CN111535946A - 用于滤罐的过滤器单元 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于滤罐的过滤器单元，该过滤器单元设置在滤罐中并且用于除去流入气口中或从气口排出的空气中的异物或粉末，过滤器单元可包括：主过滤器，该主过滤器是在气口与活性碳之间连接成环形状以使空气侧向地通过的板件，并且该主过滤器被配置为过滤空气中的异物或粉末；以及顶盖，热粘结至主过滤器的顶部并且该顶盖被配置为横向分布通过气口流入内部的空气。

Description

用于滤罐的过滤器单元

本申请是申请日为2015年12月9日、申请号为201510906672.3、发明名称为“用于滤罐的过滤器单元”的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种用于滤罐(canister，筒)的过滤器单元。更具体地，本公开涉及这样一种用于滤罐的过滤器单元，即，该过滤器单元能够防止过滤器被污垢或粉末(滤罐活性碳粉末)堵塞并且能够在涉及蒸气的条件下减少渗出排放。

背景技术

通常，车辆中使用的汽油燃料的车辆燃料系统包括保持燃料的燃料箱、将燃料箱中的燃料泵吸到发动机的燃料泵、除去被供应至发动机的燃料中的异物的燃料过滤器，以及将燃料导引至发动机的燃料管线。

同时，汽油燃料由于蒸发作用产生大量的燃料蒸气(碳氢化合物气体，以下被称之为HC气体)并且该蒸发作用引起燃料损耗并且污染大气。

因此，为了解决该问题，必须使用收集并且保持从燃料箱产生的HC气体的滤罐。

如图1示出的，通过使用能够吸附从保持汽油燃料的燃料箱蒸发的HC气体的吸附性物质填充具有预定体积的壳体11，实现了滤罐10，其中，通常使用活性碳16作为吸附性物质。

滤罐10在发动机停止时在活性碳16上吸附HC气体，但是，当发动机操作时，通过气口(air port)12被引入内部的空气的压力将被吸附在活性碳16上的HC气体扩散，并且HC气体通过净化口(purge port)13沿着燃料系统被供应至发动机。

然而，根据示出现有技术的滤罐10的操作的图2，尽管流入气口12中的空气通过空气过滤器15并且通过净化口13排出被吸附在滤罐10中的活性碳16上的HC气体，然而，在车辆行驶时，外部空气中的异物堵塞空气过滤器15。

根据示出现有技术的滤罐10的操作的图3，当通过在燃料系统中的加载端口(loadport)14将燃料箱中的空气排出至气口12时，通过滤罐10的活性碳16的粉末堵塞空气过滤器15。

在这两种情况下，当空气过滤器15被堵塞时，发动机的爆燃振动被完全传递至燃料箱，因此，燃料箱裂缝并且空气不能在内部平顺地流动，从而导致发动机频繁地停止。

因此，当滤罐10的空气过滤器15被堵塞时，出于车辆的安全，要求更换滤罐，因此，维修成本增加。

最近，随着环境污染的增加，许多国家已经加强了蒸发污染条例以及排气管(tailpipe)污染条例。

蒸发污染条例通过在车辆停止/停车以及行驶时使自然排出至大气的燃料的损耗最小化，来管制来自车辆的燃料箱的HC气体因自然蒸发而污染大气，从而减少环境污染。

条例中的典型部分是最为有效减少蒸气的滤罐10。

然而，如图4中示出的现有技术的滤罐10，当滤罐中的活性碳16吸附HC气体并且浓度增加时，有必要通过滤罐10中的浓度差来扩散蒸气。进一步地，当滤罐10的容量较小时，渗出污染(以下被称之为‘BLEED EM’)增加。

在这种情况下，通过增加活性碳16的容量来减少滤罐10的BLEED EM，有效地增加了可以收集的HC气体量，但是，成本增加，滤罐的尺寸也增加，并且难于安装滤罐，因此，不使用此方法。

为了通过增加蒸气通过的通道的截面面积和长度来减少BLEED EM，可以安装分离器(separator，离析器)或插入柱形的管，但是，在这种情况下，引起通风阻力增加并且引起回溅(在补给燃料时，燃料向回流的现象)。

因此，不被吸附在活性碳16上的HC气体通过气口12容易被排出至外面，所以，由于BLEED EM，不能满足蒸发污染条例。

发明的背景技术部分中公开的信息仅用于增强对发明的整体背景的理解，并且不应被视为对构成本领域技术人员已知的现有技术的信息的认知或任何形式的建议。

发明内容

本发明的多个方面涉及提供一种用于滤罐的过滤器单元，通过将滤罐中的空气扩散到气口附近，该过滤器单元能够使过滤器因异物或粉末发生的堵塞最小化，并且使参考蒸发污染条例的渗出污染最小化。

根据本发明的多个方面，用于滤罐的过滤器单元设置在滤罐中并且用于除去流入气口中或从气口排出的空气中的异物或粉末，该过滤器单元可包括：主过滤器，主过滤器是在气口与活性碳之间连接成环形状以使空气侧向通过的板件，并且主过滤器被配置为过滤空气中的异物或粉末；以及顶盖，顶盖热粘结至主过滤器的顶部并且被配置为横向分布通过气口流入内部的空气。

过滤器单元可进一步包括下盖，该下盖热粘结至主过滤器的底部并且具有多个第一扩散孔，通过主过滤器的空气经由第一扩散孔流动至活性碳。

过滤器单元可进一步包括子过滤器，该子过滤器设置在下盖的下方并且被配置为防止活性碳流入第一扩散孔中。

从下盖的中央至边缘，下盖的第一扩散孔的直径可增加，从而将空气导向至子过滤器的边缘。

用于接收子过滤器的空间可形成在下盖的下方，并且向下倾斜且向外打开的裙部可围绕下盖形成，以配合在壳体的风侧插入孔(air-side insertion hole)中。

根据本发明的多个方面，用于滤罐的过滤器单元设置在滤罐中并且除去流入气口中或从气口排出的空气中的异物或粉末，该过滤器单元可包括：主过滤器，主过滤器设置在气口与活性碳之间并且被配置为用于过滤空气中的异物或粉末；以及扩散板，扩散板设置在主过滤器的上方并且具有用于扩散通过气口流入内部的空气的多个第二扩散孔。

过滤器单元可进一步包括过滤器支撑板，该过滤器支撑板耦接至形成在扩散板的底部处的延伸凸缘并且水平地支撑主过滤器。

主过滤器可以是纵向地连续弯曲的，以增加过滤面积。

从扩散板的中央至边缘，扩散板的第二扩散孔的直径可增加，从而将空气导向至主过滤器的边缘。

壳体的内侧支撑的间隔突起可进一步形成在扩散板的转角处，以形成远离气口的空间。

通过提供具有上述构造的本发明，可以通过防止过滤器被异物或粉末堵塞而排除燃料箱发生破裂以及发动机停止，因此，可以降低制造成本。

通过减少参考蒸发污染条例的渗出污染，可以期望将因环境污染产生的损害和车辆的燃料损耗最小化。

应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插入式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。如此处提及的，混合动力车辆是具有两种以上的动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电力动力的车辆。

本发明的方法和设备具有其他特征和优点，结合本文中的附图，从随后进行详细阐述的具体实施方式中，这些特征和优点将是显而易见的，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是示出了现有技术的滤罐的截面的示图。

图2是示出了车辆行驶时的现有技术的滤罐的操作的示图。

图3是示出了车辆补给燃料时的现有技术的滤罐的操作的示图。

图4A至图4C是示出了由于现有技术的滤罐中的空气过滤器发生堵塞而使净化效率下降的示图。

图5A和图5B是示出了根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的构造的示图。

图6是根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的分解图。

图7A至图7C是示出了根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的操作的示图。

图8是示出了根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的构造的示图。

图9是根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的分解图。

图10A和图10B是示出了根据本发明的用于滤罐的示例性过滤器单元的操作的示图。

图11是用于比较使用现有技术的滤罐的空气过滤器与使用本发明的滤罐的过滤器单元时的气流的图表。

应当理解，附图不必按比例绘制，并呈现了说明本发明的基本原理的多种特征的略微简化的表示。如本文所公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、定向、位置和形状，将部分由特定的预期应用和使用环境来确定。

具体实施方式

现将详细参考本发明的多种实施方式，所附附图中示出了并且下面描述了本发明的实施例。尽管结合示例性实施方式描述了本发明，然而，应当理解的是，本描述并不旨在将本发明限制于这些示例性实施方式。相反地，本发明旨在不仅覆盖示例性实施方式，而且还覆盖包括在由所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。

本发明提出了用于滤罐10的过滤器单元100的多种实施方式，该过滤器单元设置在滤罐10中并且用于除去流入气口12中或从气口排出的空气中的异物或粉末。

如分别示出多种实施方式的构造和多种实施方式的分解构造的图5A、图5B以及图6所示，本发明的用于滤罐的过滤器单元100首先包括主过滤器110，主过滤器110是在气口12与活性碳16之间连接成环形状的板件，以使空气侧向通过并且过滤空气中的异物或粉末。

此处，用于横向分布通过气口12流入内部的空气的顶盖120热粘结至主过滤器110的顶部。

由于顶盖120，通过气口12流入内部的空气并不直接通过主过滤器110，而是撞击顶盖120，以通过顶盖120宽泛地扩散并且通过主过滤器110。

因此，由于空气在顶盖120周围流动，所以可以使主过滤器110的过滤效率最大化。

此处，气口12和顶盖120可以以距彼此预定距离的方式设置，以使气流平顺。

下盖130具有多个第一扩散孔131，以允许通过主过滤器110的空气流至活性碳16，该下盖热粘结至主过滤器110的底部。

即，通过主过滤器110的空气通过下盖130中的第一扩散孔131流至设置在底部处的活性碳16。

用于防止活性碳16流至第一扩散孔131中的子过滤器140设置在下盖130的下方，并且这些部件组合在一起。

此处，子过滤器140可排除通过气口12的活性碳16损失，并且二次过滤通过主过滤器110初次过滤的空气，因此，被供应至发动机的空气可以保持洁净。

同时，用于稳定地接收子过滤器140的空间形成在下盖130的下方，并且向下倾斜和向外打开的裙部133围绕下盖130形成，以配合在壳体11的风侧插入孔17中。

即，过滤器单元100是通过裙部133热粘结而组装的单个单元，该过滤器单元可固定地配合在插入孔17中，并且是固定的而不被设置在壳体11的下部的弹性面板18移动，该弹性面板使活性碳16与过滤器单元100紧密接触。

如分别示出多种实施方式的配置以及多种实施方式的分解配置的图8和图9所示，本发明的用于滤罐的过滤器单元100首先包括主过滤器110，该主过滤器设置在气口12与活性碳16之间，以过滤空气中的异物或粉末。

扩散板150具有用于扩散通过气口12流入内部的空气的多个第二扩散孔151，该扩散板设置在主过滤器110的上方。

因此，通过气口12流入内部的空气撞击扩散板150并且通过第二扩散孔151被主过滤器110均匀过滤，因此，可以使过滤效率最大化。

延伸凸缘153耦接至扩散板150的底部，提供水平支撑主过滤器110的过滤器支撑板160，并且组合这些部件。

此处，过滤器支撑板160可形成为带形状，且中央处的孔仅支撑主过滤器110的边缘，或者过滤器支撑板可形成网形状，以支撑主过滤器110的底部。

壳体11的内侧支撑的间隔突起155可进一步形成在扩散板150的转角处，以远离气口12形成空间。

间隔突起155通过被间隔突起155紧固至壳体11的顶部的件固定，因此，过滤器单元100是设置在气口12的附近的单个单元。

非常优选地，主过滤器110纵向连续弯曲，以使得用于除去空气中的异物的过滤面积最大化。

从中央至边缘，通过下盖130形成的第一扩散孔131或通过扩散板150形成的第二扩散孔151的直径可增加，从而将空气导向至主过滤器110或子过滤器140的边缘。

此处，假定中央处具有更小直径的第一扩散孔131和第二扩散孔151是中央扩散部分A，并且边缘周围具有更大直径的第一扩散孔131和第二扩散孔151是边缘扩散部分B，当高速通过气口12的空气通过中央扩散部分A时，不能以高流动速率流动，而是由于中央扩散部分更小的直径，而通过边缘扩散部分B。

因此，空气可以分布在边缘扩散部分B并且以高流通速率通过边缘扩散部分，因此，可以使用主过滤器110和子过滤器140的全部面积，因此，可以使过滤器效率最大化。

将参考所附附图描述具有上述所述配置的本发明的多种实施方式的细节操作。

首先，在多种实施方式中，如示出图5A至图7C的多种实施方式的操作的图7A所示，沿着气口12流入滤罐10的壳体11中的空气撞击顶盖120、在表面上径向地扩散，并且通过壳体11与顶盖120之间的空间。

在图7B中，围绕顶盖120扩散的空气通过热粘结在顶盖120与下盖130之间的主过滤器110并且通过初次过滤后聚集在中央处。

之后，在图7C中，由子过滤器140二次过滤的空气通过下盖130的第一扩散孔131。

因此，如图7A、图7B、以及图7C中，空气顺次流通并且被过滤两次，因此，可以获得尽可能洁净的空气。进一步地，通过第一扩散孔131集中在中央处的空气均匀扩散地通过活性碳16，因此，容易扩散并且分布HC气体，从而防止BLEED EM。

在各种实施方式中，如示出多种实施方式的操作的图10A和图10B所示，在图10A中，沿着气口12流入滤罐10的壳体11中的空气撞击扩散板150并且通过第二扩散孔151扩散至边缘。

此处，通过边缘扩散部分B将空气导向至边缘，在扩散板150的第二扩散孔151中，在边缘扩散部分B的第二扩散孔具有的直径比中央处的中央扩散部分A的第二扩散孔直径相对更大，如图10B所示，可以使用主过滤器110的全部面积，因此，可以实现最佳过滤效率。

聚集在中央处的空气扩散穿过活性碳16，并且通过边缘扩散部分B，HC气体容易被扩散和分布，因此，防止了BLEED EM。

从图11中可以看出，图11比较了现有技术滤罐的空气过滤器与本发明的滤罐的过滤器单元110的过滤器的过滤面积，其中，通过应用本发明的多种实施方式过滤空气的主过滤器110或子过滤器140，可以使用均一的过滤器面积，因此，与现有技术相比较，可以进一步延长过滤器的寿命，并且因此，有效地降低成本。

通过提供具有上述构造的本发明，通过防止过滤器被异物或粉末堵塞，可以排除燃料箱发生裂缝并且防止发动机停止，因此，可以降低维修成本。

通过减少根据蒸发污染条例的BLEED EM，可以期望因车辆的环境污染而造成的损害和燃料损耗最小化。

出于方便，在所附权利要求中进行说明和准确限定时，参考图中显示的该特征的位置，使用术语“在…上方”、或“在…下方”、“在…内”、或“在…外”等来描述示例性实施方式的特征。

出于示出性和描述之目的进行了对本发明的预定示例性实施方式的上述描述。上述描述并不旨在是详尽的或将本发明限制于所公开的精确形式，并且显而易见的，根据上述教导可能有许多修改和变型。为了说明本发明实际应用的特定原理而选择并且描述了示例性实施方式，从而能够使本领域技术人员做出并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种替换物和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于滤罐的过滤器单元，所述过滤器单元设置在所述滤罐的壳体中并且用于除去流入气口中或从所述气口排出的空气中的异物或粉末，所述过滤器单元包括：

主过滤器，所述主过滤器设置在所述气口与活性碳之间并且被配置为用于过滤空气中的异物或粉末；

扩散板，所述扩散板设置在所述主过滤器的上方并且具有用于扩散通过所述气口流入内部的空气的多个扩散孔；以及

过滤器支撑板，所述过滤器支撑板耦接至形成在所述扩散板的底部的延伸凸缘，并且水平地支撑所述主过滤器。

2.根据权利要求1所述的过滤器单元，其中，所述主过滤器沿纵向连续地弯曲，以增加过滤面积。

3.根据权利要求1所述的过滤器单元，其中，随着从所述扩散板的中央至边缘，所述扩散板中的所述扩散孔的直径增加，从而将空气导向至所述主过滤器的边缘。

4.根据权利要求1所述的过滤器单元，其中，在所述扩散板的转角处进一步形成有支撑在所述滤罐的内侧上的间隔突起，以远离所述气口形成一空间。

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