专利名称：用于减少燃料析蜡的装置的制作方法
技术领域：
本发明的示例性实施方式涉及一种用于内燃机的燃料供给系统，更为具体地，涉 及一种用于防止由低温下燃料的蜡结晶所导致的燃料滤清器元件堵塞的装置。
背景技术：
用于内燃机的燃料，例如柴油、煤油、轻质油、生物燃料或它们的组合，会包括一种 蜡成分，其在低于大约-10摄氏度的温度下易于结晶(“析蜡")。悬浮的蜡结晶物可附着 于燃料滤清器的过滤介质上或被该过滤介质捕集，从而导致该燃料滤清器局部地或完全地 堵塞。该燃料滤清器的这种堵塞会引起供给发动机的燃料流的中断，从而导致发动机输出 的降低或发动机失速。为减轻此种燃料固有的析蜡问题所做的尝试已经涉及加热元件在供给发动机的 燃料系统中的应用。这种加热元件可包括燃料箱或燃料管路加热器以及发动机本体加热器 或换热器。加热燃料从燃料喷射系统到燃料箱的再循环也已经被利用。尽管这些以及其他 用于防止燃料析蜡的方法已经取得了一些成效，但这些装置利用了大量的能量因此降低了 发动机的效率，这些装置很昂贵且不能足够迅速地运行，尤其是在低温发动机的启动过程 之后，因为对全部燃料体积进行加热而不是直接处理悬浮在其中的蜡结晶物。因此，期望提供一种能有效地消除由燃料蜡结晶引起的燃料滤清器堵塞且在发动 机整个运行温度范围内有效和高效的装置。
发明内容
本发明的一个示例性实施方式中，一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成， 包括构造成发射高频电磁波的电磁波发生器，该电磁波作用于该燃料以加热并因此分解悬 浮在燃料中的蜡结晶物。本发明的另一个示例性实施方式中，一种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存 器和构造成通过与燃料贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料的燃 料泵。与燃料管道流体连通的燃料滤清器包括具有用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送 回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管。电磁波发生器与燃料滤清器歧管相连并构 造成发射作用于燃料的高频电磁波，以加热并因此分解悬浮在燃料中的蜡结晶物。本发明的又一个示例性实施方式中，一种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存 器、用于通过与贮存器流体连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料的燃料泵、以及与燃料 管道流体连通的燃料滤清器，该滤清器包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回燃料 管道的燃料进口和燃料出口。电磁波发生器设置在燃料进口附近以发射作用于燃料的高频 电磁波，从而减少悬浮在燃料中的蜡结晶物。本发明还提供以下方案。方案1 一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，包括电磁波发生器，构造成发射作用于燃料以加热并由此分解悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频电磁波。方案2 如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频电 磁波位于微波范围。方案3 如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动电磁波发生器的运行。方案4:如方案3所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳 定性的状态包括环境温度。方案5 如方案3所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳 定性的状态包括燃料温度。方案6 如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括其中 设置有所述电磁波发生器的燃料滤清器歧管。方案7 如方案1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频电 磁波具有从大约0. 3GHz至大约300GHz的频率，其波长处于大约1mm至大约lm的范围。方案8 —种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存器；燃料泵，其构造成通过与贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料贮存器抽取 燃料；与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括具有用于从燃料管道接收燃料并将燃 料送回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管；和与燃料滤清器歧管相连的电磁波发生器，其构造成发射作用于燃料的高频电磁 波，以加热并由此分解悬浮在燃料中的蜡结晶物。方案9 如方案8所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动所述电磁波发生器的运行。方案10 如方案9所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包 括环境温度。方案11 如方案9所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包 括燃料温度。方案12 如方案8所述的用于内燃机的燃料系统，其中所述高频电磁波处于从大 约0. 3GHz至大约300GHz的微波频率范围，其波长处于大约1mm至大约lm的范围。方案13 —种用于内燃机的燃料系统，包括燃料贮存器；燃料泵，其构造成通过与所述贮存器和所述燃料泵流体连通的燃料管道从燃料贮 存器抽取燃料；与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料 送回燃料管道的燃料进口和燃料出口 ；和电磁波发生器，其设置在燃料进口附近并构造成发射作用于燃料的高频电磁波， 以加热悬浮在燃料中的蜡结晶物。方案14 如方案13所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括燃料歧管，其构造成将所述电磁波发生器容纳其中、位于所述燃料滤清器上游并与燃料管道流体连通。方案15 如方案13所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态启动电磁波发生器的运行。方案16 如方案15所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包 括环境温度。方案17 如方案15所述的用于内燃机的燃料系统，其中影响燃料稳定性的状态包 括燃料温度。方案18 如方案13所述的用于内燃机的燃料系统，其中所述电磁波发生器可操作 以发射位于微波范围内的电磁波。结合附图，通过以下对实施本发明的最佳方式的详细描述，将易于体现本发明的 上述特征和优点及其他特征和优点。
以下对实施方式的详细说明，仅通过示例的方式体现其它的目的、特征、优点和细 节，详细说明部分参考如下附图图1是用于实施本发明的内燃机的燃料系统的示意图；和图2是用于实施本发明的内燃机的燃料系统的第二实施方式的示意图。
具体实施例方式根据本发明的一示例性实施方式，用于如柴油机12这样的内燃机中的燃料系统 10在图1中示出。该燃料系统10包括燃料箱14和构造成将燃料从燃料箱14输送至燃料 系统10各部件的燃料管道16。与燃料管道相连的是燃料泵18，其构造成从燃料箱14抽取 燃料并将燃料加压至可被燃料喷射器(未示出)喷射入柴油机12的适当水平。燃料回流 管路19使过多的燃料从该燃料喷射器返回到该燃料箱14。与燃料管道16相连的还有燃 料滤清器总成20。该燃料滤清器总成20可包括具有与燃料管道16流体连通的进口 24和 出口 26的燃料歧管22。燃料滤清器罩28构造成附接于燃料歧管22并具有与燃料歧管22 的进口 24和出口 26流体连通的进口 30和出32。燃料滤清器罩38可以永久地附接于燃 料滤清器歧管22，例如通过焊接或类似的方式，或者为了便于更换燃料滤清器罩38也可以 是可拆卸的。当附接于燃料歧管22时，燃料滤清器罩28以及与其依次相连的进口和出口 24,26限定出用于燃料34通过燃料滤清器总成20的燃料通道。燃料滤清器罩28中布置有滤清器元件36。滤清器元件可以是纤维、纸、丝网或其 它适于去除悬浮在燃料34中的污染物的结构或材料。该滤清器元件36布置在燃料滤清器 罩28内部位于进口 30和出口 32之间，以使得流过燃料滤清器总成20的燃料34从滤清器 进口 30流至滤清器出口 32时必然穿过该滤清器元件。在一个非限制性的实施方式中，电磁波发生器38构造成安装在燃料歧管22中。该 电磁波发生器构造成在通过控制器42启动时发射高频电磁波。在一个非限制性的实施方 式中，该高频电磁波处于的微波范围可包括从大约0. 3GHz至大约300GHz的范围、波长从大 约1mm至大约lm的范围，如以下进一步细节所描述的那样，可选择实际频率以用于有效加 热悬浮在燃料中的蜡结晶物。该电磁波发生器38优选地邻近于或紧靠燃料歧管22的进口
524安装，从而使得高频电磁波作用于驻留在燃料歧管中的燃料34，以在蜡结晶物进入燃料 滤清器罩28之前加热并从而分解或熔化该蜡结晶物。由于产生位于该微波范围的波所需 的较高功率需求，该电磁发生器可以设置成直接与该歧管22中的燃料34流体接触以改善 对悬浮其中的蜡结晶物的加热。通过该电磁波发生器38发射的高频电磁波所致使的蜡结 晶物的减少，防止了燃料滤清器元件36的堵塞，并因此允许燃料34至柴油机12的燃料系 统的无限制流动。电磁辐射的应用显著地减少了约的采用传统燃料加热方法所需要的 燃料加热时间。另外，通过直接加热蜡结晶物所致使的蜡结晶物的减少更为直接，因为该方 法不需要像采用传统的燃料系统加热器那样通过加热液态燃料来将热量传递给蜡结晶物。电磁波发生器38的运行，可基于通过温度传感器46测定的环境温度、通过温度传 感器48测定的燃料箱14中的燃料温度或通过会影响与燃料中产生析蜡有关的燃料34稳 定性的其它状态，由控制器42来启动。如果控制器42测定出燃料位于或低于可能出现燃 料析蜡的预定温度，则通过控制器启动电磁波发生器38，悬浮于进入燃料滤清器总成20的 燃料34中的燃料结晶物将受到高频波的加热。在如图2所示的本发明的另一实施方式中，相同的数字用来表示已描述过的相同 结构特征，电磁波发生器38构造成安装在与燃料管道16相连的换能器歧管44中。该换能 器歧管44优选位于，紧靠燃料滤清器罩28的进口 30上游的位置。如所示的那样，电磁波 发生器构造成在通过控制器42启动时发射高频电磁波。在一非限制性实施方式中，高频电 磁波处于的微波范围可包括从大约0. 3GHz至大约300GHz的范围、波长从大约1mm至大约 lm的范围，可选择实际频率以用于有效加热悬浮在燃料中的蜡结晶物。该高频电磁波作用 于驻留在直接位于燃料滤清器罩28的进口 30上游的换能器歧管44中的燃料34，以在悬浮 于燃料中的蜡结晶物进入燃料滤清器20之前加热并从而减少或分解该蜡结晶物。通过由 电磁波发生器38发射的高频电磁波进行加热所致使的蜡结晶物的减小，防止了燃料滤清 器元件36的堵塞，并由此允许燃料34至柴油机12的燃料系统的无限制流动。尽管已经参考示例性实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应当认为 在不脱离本发明范围的情况下可对其做出各种改变并且等价物可替代其元件。另外，在不 脱离本发明实质范围的情况下基于本发明的教导可进行许多修改以适应特定的情况或材 料。因此，本发明并不旨在局限于作为实施本发明的最佳方式进行描述的特定实施方式，本 发明将包括落入本发明应用范围的所有实施方式。
权利要求
一种用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，包括电磁波发生器，构造成发射作用于燃料以加热并由此分解悬浮在燃料中的蜡结晶物的高频电磁波。
2.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频电磁波 位于微波范围。
3.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括 控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动电磁波发生器的运行。
4.如权利要求3所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性 的状态包括环境温度。
5.如权利要求3所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中影响燃料稳定性 的状态包括燃料温度。
6.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，进一步包括其中设置 有所述电磁波发生器的燃料滤清器歧管。
7.如权利要求1所述的用于过滤内燃机燃料的燃料滤清器总成，其中所述高频电磁波 具有从大约0. 3GHz至大约300GHz的频率，其波长处于大约1mm至大约lm的范围。
8.一种用于内燃机的燃料系统，包括 燃料贮存器；燃料泵，其构造成通过与贮存器和燃料泵流动连通的燃料管道从燃料贮存器抽取燃料；与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括具有用于从燃料管道接收燃料并将燃料送 回燃料管道的燃料进口和燃料出口的燃料歧管；和与燃料滤清器歧管相连的电磁波发生器，其构造成发射作用于燃料的高频电磁波，以 加热并由此分解悬浮在燃料中的蜡结晶物。
9.如权利要求8所述的用于内燃机的燃料系统，进一步包括控制器，构造成基于影响燃料稳定性的状态来启动所述电磁波发生器的运行。
10.一种用于内燃机的燃料系统，包括 燃料贮存器；燃料泵，其构造成通过与所述贮存器和所述燃料泵流体连通的燃料管道从燃料贮存器 抽取燃料；与燃料管道流体连通的燃料滤清器，其包括用于从燃料管道接收燃料以及将燃料送回 燃料管道的燃料进口和燃料出口 ；和电磁波发生器，其设置在燃料进口附近并构造成发射作用于燃料的高频电磁波，以加 热悬浮在燃料中的蜡结晶物。
全文摘要
本发明涉及用于减少燃料析蜡的装置。一种燃料滤清器，构造成用于内燃机的燃料过滤并与构造成发射高频电磁波的电磁波发生器相连，该高频电磁波作用于该燃料以加热并因此熔化悬浮在燃料中的蜡结晶物。
文档编号F02M27/04GK101858286SQ20101016443
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月9日 优先权日2009年4月10日
发明者T·J·库欣 申请人:通用汽车环球科技运作公司