(57)【要約】【課題】改良された熱伝達特性を有する燃料加熱装置を提供する。【解決手段】フィルタ装置は、燃料加熱装置の下流に設けられ、燃料から異物を除去する沈降部および／または濾過部を備える。燃料加熱装置７は、燃料が流される空洞１２を区画形成する絶縁管１１と、空洞１２の中に配置され、電力を供給されて発熱するヒータ素子１３と、空洞１２の中に配置され、ヒータ素子１３の両面に配置されて、ヒータ素子１３が発生した熱を伝える熱伝達部材１４とを備える。熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３の表面に沿って広がる板状のベース部１５と、ベース部１５から空洞１２の中に向けて延び出しており、燃料が流されるときに燃料と熱交換するフィン部１６とを有する。フィン部１６は、燃料が通ることができる連通部１８を区画形成している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加熱する燃料加熱装置において、
電力を供給されて発熱するヒータ素子（１３）と、
前記ヒータ素子の両面に配置されて、前記ヒータ素子が発生した熱を伝える熱伝達部材（１４）とを備え、
前記熱伝達部材は、
前記ヒータ素子の表面に沿って広がる板状のベース部（１５）と、
前記ベース部から前記燃料の通路の中に延び出しており、前記燃料と熱交換するフィン部（１６）とを有し、
前記フィン部は、前記フィン部の両側に前記燃料の通路を区画形成しており、それら両側の通路を連通する連通部（１８）を区画形成している燃料加熱装置。
【請求項２】
前記燃料から異物を除去する沈降部（２）および／または濾過部（３）の上流側に設けられている請求項１に記載の燃料加熱装置。
【請求項３】
前記燃料が流される空洞（１２）を区画形成する電気絶縁性の絶縁管（１１）を備え、
前記空洞の中に、前記ヒータ素子と前記熱伝達部材とが配置されている請求項１または請求項２に記載の燃料加熱装置。
【請求項４】
前記ヒータ素子は、前記燃料の通路を断面において２分するように中央に配置されており、さらに前記燃料の流れ方向（ＦＤ）に沿って延びるように配置されており、
前記熱伝達部材は、
前記ヒータ素子の一方の面に配置された第１熱伝達部材（１４ａ）と、
前記ヒータ素子の他方の面に配置された第２熱伝達部材（１４ｂ）とを有し、
前記第１熱伝達部材と前記第２熱伝達部材との両方が、前記ベース部と前記フィン部とを有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の燃料加熱装置。
【請求項５】
前記熱伝達部材は、複数の前記フィン部を有し、
複数の前記フィン部は、前記燃料の流れ方向（ＦＤ）に沿って配置されており、前記連通部は、複数の前記フィン部の間に区画形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の燃料加熱装置。
【請求項６】
複数の前記フィン部は、前記燃料の流れ方向に沿ってフィン列（１９）を形成するように配置されている請求項５に記載の燃料加熱装置。
【請求項７】
前記フィン列は、前記燃料の流れ方向に対して傾斜している請求項６に記載の燃料加熱装置。
【請求項８】
複数の前記フィン部は、前記燃料の流れ方向に沿って複数のフィン列（１９）を形成するように配置されている請求項５から請求項７のいずれかに記載の燃料加熱装置。
【請求項９】
複数の前記フィン列は、前記燃料の流れ方向に沿って通路断面が縮小する縮小通路（１７ａ）と、前記燃料の流れ方向に沿って通路断面が拡大する拡大通路（１７ｂ）とを区画形成するように、前記ベース部に配置されている請求項８に記載の燃料加熱装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の燃料加熱装置、および
前記燃料加熱装置の下流に設けられ、前記燃料から異物を除去する沈降部（２）および／または濾過部（３）を備えるフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、燃料加熱装置およびフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−特許文献３は、燃料を加熱するための燃料加熱装置を開示する。これらには、燃料の通路の長手方向に沿って配置された細長い装置が開示されている。しかも、特許文献１は、複数のリブを備える熱伝達部材を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６４９３５０８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００３７９６７号明細書
【特許文献３】米国特許第６４０２９４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の熱伝達部材では、熱源の熱を、燃料に向けて十分に伝えることができない場合がある。特に、燃料の流れに沿って、長く延びるリブは、期待ほどに熱を伝達できない場合がある。リブに沿って燃料が流れる場合、燃料の温度が徐々に上昇する。このため、燃料の流れの下流では、リブに接する燃料に追加の熱が伝達されにくくなる。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、燃料加熱装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、改良された熱伝達特性を有する燃料加熱装置を提供することである。
【０００６】
開示される他のひとつの目的は、小型でありながら、高い加熱性能を有する燃料加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この開示により、燃料を加熱する燃料加熱装置が提供される。燃料加熱装置は、電力を供給されて発熱するヒータ素子（１３）と、ヒータ素子の両面に配置されて、ヒータ素子が発生した熱を伝える熱伝達部材（１４）とを備える。熱伝達部材は、ヒータ素子の表面に沿って広がる板状のベース部（１５）と、ベース部から燃料の通路の中に延び出しており、燃料と熱交換するフィン部（１６）とを有する。フィン部は、フィン部の両側に燃料の通路を区画形成しており、それら両側の通路を連通する連通部（１８）を区画形成している。
【０００８】
開示される燃料加熱装置によると、ヒータ素子の両面に熱伝達部材が配置される。このため、ヒータ素子の両面から燃料を加熱することができる。熱伝達部材は、燃料と熱交換するためのフィン部を有する。しかも、フィン部は、燃料が通ることができる連通部を有する。燃料とフィン部が熱交換することにより、燃料には温度境界層が形成される。しかし、連通部は、温度境界層の成長を抑制する。このため、連通部の下流において、フィン部による熱交換を促進することができる。
【０００９】
この開示により、フィルタ装置が提供される。フィルタ装置は、上記燃料加熱装置の下流に設けられ、燃料から異物を除去する沈降部（２）および／または濾過部（３）を備える。
【００１０】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る燃料供給装置の断面図である。
【図２】第１実施形態の燃料加熱装置の断面図である。
【図３】第１実施形態の燃料加熱装置の斜視図である。
【図４】第１実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【図５】第２実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【図６】第３実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【図７】第４実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【図８】第５実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【図９】第６実施形態の燃料加熱装置を示す断面図である。
【図１０】第７実施形態の燃料加熱装置を示す断面図である。
【図１１】第８実施形態の熱交換部材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１３】
第１実施形態
図１は、燃料通路に配置されるフィルタ装置１を示す。フィルタ装置１は、燃料供給装置の一部である。燃料供給装置は、燃料消費装置の一例としての内燃機関に燃料を供給する。燃料供給装置は、寒冷地においても使用される場合がある。この実施形態では、燃料供給装置は、移動体の動力源としての内燃機関に燃料を供給する。移動体は、車両、船舶、または航空機である。季節、または移動体の移動により、燃料供給装置が寒冷な環境に置かれると、燃料の一部成分が固形化する場合がある。例えば、ディーゼル燃料、バイオ燃料など多様な燃料において、固形化、ワックス化が知られている。
【００１４】
フィルタ装置１は、燃料タンクから供給される燃料から異物を除去する異物除去装置を提供する。フィルタ装置１は、燃料に混入している水分を重力によって沈降させる沈降部２を有する。沈降部２は、水分の凝集を促進するための濾材を有していてもよい。フィルタ装置１は、濾材による濾過によって固体の異物を除去する濾過部３を有する。
【００１５】
フィルタ装置１は、燃料入口４から燃料を受け入れる。フィルタ装置１は、沈降部２によって燃料から水分を除去した後に、濾過部３によって燃料から固形の異物を除去する。フィルタ装置１は、燃料出口５から燃料噴射装置へ燃料を供給する。沈降部２は、濾過部３の上流側に配置されている。なお、沈降部２は、濾過部３の下流側に配置されていてもよい。
【００１６】
フィルタ装置１は、燃料通路を区画形成するための入口管６を有する。入口管６は、燃料入口４から延びている。入口管６は、沈降部２および濾過部３の上流側に設けられている。入口管６の一部は、フィルタ装置１の本体ハウジングから外側へ延び出している。入口管６の一部は、フィルタ装置１の本体ハウジングの中にも延びている。
【００１７】
フィルタ装置１は、燃料加熱装置７を有する。燃料加熱装置７は、燃料が流される経路に設けられている。燃料から異物を除去する沈降部２および／または濾過部３は、燃料加熱装置７の下流に設けられている。
【００１８】
燃料加熱装置７は、燃料が流される通路の長手方向に沿って細長く延びている。燃料加熱装置７は、細長い棒状である。燃料加熱装置７は、入口管６の中に収容されている。燃料加熱装置７の一部は、入口管６からフィルタ装置１の本体ハウジングの中に到達していてもよい。燃料加熱装置７が活性化されると、燃料加熱装置７を通過する燃料が加熱される。燃料加熱装置７は、濾過部３に供給される燃料を加熱する。このため、固形化、またはワックス化した燃料成分に起因する濾過部３の目詰りが抑制される。
【００１９】
フィルタ装置１は、ドレン出口８を有する。ドレン出口８は、沈降部２によって分離された水などの異物を排出するために利用される。ドレン出口８は、作業者による手動、または制御装置による自動によって開閉される。フィルタ装置１は、フロートセンサ９を有する。フロートセンサ９は、沈降部２によって分離された水量を検出する。水は、沈降部２の中に溜まり、燃料と水の界面を形成する。フロートセンサ９は、水に浮き、燃料に沈むフロートにより界面の高さを検出する。フロートセンサ９は、直接的に、または間接的に、ドレン出口８を利用した水の排出を、利用者に対して促す。
【００２０】
燃料加熱装置７は、低温環境の検出に応答して、または濾過部３の目詰まりに応答して、活性化される。ひとつの例では、外気温度または燃料温度に関連する温度が所定温度より低下したことを制御装置が電気的に検出すると、燃料加熱装置７に電力が供給され、燃料が加熱される。他の例では、濾過部３の目詰まりが制御装置によって検出されると、燃料加熱装置７に電力が供給され、燃料が加熱される。燃料加熱装置７の温度は、そこを通過する燃料を所定温度に加熱するように調節される。ひとつの例では、燃料加熱装置７に使用されるヒータチップ、例えば正温度特性（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）ヒータチップにより、温度は自己調節される。他の例では、温度センサを備える制御装置によりフィードバック制御が実行される。
【００２１】
なお、電気的な制御装置は、コンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。制御装置がコンピュータにより提供される場合、制御装置は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備える。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。
【００２２】
図２において、燃料加熱装置７は、ヒータ部１０と、電気接続部２０とを有する。ヒータ部１０は、燃料の経路に沿って長く延びている。ヒータ部１０は、およそ柱状の形状である。ヒータ部１０は、電気接続部２０から燃料の経路に沿って長く延びている。ヒータ部１０は、入口管６の中に設けられている。電気接続部２０は、燃料の経路に設けられた部分である。電気接続部２０は、入口管６に設けられている。電気接続部２０は、内部に燃料の経路を提供している。電気接続部２０は、燃料の経路を区画する部材を貫通している。電気接続部２０は、ヒータ部１０に電力を供給する。
【００２３】
ヒータ部１０は、電気絶縁性の絶縁管１１を有する。絶縁管１１は、入口管６の中に設けられている。この実施形態では、入口管６は、アルミニウム製のダイカスト部品である。絶縁管１１は、入口管６では提供できない電気的な絶縁を提供する。絶縁管１１は、筒状である。絶縁管１１は、内部に空洞１２を区画形成する。空洞１２は、燃料が流される通路を提供する。絶縁管１１は、後述の部品を保持し、固定するための保持部材でもある。絶縁管１１によって入口管６が提供されてもよい。入口管６が電気絶縁性の樹脂製である場合、絶縁管１１を省略することができる。
【００２４】
ヒータ部１０は、ヒータ素子１３を有する。ヒータ素子１３は、ＰＴＣ材料製のヒータチップである。ヒータ素子１３は、電力を供給されて発熱する。ヒータ部１０は、複数のヒータ素子１３を有する。複数のヒータ素子１３は、燃料の流れ方向ＦＤに沿って並べられている。この実施形態では、ヒータ素子１３は、扁平な直方体である。なお、ヒータ素子１３は、ひとつでもよい。ヒータ素子１３は、扁平な円板、または環状でもよい。
【００２５】
ヒータ部１０は、ひとつまたは複数の熱伝達部材１４を有する。この実施形態では、ヒータ部１０は、２つの熱伝達部材１４を有する。２つの熱伝達部材１４は、似た形状を有する。２つの熱伝達部材１４を識別する場合、それらは第１熱伝達部材１４ａ、および第２熱伝達部材１４ｂと呼ばれる。２つの熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３の両面に配置されている。熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３が発生した熱を伝える。熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３に通電するための導電部材である。また、熱伝達部材１４は、燃料と熱交換する熱交換部材でもある。熱伝達部材１４は、複数のヒータ素子１３を所定の位置に位置付けている。
【００２６】
電気接続部２０は、環状のホルダ２１を有する。ホルダ２１は、筒状の部材でもある。ホルダ２１は、入口管６に接続可能である。ホルダ２１は、内部に燃料の通路２２を区画形成している。ホルダ２１は、ヒータ部１０に電力を供給するための電極２３、２４を有する。電極２３、２４は、ホルダ２１を貫通して配置されている。電極２３は、一方の熱伝達部材１４に電気的に接続される。電極２４は、他方の熱伝達部材１４に電気的に接続される。
【００２７】
電気接続部２０は、制御装置２５を有する。制御装置２５は、サーモスタット回路、または温度センサを含むフィードバック制御回路である。制御装置２５は、所定の低温閾値になると、電極２３、２４を経由するヒータ部１０への電力供給を行う。制御装置２５は、所定の高温閾値になると、電極２３、２４を経由するヒータ部１０への電力供給を遮断する。この結果、ヒータ部１０による加熱が所定温度に制御される。なお、制御装置２５は、ヒータ部１０への通電量を連続的に、または段階的に調節してもよい。
【００２８】
燃料加熱装置７の製造方法は、複数のヒータ素子１３と、２つの熱伝達部材１４とを組み合わせる段階を含む。この段階では、２つの熱伝達部材１４の間に、複数のヒータ素子１３が配置される。燃料加熱装置７の製造方法は、絶縁管１１の中に、２つの熱伝達部材１４と、複数のヒータ素子１３とを配置する段階を含む。この段階では、絶縁管１１の中で、複数のヒータ素子１３に、２つの熱伝達部材１４が押し付けられる。これにより、電気的な接続と、熱的な接触とが得られる。複数のヒータ素子１３と、熱伝達部材１４とは、絶縁管１１の中の空洞１２の中で、組み立てられる。空洞は、燃料通路を提供する。よって、ヒータ部１０は、空洞１２を通過する燃料を加熱する。燃料加熱装置７の製造方法は、ヒータ部１０と、電気接続部２０とを組み合わせる段階を含む。この段階では、熱伝達部材１４と電極２３、２４とが電気的に接続される。
【００２９】
図３は、ヒータ部１０の斜視図である。絶縁管１１の中に、ヒータ素子１３と、第１熱伝達部材１４ａと、第２熱伝達部材１４ｂとが挿入されている。複数のヒータ素子１３は、燃料の流れ方向ＦＤに沿って並んでいる。第１熱伝達部材１４ａと、第２熱伝達部材１４ｂとは、類似の形状を有しているので、熱伝達部材１４と総称して説明する。流れ方向ＦＤは、ヒータ部１０の奥行方向ＤＤに相当する。ヒータ素子１３と、熱伝達部材１４との積層方向は、厚さ方向ＴＤである。ヒータ素子１３の最も大きい面は、幅方向ＷＤに広がっている。厚さ方向ＴＤと幅方向ＷＤとは、入れ替えることができる。
【００３０】
複数のヒータ素子１３は、燃料の通路を断面において２分するように中央に配置されている。複数のヒータ素子１３は、さらに、燃料の流れ方向ＦＤに沿って延びるように配置されている。
【００３１】
熱伝達部材１４は、熱伝導性と、導電性との両方において優れた材料製である。熱伝達部材１４は、例えば、アルミニウム、銅、または合金などの金属製である。熱伝達部材１４は、プレス、切削などの機械加工、または型を使う成型により製造される。
【００３２】
熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３の最も大きい面と平行なベース部１５を有する。ベース部１５は、板状である。ベース部１５は、幅方向ＷＤと奥行方向ＤＤとに沿って広がっている。ベース部１５は、ヒータ素子１３の表面に沿って広がっている。
【００３３】
熱伝達部材１４は、フィン部１６を有する。フィン部１６は、ベース部１５から燃料の通路の中へ延び出している。フィン部１６は、フィン部１６の両側に燃料の通路を区画形成している。熱伝達部材１４は、複数のフィン部１６を有する。フィン部１６は、ベース部１５から厚さ方向ＴＤに沿って延び出している。フィン部１６は、燃料の通路を残すように形成されている。フィン部１６は、幅方向ＷＤに薄い厚さを有する。フィン部１６は、奥行方向ＤＤに沿って長く延びている。フィン部１６は、薄い板状である。フィン部１６は、厚さ方向ＴＤと奥行方向ＤＤとに沿って広がる最も広い面を提供する。
【００３４】
熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３の一方の面に配置された第１熱伝達部材１４ａを有する。熱伝達部材１４は、ヒータ素子１３の他方の面に配置された第２熱伝達部材１４ｂを有する。第１熱伝達部材１４ａと第２熱伝達部材１４ｂとの両方が、ベース部１５とフィン部１６とを有する。
【００３５】
複数のフィン部１６は、流れ方向ＦＤに関して、一連のフィン列１９を形成するように配置されている。熱伝達部材１４は、複数のフィン列１９を有する。図示の例では、ひとつのフィン列１９には、４つのフィン部１６が含まれている。複数のフィン部１６は、流れ方向ＦＤに沿って延びる燃料通路１７を形成するように配置されている。言い換えると、２つのフィン列１９の間に燃料通路１７が形成されている。熱伝達部材１４は、複数の燃料通路１７を区画形成している。図示の例では、６つのフィン列１９の間に５つの燃料通路１７が区画形成されている。６つのフィン列１９は、それらの両端を含めて７つの燃料通路を区画形成している。
【００３６】
複数のフィン列１９は、縮小通路１７ａと拡大通路１７ｂとを区画形成するように、ベース部１５に配置されている。縮小通路１７ａは、燃料の流れ方向ＦＤに沿って通路断面が縮小する。拡大通路１７ｂは、燃料の流れ方向ＦＤに沿って通路断面が拡大する。この結果、複数の燃料通路１７は、縮小通路１７ａと、拡大通路１７ｂとを有する。ひとつの縮小通路１７ａは、上流端において幅Ｄ１を有し、下流端において幅Ｄ２を有する。縮小通路１７ａと、拡大通路１７ｂとは、相似である。縮小通路１７ａと、拡大通路１７ｂとは、幅方向ＷＤに関して交互に形成されている。
【００３７】
さらに、複数のフィン部１６は、流れ方向ＦＤにおいて隣接する２つの燃料通路１７を幅方向ＷＤに連通する連通部１８を形成するように配置されている。言い換えると、流れ方向ＦＤに沿って並ぶ２つのフィン部１６の間には、連通部１８が形成されている。連通部１８は、フィン部１６の流れ方向ＦＤ、すなわち奥行方向ＤＤに関する長さを規定している。フィン部１６は、フィン部１６の幅方向ＷＤにおける両側に燃料の通路を区画形成しており、連通部１８は、それら両側の通路を連通している。
【００３８】
図４は、図３の矢印ＩＶに沿って見た平面図である。ひとつのフィン部１６は、流れ方向ＦＤに沿って長手方向を有する長方形の断面形状を有する。フィン部１６は、燃料の流れの中において、図示される長方形の断面形状を有している。燃料は、この長方形のフィン部１６の周りを流れる。フィン部１６は、ベース部１５の１／５より長いが、１／４には満たない比較的長い長方形である。
【００３９】
フィン列１９は、燃料の流れ方向ＦＤに対して傾斜している。隣接する２つのフィン列１９は、縮小通路１７ａ、または拡大通路１７ｂを区画形成するために、互いに傾斜角Ｒ１だけ傾斜している。ひとつのフィン列１９の両側に、縮小通路１７ａと、拡大通路１７ｂとが、それぞれに、位置している。熱伝達部材１４の幅方向ＷＤにおける両端のフィン列１９は、内側に縮小通路１７ａを区画している。
【００４０】
空洞１２に流れ込んだ燃料は、流れ方向ＦＤに沿って熱伝達部材１４の上を流れる。第１熱伝達部材１４ａに沿って流れる燃料は、第１熱伝達部材１４ａと熱交換する。第２熱伝達部材１４ｂに沿って流れる燃料は、第２熱伝達部材１４ｂと熱交換する。ヒータ素子１３は、その両面から、第１熱伝達部材１４ａおよび第２熱伝達部材１４ｂを経由して放熱する。この結果、燃料は、ヒータ素子１３の両面において、加熱される。
【００４１】
少なくとも一部の燃料は、連通部１８を通る。連通部１８は、流れ方向ＦＤにおけるフィン部１６の長さＬ１６を、ベース部１５の全長より短く規定する。短いフィン部１６は、温度境界層の成長を抑制する。ひとつのフィン部１６が、フィン列１９に相当する長さを有する場合、温度境界層の成長は、熱交換を妨げる。これに対して、連通部１８は、新たな温度境界層の生成を促す。このため、連通部１８によって区分された複数のフィン部１６は、高い熱交換効率を提供する。ひとつのフィン部１６の傾斜は、そのフィン部１６に起因する温度境界層の成長を抑制する。また、フィン列１９の傾斜は、そのフィン列１９に起因する温度境界層の成長を抑制する。さらに、複数のフィン部１６または複数のフィン列１９の間の縮小通路１７ａまたは拡大通路１７ｂも、温度境界層の抑制に貢献する。
【００４２】
縮小通路１７ａから、拡大通路１７ｂへ向けて、連通部１８を流れる燃料は、流れ方向ＦＤと交差する。このため、連通部１８を流れる燃料は、フィン部１６による熱交換効率を高めるために貢献する。また、連通部１８を流れる燃料は、フィン部１６の表面における温度境界層を抑制するか、減少させるから、フィン部１６による熱交換効率を高めるために貢献する。
【００４３】
ひとつのフィン列１９は、流れ方向ＦＤに沿って、複数の連通部１８を有する。複数の連通部１８は、ベース部１５の全長にわたって分散している。複数の連通部１８の間隔は、等しい。このため、ひとつのフィン列１９において、温度境界層の生成と成長とが繰り返される。
【００４４】
ひとつのフィン列１９は、４つのフィン部１６を有し、それらの間には、３つの連通部１８が設けられている。連通部１８の数は、製造上の問題と、熱交換効率とに基いて設定される。例えば、連通部１８の数の増加は、熱交換効率を上昇させるが、その一方で、加工工数の増加、または製造の困難さを増加させる。ヒータ部１０は、流れ方向ＦＤに沿って３つのヒータ素子１３を有する。このため、複数のヒータ素子１３のピッチと、複数のフィン部１６のピッチとは、不一致である。複数のヒータ素子１３は、部分的な電気接続抵抗の増加、または部分的な熱接触抵抗の増加があっても、残る部分による電力の供給と、熱伝達とを可能とする。
【００４５】
以上に述べたように、この実施形態では、複数のヒータ素子１３によって、流れ方向ＦＤに沿って、燃料を徐々に加熱することができる。この実施形態では、ヒータ素子１３の両面において燃料が加熱される。この実施形態では、フィン列１９が傾斜しているので、フィン列１９に沿って生じる温度境界層の成長が抑制される。この実施形態では、フィン列１９が傾斜しているので、連通部１８を通る燃料の流れが生じる。連通部１８を通る燃料の流れは、熱交換効率を高める。この実施形態では、複数のフィン列１９は、縮小通路１７ａと拡大通路１７ｂとをひとつのフィン列１９の両側に区画形成する。このため、連通部１８を通る燃料の流れが促進される。この実施形態では、ひとつのフィン列１９における温度境界層の成長が抑制される。このため、高い熱交換効率が得られる。この実施形態では、フィン部１６によって、圧力損失が低い燃料加熱装置７が提供される。
【００４６】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱伝達部材１４は、比較的長いフィン部１６を有する。これに代えて、熱伝達部材１４は、長さが短いフィン部１６を有していてもよい。言い換えると、３つを超える多数の連通部１８が設けられていてもよい。さらに、連通部１８は、燃料の流れ方向ＦＤに沿うように傾斜した面によって区画されていてもよい。
【００４７】
図５に図示されるように、熱伝達部材１４は、複数のフィン部１６を有する。フィン部１６は、平行四辺形２３１の断面形状を有する。この平行四辺形２３１は、流れ方向ＦＤに沿って、縮小通路１７ａから、拡大通路１７ｂへ向けて傾斜している。平行四辺形２３１のフィン部１６は、短い長さＬ２３１を有する。長さＬ２３１は、長さＬ１６の１／２より短い。ひとつのフィン列１９には、複数のフィン部１６が設けられている。平行四辺形２３１のフィン部１６は、燃料の流れ方向ＦＤに沿うように傾斜角ＬＶ２３１だけ傾斜している。この結果、連通部１８は、平行四辺形２３１の斜面によって区画形成されている。斜めの連通部１８は、ルーバ形状とも呼ばれる。この実施形態によると、連通部１８を通る燃料の流れが促進される。また、多数の連通部１８は、ひとつのフィン列１９における温度境界層の成長を抑制する。この形状は、熱伝達部材１４による熱交換効率の向上に貢献する。
【００４８】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数のフィン列１９が傾斜している。これに代えて、複数のフィン部１６は、互いに平行な複数のフィン列１９を形成するように配列されていてもよい。
【００４９】
図６に図示されるように、熱伝達部材１４は、複数のフィン部１６を有する。フィン部１６は、流れ方向ＦＤに沿って長手方向を有する長方形３３２の断面を有する。この実施形態でも、複数の連通部１８は、ひとつのフィン列１９における温度境界層の成長を抑制する。また、連通部１８を通る燃料の流れも得られる。この実施形態によると、熱伝達部材１４は、高い熱交換効率を提供する。
【００５０】
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、複数のフィン部１６は、平行四辺形４３３の断面を有する。
【００５１】
図７に図示されるように、熱伝達部材１４は、複数のフィン部１６を有する。フィン部１６は、平行四辺形４３３の断面を有する。この平行四辺形４３３は、流れ方向ＦＤに沿って、下流に向けて傾斜している。平行四辺形４３３は、傾斜角ＬＶ４３３だけ傾斜している。
【００５２】
熱伝達部材１４の上に形成された複数のフィン列１９は、傾斜角ＬＶ４３３が、熱伝達部材１４の幅方向ＷＤにおける中央を指向するように配置されている。言い換えると、複数のフィン列１９は、平行四辺形４３３が幅方向ＷＤに関して対称となるように配置されている。これにより、燃料は、連通部１８を通して中央に向けて案内される。この結果、熱伝達部材１４の上における中央部で燃料の流速が速くなる。熱伝達部材１４の中央付近に表れるヒータ素子１３の熱によって燃料が効率的に加熱される場合がある。
【００５３】
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、複数のフィン部１６は、長方形５３４の断面を有する。
【００５４】
図８に図示されるように、熱伝達部材１４は、複数のフィン部１６を有する。この実施形態では、燃料の流れ方向ＦＤに沿って、複数のフィン部１６が複数の行をなすように配置されている。ひとつのフィン部１６は、前列の複数のフィン部１６が形成する燃料通路１７の下流に位置している。言い換えると、ｎ行目のフィン部１６は、ｎ−１行の複数のフィン部１６が形成する燃料通路１７の下流に位置している。
【００５５】
この実施形態でも、複数の連通部１８は、ひとつのフィン列１９における温度境界層の成長を抑制する。また、連通部１８を通る燃料の流れも得られる。この実施例によると、熱伝達部材１４は、高い熱交換効率を提供する。
【００５６】
第６実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ヒータ素子１３と、熱伝達部材１４とが絶縁管１１の中に配置される。これに代えて、ヒータ素子１３と熱伝達部材１４との接触を確実にするための弾性部材が設けられてもよい。
【００５７】
図９に図示されるように、絶縁管１１は、内部に収容される部材に適合した断面形状を与えられている。一方の第１熱伝達部材１４ａと絶縁管１１との間には、弾性部材６３５が挿入されている。弾性部材６３５は、バネ鋼製の板バネによって提供されている。弾性部材６３５は、波状の部分を有している。弾性部材６３５は、絶縁管１１と第１熱伝達部材１４ａとの間に圧入されている。弾性部材６３５は、第１熱伝達部材１４ａと、ヒータ素子１３と、第２熱伝達部材１４ｂとを押し付けるように弾力性を発揮する。これにより、第１熱伝達部材１４ａと、ヒータ素子１３と、第２熱伝達部材１４ｂとの接触が確実になる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
第７実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、熱伝達部材１４がヒータ素子１３へ電力を供給する部材を提供している。これに代えて、熱伝達部材１４とは別体の部材によって、ヒータ素子１３へ電力を供給する部材を提供してもよい。
【００５９】
図１０に図示されるように、燃料加熱装置７は、電力供給用の電極板７３６、７３７を有する。電極板７３６は、第１熱伝達部材１４ａと複数のヒータ素子１３との間に配置されている。電極板７３７は、第２熱伝達部材１４ｂと複数のヒータ素子１３との間に配置されている。この実施形態によると、種々の要請に応じて熱伝達部材１４の材料を選定することができる。例えば、熱伝達部材１４は、熱の伝導、伝達に適した材料により提供することができる。電極板７３６、７３７は、電気抵抗が低い材料により提供することができる。また、熱伝達部材１４は、体積が大きいため、軽量な材料により提供することが望ましい。例えば、アルミニウム合金により熱伝達部材１４を提供し、銅合金により電極板７３６、７３７を提供することができる。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
第８実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ヒータ素子１３の片面にひとつの熱伝達部材１４を配置している。これに代えて、ヒータ素子１３の片面に配置されるひとつの熱伝達部材１４は、複数の部材によって提供されてもよい。例えば、直前の実施形態においては、ヒータ素子１３の片面に、複数の部材を配置することができる。
【００６１】
図１１に図示されるように、ひとつの熱伝達部材１４は、複数の部分部材８３８、８３９を有している。複数の部分部材８３８、８３９は、流れ方向ＦＤに沿って順に配置されている。この実施形態によると、複数の部分部材８３８、８３９によって、一連の熱伝達部材１４を提供することができる。例えば、３つ、４つなど多数の部分部材８３８、８３９を連結することが可能である。これらの構成によると、それぞれの部分部材８３８、８３９において、複数のヒータ素子１３との接触状態を管理することができる。
【００６２】
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００６３】
上記実施形態では、ベース部１５とフィン部１６とは、連続する金属材料によって一体に形成されている。これに代えて、ベース部１５とフィン部１６とは、別体でもよい。例えば、平板状のベース部１５に、波型に形成された金属板を接触、または接合してもよい。波型の金属板は、コルゲート板とも呼ばれる。また、コルゲート板には、複数の貫通穴を設けることによって複数の連通部を設けることができる。貫通穴は、スリット状であることが望ましい。また、コルゲート板は、弾力性を有しているから、ヒータ素子１３の両側における熱伝達部材１４の接触を確実にすることができる。
【００６４】
上記実施形態では、熱伝達部材１４は、流れ方向ＦＤに沿って広い面を有するフィン部１６を有する。これに代えて、ピン状、柱状など多様な形状のフィン部を採用することができる。ピン状、または柱状のフィン部１６は、温度境界層の成長を抑制するために貢献する。また、複数のフィン部１６は、燃料の流れに衝突しやすいように配置することができる。また、複数のフィン部１６は、流れ方向ＦＤに沿って密度勾配を提供するように配置されてもよい。複数のフィン部１６は、例えば、流れ方向ＦＤの上流で疎に、流れ方向ＦＤの下流で密に配置することができる。これにより、燃料と熱伝達部材１４との温度差の変化に対応して、熱伝達部材１４から燃料への熱伝達を促進することができる。
【００６５】
上記実施形態では、燃料加熱装置７は、フィルタ装置１から突き出して配置されている。これに代えて、燃料加熱装置７は、多様な配置が可能である。燃料加熱装置７は、フィルタ装置１の中に配置されていてもよい。燃料加熱装置７は、濾過部３を形成する筒状濾材の中に配置されてもよい。筒状濾材の中に、濾過前の通路が形成される場合、燃料加熱装置７は、その濾過前の通路の中に配置することができる。この場合、燃料加熱装置７の熱が濾材にも伝達される。また、燃料加熱装置７は、沈降部２の中に配置されてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、縮小通路１７ａおよび拡大通路１７ｂの両方が形成される。これに代えて、縮小通路１７ａまたは拡大通路１７ｂのいずれかひとつが形成されていてもよい。縮小通路１７ａまたは拡大通路１７ｂは、それを形成するフィン列１９における温度境界層の成長を抑制する。また、上記実施形態では、縮小通路１７ａおよび拡大通路１７ｂは、燃料の流れに対して並列に配置される。これに代えて、縮小通路１７ａおよび拡大通路１７ｂは、燃料の流れに対して直列に配置されてもよい。例えば、縮小通路１７ａの後に拡大通路１７ｂを配置してもよい。拡大通路１７ｂの後に縮小通路１７ａを配置してもよい。このような構成でも、それぞれのフィン列１９における温度境界層の成長が抑制される。また、上記第１実施形態では、流れ方向ＦＤに沿って燃料が流れる。これに代えて、流れ方向ＦＤとは逆に燃料を流してもよい。
【００６７】
上記実施形態では、複数のヒータ素子１３を２つの熱伝達部材１４または２つの電極板７３６、７３７の間に配置している。これに代えて、ひとつまたは複数のヒータ素子１３を２つの熱伝達部材１４または２つの電極板７３６、７３７の間に配置することによってひとつのヒータユニットを構成してもよい。この場合、複数のヒータユニットを燃料の流れ方向に直列に、または並列に配置してもよい。複数のヒータユニットは、電気的に直列に、または並列に接続される。このような構成によると、ひとつのヒータユニットの中においてヒータ素子１３との接触が確実に得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１  フィルタ装置、２  沈降部、３  濾過部、４  燃料入口、５  燃料出口、
６  入口管、７  燃料加熱装置、８  ドレン出口、９  フロートセンサ、
１０  ヒータ部、１１  絶縁管、１２  空洞、１３  ヒータ素子、
１４  熱伝達部材、１４ａ  第１熱伝達部材、１４ｂ  第２熱伝達部材、
１５  ベース部、１６  フィン部、１７  燃料通路、１７ａ  縮小通路、
１７ｂ  拡大通路、１８  連通部、１９  フィン列、２０  電気接続部、
２１  ホルダ、２２  通路、２３  電極、２４  電極、２５  制御装置、
ＴＤ  厚さ方向、ＷＤ  幅方向、ＤＤ  奥行方向、ＦＤ  流れ方向、
Ｄ１  幅、Ｄ２  幅、Ｒ１  傾斜角、Ｌ１６  長さ方向、
２３１  平行四辺形、Ｌ２３１  長さ、ＬＶ２３１  傾斜角、
３３２  長方形、４３３  平行四辺形、ＬＶ  ４３３  傾斜角、
５３５  長方形、６３５  弾性部材、７３６  電極板、７３７  電極板、
８３８  部分部材、８３９  部分部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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