JP2010164278A - Fluid heater and fluid supply device incorporating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料、オイル、ウォッシャー液、水などの流体を加熱するための流体加熱ヒータ、及びこれを内蔵した流体供給装置に関する。 The present invention relates to a fluid heater for heating a fluid such as fuel, oil, washer fluid, and water, and a fluid supply apparatus incorporating the fluid heater.
例えばディーゼルエンジンにおける燃料や、オイル、ウォッシャー液、水などの流体は、低温状態において凍結したり、ワックス状に凝固したりする場合がある。
そこで、従来から、燃料やオイルなどの流体を加熱して流動性を持たせるための流体加熱ヒータを備えた流体供給装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
For example, fluids such as fuel, oil, washer fluid, and water in a diesel engine may freeze in a low temperature state or solidify in a wax state.
Therefore, conventionally, a fluid supply apparatus including a fluid heater for heating fluid such as fuel or oil to impart fluidity is known (for example, see Patent Document 1).
上記流体加熱ヒータは、正極側の端子に接続される正極側電極板と負極側の端子に接続される負極側電極板とを対向させてなる一対の電極板と、この一対の電極板同士の間に形成された加熱経路上に配設されるとともに通電により発熱する一又は二以上のPTC素子と、少なくとも一対の電極板を覆うケースとを有する。 The fluid heater includes a pair of electrode plates in which a positive electrode plate connected to a positive terminal and a negative electrode plate connected to a negative terminal are opposed to each other, and the pair of electrode plates One or two or more PTC elements are disposed on a heating path formed therebetween and generate heat when energized, and a case that covers at least a pair of electrode plates.
ところが、従来の流体加熱ヒータにおいては、以下のような問題点がある。
近年、特にディーゼルエンジンにおいては、扁平であって内径が大きく、かつ、複数のPTC素子を有する流体加熱ヒータが用いられることが多くなってきている。かかる流体加熱ヒータによれば燃料の流量を大きくすることができるが、PTC素子の配置位置によっては、流体がPTC素子の近傍を通過することなく隣り合うPTC素子同士の間をすり抜けて通過することがある。一方、ただ単にPTC素子の数を多くした場合には、流体の流路が減少して、流体加熱ヒータに流体を供給する導入口と流体加熱ヒータから流体を排出する排出口との間で圧力損失が生じてしまうおそれがある。
その結果、燃料を十分に加熱することが困難となり、ヒータの加熱効率が低下するおそれがあった。
However, the conventional fluid heater has the following problems.
In recent years, particularly in diesel engines, fluid heaters that are flat, have a large inner diameter, and have a plurality of PTC elements are increasingly used. According to such a fluid heater, the flow rate of fuel can be increased. However, depending on the position of the PTC element, the fluid may pass between adjacent PTC elements without passing through the vicinity of the PTC element. There is. On the other hand, when the number of PTC elements is simply increased, the flow path of the fluid decreases, and the pressure between the inlet that supplies fluid to the fluid heater and the outlet that discharges fluid from the fluid heater is reduced. There is a risk of loss.
As a result, it becomes difficult to sufficiently heat the fuel, and the heating efficiency of the heater may be reduced.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、加熱効率に優れた流体加熱ヒータ、及びこれを内蔵した流体供給装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a fluid heater having excellent heating efficiency and a fluid supply device incorporating the fluid heater.
第一の発明は、流体が流れる通路である流体経路に配置される流体加熱ヒータであって、
正極側の端子に接続される正極側電極板と負極側の端子に接続される負極側電極板とを対向させてなる一対の電極板と、この一対の電極板同士の間に形成された加熱経路上に配設されるとともに通電により発熱する一又は二以上のPTC素子と、少なくとも上記一対の電極板を覆うことにより上記流体経路の一部を構成するケースとを有し、
上記一対の電極板の少なくともいずれか一方には、他方の電極板に向かって立設する一又は二以上の整流板が形成されており、
この整流板は、この整流板における上記加熱経路の下流側を流れる上記流体が上記整流板よりも下流側に配設される上記PTC素子に向かうよう立設されていることを特徴とする流体加熱ヒータにある(請求項1)。
A first invention is a fluid heater disposed in a fluid path that is a passage through which a fluid flows,
A pair of electrode plates formed by opposing a positive electrode plate connected to a positive terminal and a negative electrode plate connected to a negative terminal, and heating formed between the pair of electrode plates One or two or more PTC elements that are disposed on the path and generate heat when energized, and a case that forms a part of the fluid path by covering at least the pair of electrode plates;
At least one of the pair of electrode plates is formed with one or more rectifying plates standing toward the other electrode plate,
The rectifying plate is erected so that the fluid flowing on the downstream side of the heating path in the rectifying plate is directed toward the PTC element disposed on the downstream side of the rectifying plate. It exists in a heater (Claim 1).
第二の発明は、ディーゼルエンジンの内燃機関に配され、少なくとも第一の発明に記載の流体加熱ヒータと上記流体をろ過するためのフィルタ部とを有することを特徴とする流体供給装置にある(請求項7)。 A second aspect of the invention is a fluid supply apparatus that is disposed in an internal combustion engine of a diesel engine and includes at least the fluid heater described in the first aspect of the invention and a filter unit for filtering the fluid ( Claim 7).
第一の発明の作用効果について説明する。
上記整流板は、この整流板における上記加熱経路の下流側を流れる上記流体が上記整流板よりも下流側に配設される上記PTC素子に向かうよう立設されている。そのため、整流板の近傍を流れる流体は、この整流板によってその流れ方向が矯正されて、以後その方向に流れることとなる。
The function and effect of the first invention will be described.
The rectifying plate is erected so that the fluid flowing on the downstream side of the heating path in the rectifying plate faces the PTC element disposed on the downstream side of the rectifying plate. For this reason, the flow direction of the fluid flowing in the vicinity of the current plate is corrected by the current plate, and then flows in that direction.
そしてその後、流体はPTC素子へと向かって流れて、そこで十分に加熱される。これにより、加熱経路の面積を大きくした場合などであっても、PTC素子の近傍を通過しないために流体が十分に加熱されないという不具合を十分に回避することができる。その結果、加熱効率に優れた流体加熱ヒータを得ることができる。 And then the fluid flows towards the PTC element where it is fully heated. Thereby, even when the area of the heating path is increased, the problem that the fluid is not sufficiently heated because it does not pass through the vicinity of the PTC element can be sufficiently avoided. As a result, a fluid heater excellent in heating efficiency can be obtained.
第二の発明においては、前述した第一の発明に係る流体加熱ヒータを有する。そのため、加熱効率に優れた流体加熱ヒータを備えた流体供給装置を得ることができる。これにより、ワックス状に凝固させることなく十分にろ過した燃料をディーゼルエンジンに供給することができる。 In 2nd invention, it has the fluid heater based on 1st invention mentioned above. Therefore, the fluid supply apparatus provided with the fluid heater excellent in heating efficiency can be obtained. Thereby, the sufficiently filtered fuel can be supplied to the diesel engine without being solidified into a wax shape.
本明細書において、上記流体としては、燃料、オイル、ウォッシャー液、水など種々のものが考えられる。
第一及び第二の発明において、上記整流板としては、例えば、PA66(ポリアミド66)樹脂、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂からなるものを用いることができる。
In the present specification, various fluids such as fuel, oil, washer fluid, and water can be considered as the fluid.
In the first and second inventions, for example, a plate made of PA66 (polyamide 66) resin or PBT (polybutylene terephthalate) resin can be used as the current plate.
なお、15〜30cm2程度の面積を有する加熱経路においては、1〜3cm2程度の面積を有するPTC素子を3〜8個程度、上記整流板を6〜14個程度設けることが好ましい。さもなければ、流体加熱ヒータへ流体を供給する導入口における流体の圧力と流体加熱ヒータから流体を排出する排出口における流体の圧力との間において圧力損失が生じたり、加熱効率が低下したりする場合がある。 In a heating path having an area of about 15 to 30 cm 2 , it is preferable to provide about 3 to 8 PTC elements having an area of about 1 to 3 cm 2 and about 6 to 14 rectifying plates. Otherwise, pressure loss may occur between the pressure of the fluid at the inlet that supplies the fluid to the fluid heater and the pressure of the fluid at the outlet that discharges the fluid from the fluid heater, or the heating efficiency may decrease. There is a case.
また、上記整流板は、上記加熱経路の上流側における上記流体の流れ方向に対して傾斜した状態で立設することができる(請求項2)。
この場合には、本発明の流体加熱ヒータを、この整流板における加熱経路の下流側を流れる流体が整流板よりも下流側に配設されるPTC素子に向かうよう、簡易な構造にて構成することができる。
Moreover, the said baffle plate can be standingly arranged in the state inclined with respect to the flow direction of the said fluid in the upstream of the said heating path (Claim 2).
In this case, the fluid heater of the present invention is configured with a simple structure so that the fluid flowing on the downstream side of the heating path in the rectifying plate is directed to the PTC element disposed on the downstream side of the rectifying plate. be able to.
また、上記整流板は、複数箇所に形成されていることが好ましい(請求項3)。
この場合には、PTC素子が複数形成されている場合にあっても、その複数のPTC素子のそれぞれに対して、流体を十分に近づけることができる。そのため、加熱効率に一層優れた流体加熱ヒータを得ることができる。これは、加熱経路の面積を大きくする場合に特に顕著に得られる作用効果である。
Moreover, it is preferable that the said baffle plate is formed in multiple places (Claim 3).
In this case, even when a plurality of PTC elements are formed, the fluid can be made sufficiently close to each of the plurality of PTC elements. Therefore, it is possible to obtain a fluid heater that is more excellent in heating efficiency. This is an operational effect that is particularly prominent when the area of the heating path is increased.
また、上記加熱経路に上記流体を導入する導入口と、上記加熱経路から上記流体を排出する排出口とを有し、
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、上記加熱経路の下流側に同一のPTC素子が配置されている一組の上記整流板のうち上記加熱経路の下流側における端部同士の間隔が最も小さくなる一組の上記整流板の上記端部同士の距離をW、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、W/L≧1が成り立つことが好ましい(請求項4)。
And an inlet for introducing the fluid into the heating path, and an outlet for discharging the fluid from the heating path.
Same as the downstream side of the heating path in the width direction, which is the direction perpendicular to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance in the heating path. The distance between the ends of the pair of rectifying plates in which the distance between the ends on the downstream side of the heating path is the smallest among the pair of the rectifying plates in which the PTC elements are arranged is W, and the PTC It is preferable that W / L ≧ 1 holds when the maximum width of the element is L (claim 4).
この場合には、導入口と排出口との間における圧力損失を抑制しつつ、PTC素子が十分な消費電力を有する流体加熱ヒータを得ることができる。
なお、上記W/Lは1〜1.5となることが好ましい。すなわち、W/Lが1未満である場合には、導入口と排出口との間における圧力損失が増大し流体の流量が減少してしまうおそれがある。また、W/Lが1.5を超える場合には、PTC素子の消費電力が小さくなってしまうおそれがある。
In this case, it is possible to obtain a fluid heater in which the PTC element has sufficient power consumption while suppressing pressure loss between the inlet and the outlet.
The W / L is preferably 1 to 1.5. That is, when W / L is less than 1, the pressure loss between the introduction port and the discharge port may increase and the flow rate of the fluid may decrease. Moreover, when W / L exceeds 1.5, there exists a possibility that the power consumption of a PTC element may become small.
また、上記加熱経路に上記流体を導入する導入口と、上記加熱経路から上記流体を排出する排出口とを有し、
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、上記導入口の開口幅をA、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、A/L≧1が成り立つことが好ましい(請求項5)。
And an inlet for introducing the fluid into the heating path, and an outlet for discharging the fluid from the heating path.
In the heating path, the opening width of the introduction port in the width direction, which is a direction perpendicular to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance, is A It is preferable that A / L ≧ 1 holds when the maximum width of the PTC element is L (claim 5).
この場合にも、導入口と排出口との間における圧力損失を抑制しつつ、PTC素子が十分な電力を有する流体加熱ヒータを得ることができる。
なお、上記A/Lは1〜1.5となることが好ましい。すなわち、A/Lが1未満である場合には、導入口と排出口との間における圧力損失が増大し流体の流量が減少してしまうおそれがある。また、A/Lが1.5を超える場合には、PTC素子の消費電力が小さくなってしまうおそれがある。
Also in this case, it is possible to obtain a fluid heater in which the PTC element has sufficient power while suppressing pressure loss between the inlet and the outlet.
The A / L is preferably 1 to 1.5. That is, when A / L is less than 1, the pressure loss between the introduction port and the discharge port may increase and the flow rate of the fluid may decrease. Moreover, when A / L exceeds 1.5, there exists a possibility that the power consumption of a PTC element may become small.
また、上記加熱経路に上記流体を導入する導入口と、上記加熱経路から上記流体を排出する排出口とを有し、
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、上記排出口の開口幅をB、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、B/L≧1が成り立つことが好ましい(請求項6)。
And an inlet for introducing the fluid into the heating path, and an outlet for discharging the fluid from the heating path.
In the heating path, the opening width of the discharge port in the width direction, which is the direction perpendicular to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance, is B When the maximum width of the PTC element is L, it is preferable that B / L ≧ 1 holds (claim 6).
この場合にも、導入口と排出口との間における圧力損失を抑制しつつ、PTC素子が十分な電力を有する流体加熱ヒータを得ることができる。
なお、上記B/Lは1〜1.5となることが好ましい。すなわち、B/Lが1未満である場合には、導入口と排出口との間における圧力損失が増大し流体の流量が減少してしまうおそれがある。また、B/Lが1.5を超える場合には、PTC素子の消費電力が小さくなってしまうおそれがある。
Also in this case, it is possible to obtain a fluid heater in which the PTC element has sufficient power while suppressing pressure loss between the inlet and the outlet.
The B / L is preferably 1 to 1.5. That is, when B / L is less than 1, the pressure loss between the introduction port and the discharge port increases and the flow rate of the fluid may decrease. Further, when B / L exceeds 1.5, the power consumption of the PTC element may be reduced.
また、上記整流板は、上記電極板と一体的に形成することができる(請求項7)。
この場合には、流体加熱ヒータの部品点数を低減することができる。そのため、流体加熱ヒータの製造工程を低減することができるとともに、組み立て容易な流体加熱ヒータを得ることができる。
The rectifying plate can be formed integrally with the electrode plate.
In this case, the number of parts of the fluid heater can be reduced. Therefore, the manufacturing process of the fluid heater can be reduced, and a fluid heater that can be easily assembled can be obtained.
(実施例1)
本発明の流体加熱ヒータ、及びこれを内蔵した流体供給装置に係る実施例について、図面とともに説明する。
本発明の流体加熱ヒータ2は、図1〜図3に示すように、流体が流れる通路である流体経路10に配置される。
そして、流体加熱ヒータ2は、下記の、一対の電極板21と、PTC素子22と、ケース231とを有する。
Example 1
Embodiments of a fluid heater according to the present invention and a fluid supply device incorporating the fluid heater will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
すなわち、ケース231は、一対の電極板21を覆うことにより、流体経路10の一部を構成している。
また、PTC素子22は、通電により発熱するよう構成されており、さらに本例においては、4個形成してある。
さらに、PTC素子22は、一対の電極板21の間に形成された加熱経路101上に配設されている。
That is, the
Further, the
Further, the
また、一対の電極板21は、図2に示すように、正極側の端子201に接続される正極側電極板211と、負極側の端子202に接続される負極側電極板212と、を対向させてなる。
そして、一対の電極板21の少なくともいずれか一方には、他方の電極板21に向かって立設する整流板213が形成されている。本例では、正極側電極板211のみに整流板213が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the pair of
Further, at least one of the pair of
この整流板213は、この整流板213における加熱経路101の下流側を流れる流体がこの整流板213よりも下流側に配設されるPTC素子22に向かうよう立設されている。具体的には、本例において整流板231は、加熱経路101の上流側における流体の流れ方向に対して傾斜した状態で立設している。
The rectifying
以下に、流体加熱ヒータ2及びこれを内蔵した流体供給装置1について、図1〜図3とともに詳細に説明する。
まず、上記流体加熱ヒータ2を内蔵した流体供給装置1について説明する。本例においては、特にディーゼルエンジンに搭載される流体供給装置1について説明する。
Below, the
First, the
本例の流体供給装置1は、下記の燃料タンク5内の燃料を燃料タンク5外へ供給するものであり、図3に示すように、燃料タンク5と、燃料フィルタアッシー4と、サプライポンプ6と、インジェクタ7とを有する。
なお、本例では、上記のとおり、燃料タンク5と燃料フィルタアッシー4とサプライポンプ6とインジェクタ7とを含めたもの全体を流体供給装置1としているが、本発明の流体加熱ヒータ2と後述するフィルタ部3とを備えた燃料フィルタアッシー4のみを流体供給装置1とすることもできる。いずれにしても、本発明の流体供給装置1とは、本発明の流体加熱ヒータ2とフィルタ部3とを内蔵しているものをいう。
The
In the present example, as described above, the entire apparatus including the
上記燃料タンク5は、ディーゼルエンジンに供給される燃料を貯蔵するために設けられている。
また、燃料フィルタアッシー4は、インジェクタ7から吐出される燃料中の不純物を除去するために設けられており、その内部には、燃料をろ過するためのフィルタエレメント30を有するフィルタ部3と、本例の流体加熱ヒータ2とが設けられている。
The
The
燃料フィルタアッシー4の下流側に配設されたサプライポンプ6は、フィルタエレメント30を通過した燃料を吸入し、下記のインジェクタ7にその燃料を供給するために設けられている。
そして、ディーゼルエンジンに向かって燃料を噴出するためのインジェクタ7がサプライポンプ6の下流側に設けられている。
The
An injector 7 for ejecting fuel toward the diesel engine is provided on the downstream side of the
かかる流体供給装置1においては、ディーゼルエンジンに供される燃料は以下のように流れる。
まず、サプライポンプ6内を負圧とすることで、燃料タンク5から流体経路10へと燃料を吸い上げて燃料フィルタアッシー4へと燃料が供給される。
In the
First, by making the
次いで、図2に示すように、燃料フィルタアッシー4へと供給された燃料は、燃料フィルタアッシー4内部の流体加熱ヒータ2を通過する。
流体加熱ヒータ2を通過することにより、フィルタエレメント30の目詰まりの原因となりやすいワックス状の燃料に熱を与えて溶かすことができる。そしてこれにより、仮にフィルタエレメント30が目詰まりしていても、かかる目詰まりは解消し、再び燃料をスムーズに流すことができる。
Next, as shown in FIG. 2, the fuel supplied to the
By passing through the
次いで、流体加熱ヒータ2から流れてきた燃料は、フィルタエレメント30を通過する。これにより、燃料に含有されている不純物を十分に除去することができる。
Next, the fuel flowing from the
次いで、流体経路10を通過して燃料フィルタアッシー4からサプライポンプ6へと燃料が供給される。
そしてその後、サプライポンプ6から各インジェクタ7へと燃料が供給されて、各インジェクタ7からディーゼルエンジンに向かって燃料が噴出される。
Next, fuel is supplied from the
Thereafter, fuel is supplied from the
次に、流体加熱ヒータ2とフィルタ部3とを備えた燃料フィルタアッシー4について、図1、図2とともに詳細に説明する。
流体加熱ヒータ2は、前述したとおり、一対の電極板21と、4個のPTC素子22と、ケース231とを有するほか、図2に示すように、自身の端部においてばね部材203を備えたSUS板204を有するとともに負極側電極板212に電気的に接続された負極側の端子202と、正極側電極板211に電気的に接続された正極側の端子201とを有する。
Next, the
As described above, the
そして、負極側の端子202は、例えばアルミニウム製のものを用いることができ、一対の電極板21の中心部に形成された開口孔214に挿通された状態でケース231に保持されている。
また、負極側の端子202には、前述したとおり、負極側電極板212へと向かって付勢されたばね部材203を有するSUS板204が接続されている。そして、このばね部材203によって負極側電極板212が押圧されて、一対の電極板21同士の間の距離dが一定に保たれている。また、負極側の端子202は、SUS板204、及びこれに形成されたばね部材203を経由して負極側電極板212に電気的に接続されている。
一方、正極側の端子201は、例えばアルミニウム製のものを用いることができ、ケース231を貫通させた状態で正極側電極板211へと直接接続されている。
The terminal 202 on the negative electrode side can be made of, for example, aluminum, and is held by the
Further, as described above, the
On the other hand, the positive
ケース231は、例えば、PA66、PBTなどの樹脂にて形成されるものを用いることができる。
また、本例においては、ケース231とともに、PTC素子22や一対の電極板21などを覆うように樹脂キャップ232が設けられている。
As the
In this example, a
そして、この樹脂キャップ232とケース231とによって囲まれた部分が燃料の流体経路10の一部となっている。具体的には、ケース231の側面には、燃料タンク5からの燃料を流体加熱ヒータ2内に供給するための燃料入口104が形成されている。一方、樹脂キャップ232の一部には、流体加熱ヒータ2を経由した燃料がフィルタ部3へと進入するための燃料出口105が形成されている。
A portion surrounded by the
また、前述したとおり、本例の流体加熱ヒータ2は、流体の流れ方向を矯正するための整流板213を有する。
そして、本例において整流板213は、7箇所において形成されている。具体的には、4個のPTC素子22における流体の流れ方向に直交する方向の両側にそれぞれ整流板213が配置されている。すなわち、整流板213は、それぞれを下流側に延長していった場合に略V字状に一つのPTC素子22に向かうように配置されている。そして、そのうちの2個は、図1(a)に示すように、上流側の端部で互いに接続されて一体化されている。
Further, as described above, the
And in this example, the
また、かかる整流板213としては、例えばPA66樹脂、PBT樹脂からなるものを用いることができる。なお、整流板213を一対の電極板21のいずれかにおいて一体的に形成する場合には、整流板213は当然に上記電極板21と同一の材料によって形成される。
Moreover, as this
また、整流板213は、流体の流れ方向に対して、例えば20〜70°傾けた状態で配設することができる。
一方、整流板213を流体の流れ方向に対して20°未満しか傾けない場合には、燃料の流れをPTC素子22に集中させる効果が小さくなってしまうおそれがある。
また、整流板213を流体の流れ方向に対して70°を超えて傾けた場合においては、下記の導入口102と排出口103との間において圧力損失が発生してしまうおそれがある。
Further, the rectifying
On the other hand, if the rectifying
In addition, when the rectifying
整流板213は、図2に示すように、例えば、一対の電極板21同士の間の距離dの1/4以上の高さhを有するものとすることが好ましい。このように構成した場合には、整流板213により乱流が発生して、燃料の流れをより一層PTC素子22に近づけることができる。
As shown in FIG. 2, for example, the rectifying
なお、整流板213は、これを構成する材料が電気的導通性を有しなければ上記距離dと同じ高さhを有することが好ましいが、寸法公差により整流板213と、この整流板213が形成されていない側の電極板21とが接触して、一対の電極板21を所定の位置に配置することが困難となるおそれがある。そこで、少なくとも上記距離dの0.8倍の高さhとすることにより、組み立て上の問題点が解消すると考えられる。
一方、整流板213の高さhが、一対の電極板21同士の間の距離dの1/4未満である場合には、整流板213としての効果をほとんど得ることができなくなってしまうおそれがある。
The rectifying
On the other hand, when the height h of the rectifying
PTC素子22は、例えば、チタン酸バリウムからなるものを用いることができる。
また、PTC素子22は、例えば、5〜30mmの径を有する略円板形状のものとすることができる。
As the
Moreover, the
また、正極側電極板211は、加熱経路101に流体を導入する導入口102を有し、負極側電極板212は、加熱経路101から流体を排出する排出口103を有する。
そして、加熱経路101において導入口102と排出口103とを最短距離でつなぐ線と一対の電極板21同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、加熱経路101の下流側に同一のPTC素子22が配置されている一組の整流板213のうち加熱経路101の下流側における端部同士の間隔が最も小さくなる一組の整流板213の端部同士の距離をW、PTC素子22の最大幅をLとしたとき、W/L≧1が成り立つ。さらには、1≦W/L≦1.5の関係が成り立つことがより好ましい。この場合には、後述する実施例2からわかるように、導入口102と排出口103との間における圧力損失を抑制しつつPTC素子が十分な電力を得ることができる。
The
In the
また、幅方向における導入口102の開口幅をAとしたとき、A/L≧1が成り立っている。さらには、1≦A/L≦1.5の関係が成り立つことがより好ましい。この場合にも、後述する実施例3からわかるように、導入口102と排出口103との間における圧力損失を抑制しつつPTC素子が十分な電力を得ることができる。
Further, when the opening width of the
さらに、幅方向における排出口103の開口幅をBとしたとき、B/L≧1が成り立っている。さらには、1≦B/L≦1.5の関係が成り立つことがより好ましい。この場合にも、後述する実施例4からわかるように、導入口102と排出口103との間における圧力損失を抑制しつつPTC素子が十分な電力を得ることができる。
Further, when the opening width of the
なお、本例において、すべての整流板213は正極側電極板211に接合されているが、正極側電極板211だけではなく負極側電極板212にも当然接合することができる。また、すべての整流板213を負極側電極板212のみに接合することも当然できる。さらに言えば、正極側電極板211に上記距離d以下の高さhを有する整流板213を取りつけ、一方、負極側電極板212には正極側電極板211に設けられた整流板213に対向させた状態で整流板213を配置して、両者を付き合わせることで全体として整流板213としての機能を持たせることもできる。
In this example, all the rectifying
また、整流板213は、本例においては正極側電極板211と別体にて形成したが、前述したとおり、正極側電極板211及び負極側電極板212のいずれかと一体的に形成することもできる。
このように、本発明における整流板213は種々の構造や組合せにて形成、配置することができる。
また、PTC素子22についても、種々の構造にて形成、配置することができる。例えば、図4、図5に示すように、PTC素子22の数を3個や8個などにすることができ、また、その径も種々変更して形成、配置することができる。
Further, in this example, the rectifying
Thus, the
The
次に、燃料フィルタアッシー4内の燃料の流れについて詳細に説明する。
まず、図2に示すように、ケース231に形成された燃料入口104から流体加熱ヒータ2内へと燃料が供給される(同図における矢印X参照)。
次いで、正極側電極板211に形成された導入口102から加熱経路101内へと燃料が供給される(同図における矢印Y参照)。
次いで、燃料は加熱経路101の下流側に流れて行き、整流板213によって流れ方向が矯正されつつ、PTC素子22の近傍を通過する(図1における矢印y参照)。
Next, the flow of fuel in the
First, as shown in FIG. 2, fuel is supplied from the
Next, fuel is supplied from the
Next, the fuel flows downstream of the
PTC素子22によって十分に加熱された燃料は、次いで、負極側電極板212に形成された排出口103から排出されて樹脂キャップ232に形成された燃料出口105へと到達する(図2における矢印Z参照)。
次いで、燃料出口105からフィルタ部3内に導入された燃料は、フィルタエレメント30を通過(同図における矢印W参照)した後、サプライポンプ6へと流れていく。
The fuel sufficiently heated by the
Next, the fuel introduced into the
以下に、本例の作用効果について説明する。
整流板213は、この整流板213における加熱経路101の下流側を流れる流体が整流板213よりも下流側に配設されるPTC素子22に向かうよう立設されている。そのため、整流板213の近傍を流れる流体は、この整流板213によってその流れ方向が矯正されて、以後その方向に流れることとなる。
Below, the effect of this example is demonstrated.
The rectifying
そしてその後、流体はPTC素子22へと向かって流れて、そこで十分に加熱される。これにより、加熱経路101の面積を大きくした場合などであっても、PTC素子22の近傍を通過しないために流体が十分に加熱されないという不具合を十分に回避することができる。その結果、加熱効率に優れた流体加熱ヒータ2を得ることができる。さらに、本例の流体供給装置1は、上記流体加熱ヒータ2を備えるため、燃料がワックス状に凝固することなく燃料をディーゼルエンジンに供給することができる。
And then the fluid flows towards the
また、整流板213は、加熱経路101の上流側における流体の流れ方向に対して傾斜した状態で立設させてある。このため、本発明の流体加熱ヒータ2を、この整流板213における加熱経路101の下流側を流れる流体が整流板213よりも下流側に配設されるPTC素子22に向かうよう、簡易な構造にて構成することができる。
The rectifying
また、流体加熱ヒータ2において、W/L≧1、A/L≧1、B/L≧1が成り立つ。この場合には、導入口102と排出口103との間における圧力損失を抑制しつつPTC素子が十分な電力を得ることができる。
In the
また、整流板213は、複数箇所に形成されているため、PTC素子22が複数形成されている場合にあっても、その複数のPTC素子22のそれぞれに対して、流体を十分に近づけることができる。そのため、加熱効率に一層優れた流体加熱ヒータ2を得ることができる。
Further, since the rectifying
また、整流板213は、電極板21と一体的に形成してあるため、流体加熱ヒータ2の部品点数を低減することができる。そのため、流体加熱ヒータ2の製造工程を低減することができるとともに、組み立て容易な流体加熱ヒータ2を得ることができる。
Further, since the rectifying
以上のとおり、本例によれば、加熱効率に優れた流体加熱ヒータ及びこれを内蔵した流体供給装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a fluid heater having excellent heating efficiency and a fluid supply device incorporating the fluid heater.
(実施例2)
本例は、図6(a)、(b)に示すように、W/Lの値と、圧力損失及びPTC素子の電力との関係を調べた例である。
これらの関係を調べるために、本例では以下のような実験を行った。
(Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the relationship between the value of W / L, the pressure loss, and the power of the PTC element is examined.
In order to investigate these relationships, the following experiment was performed in this example.
すなわち、−10℃に冷却した流体を、本発明品に係る流体加熱ヒータにおいて3.3L/分の流量で流した。本例では、かかる流体として、JIS2号の規格による軽油とした。
また、径が15mmのPTC素子を加熱経路内に4個設けるとともに、整流板を7枚設けた(実施例1における図1参照)。
この条件において、W/Lの値を種々変更して、圧力損失とPTC素子の電力とを測定した。
That is, the fluid cooled to −10 ° C. was flowed at a flow rate of 3.3 L / min in the fluid heater according to the present invention. In this example, the fluid is light oil according to JIS No. 2 standard.
In addition, four PTC elements having a diameter of 15 mm were provided in the heating path, and seven rectifying plates were provided (see FIG. 1 in Example 1).
Under this condition, the value of W / L was changed variously, and the pressure loss and the power of the PTC element were measured.
なお、上記電力とは、PTC素子の消費電力をいい、PTC素子に流れる電流と電圧とを掛け合わせて算出したものである。かかる消費電力が大きければ大きいほどワックス状の軽油を容易に溶かすことができる。
また、圧力損失とは、導入口における流体の圧力と排出口における流体の圧力との差により算出したものである。
さらには、従来品として、整流板を設けず、その他の条件は本発明品と同様としたものを作製した。かかる従来品についても本発明品と同様に圧力損失とPTC素子の電力とを測定した。
The power mentioned above refers to the power consumption of the PTC element, and is calculated by multiplying the current flowing through the PTC element and the voltage. The larger the power consumption, the easier it is to dissolve the waxy light oil.
The pressure loss is calculated by the difference between the fluid pressure at the inlet and the fluid pressure at the outlet.
Furthermore, as a conventional product, a current plate was not provided and other conditions were the same as those of the product of the present invention. For this conventional product, the pressure loss and the power of the PTC element were measured in the same manner as the product of the present invention.
測定結果を図6に示す。
同図(a)からわかるように、W/Lの値が1.0以上の場合には、圧力損失を従来品と略同等なものに近づけていくことができる。
一方、W/Lの値が1.0未満の場合には、その値が小さくなるにつれて急激に圧力損失が大きくなっていくことがわかる。
The measurement results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 5A, when the value of W / L is 1.0 or more, the pressure loss can be made close to that of a conventional product.
On the other hand, when the value of W / L is less than 1.0, it can be seen that the pressure loss increases rapidly as the value decreases.
次に、図6(b)からわかるように、W/Lの値が1.5以下の場合には、従来品と比較して十分大きな電力を得ることができる。
一方、W/Lの値が1.5を超えると、電力が従来品と略同等なものとなってしまい、PTC素子の消費電力が十分とはいえなくなるおそれがある。
Next, as can be seen from FIG. 6B, when the value of W / L is 1.5 or less, sufficiently large power can be obtained as compared with the conventional product.
On the other hand, if the value of W / L exceeds 1.5, the electric power becomes substantially equivalent to that of the conventional product, and the power consumption of the PTC element may not be sufficient.
以上から、W/Lの値を1.0〜1.5とすることが、圧力損失の抑制と電力の確保という観点から好ましいことがわかる。 From the above, it can be seen that it is preferable to set the value of W / L to 1.0 to 1.5 from the viewpoint of suppressing pressure loss and securing electric power.
(実施例3)
本例は、図7(a)、(b)に示すように、A/Lの値と、圧力損失及びPTC素子の電力との関係を調べた例である。
本例では、実施例2と同様の測定条件において、A/Lの値を種々変更して、圧力損失及びPTC素子の電力を測定した。
(Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 7A and 7B, the relationship between the A / L value, the pressure loss, and the power of the PTC element is examined.
In this example, under the same measurement conditions as in Example 2, the value of A / L was variously changed, and the pressure loss and the power of the PTC element were measured.
測定結果を図7に示す。
同図(a)からわかるように、A/Lの値が1.0以上の場合には、圧力損失を従来品と略同等なものに近づけていくことができる。
一方、A/Lの値が1.0未満の場合には、その値が小さくなるにつれて急激に圧力損失が大きくなっていくことがわかる。
The measurement results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 5A, when the value of A / L is 1.0 or more, the pressure loss can be made close to that of a conventional product.
On the other hand, when the value of A / L is less than 1.0, it can be seen that the pressure loss increases rapidly as the value decreases.
次に、図7(b)からわかるように、A/Lの値が1.5以下の場合には、従来品と比較して十分大きな電力を得ることができる。
一方、A/Lの値が1.5を超えると、電力が従来品と略同等なものとなってしまい、PTC素子の消費電力が十分とはいえなくなるおそれがある。
Next, as can be seen from FIG. 7B, when the value of A / L is 1.5 or less, sufficiently large power can be obtained as compared with the conventional product.
On the other hand, if the value of A / L exceeds 1.5, the electric power becomes substantially equivalent to that of the conventional product, and the power consumption of the PTC element may not be sufficient.
以上から、A/Lの値を1.0〜1.5とすることが、圧力損失の抑制と電力の確保という観点から好ましいことがわかる。 From the above, it can be seen that it is preferable to set the value of A / L to 1.0 to 1.5 from the viewpoint of suppressing pressure loss and securing electric power.
(実施例4)
本例は、図8(a)、(b)に示すように、B/Lの値と、圧力損失及びPTC素子の電力との関係を調べた例である。
本例では、実施例2と同様の測定条件において、B/Lの値を種々変更して、圧力損失及びPTC素子の電力を測定した。
Example 4
In this example, as shown in FIGS. 8A and 8B, the relationship between the value of B / L, the pressure loss, and the power of the PTC element is examined.
In this example, under the same measurement conditions as in Example 2, the value of B / L was variously changed to measure the pressure loss and the power of the PTC element.
測定結果を図8に示す。
同図(a)からわかるように、B/Lの値が1.0以上の場合には、圧力損失を従来品と略同等なものに近づけていくことができる。
一方、B/Lの値が1.0未満の場合には、その値が小さくなるにつれて急激に圧力損失が大きくなっていくことがわかる。
The measurement results are shown in FIG.
As can be seen from FIG. 5A, when the value of B / L is 1.0 or more, the pressure loss can be made close to that of a conventional product.
On the other hand, when the value of B / L is less than 1.0, it can be seen that the pressure loss increases rapidly as the value decreases.
次に、図8(b)からわかるように、B/Lの値が1.5以下の場合には、従来品と比較して十分大きな電力を得ることができる。
一方、B/Lの値が1.5を超えると、電力が従来品と略同等なものとなってしまい、PTC素子の消費電力が十分とはいえなくなるおそれがある。
Next, as can be seen from FIG. 8B, when the value of B / L is 1.5 or less, sufficiently large power can be obtained as compared with the conventional product.
On the other hand, if the value of B / L exceeds 1.5, the electric power becomes substantially equivalent to that of the conventional product, and the power consumption of the PTC element may not be sufficient.
以上から、B/Lの値を1.0〜1.5とすることが、圧力損失の抑制と電力の確保という観点から好ましいことがわかる。 From the above, it can be seen that it is preferable to set the value of B / L to 1.0 to 1.5 from the viewpoint of suppressing pressure loss and securing electric power.
1 流体供給装置
10 流体経路
101 加熱経路
2 流体加熱ヒータ
201 正極側の端子
202 負極側の端子
21 電極板
211 正極側電極板
212 負極側電極板
22 PTC素子
231 ケース
DESCRIPTION OF
Claims (8)
正極側の端子に接続される正極側電極板と負極側の端子に接続される負極側電極板とを対向させてなる一対の電極板と、この一対の電極板同士の間に形成された加熱経路上に配設されるとともに通電により発熱する一又は二以上のPTC素子と、少なくとも上記一対の電極板を覆うことにより上記流体経路の一部を構成するケースとを有し、
上記一対の電極板の少なくともいずれか一方には、他方の電極板に向かって立設する一又は二以上の整流板が形成されており、
この整流板は、この整流板における上記加熱経路の下流側を流れる上記流体が上記整流板よりも下流側に配設される上記PTC素子に向かうよう立設されていることを特徴とする流体加熱ヒータ。 A fluid heater disposed in a fluid path that is a passage through which a fluid flows,
A pair of electrode plates formed by opposing a positive electrode plate connected to a positive terminal and a negative electrode plate connected to a negative terminal, and heating formed between the pair of electrode plates One or two or more PTC elements that are disposed on the path and generate heat when energized, and a case that forms a part of the fluid path by covering at least the pair of electrode plates;
At least one of the pair of electrode plates is formed with one or more rectifying plates standing toward the other electrode plate,
The rectifying plate is erected so that the fluid flowing on the downstream side of the heating path in the rectifying plate is directed toward the PTC element disposed on the downstream side of the rectifying plate. heater.
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、上記加熱経路の下流側に同一のPTC素子が配置されている一組の上記整流板のうち上記加熱経路の下流側における端部同士の間隔が最も小さくなる一組の上記整流板の上記端部同士の距離をW、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、W/L≧1が成り立つことを特徴とする流体加熱ヒータ。 In Claim 3, it has an inlet for introducing the fluid into the heating path, and an outlet for discharging the fluid from the heating path,
Same as the downstream side of the heating path in the width direction, which is the direction perpendicular to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance in the heating path. The distance between the ends of the pair of rectifying plates in which the distance between the ends on the downstream side of the heating path is the smallest among the pair of the rectifying plates in which the PTC elements are arranged is W, and the PTC A fluid heater, wherein W / L ≧ 1 holds when the maximum width of the element is L.
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である幅方向における、上記導入口の開口幅をA、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、A/L≧1が成り立つことを特徴とする流体加熱ヒータ。 In any one of Claims 1-4, It has the inlet which introduces the said fluid into the said heating path | route, and the discharge port which discharges | emits the said fluid from the said heating path | route,
In the heating path, the opening width of the introduction port in the width direction, which is a direction perpendicular to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance, is A A fluid heater, wherein A / L ≧ 1 holds when the maximum width of the PTC element is L.
上記加熱経路において上記導入口と上記排出口とを最短距離でつなぐ線と上記一対の電極板同士を最短距離でつなぐ線とに直交する方向である直交方向における、上記排出口の開口幅をB、上記PTC素子の最大幅をLとしたとき、B/L≧1が成り立つことを特徴とする流体加熱ヒータ。 In any one of Claims 1-5, It has an inlet which introduces the above-mentioned fluid into the above-mentioned heating course, and an outlet which discharges the above-mentioned fluid from the above-mentioned heating course,
In the heating path, the opening width of the discharge port in the orthogonal direction, which is the direction orthogonal to the line connecting the introduction port and the discharge port at the shortest distance and the line connecting the pair of electrode plates at the shortest distance, is B A fluid heater, wherein B / L ≧ 1 holds when the maximum width of the PTC element is L.
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