專利名稱：用于流體解凍的過濾器設計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明揭示一種用于燃料箱內(nèi)的過濾器，其提供用于將傳熱路徑提供到過濾器內(nèi)部的改進的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
用于燃料箱內(nèi)的具有深度過濾媒介的常規(guī)吸濾器在過濾器內(nèi)的流體凍結(jié)時便出現(xiàn)問題。尤其是在尿素燃料箱中，已發(fā)現(xiàn)在常規(guī)吸濾器中使用深度過濾媒介會成為吸濾器內(nèi)的流體(即，尿素)的隔離物，從而阻止熱量傳遞到吸濾器內(nèi)部，即使將有效的加熱單元安裝在燃料箱內(nèi)也是如此。這可成為問題，因為尿素在相對高的溫度下凍結(jié)且因此在將尿素從燃料箱汲取到燃料泵中之前，要求加熱系統(tǒng)使尿素解凍。因此，從常規(guī)的深度過濾媒介吸濾器汲取尿素的燃料泵將不會從中汲取經(jīng)解凍的尿素。

發(fā)明內(nèi)容
以下技術(shù)揭示內(nèi)容描述通過將熱量提供到過濾器內(nèi)部來實現(xiàn)流體解凍的改進的過濾器設計。所述技術(shù)揭示內(nèi)容可應用于多種不同過濾器，包含(例如)吸濾器等。在一些實施例中，本發(fā)明提供一種改進的吸濾器，其將熱量提供到吸濾器的深度過濾媒介的內(nèi)部中。在其它實施例中，本發(fā)明提供一種改進的吸濾器設計，其將熱量提供到使用表面媒介的吸濾器的內(nèi)部中。過濾器的內(nèi)部中所提供的熱量可用于加熱可位于過濾器的內(nèi)部內(nèi)的許多類型的流體，包含(例如)水和尿素。在一個實施例中，提供一種吸濾器，其中提供了傳熱路徑。所述過濾器包含支撐結(jié)構(gòu)、入口和過濾媒介。所述入口連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，且經(jīng)配置以連接到燃料泵。所述過濾媒介也連接到支撐結(jié)構(gòu)，且在流體穿過過濾媒介進入吸濾器的內(nèi)部部分中時對流體進行過濾。支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面界定吸濾器的內(nèi)部部分，且支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以允許導熱元件進入所述內(nèi)部部分。導熱元件將在吸濾器外部獲得的熱量傳遞到吸濾器的內(nèi)部部分，以便將熱量提供給吸濾器的內(nèi)部部分中的流體。在另一實施例中，提供一種吸濾器，其中提供了傳熱路徑。所述吸濾器包含支撐結(jié)構(gòu)；入口，其連接到支撐結(jié)構(gòu)，且經(jīng)配置以連接到燃料泵；過濾媒介，其連接到支撐結(jié)構(gòu)， 所述過濾媒介在流體穿過過濾媒介進入吸濾器的內(nèi)部部分中時對流體進行過濾；以及導熱元件，其與吸濾器的內(nèi)部部分以及吸濾器的外部部分連通。過濾媒介經(jīng)配置以在流體穿過過濾元件進入吸濾器的內(nèi)部部分中時對流體進行過濾。并且，導熱元件將在吸濾器外部獲得的熱量傳遞到吸濾器的內(nèi)部部分，以便將熱量提供給吸濾器的內(nèi)部部分中的流體。在又一實施例中，本發(fā)明提供一種用于將熱量提供給包含于過濾器的內(nèi)部部分內(nèi)的流體的方法。所述方法包含加熱導熱元件的外部部分。所述導熱元件的所述外部部分位于所述吸濾器的外部部分處。所述方法還包含將熱量從所述導熱元件的所述外部部分傳遞到所述導熱元件的位于所述吸濾器的內(nèi)部部分中的內(nèi)部部分。所述方法進一步包含將熱量傳遞到導熱元件的內(nèi)部部分，該導熱元件為將將熱量提供到吸濾器的內(nèi)部部分的元件。
在一個實施例中，導熱元件是吸濾器的支撐結(jié)構(gòu)的部分。在另一實施例中，導熱元件不是吸濾器的一部分。在一個實施例中，導熱元件還連接到過濾媒介。在一個實施例中，過濾器包含內(nèi)部腔和在吸濾器的相對端處的開口，以用于允許加熱單元在其中通過。在一個實施例中，所述過濾器包含內(nèi)部部分和在過濾器的相對端處的開口，以用于允許導熱元件進入和退出過濾器的內(nèi)部部分。在另一實施例中，吸濾器僅在過濾器的相對端中的一者處包含開口，其允許導熱元件進入過濾器的內(nèi)部部分。在一個實施例中，所述導熱元件包括附屬部分，其從所述吸濾器延伸出來；以及肋狀部分，其位于所述吸濾器的所述內(nèi)部部分處。在一個實施例中，支撐結(jié)構(gòu)的一部分由過濾媒介環(huán)繞。在一個實施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部腔界定所述內(nèi)部部分，且所述支撐結(jié)構(gòu)包含到由所述過濾媒介填充的所述內(nèi)部腔的開口。在一個實施例中，導熱元件穿過支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部腔。在一個實施例中，所述導熱元件包含位于所述支撐結(jié)構(gòu)外部的末端，所述末端經(jīng)配置以可移除地附接到加熱器單元上。在一個實施例中，導熱元件在支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部腔中形成帶狀形狀。在一個實施例中，導熱元件為導熱塑料。在一個實施例中，導熱元件為導熱金屬。在一個實施例中，導熱元件含有包含以下各項中的一者或一者以上的導熱添加物陶瓷、碳纖維、碳顆粒和金屬填充物。在一個實施例中，導熱元件包含尼龍、聚丙烯或聚苯硫醚中的一者或一者以上。在一個實施例中，導熱元件包含擠出級鋁合金。在一個實施例中，過濾媒介為深度過濾媒介。


圖1說明根據(jù)一個實施例的其中提供了傳熱路徑的吸濾器的透視圖。圖2說明根據(jù)另一實施例的其中提供了傳熱路徑的吸濾器的實施例的一側(cè)的局部透視圖。圖3說明根據(jù)一個實施例的吸濾器如何將熱量從吸濾器的外部熱傳遞到吸濾器的內(nèi)部的流程圖。圖4說明根據(jù)另一實施例的其中提供了傳熱路徑的處于關(guān)閉位置的吸濾器的透視圖。圖5說明其中提供了傳熱路徑的處于打開位置的吸濾器的透視圖。圖6說明其中提供了傳熱路徑的處于關(guān)閉位置的吸濾器的截面?zhèn)纫晥D。圖7說明根據(jù)另一實施例的其中提供了傳熱路徑的吸濾器的透視圖。圖8說明其中提供了傳熱路徑的吸濾器的截面?zhèn)纫晥D。圖9說明根據(jù)另一實施例的吸濾器如何將熱量從吸濾器的外部熱傳遞到吸濾器的內(nèi)部的流程圖。
具體實施例方式本文所描述的吸濾器可通常提供用于將傳熱路徑提供到過濾器內(nèi)部的改進結(jié)構(gòu)。 本文所論述的實施例是針對用于尿素燃料箱內(nèi)的深度媒介吸濾器。然而，本文所描述的改進還可用于使用表面媒介的吸濾器，且可用于在吸濾器內(nèi)提供熱量，以用于加熱除尿素之外的其它類型的流體。圖1說明其中提供了傳熱路徑的吸濾器10的一個實施例的透視圖。吸濾器10包含由深度過濾媒介14環(huán)繞的支撐結(jié)構(gòu)12。支撐結(jié)構(gòu)12包含入口 16和導熱元件20。入口 16經(jīng)配置以連接到燃料泵，且允許燃料泵從吸濾器10的內(nèi)部腔(未圖示)汲取經(jīng)過濾的尿素。導熱元件20包含外部附屬部分22，其連接到多個內(nèi)部肋狀部分24。圖2說明其中提供了傳熱路徑的吸濾器30的另一實施例的局部內(nèi)部圖。吸濾器 30包含模制到深度過濾媒介34的支撐結(jié)構(gòu)32。支撐結(jié)構(gòu)32包含入口 36和導熱元件40。 導熱元件40包含連接到內(nèi)部肋狀部分44的外部附屬部分42。外部附屬部分42與入口 36 一體形成。肋狀部分44和附屬部分42的一部分模制到深度過濾媒介34的內(nèi)部部分。內(nèi)部肋狀部分44包含脊狀物46，其沿深度過濾媒介34的長度延伸；以及多個肋狀物48，其從脊狀物46垂直延伸。脊狀物46和肋狀物48的定位允許內(nèi)部肋狀部分44將熱量提供到吸濾器30的內(nèi)部的實質(zhì)部分。圖3說明類似于圖1所示的吸濾器10和圖2所示的吸濾器30的吸濾器如何將熱量從吸濾器的外部熱傳遞到吸濾器的內(nèi)部的一個實施例的流程圖50。流程圖50在步驟52 處開始，位于其中定位有吸濾器的燃料箱內(nèi)的加熱單元用于加熱儲存在燃料箱中的尿素。在步驟54處，將來自儲存在燃料箱中的經(jīng)加熱尿素的熱量傳遞到導熱元件的外部附件。在步驟56處，將來自導熱元件的外部附屬部分的熱量傳遞到導熱元件的內(nèi)部肋狀部分。在步驟58處，傳遞到導熱元件的內(nèi)部肋狀部分的熱量現(xiàn)在能夠使位于吸濾器內(nèi)部的尿素解凍。圖4說明其中提供了傳熱路徑的吸濾器60的另一實施例的透視圖。吸濾器60包含附接到第二外殼部分64的第一外殼部分62。第一外殼部分62和第二外殼部分64包含用深度過濾媒介68覆蓋的開口 66。第一外殼部分62還包含入口 70。第一外殼部分62和第二外殼部分64 —起界定吸濾器60的支撐結(jié)構(gòu)。吸濾器60具有第一端72和第二端74。第一端72和第二端74兩者均具有開口 76，其允許加熱器單元A穿過吸濾器60的內(nèi)部腔78 (圖5和圖6中所示)。內(nèi)部腔78經(jīng)配置以用于儲存由深度過濾媒介68過濾的流體，且提供用于允許加熱器單元A穿過吸濾器60 的通道。并且，如圖5中所示，第一外殼部分62經(jīng)由鉸鏈82附接到第二外殼部分64。當在燃料箱內(nèi)將吸濾器60組裝在加熱器單元A周圍時，第一外殼部分62的相對端84與第二外殼部分64的相對端86可使用夾持機構(gòu)或類似機構(gòu)來附接。因此，加熱器單元A實際上成為用于吸濾器60的導熱元件。在一些實施例中，內(nèi)部腔78還可包含其它導熱元件，其附接到第一外殼部分62和/或第二外殼部分64的內(nèi)部表面，且經(jīng)配置以與加熱器單元A接觸，以改進熱量在吸濾器60的整個內(nèi)部腔78中的熱傳導。圖7說明其中提供了傳熱路徑的吸濾器90的又一實施例的透視圖。吸濾器90包含外殼部分92，其包含用深度過濾媒介96覆蓋的開口 94 ；導熱元件98，其穿過內(nèi)部腔104 (圖8中所示)，且從外殼部分92的相對端100穿出。外殼部分92界定吸濾器90的支撐結(jié)構(gòu)。吸濾器90還包含入口 102。導熱元件98的末端經(jīng)配置以可移除地裝配或附接到加熱器單元A上。在一個實施例中，導熱元件98的末端經(jīng)配置以擠壓加熱器單元A。并且，在一些實施例中，導熱元件98從外殼部分92的相對端100中的僅一者穿出。內(nèi)部腔104經(jīng)配置以用于儲存由深度過濾媒介96過濾的流體，且用于允許導熱元件98穿過吸濾器90。導熱元件98在內(nèi)部腔104中具有帶狀形狀，以改進熱量在整個內(nèi)部腔104中的熱傳導。圖9說明類似于圖7和圖8所示的吸濾器90的吸濾器如何將熱量從吸濾器的外部熱傳遞到吸濾器的內(nèi)部的一個實施例的流程圖110。流程圖110在步驟112處開始，位于燃料箱內(nèi)的加熱單元經(jīng)由穿過吸濾器的內(nèi)部腔的導熱元件連接到吸濾器。在步驟114處，加熱器單元為儲存在燃料箱中的尿素提供熱量，而且加熱器單元還沿導熱元件的整個部分提供熱量，從而將熱量傳遞到吸濾器的內(nèi)部腔。在步驟116處，傳遞到導熱元件的熱量使位于吸濾器的內(nèi)部腔中的尿素解凍。在一些實施例中，導熱元件20、40和98由含有石墨的導熱添加物(例如碳纖維、碳顆粒、陶瓷、金屬填充物等)的導熱塑料或金屬材料制成。在其它實施例中，用其它導熱材料來形成導熱元件20、40和98。因此，導熱元件20、40和98的導熱性可基于所使用的材料而顯著變化。舉例來說， 一些未經(jīng)填充的熱塑料具有低至0. 2 W/mK的導熱性，且已經(jīng)填充有擠出級鋁合金的一些經(jīng)填充熱塑料具有高達150 W/mK的導熱性。通常，大多數(shù)導熱塑料化合物具有在1 W/mK到 10 W/mK的范圍內(nèi)的導熱性，且大多數(shù)模鑄金屬合金在50 W/mK到100 W/mK的范圍內(nèi)。因此，依據(jù)(例如)所需的導熱性、材料的結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及材料的成本，任何數(shù)目的導熱塑料或金屬材料均可用于導熱元件20、40和98。舉例來說，在一些實施例中，使用例如陶瓷或金屬添加物等較低成本材料來形成導熱元件20、40和98，以提供高達2 W/mK的導熱性。在其它實施例中，使用例如碳纖維等高性能材料來形成導熱元件20、40和98，以實現(xiàn)高達10 W/mK的導熱性。并且，在一些其它實施例中，導熱元件20、40和98包含尼龍6和 66、聚丙烯(“PP”)和聚苯硫醚(“PPS”)，其依據(jù)樹脂類型和填充物而具有高達60 W/mK的導熱性。另外，在又一些其它實施例中，使用擠出級鋁合金來形成導熱元件20、40和98，以提供接近150 W/mK的導熱性。用于導熱元件20、40和98的材料的以上實例僅僅是可使用的若干示范性實例，且在其它實施例中，可使用向吸濾器的內(nèi)部腔提供有效熱傳導的其它材料。并且，填充有導熱材料(例如陶瓷、金屬填充物、碳顆粒、碳纖維等)的經(jīng)填充熱塑料也可用于減少加熱系統(tǒng)的電消耗。在不脫離本發(fā)明的精神和新穎特征的情況下，本發(fā)明可以其它形式體現(xiàn)。本申請案中所揭示的實施例將在所有方面中均被視為說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而不是由前面的描述內(nèi)容指示，且處于所附權(quán)利要求書的均等物的意義和范圍內(nèi)的所有改變均既定包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種吸濾器，其中提供了傳熱路徑，所述吸濾器包括支撐結(jié)構(gòu)；入口，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，且經(jīng)配置以連接到燃料泵；以及過濾媒介，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，所述過濾媒介在流體穿過所述過濾媒介進入所述吸濾器的內(nèi)部部分中時對所述流體進行過濾，其中所述支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面界定所述吸濾器的所述內(nèi)部部分，且所述支撐結(jié)構(gòu)經(jīng)配置以允許導熱元件進入所述內(nèi)部部分，其中所述導熱元件將在所述吸濾器外部獲得的熱量傳遞到所述吸濾器的所述內(nèi)部部分，以便將熱量提供給所述吸濾器的所述內(nèi)部部分中的所述流體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件包括附屬部分，其從所述吸濾器延伸出來；以及肋狀部分，其位于所述吸濾器的所述內(nèi)部部分處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述支撐結(jié)構(gòu)的一部分由所述過濾媒介環(huán)繞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述支撐結(jié)構(gòu)的內(nèi)部腔界定所述內(nèi)部部分，且所述支撐結(jié)構(gòu)包含到由所述過濾媒介填充的所述內(nèi)部腔的開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸濾器，其中所述導熱元件穿過所述支撐結(jié)構(gòu)的所述內(nèi)部腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸濾器，其中所述導熱元件包含位于所述支撐結(jié)構(gòu)外部的末端，所述末端經(jīng)配置以可移除地附接到加熱器單元上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸濾器，其中所述導熱元件在所述支撐結(jié)構(gòu)的所述內(nèi)部腔中形成帶狀形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件為導熱塑料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件為導熱金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件含有導熱添加物，所述導熱添加物包含以下各項中的一者或一者以上陶瓷、碳纖維、碳顆粒和金屬填充物。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件包含尼龍、聚丙烯或聚苯硫醚中的一者或一者以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述導熱元件包含擠出級鋁合金。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸濾器，其中所述過濾媒介為深度過濾媒介。
14.一種吸濾器，其中提供了傳熱路徑，所述吸濾器包括支撐結(jié)構(gòu)；入口，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，且經(jīng)配置以連接到燃料泵；過濾媒介，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)，所述過濾媒介在流體穿過所述過濾媒介進入所述吸濾器的內(nèi)部部分中時對所述流體進行過濾；且其中所述支撐結(jié)構(gòu)界定所述吸濾器的所述內(nèi)部部分，且經(jīng)配置以允許導熱元件穿過所述內(nèi)部部分，其中所述導熱元件與所述吸濾器的所述內(nèi)部部分連通，且其中所述導熱元件將在所述吸濾器外部獲得的熱量傳遞到所述吸濾器的所述內(nèi)部部分，以便將熱量提供給所述吸濾器的所述內(nèi)部部分中的所述流體。
15.一種用于加熱吸濾器的內(nèi)部部分的方法，所述方法包括加熱導熱元件的外部部分，所述導熱元件的所述外部部分位于所述吸濾器的外部部分處；將熱量從所述導熱元件的所述外部部分傳遞到所述導熱元件的位于所述吸濾器的所述內(nèi)部部分中的內(nèi)部部分；以及使用傳遞到所述導熱元件的所述內(nèi)部部分的所述熱量來將熱量提供到所述吸濾器的所述內(nèi)部部分；以及將熱量從所述導熱元件的所述內(nèi)部傳遞到所述吸濾器的所述內(nèi)部部分中的流體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過濾器，其中提供了傳熱路徑。所述過濾器包含支撐結(jié)構(gòu)；入口，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)；過濾元件，其連接到所述支撐結(jié)構(gòu)；以及導熱元件，其與吸濾器的內(nèi)部部分連通。所述過濾元件經(jīng)配置以在流體穿過所述過濾元件進入所述吸濾器的內(nèi)部部分中時對所述流體進行過濾。并且，所述導熱元件從所述吸濾器的所述內(nèi)部部分延伸到所述吸濾器的外部部分。所述導熱元件經(jīng)配置以將在所述吸濾器外部獲得的熱量傳遞到所述吸濾器的所述內(nèi)部部分，以便將熱量提供給所述吸濾器的所述內(nèi)部部分中的流體。
文檔編號B01D35/30GK102481500SQ201080037414
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者克里斯托夫·亨利, 帕特里克·基南, 朱莉·A·格雷伯 申請人:卡思濾清公司