CN100337021C - 内燃机蒸发排放物控制系统中所用的碳罐 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内燃机蒸发排放物控制系统中所用的碳罐，第一与第二腔同轴设置且具有相同的横截面积并分别装有第一、第二活性炭物质。在此第一与第二腔的各自第一端间设有迷宫式结构。由第二腔的第二端提供大气入口。在共轴设置的第一与第二腔旁侧设置的第三腔以其第一与第二端分别邻近第一与第二腔各自的第二端。第三腔中装入第三活性炭物质。第一腔的第二端与第三腔的第一端之间延伸的连接器通道使此两腔流体通连。第三腔的第二端提供了燃油蒸气入口，同时也提供了燃油蒸气出口。
Description
技术领域
本发明一般涉及内燃机蒸发排放物控制系统，具体涉及到可实际应用于此蒸发排放物控制系统中的碳罐。
背景技术
迄今，为了抑制内燃机驱动的机动车的大气污染，已提出过种种蒸发排放物控制系统并投入实用。其中的某些利用碳罐来捕获来自燃油箱的任何燃油蒸气(即HC)。这就是说，碳罐防止了燃油蒸气逸入大气。碳罐总体上说包括一内部充填有用以吸收燃油蒸气的活性炭物质的罐室。罐室的一端形成有大气入口而另一端形成有燃油蒸气入口与燃油蒸气出口。这三个口通过此活性炭物质中界定出的流道连通。
在发动机停止时，燃油箱的燃油蒸气经燃油蒸气入口进入该罐，并为活性炭物质吸收(捕获)。只有由此离开燃油蒸气的空气才通过大气入口排入大气。
另一方面，在发动机以罐清洗的方式运转时，则从发动机的进气系统通过燃油蒸气出口给罐内加一定的负压。这样，大气便通过大气入口引入到罐中，吸收所捕获的燃油蒸气并将其通过燃油蒸气出口带到发动机的进气系统的进气岐管。这样导引到进气岐管的燃油蒸气则成为进入发动机气缸而燃烧的空气/燃料混合物的部分。从罐中清洗捕获的燃油蒸气的作用即称作“清洗”。用于清洗该罐的空气(更确切地说，罐中所接收的活性炭物质)称之为“清洗空气”。
由于碳罐的特有结构，其中捕获的燃料蒸气的浓度分布特性是，燃油蒸气浓度随着趋近大气入口而降低。但由于其中有活性碳填塞于罐室中的连续空间内的罐的外形，会发生所谓的蒸气迁移现象，这是由于吸收平衡，使捕俘的燃油蒸气扩散而移向较低的浓度区即移向大气出口所致。这样，燃油蒸气便会随着时间的推移而发生漏泄到大气中的不利结果。
发明内容
为了解决燃油蒸气上述的有害泄漏，日本(公开)专利申请(Tokkai)2003-003914提出了一种改进的碳罐。它在引向大气入口的蒸气流道中设有第一与第二蒸气捕获室。但即便是这种改进了的碳罐也未能提供具有满意性能的蒸发排放物控制系统。事实上，该碳罐由于其第二蒸气捕获室的横截面积显著地小于第一蒸气捕获室的，因而在第一和第二室之间出现可观的压力损耗。
为此，本发明的一个目的在于提供用于汽车内燃机的没有上述缺点的蒸发排放物控制系统中的碳罐。
根据本发明，提供了这样一种用于汽车内燃机的蒸发排放物控制系统中的碳罐，其中将有害的蒸气迁移现象减至最少，同时使两个蒸气捕获室间的不利压降最小化。
根据本发明的第一方面，提供了这样一种用于汽车内燃机的蒸发排放物控制系统中的碳罐，此碳罐包括：共轴排列且具有基本相同横截面积的第一与第二腔；分别装盛于此第一与第二腔中的第一与第二活性炭物质；由此第二腔的第二端提供的大气入口；设在此共轴排列的第一与第二腔旁的第三腔，此第三腔以其第一端邻近第一腔的第二端而以其第二端邻近第二腔的第二端；装盛于第三腔中的第三活性炭物质；在第一腔的第二端与第三腔的第一端之间延伸的以在第一与第三腔之间提供流体连接的连接器通道；由第三腔的第二端提供的燃油蒸气入口；由第三腔的第二端提供的燃油蒸气出口，其特征在于：设在此第一与第二腔各自的第一端之间以使此第一与第二腔通过有限的流体连通而连接的迷宫式结构，此迷宫结构包含使第一与第二腔各自的第一端流体连接的锯齿形通道。
依据本发明的第二个方面，提供了这样一种由内燃机驱动的机动车的蒸发排放物控制系统，此系统包括：碳罐，其具有共轴排列的第一与第二腔，且这两腔的横截面积基本相同；分别装盛于此第一和第二腔中的第一和第二活性炭物质；设于此第一和第二腔各自第一端之间以使此第一与第二腔通过有限的流体连通而连接的迷宫式结构，由此第二腔的第二端提供的大气入口；设在此共轴排列的第一与第二腔旁的第三腔，此第三腔以其第一端邻近第一腔的第二端而以其第二端邻近第二腔的第二端；装盛于第三腔中的第三活性炭物质；在第一腔的第二端与第三腔的第一端之间延伸的以在第一与第三腔之间提供流体连接的连接器通道；由第三腔的第二端提供的燃油蒸气入口；由第三腔的第二端提供的燃油蒸气出口，设在此第一与第二腔各自的第一端之间以使此第一与第二腔通过有限的流体连通而连接的迷宫式结构，此迷宫结构包含使第一与第二腔各自的第一端流体连接的锯齿形通道，从机动车的燃油箱延伸到第三腔的燃油蒸气入口的加油管；以及从发动机的进气管的负压产生区延伸到第三腔的燃油蒸气出口的清洗管。
附图说明
图1是在其中已实际应用了本发明第一实施方式的碳罐的、蒸发排放物控制系统的框图；
图2是此第一实施方式的碳罐的剖面图；
图3是沿图2中III-III线截取的剖面图，用以示出一迷宫式结构；
图4是曲线图，示出第一实施方式中所用第一、第二与第三活性炭物质的蒸气吸收/释放能力(或工作容量)；
图5是曲线图，示出相对于碳罐的柱形腔的长度/直径比(或L/D比)，此活性炭物质的蒸气吸收/释放能力以及由此活性碳造成的压力损耗。
图6是曲线图，表明对三种碳罐所做的蒸发试验(或蒸气漏泄试验)的结果。
图7是曲线图，表明清洗空气(即引入到活性炭物质中的大气)量与活性炭物质的蒸气吸收/释放能力之间的关系。
图8是本发明第二实施方式的碳罐的剖面图。
图9是用作测试第二实施方式的碳罐性能的参考试样的已知碳罐的剖面图。
图10是曲线图，表明第二实施方式的碳罐与已知碳罐的性能测试结果。
图11是本发明第三实施方式的碳罐的剖面图。
具体实施方式
下面参考附图详述本发明的三种实施形式100、200与300。
为便于了解，下面的描述中用到各种有关方面的词如右、左、上、下、朝右等等。但这些词应理解为只是相对于在其上示出了相应部件或部分的图面而言。
现看图1～7，特别是图1与2，其中示出了本发明第一实施例的碳罐100。
如图2清楚地示明，碳罐100包括模制塑料形成的一般圆柱形的室12，此室具有相互平行排列延伸的第一与第二空心部13、14。
这两个空心部13与14各自由敞开的左端整体地连接至一连接器通道部15的分隔开的部分。这样就由塑料室12于其中界定出一U形通道17，包括连接器通道部15的第一空心部13的内部以及第二空心部14的内部。
如图所示，第一与第二空心部13、14具有成整体地插设于其间的增强肋16。
如图1所示，第一空心部13在其右端形成有大气入口18。
第一空心部13内充填了第一活性炭物质21与第二活性炭物质23，它们串联地排列成使第二活性炭物质23位于第一活性炭物质21与大气入口18之间。第二活性炭物质23的蒸气吸收/释放能力(或工作容量)最好比第一活性炭物质21的高。
在第二空心部14内充填有第三活性炭物质31，用来有选择地吸收和释放燃料蒸气，后面将对此详述。
第二空心部14的右端形成了燃油蒸气入口19与燃油蒸气出口20。
从图1可知，当相关的内燃机“ENG”停转后，燃油箱1中的燃油蒸气便通过加油管2与燃油蒸气入口19引入第二空心部14内，并为其中的活性炭物质31捕获。业已滑行通过活性炭物质31的任何燃油蒸汽都被引向第一空心部13并为第一与第二活性炭物质21、23所捕获。第一空心部13中的使得燃料蒸气从其中充分地释放出的空气，通过大气入口18与空气进入管3缓慢地排放到大气。
当内燃机“ENG”以碳罐的清洗方式运转时，节流阀4a下游的进气管4中产生的负压便通过冲洗管5与燃油蒸气出口20施加给碳罐100的内部。由于此负压作用到碳罐100中，大气便通过空气进入管3与空气入口18进到碳罐100内。由于此空气引入到碳罐100之内，燃油蒸气便从活性炭物质21、23与31中释出，并且通过冲洗管5与大气一起引入进气管4，最后在内燃机“ENG”的各个燃烧室中燃烧。
清洗管5中安装有电磁阀7，以电子方式控制或调节引向进气管4的燃油蒸气量和将燃油蒸气供给进气管4的时间。如图所示，阀7由内部安装有微机的内燃机控制装置8所控制。这就是说，引向进气管4的燃油蒸气量和燃油蒸气的供给时间是依据内燃机“ENG”的运行条件控制的。必要时，阀7也可以是机械型的，根据进气管4中负压的大小强制地开/关清洗管5。
当有需要时，加油管2可以设置一负压截止阀(即止回阀)，它当碳罐100的内部出现了高于预定程度的负压时关闭加油管2。
通过处理来自安装于废气系统中的全范围型废气/燃油比传感器9的信息信号，内燃机控制装置8以反馈方式控制输入燃烧室6的空气/燃油混合物的空气/燃油比。具体地说，内燃机控制装置9控制为内燃机“ENG”的缸注入燃油的燃油喷嘴10的操作。应知这种全范围型的废气/燃油比传感器9能够依据废气中的废气/燃油比作连续的输出。
从附图中可以看到，大气入口18、燃油蒸气入口19与燃油蒸气出口20都设在右端，即罐100的同一端。也就是说，这三个口18、19与20位于同侧，这样就便于将这些口18、19与20同相关的部件进行管道连机而不需占用较大的空间。
从图2可以清楚地看到，壳体12的第一空心部13包括其中充填以第一活性炭物质21的第一柱形腔22、其中充填以第二活性炭物质23的第二柱形腔24，以及设于此第一与第二柱形腔22与24之间的柱形迷宫式结构25。
应注意到，此第一与第二柱形腔22、24具有基本相同的横截面积。
如以上所述，第二活性炭物质23的蒸气吸收/释放能力(或工作容量)高于第一活性炭物质21的。一般地说，活性炭物质的蒸气吸收/释放能力随此物质比热的增加而增加。
如图2所示，第一柱形腔22于其左端与右端分别设有第一与第二过滤件26与27。
与上述相同，第二柱形腔24于其左端与右端分别设有第三与第四过滤件28与29。
柱形迷宫式结构25设在第二与第三过滤件27与28之间，以有限的流体连通连接第一与第二柱形腔22与24。
从图3可以清楚看到。对于第一与第二柱形腔22与24间的有限流体连通，此柱形迷宫结构25中限定出细小的锯齿形的通道。
返回参考图2，于第一空心部13的左端设有第一卷簧30，由此将包括第一过滤件26、第一活性炭物质21、第二过滤件27、柱形迷宫式结构25、第三过滤件28、第二活性炭物质23与第四过滤件29的这一单元，始终朝右压向大气入口18后所设的一个肩部(无标号)。由此使上述单元恒定地保持于第一空心部13之中。
第一柱形腔22中的活性炭物质21是粉碎的颗粒型的，而第二柱形腔24中的活性炭物质23则是团块型的。
如图4中曲线图所示，活性炭物质23的蒸气吸收/释放能力(或工作本领)高于活性炭物质21的。
再来参看图2，第二空心部14具有第三柱形腔32，其中充填有第三活性炭物质31。如图2所示，第三柱形腔31在尺寸上大于第一与第二柱形腔22与24。在第三柱形腔31中的活性炭物质31是碎粒型的，因而蒸气吸收/释放能力稍弱于第二柱形腔24中的活性炭物质23。
如图2所示，第三柱形腔32的左端设有第五过滤件33而在右端设有第六与第七过滤件34、35。第六过滤件34设于燃油蒸气入口19的底部而第七过滤件35则设于燃油蒸气出口20的底部。
第二卷簧36设在第三柱形腔32的左端，它使得包括第五过滤件33、第三活性炭物质31、第六过滤件34与第七过滤件35的单元，如图所示始终朝右压向设在燃油蒸气入口19与燃油蒸气出口20之间且在入口19和燃油蒸气出口20之后的隔墙37。这样，此单元便恒定地保持于第二空心部14的第三柱形腔32之中。
隔墙37与第二空心部14成为整体，包括用以保持第六过滤件34的第一座部38和用以保持第七过滤件35的第二座部39。
如图2所示，第一与第二座部38、39相对于第二空心部14的轴向设于不同位置。在图示的实施方式中，与第一座部38相比，第二座部39所在位置更远离连接器通道部15。
从图2看到，燃料蒸气入口19与燃料蒸气出口20通过第三活性炭物质31与第六和第七过滤件34、35连通。
上述第一、二、三、四、五、六与七的过滤件26、27、28、29、33、34与35是聚氨酯泡沫材料、非织造织物等制成的可渗透膜层型。
如同前面描述过的，在壳体12中界定出一大致U形的通道17，沿此通道依上述方式串联地设置三种活性炭物质23、21与31。因此，在本发明的碳罐100中能同时实现尺寸紧凑的壳体12和有充分长度的通道17。
如同前面说明过的，第一空心部13的第一与第二柱形腔22与24具有基本相同的横截面积。
在此应该指出，第一柱形腔22的轴向长度(L)对其直径(D)之比(即L/D)基本上与第三柱形腔32的相同。如已说明过的，此第一与第三柱形腔22与32中设有相同种类的活性炭物质21与31。
还应指出，第二柱形腔24的L/D比小于第一柱形腔22(或第三柱形腔32)的L/D比。同于以前所述，第二柱形腔24中充填的活性炭物质23在蒸气吸收/释放能力方面优于活性炭物质21或31。
在第一和第三柱形腔22和32中，L/D比从大约2至大约5。同时，在第二柱形腔24中，L/D比小于1。
这就是说，在第一实施方式100中，第一、第二与第三柱形腔22、24与32满足以下不等式：
2≤L1/D1≤5 (1)
L2/D2＜1 (2)
2≤L3/D3≤5 (3)
式中：
L1：第一柱形腔22的轴向长度
D1：第一柱形腔22的直径
L2：第二柱形腔24的轴向长度
D2：第二柱形腔24的直径
L3：第三柱形腔32的轴向长度
D3：第三柱形腔32的直径
图5是曲线图，示出了柱形碳罐的试验样品的蒸气吸收/释放能力与压力降相对于L/D比的关系。
由此曲线图可以看到，此蒸气吸收/释放能力随L/D比的增大而增加。但是，随着L/D比的增大，压力降也增大。这就是说，随着L/D比的减小，压力降也减小，从而蒸气吸收/释放能力也降低。
基于图5的曲线图所示试验的柱形活化碳罐的特性，可以认识到下述事实。
这就是说，为了有效地抑制燃油蒸气从大气入口18漏泄出同时抑制压力降的增大，最好是将第二柱形腔24的L/D比调节到低于第一柱形腔22的。此外，最好是即使有一定量的尘埃沉积于各个柱形腔22和24中，也要防止第一空心部13的内部出现过大的压力降。
考虑到这些有优选性的因素，本发明人已为第一、二、三柱形腔22、24与32确定了上述的L/D比，若是腔22、24与32各具有非圆形的横截面形状，则应该采用与此种横截面形状有相等面积的圆的直径作为L/D比中的“D”。
此外，第二活性炭物质23的量应设定为比第一活性炭物质21的或第三活性炭物质31的小2％～20％。
下面参考图1说明第一实施形式的碳罐100的操作。
为便于说明这种操作，下面将相对于内燃机“ENG”刚刚停转的状态开始描述。
在内燃机“ENG”停动后，燃油箱1中的燃油蒸气通过加油管2与燃油蒸气入口19进入罐100的第二空心部14，然后通过U形通道17导向大气入口18。燃油蒸气朝向空气入口18的这种流动特别是在燃油箱1的内部温度高时得到增强。燃油蒸气在U形通道17中流动之际为第三柱形腔32中的第三活性炭物质31所吸收。滑移通过第三柱形腔32中的活性炭物质31的任何燃油蒸气都被引导通过连接器通道部15，而进入第一拄形腔22，在此由第一活性炭物质21将燃油蒸气吸收。来自第三柱形腔32的几乎所有燃油蒸气都为第一柱形腔22的第一活性炭物质21所捕获。但要是还存在任何已滑移通过活性炭物质21的燃油蒸气，它们就会通过柱形迷宫式结构25导引到第二柱形腔24的第二活性炭物质23中。
然而由于设置了迷宫式结构25，燃油蒸气流向第二柱形腔24的第二活性炭物质23的流速便减慢了。结果增强了第一柱形腔22中第一活性炭物质对燃油蒸气的吸收。在第二柱形腔24中，余留的燃油蒸气便为第二活性炭物质23所吸收，同时留剩下空气通过大气入口18与空气进入管3而引向大气。
如前面所述，来自燃油箱1的燃油蒸气被强制流过第三活性炭物质31、第一活性炭物质21与第二活性炭物质23。这样，几乎所有的燃油蒸气都为碳罐100吸收，因而燃油蒸气向大气中的漏泄受到抑制或至少是减至最少。此外，由于第二柱形腔24中的活性炭物质23具有较高的蒸气吸收/释放能力，就能极其可靠地抑制燃油蒸气的不利漏泄。
另一方面，在内燃机“ENG”于罐清洗方式下运转时，这种清洗是在碳罐100中进行的。具体地说，在内燃机“ENG”的这种运转方式下，由于从内燃机“ENG”的进气管4将负压加到碳罐100之内的驱动下，大气便通过大气入口18进入碳罐100内。大气在其流入并沿U形通道17流向燃油蒸气出口20的过程中，从所有的第二活性炭物质23、第一活性炭物质21与第三活性炭物质31中吸收捕获的燃油蒸气，并将其带入进气管4以在内燃机缸中燃烧。
下面说明此第一实施形式的碳罐100所具有的种种优点。
由于在第一与第二活性炭物质21、23之间设有迷宫式结构25，就能在内燃机“ENG”停转时使燃油蒸气从第一柱形腔22到第二柱形腔24的有害迁移显著地受阻或至少是最小化，这样就大幅度减少燃油蒸气到大气中的漏泄量。
由于第一与第二柱形腔22、24具有基本相同的剖面面积，就可以使这两个腔22与24间有害的压力降最小化。
由于具有较高蒸气吸收/释放能力的第二活性炭物质23恰位于大气入口18之后，就可快速地清洗第二活性炭物质23。这样，在清洗方式的初期阶段，第二活性炭物质23便可从其中完全释出燃油蒸气。这非常有利于阻止在内燃机“ENG”停转时出现的燃油蒸气漏泄入大气的现象。
图6是曲线图，示出了蒸发试验(或蒸气漏泄试验)的结果。试验中，考察了三种碳罐“a1”、“a2”与“a3”，其中测量了每个罐“a1”、“a2”或“a3”中漏泄的燃油蒸气量。在所试验过的碳罐中，第一罐“a1”只含有通常的活性炭物质，第二罐“a2”含有高比热的活性炭物质和通常的活性炭物质。第三罐“a3”则含有高效的活性炭物质和通常的活性炭物质。从此曲线图可以看出，第二与第三罐“a2”、“a3”显示出比第一罐“a1”高的排放物抑制性能。这就证明了将蒸气吸收/释放能力不同的第一与第二活性炭物质21、23相组合能够表现出高的排放物抑制性能。
图7是表明清洗空气(即引入活性炭物质中的大气)量与活性炭物质的蒸气吸收/释放能力之间关系的曲线图。从此图可知，随着冲洗空气量的增多，活性炭物质的蒸气吸收/释放能力也增大。因此，当给碳罐100在罐清洗方式下供给以较大量的大气时，此第二、第一与第三活性炭物质23、21与31便能有效地从其中释放所捕获的燃油蒸气。
通过扩展罐清洗方式下内燃机的作业范围，可以增加冲洗空气的量。
在所示的采用以线性方式探测废气/燃油比的全范围型废气/燃油比传感器9的反馈型内燃机控制系统(参看图1)中，与采用探测废气中氧浓度的氧传感器的另一种反馈型内燃机控制系统相比，可以给碳罐100输入较多量的空气。
如图1所示，在燃油蒸气入口19与燃油蒸气出口20之间置放有第三活性炭物质31。因此，在内燃机“ENG”停转后使燃油蒸气保持从燃油箱1流向碳罐100，当内燃机“ENG”重新起动，就会阻止燃油蒸气从燃油箱1直接引入进气管4。这就是说，在发动机“ENG”起动时，燃油蒸气在被输送到进气管4之前必然受到第三活性炭物质的处理，从而抑制了会导致空气/燃油混合物反常增浓状态的有害废气污染的影响。
必要时，第一与第二柱形腔22、24中之一内可以设置另一迷宫式结构。这时能非常可靠地减弱蒸气迁移现象。
参看图8，其中示出了本发明的第二实施方式的碳罐200。
由于此第二实施方式200在结构上与上述第一实施形式100的类似，故在下面只详述其与第一实施形式100中不同的部分。
从图8中可知，第二柱形腔24中接近大气入口18处设有第四活性炭物质52。具体地说，此第四活性炭物质52形成蜂窝状结构并在其与第二活性炭物质23之间设有第八过滤件51。这样，由于在第二柱形腔24中设置了第八过滤件51，便界定出一第四柱形腔53，其中设置上述蜂窝型活性炭物质52。
在此第二实施方式200中，第一与第二柱形腔22、24两者的L/D比都为约2至约4。在第三柱形腔32中，此L/D比则为约2至约5。
这就是说第二实施方式200满足以下不等式：
2≤L1/D1≤4 (4)
2≤L2/D2＜4 (5)
2≤L3/D3≤5 (6)
式中：
L1：第一柱形腔22的轴向长度
D1：第一柱形腔22的直径
L2：第二柱形腔24的轴向长度
D2：第二柱形腔24的直径
L3：第三柱形腔32的轴向长度
D3：第三柱形腔32的直径
与其他的过滤件26、27、28、29、33、34与35相同，此第八过滤件51也是由聚氨酯泡沫材料、非织造织物等等制成的可渗透膜层型。
由于增设了第四活性炭物质52，能极其可靠地抑制燃油蒸气有害地漏泄到大气中，碳罐200适用于与混合型机动车结合的蒸发排出物控制系统，这是由于这类车辆的内燃机用于对碳罐进行清洗方式的时间较短。
为了检查此第二实施方式的碳罐200的性能。在碳罐200与图9所示的已知的碳罐200X之间进行了比较试验。此已知的碳罐200X一般包括两个经连接器通道部15连接的平行的柱形腔22与32，各个腔22(或32)充填有碎粒形活性炭物质21(或31)。为了进行比较。将这两个碳罐200与200X在试验台上进行了蒸发试验(或蒸气漏泄试验)，其中对于各个碳罐200或200X，当它们实质上是新的时于第一日测量了泄漏的燃油蒸气量，并且在此第一日后经过了24小时的第二日，测量了漏泄的燃油蒸气量。
此比较试验的结果由图10中的曲线图给出。如图所示，此第二实施例的碳罐200与相关的碳罐200X比较，表现出优异的减少污染的性能。
参考图11，其中示出了本发明第三实施方式的碳罐300。
由于此第三实施方式300在结构上类似于前述第一实施方式100，下面只详述其中与第一实施方式100不同的部分。
如图11所示。从大气入口18延伸出其中设有第四活性炭物质52的管道63。更确切地说，此第四活性炭物质52形成蜂窝状结构，夹设于第九与第十过滤件64、65之间。这就是说，在管道63中界定出第四柱形腔53，其中设置了蜂窝型的活性炭物质52。
在此第三实施方式300中，第一与第二柱形腔22、24两者的L/D比都为约2至约4。在第三柱形腔32中，此L/D比为约2至约5。
这就是说，第三实施方式300满足以下不等式：
2≤L1/D1≤4 (7)
2≤L2/D2＜4 (8)
2≤L3/D3≤5 (9)
式中：
L1：第一柱形腔22的轴向长度
D1：第一柱形腔22的直径
L2：第二柱形腔24的轴向长度
D2：第二柱形腔24的直径
L3：第三柱形腔32的轴向长度
D3：第三柱形腔32的直径
与其他的过滤件26、27、28、29、33、34与35相同，此第九与第十过滤件64、65也是由聚氨酯泡沫材料、非织造织物等等制成的可渗透膜层型。
由于增设了第四活性炭物质52，能非常可靠地防止燃油蒸气有害地漏泄到大气中，出于以上所述相同的理由，此碳罐300适用于与混合型机动车结合的蒸发排出物控制系统。
2003年6月24日提交的日本专利申请2003-178910中的全部内容已综合于此供参考。
尽管本发明在上面已对照其实施形式作了说明，但本发明并不限于上述实施形式。内行的人是可以根据以上描述提出这些实施形式的种种改进形式与变更形式的。
Claims (14)
1.碳罐(100，200，300)，包括：共轴排列且具有基本相同横截面积的第一与第二腔(22，24)；分别装盛于此第一与第二腔(22，24)中的第一与第二活性炭物质(21，23)；由此第二腔(24)的第二端提供的大气入口(18)；设在此共轴排列的第一与第二腔(22，24)旁的第三腔(32)，此第三腔(32)以其第一端邻近第一腔(22)的第二端而以其第二端邻近第二腔(24)的第二端；装盛于第三腔(32)中的第三活性炭物质(31)；在第一腔(22)的第二端与第三腔(32)的第一端之间延伸的以在第一与第三腔(22，32)之间提供流体连接的连接器通道(15)；由第三腔(32)的第二端提供的燃油蒸气入口(19)；由第三腔(32)的第二端提供的燃油蒸气出口(20)，其特征在于：设在此第一与第二腔(22，24)各自的第一端之间以使此第一与第二腔通过有限的流体连通而连接的迷宫式结构(25)，此迷宫结构(25)包含使第一与第二腔(22，24)各自的第一端流体连接的锯齿形通道。
2.如权利要求1所述的碳罐，其中所述第一、第二与第三腔为柱形的，此第一与第二柱形腔的横截面基本相同。
3.如权利要求1所述的碳罐，其中此第二活性炭物质的蒸气吸收/释放能力高于第一活性炭物质的蒸气吸收/释放能力。
4.如权利要求1所述的碳罐，其中此第三活性炭物质的蒸气吸收/释放能力与第一活性炭物质的基本相同。
5.如权利要求1所述的碳罐，其中由所述第二腔、迷宫式结构、第一腔、连接器通道与第三腔界定出一大致呈U形的通道。
6.如权利要求2所述的碳罐，其中所述第一与第二柱形腔满足下列不等式：
2≤L1/D1≤5
L2/D2＜1
式中：
L1：第一柱形腔的轴向长度
D1：第一柱形腔的直径
L2：第二柱形腔的轴向长度
D2：第二柱形腔的直径。
7.如权利要求6所述的碳罐，其中所述第三柱形腔满足下列不等式：
2≤L3/D3≤5
式中，
L3：第三柱形腔的轴向长度
D3：第三柱形腔的直径。
8.如权利要求2所述的碳罐，其中还包括：设在该第二腔与大气入口之间的第四腔，以及装盛于此第四腔中的第四活性炭物质，此第四活性炭物质具有蜂窝结构。
9.如权利要求8所述的碳罐，其中上述第四腔由第二腔界定，而此第四腔与第二腔由过滤件分隔。
10.如权利要求8所述的碳罐，其中上述第四腔界定于一从该大气入口外延的管道中。
11.如权利要求8所述的碳罐，其中上述第一与第二柱形腔满足下列不等式：
2≤L1/D1≤4
2≤L2/D2≤4
式中：
L1：第一柱形腔的轴向长度
D1：第一柱形腔的直径
L2：第二柱形腔的轴向长度
D2：第二柱形腔的直径。
12.权利要求11所述的碳罐，其中上述第三柱形腔满足下列不等式：
2≤L3/D3≤5
式中，
L3：第三柱形腔的轴向长度
D3：第三柱形腔的直径。
13.由内燃机驱动的机动车的蒸发排放物控制系统，此系统包括：
碳罐(100，200，300)，其具有：共轴排列的第一与第二腔(22，24)，且这两腔的横截面积基本相同；分别装盛于此第一和第二腔(22，24)中的第一和第二活性炭物质(21，23)；由此第二腔(24)的第二端提供的大气入口(18)；设在此共轴排列的第一与第二腔(22，24)旁的第三腔(32)，此第三腔(32)以其第一端邻近第一腔(22)的第二端而以其第二端邻近第二腔(24)的第二端；装盛于第三腔(32)中的第三活性炭物质(31)；在第一腔(22)的第二端与第三腔(32)的第一端之间延伸的以在第一与第三腔(22，32)之间提供流体连接的连接器通道(15)；由第三腔(32)的第二端提供的燃油蒸气入口(19)；以及由第三腔(32)的第二端提供的燃油蒸气出口(20)，设在此第一与第二腔(22，24)各自的第一端之间以使此第一与第二腔通过有限的流体连通而连接的迷宫式结构(25)，此迷宫结构(25)包含使第一与第二腔(22，24)各自的第一端流体连接的锯齿形通道；
从机动车的燃油箱延伸到第三腔的燃油蒸气入口的加油管；以及
从发动机的进气管的负压产生区延伸到第三腔的燃油蒸气出口的清洗管。
14.如权利要求13所述的蒸发排放物控制系统，此系统还包括：安装于上述清洗管中用以打开与关闭此清洗管的电磁阀；布置在发动机的排气系统中的全范围型废气/燃油比传感器；以及依据由全范围型废气/燃油比传感器发送出的信息来控制此电磁阀开/关操作的控制装置。
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