CN102032076A - 具备加热器的滤毒罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具备加热器的滤毒罐，所要解决的问题是：在可燃气解除吸附时产生的温度存在极限，可燃气解除吸附率低，不能满足混合动力型汽车的要求。本发明的要点是：它的上部有连接燃料箱和净化器的连接口，主体部分在隔离空间的两侧分别为第一空间和第二空间，在第一空间和第二空间内充填活性炭，在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器。本发明的有益效果是：可以对整个活性炭提供热量，从而提高可燃气解除吸附率性能。

Description

具备加热器的滤毒罐
技术领域
本发明是涉及汽车使用的能够降低排放尾气的滤毒罐，也就是吸附于滤毒罐内部的活性碳表面的可燃气燃料能够更加容易地解除吸附，流入到发动机的滤毒罐。
背景技术
一般来说，汽车上都采用过滤器(canister)，该过滤器是将储存于燃料箱中的燃料可燃气(以下称可燃气)过滤后再重新移送到发动机的装置。
一般情况下，在燃料箱内储存驱动发动机所需要的燃料。燃料箱内的燃料随着周围温度的变化而产生汽化，从而产生可燃气。由于这些可燃气内含有有害成分(HC等)，所以把这些有害成分排放于车辆外部时污染空气并浪费燃料。
过滤器在发动机停止工作时，能够利用内部活性炭吸附和储存燃料箱内的可燃气，然后在重新启动发动机时能够把储存的可燃气送到发动机内燃烧，且能够防止污染空气和燃料的损失。对于这种过滤器1，在韩国公开专利公报第2004-90740号、第2004-17053号、第2003-89139号及第2001-36538号中曾经发表过。
图1是大致地表示连接过滤器1和燃料箱2状态的系统图。如图所示，过滤器1的进气管3与燃料箱2连通。当发动机停止运转的状态下，燃料箱2内所产生的可燃气依靠燃料箱内的压力通过进气管3进入到过滤器1。
由于过滤器1的内部充填了可以吸附可燃气的活性炭，所以通过进气管3的可燃气将吸附于过滤器1内部的活性炭表面。当然，没有吸附于活性炭表面的剩余可燃气将通过过滤器1的排出管4排放到空气中。
并且，上述过滤器1通过引导管5与节流管6连通，在引导管5中安装了可以防止过滤器1内的燃料可燃气流入到节流管6内的控制阀门7。这一控制阀门在启动发动机时处于开放状态、关闭发动机时处于封闭的状态。
当司机启动车辆而处于启动发动机的状态时，空气将通过节流管6进入于发动机。这种状态下的节流管6内部压力低于一般大气压，所以外部的空气能够通过排出管4和过滤器1及引导管5进入到节流管6。同时，吸附在过滤器1内部活性炭表面上的可燃气将解除吸附并与进入的空气一起流入到节流管6而进入到发动机。
充填于过滤器1内部的活性炭具有如下的特性：
1.吸附可燃气时，气体状态的可燃气以液体的状态吸附于活性炭表面。这时的活性炭为了把气体状态的可燃气变成液体状态而向过滤器的周围释放热量。
2.以液体状态吸附在活性炭表面的可燃气依靠外部空气的吸入而流入到发动机时将汽化成气体状态流入到发动机。这时，活性炭将吸收过滤器周围的热量而把燃料可燃气变成气体状态。
但是，为改善汽车的燃烧比和环保，现发展为同时使用汽油燃料和电的混合动力型，这样的汽车处于逐渐增加的趋势。
由于这种混合动力型车辆，使用汽油启动发动机后，再利用电能驱动力，所以增加了吸附在过滤器表面的可燃气的量，过滤器方面则减少了启动发动机时的可燃气的解除吸附量。
因此，为了解决上述的问题，产生了需要在更短的时间内把更多的吸附在活性炭表面的可燃气加以汽化而排出到发动机的高性能活性炭、及把大容量过滤器安装在车辆上面的问题。
所以，在美国登记专利US 6896852、US 6769415及韩国公开专利10-2007-49425号曾经刊登过可以解决这些问题的过滤器。
US 6896852号的过滤器安装了加热器。这一加热器将要流入到过滤器内部的空气先加热之后再把这种加热的空气供应到过滤器。这种加热后的空气能够提供滤毒罐解除吸附所必要的热量，所以吸附在活性炭上面的燃料可燃气能够更加容易地解除吸附。
但是，上述US 6896852号专利存在利用加热器加热的空气温度不能超过100度以上的问题，实际上加热之后供应到活性炭的空气温度只能保持80度。并且，还存在着供应到活性炭的加热空气的温度被吸入口周围的活性炭吸收，不能均匀地向整个活性炭供应热量的问题。因此，实际上通过加热空气的滤毒罐在解除吸附的效率方面，仅仅停留在可以通过强化蒸发气体限制(PZEV)标准的测试程度。
上述US 6769415号专利是滤毒罐，在接触空气之处的活性炭内部插入线圈加热器，直接对活性炭供应热量，从而是进一步强化了解除吸附性能。
但是，上述US 6769415是只加热接触空气之处的活性炭，所以产生的热量被该部分活性炭吸收，也存在着其热量不能均匀地供应整个活性炭的问题。因此，实际上加热接触空气部分活性炭的解除吸附效率，也仅仅停留在可以通过强化蒸发气体限制(PZEV)标准的测试程度。
韩国公开专利10-2007-49425号是滤毒罐，其内部安装排列管，在排列管内部充填蓄热物质-硫代硫酸钠和磷酸钠，来吸收和储存吸附反应中所产生的热量，然后在解除吸附的反应时把储存的热量释放于活性炭，它提高了燃料可燃气的解除吸附性能。
但是，上述专利中充填于排列管中的蓄热物质，在可燃气解除吸附时产生的温度存在极限，可燃气解除吸附率低，不能满足混合动力型汽车的要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具备加热器的滤毒罐，本发明在解除吸附在活性炭表面的可燃气时，能够把热量均匀地供应于整个活性炭，进一步提高活性炭解除吸附率。
本发明的目的是这样实现的：具备加热器的滤毒罐的上部有可以连接燃料箱和净化器的连接口，主体部分在隔离空间的两侧分别为第一空间和第二空间，在第一空间和第二空间内充填活性炭，在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器，从而能够把滤毒罐连接于燃料箱和净化器，并能够吸附燃料箱中所产生的包括燃料可燃气在内的有害成分，同时更加容易地解除吸附而流入到发动机。
同时，插入安装于隔离空间中的加热器采用了PTC加热器。而且，充填于第一空间和第二空间的活性炭能吸收该加热器所产生的热量。
在主体上面具备了燃料箱连接口和节流器连接口，外侧形成可以安装加热器的多个隔离空间，主体的第一空间和第二空间充填活性炭、在主体的隔离空间中垂直地插入安装加热器，并利用加热器向充填于主体内的活性炭供应热量，所以连接于燃料箱和节流管时能够从燃料箱中所产生的燃料可燃气中吸附包括燃料可燃气的有害成分，同时能够更加有效地解除吸附。
同时，活性炭吸收插入安装于主体外侧隔离空间中的多个加热器所产生的热量。
滤毒罐的上侧部分形成的油箱连接口和净化器连接口、主体部分以油箱连接口和净化器连接口为标准利用隔离空间分割为第一空间和第二空间、第一空间和第二空间内充填活性炭、分离空间中垂直地插入安装可以对活性炭供应热量的加热器、结合于空气口的同时能够加热流入到滤毒罐内空气的线圈加热器所构成。所以连接到油箱和节流管时能够从燃料箱内所产生的燃料可燃气中吸附包括燃料可燃气的有害成分并能够更加有效地解除吸附。
同时，吸附在活性炭表面的可燃气被线圈加热器加热后，通过空气口流入的空气、从加热器吸收热量的活性炭，从净化器连接口加以排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以对整个活性炭提供热量，从而提高可燃气解除吸附率性能。
附图说明
下面结合附图进一步说明本发明。
下面参考图纸说明本发明的实施例。但是，下面所说明的实施例子仅仅是本发明的可靠实施例子之一，这种实施例子并不是为了限制本发明的权利范围。在不超出本发明的技术思路范围内可以进行多种多样的变形。
图1是现有技术中过滤器和燃料箱的系统示意图。
图2是本发明的一个实施例的示意图。
图3是图2中的滤毒罐分解示意图，
图4是图2中滤毒罐的正面剖视图。
图5是滤毒罐与燃料箱连接状态的开通图。
图6是本发明的另一个实施例子中具备加热器过滤罐的正面剖视图。
图7是本发明的另外一个实施例子中具备加热器过滤罐的正面剖视图。
具体实施方式
滤毒罐1由滤毒罐的主体11和结合于主体11下面的底板12所构成，主体11的内部有减少可燃气装置10、扩散通气口(Diffusion Trap)20、涂膜过滤器30、支撑滤网40、活性炭50、滤网60和弹性部件70及加热活性炭50的加热器80。
上述滤毒罐的主体11采用了下部开口、从下部到上部的宽度越来越窄，呈梯形。
滤毒罐的主体11内侧形成了上面开口，同时按照垂直方向把主体11分离为为第一空间112、隔离空间111和第二空间113，在上述隔离空间111中安装了加热器80。
第一空间112的上侧有如图1一样，与燃料箱2连接的进气口11a和能够把内部的可燃气排放到引导管5的净化器连接口11b，第二空间113的上侧中央部分有吸入和排出空气的空气口11c。进气口11a的下面有网眼密封圈结合部11d、净化器连接口11b的下面有锁环结合部11e。
网眼密封圈结合部11d的内插入海绵32，并在其下面压入网眼密封圈31，所以海绵32和网眼密封圈31固定于网眼密封圈结合部11d。上述网眼密封圈31的中间形成了网眼31a，这一网眼31a是为了防止滤毒罐1破损的活性炭50从油箱连接口11a外流。
上述锁环结合部11e上插入连接净化器过滤器33，并压入固定过滤器的O形圈34固定净化器过滤器33。因此，净化器过滤器33依靠固定过滤器的O形圈34固定于锁环结合部11e。
上述网眼密封圈结合部11d中的海绵32和网眼密封圈31及锁环结合部11e中的净化过滤器33和过滤器固定O形圈34可以在滤毒罐1破损时防止内部的活性炭外流到油箱连接口11a和净化器连接口11b。
对应于第一空间112的主体11上端部分形成了气隙114，气隙114的下侧有扩散通气口20。
扩散通气口20是上面开口的长方块、底部表面形成了多个槽。在对应于净化器连接口11b的底部表面形成了贯通连接锁环结合部11e的结合槽21，在其下端形成了可以安装线圈加热器30的固定槽22。
扩散通气口20是利用超声波焊接与气隙114连接成一体，这是为了，当滤毒罐1破损时依靠连接于气隙114下面的扩散通气口20防止活性炭50外流到油箱连接口11a和净化器连接口11b。
上述涂膜过滤器30的一侧形成了一个孔30a，在这一孔中插入安装锁环结合部11e。涂膜过滤器30是通过超声波焊接被焊接于扩散通气口20的下端。
上述气隙114和扩散通气口20是为了通过油箱连接口11a所流入的可燃气尽可能在更广泛的范围内通过活性炭50层。
上述扩散通气口20的下侧有第1支撑滤网41。第一支撑滤网41中的对应于安装净化过滤器30的位置上有安装槽41a。这一支撑滤网41起到防止第1空间112内所充填的活性炭50外流的作用。
并且，第一空间112的下侧有第二支撑滤网42，在第一及第二支撑滤网41、42之间的空间内充填活性炭50。这种活性炭50可以使用13GRADE。第二支撑滤网42也和第一支撑滤网一样起到防止充填到第一空间112内的活性炭50外流的作用。
在第二空间113的下侧安装了防止活性炭50外流的第三支撑滤网43。同时，在第二及第三支撑滤网42、43的下侧安装了能够支撑整个第一及第二空间112、113内所充填活性炭50的滤网60。这一滤网60依靠弹性部件70弹性支撑于底板上面。
第二空间113依靠第三至第六支撑滤网43～46分割为多个空间。在第三及第四支撑滤网43、44之间可以充填13FRADE活性炭50、第四及第五支撑滤网44、45之间可以充填11GRADE活性炭50。第五及第六支撑滤网45、46之间安装减少可燃气装置10。
第六支撑滤网46依靠形成于主体11上面部分的气隙与空气口11c安装成为具有一定的间距。这是为了通过空气口11c更加容易地吸入和排出空气。
减少可燃气装置具备了减少可燃气阻挡块110和可以容纳这一减少可燃气阻挡块110的托架120。
减少可燃气阻挡块110的两个侧面具备了可以通过气体的窗口110a。这一窗口110a安装成与主体11内的可燃气流动方向，也就是从油箱连接口11a流入而排放到空气口11c的可燃气流动方向成为直角。同时，在减少可燃气阻挡块110的内部充填了5-9GRADE活性炭50。
通过空气口11c流入的外部空气将通过第六支撑滤网46，并经过减少可燃气阻挡块110、主体另一侧内壁之间的空间及减少可燃气阻挡块110的另一侧窗口110a，流入到减少可燃气阻挡块110内，通过减少可燃气阻挡块110的一侧窗口110a，所排出的空气将通过减少可燃气阻挡块110与主体11的一侧内壁之间的空间移动到下侧，并通过第五支撑滤网。
加热器80垂直地插入安装于滤毒罐的主体上所形成的隔离空间之中。上述加热器80可以使用产生约150度温度的PTC(Positive Temp，Coefficient)。
插入安装于滤毒罐1上所形成隔离空间111中的加热器80，可以向充填于滤毒罐1第一空间112和第二空间113的活性炭供应热量。
下面参考图5说明一下如此结构所构成装置的动作。
如图1中说明的当发动机停止的状态下，储存于燃料箱2内的液体燃料受到周围温度等的影响下将汽化成可燃气。产生可燃气时将提高燃料箱2内的气压，汽化的燃料可燃气将依靠这种气压通过连接于燃料箱2的引导管3流入到滤毒罐1的油箱连接口11a内。
流入到油箱连接口11a内的燃料可燃气将通过滤毒罐1内侧的第一空间112移动到下侧，然后通过第二支撑滤网42和底板12的内部空间、及第三支撑滤网流入到第二空间113，并移动至减少可燃气装置10。
这时，可燃气依靠充填于滤毒罐1内部的活性炭50进行液化并吸附在活性炭50表面，没有被吸附的可燃气和移动到减少可燃气装置10方向的可燃气将通过减少可燃气装置10和空气口11c排放到外部。
当司机启动车辆而使发动机处于驱动状态时，节流管6的气压降低使控制阀门7处于开放的状态。所以如图1中的说明一样，外部空气通过排气管4和空气口11c流入到滤毒罐1之后，通过净化器连接口11b和引导管5流入到节流管6而供应给发动机。
在上述状态下驱动发动机时，接通滤毒罐1内部加热器80的电源。接通电源的加热器80将加热约150度，这种加热的热量将被充填于滤度罐1内部的活性炭50所吸收。
如此这样，由加热器80所产生的热量被充填于第一空间112和第二空间113的活性炭50吸收，以液体状态吸附在活性炭50上面的可燃气将变成气体、并与通过空气口11c流入的空气一起排出到净化器连接口11b。
因此，把吸附在滤毒罐1内部的可燃气排出到发动机时，以液态吸附于活性炭50的可燃气，依靠吸收加热器80所供应热量的活性炭50的热量，把更多的可燃气变成气体加以排出。
图6是本发明的另一个实施例的具备加热器的滤毒罐正面剖视图。
本发明的具有加热器的滤毒罐在滤毒罐的主体11的两个外侧形成了安装加热器80的隔离空间111。因此，加热器80可以安装于滤毒罐1的前面和侧面。
所以，依靠安装于滤毒罐1内侧中央隔离空间111、两个侧面的隔离空间111中的加热器80，充填于滤毒罐1内部的活性炭50能够吸收更多的热量。因此，以液体状态吸附于活性炭50上面的可燃气可以更加快速地变成气体并通过净化器连接口11b排出。
图6中其它附图标记与本发明的第一实施例相同，所以省略了对其它附图标记的详细说明。
图7是本发明另一个实施例的具备加热器的滤毒罐正面剖视图。
本发明的另一个实施例是具备加热器的滤毒罐在空气口11c的上面设线圈加热器90。
上述线圈加热器90是为了加热流入到空气口11c的空气，线圈加热器90中被加热的空气温度设置为约80度。
上述线圈加热器90在启动发动机时与加热器80一起接通电源并加热成约150度。
通过上述加热的线圈加热器90流入到空气口11c的被加热的空气和垂直安装的加热器80向活性炭50及吸附在活性炭表面的可燃气供应更多的热量。
如此这样利用加热的空气流入到滤毒罐1内部和加热器80向活性炭50供应热量时，吸附在活性炭50上面的燃料可燃气的解除吸附的性能比第一实施例更高。
因此，能够在更短的时间内把吸附在活性炭50上面的燃料可燃气解除吸附加以排出。
图7中附图标记与本发明的第一实施例相同，所以省略了对其它附图标记的详细说明。
以上说明了本发明的实施例。但是，本发明并不限于上面所叙述的实施例，在不超过本发明的技术思路的范围内可以进行多种多样的变形。这些多种多样的变形都属于本发明的申请专利范围。

Claims (10)

1.一种具备加热器的滤毒罐，其特征是：它的上部有连接燃料箱和净化器的连接口，主体部分在隔离空间的两侧分别为第一空间和第二空间，在第一空间和第二空间内充填活性炭，在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器。
2.按照权利要求1所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器是PTC加热器。
3.按照权利要求1所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：充填于第一空间和第二空间的活性炭吸收了上述加热器产生的热量。
4.一种具备加热器的滤毒罐，其特征是：它的上部有连接燃料箱和净化器的连接口，主体部分在隔离空间的两侧分别为第一空间和第二空间，在第一空间和第二空间内充填活性炭，在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器，在主体的外侧有安装加热器的隔离空间。
5.按照权利要求4所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器是PTC加热器。
6.按照权利要求4所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：充填于第一空间和第二空间的活性炭是吸收了主体的外侧隔离空间里的加热器产生的热量。
7.一种具备加热器的滤毒罐，其特征是：它的上部有连接燃料箱和净化器的连接口，主体部分在隔离空间的两侧分别为第一空间和第二空间，在第一空间和第二空间内充填活性炭，在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器，在空气口的上面设线圈加热器。
8.按照权利要求7所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：在隔离空间上垂直地插入安装可以加热活性炭的加热器是PTC加热器。
9.按照权利要求7所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：充填于第一空间和第二空间的活性炭是吸收了隔离空间里的加热器产生的热量。
10.按照权利要求7所述的具备加热器的滤毒罐，其特征是：线圈加热器加热了流入到空气口的空气，和垂直安装的加热器向活性炭及吸附在活性炭表面的可燃气供应热量。
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