和內(nèi)部空間；和下殼，聯(lián)接到上殼以密封上殼。[0014]上殼可以包括具有內(nèi)部空間的殼本體,流體入口可以整體且突出地形成在殼本體的一側(cè)處以與內(nèi)部空間連通，流體出口可以面對流體入口、整體且突出地形成在殼本體的另一側(cè)處，并且用于供應(yīng)外部動力的連接器可以在與流體入口和流體出口垂直的方向上整體且突出地形成在殼本體處。
[0015]上電源和散熱板與下電源和散熱板可以形成為矩形板形狀。
[0016]上電源和散熱板與下電源和散熱板各自都可以包括用于連接外部電源的端子。
[0017]流體加熱裝置可以進(jìn)一步包括安裝成支撐上電源和散熱板與下電源和散熱板的支撐支架。
[0018]第一裝配凹槽和第二裝配凹槽可以形成為在殼本體的內(nèi)部空間的底表面和頂表面上凹陷，并且支撐支架可以安裝到第一裝配凹槽和第二裝配凹槽中。
[0019]所述一個或多個PTC元件可以沿著上電源和散熱板與下電源和散熱板的長度延伸，并且可以沿著其寬度以預(yù)定間隔彼此隔開。
[0020]散熱片可以分別設(shè)置在位于上電源和散熱板與殼體之間的上部空間中以及下電源和散熱板與殼體之間。
[0021]散熱片可以形成為沿著上、下電源和散熱板的寬度凸出和凹陷。
[0022]在上部空間和下部空間中，一個或多個流體流動孔可以形成在除散熱片之外的區(qū)域中。
[0023]本發(fā)明的各個方面提供一種車輛流體系統(tǒng)，包括:燃料箱，用于容納預(yù)定體積的燃料；燃料管線，連接燃料箱和發(fā)動機(jī)以將燃料從燃料箱供應(yīng)至發(fā)動機(jī)；以及流體加熱裝置，安裝在燃料管線上。
[0024]燃料可以是柴油燃料或生物乙醇。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的流體加熱裝置和車輛燃料系統(tǒng)，流過形成在介于上、下散熱板之間的PTC元件之間的流體流動孔的流體可以通過從PTC元件直接接收熱量而被快速加熱。
[0026]而且，當(dāng)流體流過在介于上散熱板與殼體之間的散熱片之間的流體流動孔以及在下散熱板與殼體之間的流體流動孔時，通過使用從PTC元件產(chǎn)生的熱量流體可以被散熱板和散熱片有效加熱。
[0027]在用于以生物乙醇作為燃料的靈活燃料車輛的燃料系統(tǒng)的情況下，在燃料導(dǎo)入發(fā)動機(jī)之前對燃料進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱，從而改善靈活燃料車輛的冷啟動性能。
[0028]由于流體加熱裝置具有簡單結(jié)構(gòu)，其可以制造為小尺寸和輕型設(shè)計(jì)。因此，可以降低車輛重量和成本，并且也可以提高裝配生產(chǎn)率。
[0029]本發(fā)明的方法和裝置具有其他的特性和優(yōu)點(diǎn)，這些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行詳細(xì)陳述，這些附圖和【具體實(shí)施方式】共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性流體加熱裝置的分解立體圖。
[0031]圖2是圖1的流體加熱裝置的裝配立體圖。
[0032]圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性流體加熱裝置的橫截面圖。[0033]圖4是具有根據(jù)本發(fā)明的流體加熱裝置的示例性車輛燃料系統(tǒng)的示意方框圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0034]下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的各個實(shí)施方案，在附圖中和以下的描述中示出了這些實(shí)施方案的實(shí)例。雖然本發(fā)明將與示例性實(shí)施方案相組合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)了解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實(shí)施方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、等效形式以及其它實(shí)施方案。
[0035]參考圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的流體加熱裝置(FHD)包括上殼10、電源和散熱板20、一個或多個正溫度系數(shù)(PTC)元件30以及下殼40。
[0036]上殼10通常包括殼本體12，殼本體12具有預(yù)定尺寸的內(nèi)部空間12a。
[0037]內(nèi)部空間12a包括與外部連通的開口。
[0038]流體入口 14整體且突出地形成在殼本體12的一側(cè)處，并且與內(nèi)部空間12a連通以使得流體進(jìn)入內(nèi)部空間12a。應(yīng)該理解，流體入口和殼本體可以一體形成。
[0039]流體出口 16面對流體入口 14、整體且突出地形成在殼本體12的另一側(cè)處，并且與內(nèi)部空間12a連通以使得流體流出上殼10。應(yīng)該理解，流體出口和殼本體可以一體形成。
[0040]而且，連接器18在與流體入口 14和流體出口 16垂直的方向上、整體且突出地形成在殼本體12處。應(yīng)該理解，連接器和殼本體可以一體形成。
[0041]連接器18用作用于將外部動力(例如，電源)供應(yīng)至PTC元件30的電源連接器。
[0042]電源和散熱板20被插入并被安裝在殼本體12的內(nèi)部空間12a中。
[0043]電源和散熱板20通常包括上電源和散熱板22以及下電源和散熱板24，兩者都是矩形板形狀。
[0044]電源連接器可以通過連接器18外部連接到其上的端子可以固定附接到上電源和散熱板22以及下電源和散熱板24。
[0045]第一裝配凹槽12b和第二裝配凹槽12c形成為在殼本體12的內(nèi)部空間12a的底表面和頂表面上凹陷，兩個凹槽面對彼此。
[0046]支撐支架50設(shè)置為支撐一個或多個PTC元件30，其中，一個或多個PTC元件30被插入并且介于上電源和散熱板22與下電源和散熱板24之間。
[0047]支撐支架50大致為U形，并且支撐支架50的一端附接到上電源和散熱板22的頂表面，并且其另一端附接到下電源和散熱板24。
[0048]支撐支架50的一端和另一端分別安裝到第一裝配凹槽12b和第二裝配凹槽12c中，借此，上電源和散熱板22與下電源和散熱板24，以及介于上電源和散熱板22與下電源和散熱板24之間的所述一個或多個PTC元件30由在上殼10內(nèi)的支撐支架50支撐。
[0049]PTC元件30是已知的電熱生成元件，其使用當(dāng)外部對其施加動力時保持恒定溫度的PTC熱敏電阻。
[0050]PTC元件30大致為矩形板形狀，并且介于上電源和散熱板22與下電源和散熱板24之間以從上電源和散熱板22以及下電源和散熱板24接收外部動力。
[0051]在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，PTC元件30形成為四個，并且在上電源和散熱板22與下電源和散熱板24之間沿著從一個邊緣到相對邊緣的寬度以預(yù)定間隔布置。[0052]每個PTC元件30大致與散熱板具有相同的長度。
[0053]一個或多個流體流動孔形成在PTC元件30之間以使得流體可以通過流體流動孔進(jìn)行流動。
[0054]流體流動孔32也分別形成在位于最內(nèi)側(cè)的PTC元件與內(nèi)部空間的側(cè)表面之間，并且形成在位于最外側(cè)的PTC元件與下殼之間。
[0055]在上電源和散熱板22、下電源和散熱板24以及PTC元件30通過形成在上殼10的殼本體12中的內(nèi)部空間12a的開口而被插入并被裝配到內(nèi)部空間12a中之后，下殼40聯(lián)接到上殼12的殼本體12a以阻擋并密封內(nèi)部空間12a的開口。
[0056]由于四個PTC兀件30介于上電源和散熱板22與下電源和散熱板24之間,盡管根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案形成五個流體流動孔，但是本發(fā)明不限于此，根據(jù)PTC元件30的數(shù)量，可以形成至少兩個流體流動孔。
[0057]通過流體入口 14導(dǎo)入殼本體12的內(nèi)部空間12a的流體沿著流體流動孔32移動，之后通過流體出口 16排出殼體。
[0058]在上述的流體流動期間，當(dāng)外部動力通過連接器18經(jīng)由上電源和散熱板22與下電源和散熱板24施加到PTC元件30時，PTC元件30升到特定溫度并且產(chǎn)生熱量。
[0059]從PTC元件30產(chǎn)生的熱量直接加熱沿著由PTC元件30形成的流體流動孔32流動的流體，從而在短時間內(nèi)使流體有效升溫。
[0060]參考圖3，散熱片60分別設(shè)置在位于上電源和散熱板22與上殼10的頂部之間的上部空間中以及在下電源和散熱板24與上殼10的底部之間，并且其他組件與上述實(shí)施方案的組件相同。
[0061]散熱片60與散熱板22和24具有相同的寬度。
[0062]散熱片60形成為在上、下電源和散熱板22、24的高度方向上凸出和凹陷。
[0063]在上部空間和下部空間中，流體流過其中的一個或多個流體流動孔34形成在除被散熱片60占據(jù)之外的區(qū)域中。
[0064]從PTC元件30產(chǎn)生的熱量被傳遞至上電源和散熱板22與下電源和散熱板24，從而加熱上電源和散熱板22與下電源和散熱板24。
[0065]用于加熱上電源和散熱板22與下電源和散熱板24的熱量被傳遞至散熱片60，從而有效加熱流過形成在散熱片60之間的流體流動孔34的流體。
[0066]因?yàn)榕c上述實(shí)施方案中的一些相比，在各種實(shí)施方案中可以形成更多個流體流動孔，所以可以在短時間內(nèi)對大量流體進(jìn)行有效加熱。
[0067]參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的流體加熱裝置(FHD)應(yīng)用到車輛燃料系統(tǒng)。
[0068]車輛燃料系統(tǒng)可以包括燃料箱和噴射器130，其中燃料箱用于容納預(yù)定體積的燃料，噴射器130從燃料箱100接收燃料并將燃料噴射到發(fā)動機(jī)的燃燒室110或噴射到連接到燃燒室的進(jìn)氣歧管120。
[0069]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的流體加熱裝置(FHD)安裝在位于燃料箱100與噴射器130之間的燃料管線(FL)上。燃料導(dǎo)入流體加熱裝置(FHD)的燃料入口中，之后當(dāng)通過燃料加熱裝置(FHD)時適當(dāng)?shù)仡A(yù)熱或加熱，之后供應(yīng)至發(fā)動機(jī)。因此，改善發(fā)動機(jī)的冷啟動性能和燃料的燃燒。[0070]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的流體加熱裝置(FHD)可以安裝在除燃料管線之外的適當(dāng)部件(例如，燃料箱、燃料過濾器等)上。
[0071]燃料可以是柴油燃料或生物乙醇(E100)，車輛可以是以柴油燃料為燃料的柴油車輛或以生物乙醇為燃料的靈活燃料車輛。
[0072]根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施方案的流體加熱裝置可以應(yīng)用于需要在燃料燃燒之前進(jìn)行預(yù)熱的其他類型的車輛。
[0073]為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語上或下等被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實(shí)施方案的特征。
[0074]前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是出于說明和描述的目的。這些描述并非旨在為窮盡本發(fā)明，或?qū)⒈景l(fā)明限定為所公開的精確形式，并且顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施方案進(jìn)行選擇并進(jìn)行描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案及各種不同選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等同形式加以限定。
【權(quán)利要求】
1.一種流體加熱裝置，包括: 殼體，所述殼體具有用于使流體進(jìn)入的流體入口、用于使流體排出的流體出口以及與所述流體入口和所述流體出口流動連通的內(nèi)部空間； 上電源和散熱板以及下電源和散熱板，所述上電源和散熱板以及所述下電源和散熱板布置在所述內(nèi)部空間中并且彼此豎直隔開，并且供應(yīng)外部動力；以及 一個或多個PTC兀件,所述一個或多個PTC兀件介于所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板之間以接收所述外部動力，并且彼此隔開以形成一個或多個流體流動孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體加熱裝置，其中，所述殼體包括: 上殼，所述上殼包括所述流體入口、所述流體出口和所述內(nèi)部空間；以及 下殼，所述下殼聯(lián)接到所述上殼以將所述內(nèi)部空間封閉在所述上殼中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體加熱裝置，其中，所述上殼包括: 殼本體，所述殼本體限定所述內(nèi)部空間； 其中，所述流體入口整體且突出地形成在所述殼本體的一側(cè)處以與所述內(nèi)部空間連通； 其中，所述流體出口面對所述流體入口、整體且突出地形成在所述殼本體的另一側(cè)處；以及 連接器，所述連接器用于供應(yīng)所述外部動力，整體且突出地形成在所述殼本體處，在與所述流體入口和所述流體出口垂直的方`向上延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體加熱裝置，其中，所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板是矩形板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體加熱裝置，其中，所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板每一個都包括用于連接外部電源的端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體加熱裝置，進(jìn)一步包括安裝成支撐所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板的支撐支架。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體加熱裝置，其中， 第一裝配凹槽和第二裝配凹槽形成為在所述殼本體的內(nèi)部空間的底表面和頂表面上的凹陷，以及 所述支撐支架安裝到所述第一裝配凹槽和所述第二裝配凹槽中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體加熱裝置，其中，所述一個或多個PTC元件沿著所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板的長度延伸，并且沿著所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板的寬度以預(yù)定間隔彼此隔開。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體加熱裝置，其中，散熱片分別設(shè)置在位于所述上電源和散熱板與所述殼體之間的上部空間中以及所述下電源和散熱板與所述殼體之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體加熱裝置，其中，所述散熱片形成為沿著所述上電源和散熱板與所述下電源和散熱板的寬度凸出和凹陷。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述流體加熱裝置，其中，在上部空間和下部空間中，一個或多個流體流動孔形成在除所述散熱片之外的區(qū)域中。
12.—種車輛流體系統(tǒng),包括: 燃料箱，所述燃料箱用于容納預(yù)定體積的燃料；燃料管線，所述燃料管線連接所述燃料箱和發(fā)動機(jī)以將燃料從所述燃料箱供應(yīng)至所述發(fā)動機(jī)；以及 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安裝在所述燃料管線上的流體加熱裝置。
13.根據(jù) 權(quán)利要求12所述的車輛燃料系統(tǒng)，其中，燃料為柴油燃料或生物乙醇。
【文檔編號】F24H9/18GK103863056SQ201310571883
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月17日
【發(fā)明者】樸昶俊, 金明桓, 金昶翰, 金順根 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社