专利名称：具有冲洗流体加热功能的冲洗泵的制作方法
技术领域：
概括而言，本发明涉及具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，更具体而言，本发明涉及 具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，所述冲洗泵构造为将用于对冲洗流体进行加热的加热器 单元安装在用于供应冲洗流体的冲洗泵中，从而从车辆的挡风玻璃上除去霜冻。
背景技术：
近来，车辆的数量急速增加，从而造成户内停车用地的紧缺。因此，在许多情况下， 车辆全天停放在户外。所以，在冬季停放在户外的车辆的挡风玻璃上会产生霜冻，并妨碍驾 驶员的视野，使得在从挡风玻璃上除去霜冻之前不能够驾驶车辆。传统上，为了从车辆的挡风玻璃上除去霜冻，驾驶员使用另外的霜冻去除工具，将 热水施放到挡风玻璃上，或者从车辆的加热器向挡风玻璃吹送暖风。然而，这些被动的霜冻去除方法相当不便，因此消费者已经抱怨这些不便的去除 方法，从而迫切需要更为主动的用于去除霜冻的方法。公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理 解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有 技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，在寒冷的冬 季当挡风玻璃上产生霜冻时，所述冲洗泵将热的冲洗流体喷射到车辆的挡风玻璃上，从而 使霜冻方便地除去；并且本发明致力于提供一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，所述冲 洗泵通过较低电能使冲洗流体受热，而不管车辆是否变热，并且使用于对冲洗流体进行加 热的设备所占据的区域最小化。在本发明的一个方面，具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置可以包括壳体，所述 壳体在其第一端设置有入口，以允许冲洗流体流动进入其中，并且在其第二端设置有出口， 以允许冲洗流体从其流出；加热器单元，所述加热器单元沿着从所述入口基本延伸到所述 出口的路线设置在所述壳体中，以对穿过所述加热器单元的冲洗流体进行加热，并且在其 中具有中空部分；路径构件，所述路径构件插入到所述中空部分中，并且在其内圆周上具有 通道，冲洗流体穿过所述通道；推进器单元，所述推进器单元设置在所述壳体中，并且将冲 洗流体从所述入口供应到所述出口 ；止回阀，所述止回阀设置在所述出口的一部分处，并且 在冲洗流体的排放压力为预设值或更大时打开；以及控制单元，所述控制单元选择性地操 作所述推进器单元和所述加热器单元。
在所述路径构件的内圆周上形成加热区域增大部分，其中所述加热区域增大部分 以螺旋状形成。 所述推进器单元可以包括涡流生成部分，所述涡流生成部分设置在所述路径构件 的通道中，使得所述涡流生成部分不与所述加热区域增大部分干涉，并且产生冲洗流体的 涡流，其中所述涡流生成部分包括在其外圆周上形成的压纹。减压管(relief pipe)可以将所述入口的一个部分连接到设置在所述止回阀之前 的所述出口的一个部分，并且在所述推进器单元以第一预定速度旋转时，利用设置在所述 减压管上的安全阀将不穿过所述止回阀的冲洗流体循环到所述入口的所述部分，其中所述 减压管的内径小于所述出口的内径。所述加热器单元可以包括正温度系数(PTC)设备。所述入口可以设置为低于所述出口，以延缓所述通道中的水基流体的流动速度。所述控制单元可以电连接到非加热开关和加热开关，所述非加热开关和所述加热 开关分别设置在车辆的预定部分上，用来控制所述加热器单元和所述推进器单元的操作。当所述非加热开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制单元可以以第一预定 速度操作所述推进器单元，并且当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制 单元操作所述加热单元和所述推进器单元，使得所述推进器单元根据设定程序重复所述第 一预定速度的操作或第二预定速度的操作，其中所述第一预定速度高于所述第二预定速 度。当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制单元可以控制所述推进 器单元，以执行用于第一预定时间段的所述第二预定速度，并且此后重复用于第二预定时 间段的所述第一预定速度以及用于第三预定时间段的所述第二预定速度的操作，直到由所 述加热开关或所述非加热开关将停止信号输入到所述控制器。所述第一预定时间段可以在大约40秒至大约50秒之间，所述第二预定时间段可 以在大约2秒至大约4秒之间，并且所述第三预定时间段可以在大约17秒至大约23秒之 间。在本发明的另一方面，所述控制单元可以控制所述推进器和所述加热器单元，使 得当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时，施加大约45士5秒的低电压，从而以第 二预定速度操作所述推进器单元，并且接着施加大约3士 1秒的高电压，从而以第一预定速 度操作所述推进器单元，并且之后重复三次大约20士3秒的所述推进器单元的所述第二预 定速度的操作以及大约3士 1秒的所述推进器单元的所述第一预定速度的操作，并且此后 停止供应到所述推进器单元和所述加热器单元的电源，其中所述第一预定速度高于所述第 二预定速度。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实 施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐 明。
图1为显示根据本发明的示例性冲洗泵的结构和构造的视图。图2为显示在本发明中的不受热的冲洗流体的示例性喷射结构的视图。
图3为显示在本发明中的受热的冲洗流体的示例性循环结构的视图。图4为显示在本发明中的受热的冲洗流体的示例性喷射结构的视图。图5为显示在本发明的控制单元中输入的时间控制和外加电压之间的关系的图表。应当了解，所附附图不必按比例绘制，显示了本发明的基本原理的图示性的各种 特征的略微简化的表示。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位 置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部 分。
具体实施例方式现在将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在 附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本 说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示 例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内 的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。图1为显示根据本发明的示例性实施方案的冲洗泵的结构和构造的视图，图2为 显示在本发明中的不受热的冲洗流体的喷射结构的视图，图3为显示在本发明中的受热的 冲洗流体的循环结构的视图，图4为显示在本发明中的受热的冲洗流体的喷射结构的视 图，并且图5为显示在本发明的控制单元中输入的时间控制和外加电压之间的关系的图 表。如图1所示，根据本发明的示例性实施方案的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵包 括壳体110、加热器单元120、路径构件130、推进器单元140、止回阀150以及控制单元160。壳体110限定了根据本发明的示例性实施方案的冲洗泵的整个外观，且在壳体 110中形成预定的保持空间以便保持其中的其它部件。入口 111设置在壳体110的一侧，以 便冲洗流体流动到入口 111内，且出口 112设置在壳体110的另一侧，以便冲洗流体从出口 112排放。入口 111连接到图中未显示的冲洗流体存储罐，使得冲洗流体从冲洗流体存储罐 流动到壳体110内。出口 112连接到设置在车辆的挡风玻璃中的冲洗流体喷嘴，从而将冲 洗流体压迫到所述冲洗流体喷嘴。入口 111和出口 112并不限制于上述位置。根据本发明的示例性实施方案，如图 所示，入口 111设置在壳体110的下端，且出口 112设置在壳体110的外圆周中，从而从壳 体110的下端供应的冲洗流体沿壳体110的高度方向向上流动，并且随后沿壳体110的外 圆周的任一方向排放。同时，加热器单元120安装在壳体110中，并且设置在壳体110中的从入口 111延 伸到出口 112的路线上。在冲洗流体从入口 111流动到出口 112的同时，加热器单元120 对冲洗流体进行加热。加热器单元120的外径设置为使加热器单元120插入到壳体110内。在加热器单元120中形成中空部分121。为了充分地对冲洗流体进行加热，加热器单元120的长度可以 对应于从入口 111到出口 112的高度。在此，只要加热器单元120是通过供应到其上的电源进行加热的装置，任何形式 都是可以的。根据本发明的示例性实施方案，不需要另外的温度控制器，并且采用可以利用 较低电能释放大量热量的正温度系数(PTC)设备。然而，本发明的示例性实施方案并不限 于该结构，并且如果需要，就可以使用不同类型的电加热单元。下面将简要描述利用PTC设备的加热器。PTC设备是一种η-型氧化物半导体，通 过添加极少量的稀土元素到BaTiO3中以提供导电性，并用Sr或1 取代一些Ba以改变居 里温度，从而制成该η-型氧化物半导体。当PTC设备达到温度时，PTC设备的电阻由于相 变而随着温度的升高急剧增大。另外，路径构件130插入到加热器单元120的中空部分121内，以便与其紧密接 触，从而热量从加热器单元120传递到路径构件130。沿着路径构件130的内圆周在其纵向 方向上形成通道131，使得冲洗流体沿着通道131流动。因此，冲洗流体从入口 111经过路径构件130的通道131流动到出口 112。在路径 构件130的内圆周上沿内圆周的螺旋方向形成加热区域增大部分132。在本发明的示例性 实施方案中，加热区域增大部分132可以以螺旋状形成。如果路径构件130不具有加热区域增大部分132，那么穿过入口 111的冲洗流体 沿直线流动经过路径构件130的通道131并直接排放到出口 112。这样的话，如果冲洗流 体进行直线运动时，冲洗流体与路径构件130的接触区域以及冲洗流体的移动距离就会减 少，从而冲洗流体的加热效率就会变差。然而，如果在路径构件130上形成加热区域增大部分132，那么经过入口 111导入 的冲洗流体就沿着加热区域增大部分132螺旋移动并向出口 112移动。因而，接触路径构 件130的表面区域增大，并且冲洗流体留在路径构件130中的时间以及冲洗流体的移动距 离也增加了，从而冲洗流体的加热效率得以提高。同时，推进器单元140安装在壳体110中，以强迫地将冲洗流体从入口 111供应到 出口 112。如图所示，推进器单元140包括电机部分141以及推进器部分142，推进器部分 142共轴地联接到电机部分141从而与其联接为一体。当电源供应到推进器单元140时，推进器单元140旋转。推进器单元140的旋转 速度根据外加电压而改变。也就是说，当低电压供应到推进器单元140时，推进器单元140 以低速旋转。同时，当高电压供应到推进器单元140时，推进器单元140以高速旋转，从而 改变冲洗流体的排放压力。根据本发明的示例性实施方案，供应到推进器单元140的低电压设置为5V，而供 应到推进器单元140的高电压设置为13. 5V。然而，上述电压仅仅是示例性的实例，因此电 源可以按需要而改变。另外，推进器单元140具有插入到路径构件130的通道131内的涡流生成部分 143，使得涡流生成部分143不与路径构件130的加热区域增大部分132干涉。在本发明 的示例性实施方案中，涡流生成部分143可以在其外圆周上包括作为凸起或凹陷方式的压 纹。如图所示，涡流生成部分143 —体地联接到推进器部分142，并延伸以插入到路径构件 130的通道131内。
涡流生成部分143沿着与推进器部分142相同的方向在路径构件130的通道131 中旋转，因而使冲洗流体更易于沿着加热区域增大部分132流动。也就是说，涡流生成部分 143产生冲洗流体的涡流，使得冲洗流体沿着加热区域增大部分132流动。另外，止回阀150安装在出口 112周围的位置，并且在冲洗流体的排放压力为预设 值或更大时打开以排放冲洗流体。止回阀150为单向阀，其允许冲洗流体仅沿排放方向流 动。由于止回阀150广泛地为本领域技术人员所熟知，所以在此将省去具体描述，而仅通过 来符号来表示。因而，如果高电压施加到推进器单元140，推进器单元140就以高速旋转。因此，冲 洗流体的排放压力增高，从而止回阀150打开。当推进器单元140以高速旋转时，冲洗流体 经过止回阀150排放。当低电压施加到推进器单元140，使得推进器单元140以低速旋转时，冲洗流体的 排放压力不足以打开止回阀150。因而，不排放冲洗流体。在此，入口 111周围的部分和恰好在止回阀150之前的出口 112周围的部分经由 减压管170彼此连接。安全阀171可以安装在减压管170上，使得出口 112周围的冲洗流 体只流动到入口 111。减压管170包括较细管道，该较细管道的直径小于出口 112的直径。因而，当冲洗 流体以高速经由止回阀150从出口 112排放时，出口 112的压力通过冲洗流体的流速而降 低。因此，负压力作用在减压管170上，并且安全阀171通过负压力而浮起，从而关闭与出 口 112联通的减压管170。当推进器单元140以低速旋转，使得冲洗流体不穿过止回阀150时，减压管170起 作用，以便将冲洗流体循环到入口 111，并对冲洗流体进行再加热。如果冲洗流体不穿过止回阀150，那么减压管170中就不产生负压力。因而，安全 阀171打开减压管170，使得冲洗流体经过减压管170循环到入口 111。同时，控制单元160电连接到非加热开关10和加热开关20，非加热开关10和加热 开关20分别设置在车辆的预定部分上。非加热开关10和加热开关20是必须由使用者操作并且分别设置在车辆的预定部 分上的开关。因而，为了喷射未受热且以室温存储的冲洗流体，操作者必须操作非加热开关 10。同时，当使用者需要喷射受热冲洗流体时，他或她就必须操作加热开关20。如图2所示，当非加热开关10的信号输入到控制单元160时，其将高电压施加到 推进器单元140，由此以高速旋转推进器单元140。此时，由于加热器单元120不操作，所以 室温下的冲洗流体不受热，穿过路径构件130并经过止回阀150而喷射。非加热开关10用于在没有产生霜冻时喷射冲洗流体，而不考虑是否时处冬季。另一方面，如图3和4所示，当加热开关20的信号输入到控制单元160时，其根据 输入到控制单元160的设置程序对推进器单元140进行定时控制，以重复高速操作和低速 操作。通过控制加热器单元120的操作，使冲洗流体的喷射停止，直到对冲洗流体充分加 热。冲洗流体在充分加热后被喷射。首先，将参考图3对其进行具体描述。如图3所示，当加热开关20的信号输入到 控制单元160后，控制单元160必须需要时间来对尚未受热的冲洗流体进行充分加热。因 而，低电压施加到推进器单元140，使得推进器单元140以低速旋转，并且操作加热器单元120。因此，经过入口 111供应到壳体110内的冲洗流体开始变热。此时，涡流生成部分143搅动穿过路径构件130的冷的冲洗流体，使得冲洗流体快 速受热。由于推进器单元140以低速旋转，所以冲洗流体不穿过止回阀150，而是经过减压 管170循环到入口 111。因此，冲洗流体再次进入路径构件130，并随后受热。当加热开关20最初开启时，冲洗流体的温度相当低。因而，必须需要时间来对冲 洗流体进行充分加热。当加热开关20的信号输入到控制单元160后，如图5所示，首先施 加大约45士5秒的低电压，使得推进器单元140以低速操作，并由此获得了对冲洗流体进行 充分加热而不喷射所需要的时间。根据试验，即使在冬天的冲洗流体变冷，将冲洗流体加热到足以融化霜冻的温度 也只需大约45秒。同时，如果冲洗流体充分受热，那么控制单元160执行控制，从而施加3士 1秒的高 电压到推进器单元140，并由此使推进器单元140以高速操作。因此，如图4所示，所有受 热冲洗流体经过止回阀150喷射。此时，由于出口 112周围的流速相当高，所以入口 111周 围的极少量的冲洗流体可以不穿过路径构件130，而是会经过减压管170而流动到止回阀 150。然而，安全阀171阻止冲洗流体经过减压管170流动到止回阀150。此后，如果使用者不关闭加热开关20，那么控制单元160执行控制，使得冲洗流体 再次受热。此时，控制单元160执行控制，使得推进器单元140以低速操作大约20士3秒， 从而对冲洗流体进行加热，并且推进器单元140以高速操作大约3士 1秒，从而喷射所有受 热冲洗流体。在此，与冲洗流体最初受热时不同，控制单元160执行控制，使得加热器单元120 仅操作大约20士3秒。这是因为在先前阶段通过加热器单元120的操作对加热器单元120 和路径构件130进行了充分加热，从而即使加热时间缩短，也能够将新进入冲洗泵的冲洗 流体加热至足够的温度。如果使用者没有继续关闭加热开关20，那么控制单元160执行控制，使得推进器 单元140以低速操作大约20士3秒，并随后以高速操作3士 1秒。这些操作重复三次。此后， 即使操作者没有关闭加热开关20，供应到推进器单元140和加热器单元120的电源也被强 制停止，从而避免系统过载。在这样的情况下，为了再次喷射受热冲洗流体，使用者必须再 次开启加热开关20。当然，即使控制单元160执行如上所述的控制，如果使用者关闭加热开关20，冲洗 流体的加热或喷射也会停止。如上所述，本发明提供了一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，在冬季当车辆的 挡风玻璃上产生霜冻时，所述冲洗泵将热的冲洗流体喷射到挡风玻璃上，从而使霜冻方便 且干净地除去。另外，本发明提供了一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，其中用于对冲洗流体 进行加热的加热器单元安装在冲洗泵中，使得由加热器单元所占据的区域最小化，对冲洗 流体进行加热的性能得以提高，并且特别是使用了利用较低电能操作的PTC设备，从而避 免电能在对冲洗流体进行加热的过程中不足。为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“下”、“外”和“内”被用于参考附图 中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面 的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根 据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发 明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各 种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及 其等价形式所限定。
权利要求
1.一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，包括壳体，所述壳体在其第一端设置有入口，以允许冲洗流体流动进入其中，并且在其第二 端设置有出口，以允许冲洗流体从其流出；加热器单元，所述加热器单元沿着从所述入口基本延伸到所述出口的路线设置在所述 壳体中，以对穿过所述加热器单元的冲洗流体进行加热，并且所述加热器单元在其中具有 中空部分；路径构件，所述路径构件插入到所述中空部分中，并且在其内圆周上具有通道，冲洗流 体穿过所述通道；推进器单元，所述推进器单元设置在所述壳体中，并且将冲洗流体从所述入口供应到 所述出口 ；止回阀，所述止回阀设置在所述出口的一部分处，并且在冲洗流体的排放压力为预设 值或更大时打开；以及控制单元，所述控制单元选择性地操作所述推进器单元和所述加热器单元。
2.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中在所述路径构件 的内圆周上形成加热区域增大部分。
3.根据权利要求2所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述加热区域增 大部分以螺旋状形成。
4.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述推进器单元 包括涡流生成部分，所述涡流生成部分设置在所述路径构件的通道中，使得所述涡流生成 部分不与所述加热区域增大部分干涉，并且产生冲洗流体的涡流。
5.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中减压管将所述入 口的一个部分连接到设置在所述止回阀之前的所述出口的一个部分，并且在所述推进器单 元以第一预定速度旋转时，利用设置在所述减压管上的安全阀将不穿过所述止回阀的冲洗 流体循环到所述入口的所述部分。
6.根据权利要求5所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述减压管的内 径小于所述出口的内径。
7.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述加热器单元 包括正温度系数设备。
8.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述入口设置为 低于所述出口，从而延缓所述通道中的水基流体的流动速度。
9.根据权利要求1所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述控制单元电 连接到非加热开关和加热开关，所述非加热开关和所述加热开关分别设置在车辆的预定部 分上，用来控制所述加热器单元和所述推进器单元的操作。
10.根据权利要求9所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中当所述非加热 开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制单元以第一预定速度操作所述推进器单元， 并且当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制单元操作所述加热单元和所 述推进器单元，使得所述推进器单元根据设定程序重复所述第一预定速度的操作或第二预 定速度的操作，其中所述第一预定速度高于所述第二预定速度。
11.根据权利要求10所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时，所述控制单元控制所述推进器单元，以执行用于第一预 定时间段的所述第二预定速度，并且此后重复用于第二预定时间段的所述第一预定速度以 及用于第三预定时间段的所述第二预定速度的操作，直到由所述加热开关或所述非加热开 关将停止信号输入到所述控制器。
12.根据权利要求11所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述第一预定 时间段在大约40秒至大约50秒之间，所述第二预定时间段在大约2秒至大约4秒之间，并 且所述第三预定时间段在大约17秒至大约23秒之间。
13.根据权利要求2所述的具有冲洗流体加热功能的冲洗泵装置，其中所述控制单元 控制所述推进器和所述加热器单元，使得当所述加热开关的信号输入到所述控制单元时， 施加大约45士5秒的低电压，从而以第二预定速度操作所述推进器单元，并且接着施加大 约3士 1秒的高电压，从而以第一预定速度操作所述推进器单元，并且之后重复三次大约 20士3秒的所述推进器单元的所述第二预定速度的操作以及大约3士 1秒的所述推进器单 元的所述第一预定速度的操作，并且此后停止供应到所述推进器单元和所述加热器单元的 电源，其中所述第一预定速度高于所述第二预定速度。
全文摘要
本发明涉及一种具有冲洗流体加热功能的冲洗泵，其可以包括壳体，在其第一端设置有入口，以允许冲洗流体流动进入其中，并且在其第二端设置有出口，以允许冲洗流体从其流出；加热器单元，其沿着从入口基本延伸到出口的路线设置在所述壳体中，以对穿过加热器单元的冲洗流体进行加热，并且在其中具有中空部分；路径构件，其插入到中空部分中，并且在其内圆周上具有通道，冲洗流体穿过通道；推进器单元，其设置在壳体中，并且将冲洗流体从入口供应到出口；止回阀，其设置在出口的一部分处，并且在冲洗流体的排放压力为预设值或更大时打开；以及控制单元，其选择性地操作推进器单元和加热器单元。
文档编号B60S1/48GK102079294SQ20101023355
公开日2011年6月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2009年12月1日
发明者卞铉中 申请人:现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社