CN1477303A - 燃料蒸汽处理装置 - Google Patents

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Abstract

用于汽车的燃料蒸汽处理装置，它包括：壳体，该壳体具有连接到燃料箱上的填充口；连接到发动机的进口侧上的净化口；以及通过其引入大气的大气口。将燃料蒸汽吸收材料填进壳体内。将过滤器布置在壳体内并且位于大气口和燃料蒸汽吸收材料之间，以便拦住包含在大气中的灰尘。将挡板布置在壳体内并且位于该大气口和过滤器之间，从而将通过大气口引入的大气气流改变为大体上径向的方向。另外，环绕挡板形成环状空间，以便大气从挡板通过该环状空间流到过滤器。

Description

燃料蒸汽处理装置
【发明背景】
本发明涉及在燃料蒸汽处理装置中的改进，将该装置构造成这样，即：能够从汽车的燃料箱和类似部件中吸收燃料蒸汽，并且在发动机工作期间，排放被吸收的燃料，以便在发动机内燃烧。
通常，这一类型的燃料蒸汽处理装置或者筒罐包括：壳体，它形成有连接到燃料箱上的填充口；连接到发动机进口侧的净化口；以及大气口，通过该口将大气引进来。将诸如活性炭或者类似物等燃料蒸汽吸收材料填进壳体内。通过过滤器使该吸收材料和从大气口引入的大气隔离，从而由过滤器拦住包含在大气中的灰尘。
现在，在这种燃料蒸汽处理装置装置中，随着时间的流逝，收集在该过滤器中的灰尘量逐渐地增加，从而可以堵塞过滤器。在发生过滤器严重堵塞的情况下，在净化被吸收在该吸收材料内的燃料蒸汽的过程中，在大气口和净化口之间的流动阻力增加，从而使得燃料蒸汽处理装置充分净化该燃料蒸汽成为不可能。
鉴于上述情况，日本专利临时公开号11-200963提出了这样一种装置，即：使在大气口一侧的过滤器的横截面积(与轴线垂直)相对于填充了吸收材料的部分的横截面积加大。在该情况下，当通过过滤器吸入大量的灰尘时，还是可以堵塞该过滤器。
为了解决上述问题，日本专利临时公开号2001-317418和2001-323846提出了下面的燃料蒸汽处理装置，即以这样的方式进行通道的布置，即：能够从过滤器的下侧吸入大气，以便在重力、发动机振动等的作用下使粘附在过滤器上的灰尘落下并去除。
【发明概述】
然而，在使用这种传统的燃料蒸汽处理装置的情况下，必须以这样的姿态来安装它们，即：当该装置安装在车辆上时，将通过其吸入大气的表面定位在垂直下侧。因此，如果将该装置安装成它们的横向姿态或者倾斜姿态，那么就不能获得足够的灰尘去除效果。另外，传统的燃料蒸汽处理装置具有从大气口引导到过滤器的弯曲通道，因此可以设想：当通过大气口引入的大气在该弯曲通道内改变其流向时，包含在大气中的灰尘可以粘附到该弯曲通道的内表面上，从而将其除去。然而，该通道的弯曲部分里面的横截面积较小，因此在该弯曲部分内的流速高，从而使得期望充分的灰尘去除效果成为不可能。
另外，在传统的燃料蒸汽处理装置中，经过在过滤器外围的单侧的一部分，从大气口开始的通道延伸到与过滤器下面的空间连通。结果，通过大气口吸入的灰尘被收集在过滤器的上述部分上，从而导致该过滤器的部分堵塞。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的燃料蒸汽处理装置，其能够有效地克服在传统的燃料蒸汽处理装置中遇到的缺陷。
本发明的另一目的是提供一种改进的燃料蒸汽处理装置，其能够保持该装置在长时间的使用过程中的性能，而不会受到其安装姿态的影响。
本发明的另一目的是提供一种改进的燃料蒸汽处理装置，将其构造为在整个长时间的使用过程中能够有效地防止用在其中的过滤器被灰尘堵塞。
本发明的再一目的是提供一种改进的蒸汽处理装置，其中含有灰尘的大气在通过过滤器之前就要经受其流向的改变，从而在用过滤器过滤之前就会分离出大气中相当多的灰尘。
根据本发明，燃料蒸汽处理装置包括：壳体，该壳体具有连接到燃料箱上的填充口，连接到发动机的进口侧上的净化口(purge port)，以及大气口，通过它引入大气。将燃料蒸汽吸收材料填进壳体内。将过滤器布置在壳体内并且位于大气口和燃料蒸汽吸收材料之间，以便拦住包含在大气中的灰尘。将挡板布置在壳体内并且位于该大气口和过滤器之间，从而将通过大气口引入的大气气流改变为大体上径向的方向。另外，环绕挡板形成环状空间，以便大气从挡板通过该环状空间流到过滤器。
【附图的简要说明】
在附图中，贯穿整个附图的相同的参考标号代表相同的部分和元件，其中：
图1是根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第一实施例的垂直剖面图；
图2是图1的燃料蒸汽处理装置的主要部分的部分剖视的局部放大透视图；
图3是根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第二实施例的垂直剖面图；
图4是基本上沿着图3的A-A线按照箭头的方向来看的燃料蒸汽处理装置的主要部分的局部放大剖面图；
图5是用在图3的燃料蒸汽处理装置中使用的吸收材料套筒的正视图；
图6是图5的吸收材料套筒的部分剖开的分解透视图；
图7是用在根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第三实施例中的吸收材料套筒的垂直剖面图；
图8是图7的吸收材料套筒的正视图。
【发明的详细描述】
参考图1和2来解释根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第一实施例。该蒸汽处理装置包括由树脂(合成树脂)材料形成的壳体1。在壳体1的一端侧形成有填充口2、净化口3和大气口4。将填充口2与汽车的燃料箱(未示出)连接。将净化口3连接到车辆的内燃机(未示出)的进口侧或者系统上(未示出)。大气口4与外界大气连通。将壳体1的内部分成第一填充腔5和第二填充腔6。换句话说，壳体1包括：其内限定第一填充腔5的第一壳体部分1A，以及其内限定第二填充腔6的第二壳体部分1B。将第一填充腔5与填充口2和净化口3连通。将第二填充腔6与大气口4连通。第一和第二填充腔5和6中的每一个沿着轴向延伸并且具有第一(右侧)和第二(左侧)端部(没有标明)。填充口2和净化口3位于邻近第一填充腔5的第一端部的位置。大气口4位于邻近第二填充腔6的第一端部的位置。如图所示，第一和第二填充腔5、6的第二端部通过连通通道7彼此连通。第二填充腔6形成为具有小于第一填充腔5的截面面积。第二填充腔6的截面面积是第一填充腔5的截面面积的1/2左右。
将过滤器8a和8b布置在第一填充腔5的第一端部，并且分别位于接近填充口2和净化口3的地方。从填充口2经过过滤器8a将燃料蒸汽供给第一填充腔5。经过过滤器8b从净化口3将在第一填充腔5内的燃料蒸汽净化。过滤器10布置在第一排放腔5的第二端部并且由多孔板9支撑，将该多孔板可滑动地装到第一壳体部分1A的内表面上，并且沿着口2、3的方向用弹簧11偏压。将用作燃料蒸汽吸收材料的活性炭12填充在第一填充腔5内并且位于相互对准的过滤器8a、8b和过滤器10之间。
将吸收材料套筒或者装置13布置在第二燃料蒸汽填充腔6的第一端部，并且位于接近大气口4的位置。过滤器15布置在第二填充腔6的第二端部并且由多孔板14支撑，将该多孔板可滑动地装到第二壳体部分1B的内表面上，并且沿着大气口4的方向用弹簧16偏压。将用作燃料蒸汽吸收材料的活性炭12填充在第二填充腔6内并且位于吸收材料套筒13和过滤器15之间。另外，将活性炭12也填充在吸收材料套筒13里面。
吸收材料套筒13包括其内填充活性炭12的圆柱形的套筒主体部分17。与套筒主体部分17一体地设置有第一(右侧)法兰18和第二(左侧)法兰19。第一法兰18从套筒主体部分17的第一(右侧)端部沿着径向向外延伸，并且另外从套筒主体部分17的第一端部径向向内延伸，从而形成内凸缘部分(没有标号)。第二法兰19从套筒主体部分17的第二(左侧)端部沿着径向向外延伸。圆柱形的壁部20与内凸缘部分一体形成，并且从吸收材料套筒13的内凸缘部分轴向地伸出。第二壳体部分1B包括圆柱形壁部21，其与第二壳体部分1B的主体一体形成，并且在横截面积上小于第二壳体部分1B的主体的横截面积，所以大体为环状的台阶部分(没有标号)形成在第二壳体部分1B的主体和圆柱形壁部21之间。吸收材料套筒13的第一法兰18与该台阶部分接触，并且将该套筒的圆柱形部分20插入到该圆柱形壁部21里面。环绕圆柱形壁部20的外圆周表面设置环状的密封件29，从而在圆柱形部分20的外圆周表面和圆柱形壁部21的内圆周表面之间建立起气密性密封。
将第一(右侧)过滤器22以这样的方式布置在套筒主体部分17的内部并且位于套筒主体部分17的第一(右侧)端部，即：它能够与内凸缘部分接触。相应地，第一过滤器22位于邻近大气口4的位置，从而将圆柱形部分20定位在第一过滤器22和大气口4之间。将第二(左侧)过滤器24以这样的方式布置在套筒主体部分17的内部并且位于套筒主体部分17的第二(左侧)端部，即：能够与固定地布置在第二壳体部分1B内部的过滤器23接触。活性炭12填充在过滤器22和23之间。活性炭12也填充在过滤器23和过滤器15之间。将过滤器23焊接到套筒主体部分17的第二法兰19上，从而封住活性炭12并且将其保持在位置上。
在此，如图1和2所示，在一体地形成在该圆柱形壁部21的末端部分的末端壁(没有标号)处，大气口形成为中心开口。圆柱形壁部21的末端壁一体地设置有位于圆柱形壁部21内部的圆柱形凸台部分25，以便于管连接。通常，杯形的框架结构(没有标号)一体地连接到圆柱形凸台部分25的底部上，并且该框架结构包括从圆柱形凸台部分25的底部伸出的多个轴向延伸的支架或支柱26。在相邻的支柱26之间形成空间，以便作为气体流过的窗口。将挡板27一体地连接到每一个支柱26的末端或者底端，并且位于与每一个支柱26垂直的地方。另外，多个支腿26a从挡板27轴向地伸出，并且位于与支柱26大体分别对应的位置上。换句话说，每一个支腿26a通常与每一个支柱26对准，并且将其插入圆柱形部分20的里面，以便与过滤器22相接触。因此，来自大气口4的大气沿着凸台部分25流动并且撞在挡板27上，然后径向地流过形成在相邻支柱26之间的每一空间。相对较大的环状空间28环绕挡板27形成。因此，通过撞击挡板27而改变其流向的大气朝向圆柱形部分20的里面流过相对较大的环状空间28，然后流过过滤器22进入吸收材料套筒13。
使用上述的第一实施例的燃料蒸汽处理装置，在车辆停止期间产生的燃料蒸汽经过填充口2被引导进入壳体1的第一和第二壳体部分1A和1B的里面。同时，在第一和第二壳体部分1A、1B内，由活性炭12吸收燃料蒸汽的燃料成分，而通过大气口4将剩余的空气排放到大气中。在该车辆的发动机工作期间，通过大气口4将大气引入壳体1并且大气通过在壳体1内的活性炭12，然后经过净化口3吸入发动机。此时，吸入活性炭12中的燃料(成分)在气流的作用下得以净化，之后经过净化口3将其和空气一起引入发动机内，以便在发动机内燃烧。
在此，在上述的发动机工作期间，经过大气口4吸入的大气沿着凸台部分25轴向地流动，然后撞击挡板27以改变流向，以便大体上径向地流动。相应地，通过在相邻支柱26之间的每一空间，将大气供给环绕挡板27的空间，并且因此充分地降低流速，大气撞击包括圆柱形壁部21的壁。然后，通过限定在从挡板27伸出的支腿26a里面的空间将大气吸入，并且通过过滤器22。此时，包含在大气内的灰尘在速度上与大气一起得以充分地降低，并且撞击环绕挡板27的壁部，从而通过撞击该壁部使大多数灰尘落到或者粘附到该壁部的内表面上。
这样，将已经去掉大多数灰尘的大气供给吸收材料套筒13的过滤器22，从而通过过滤器22吸入的灰尘量可以大大地减小。结果，根据该实施例的燃料蒸汽处理装置，即使长时间使用，灰尘也不能堵塞过滤器22，从而可以长时间地保持燃料蒸汽处理装置需要的净化性能。另外，由于挡板27、环状空间28和圆柱形壁部21的作用，所以重力的方向很难影响该燃料蒸汽处理装置的灰尘去除效果，从而能够稳定地获得该效果，而不管燃料蒸汽处理装置的安装姿态。另外，通过撞击挡板27，将通过大气口4吸入的大气的流向改变为大体上径向的流向，并且因此始终均匀地流过过滤器22的几乎整个表面，从而防止在过滤器22中发生局部堵塞。
图3到6画出了根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第二实施例，除了吸收材料套筒13的结构之外，它与第一实施例的燃料蒸汽处理装置相同。在这一实施例中，用参考标号113来表示吸收材料套筒。
如在图4和5中清楚地表示的那样，吸收材料套筒113包括主体部分17，它与底壁部分(没有标号)一体地设置在第一(右侧)端部。该底壁部分从主体部分17的外圆周表面相对地向外延伸，限定凹陷35。以这样的方式将大体上圆柱形的壁部120一体地连接到该底壁部分上，即：与该底壁部分垂直，并且在图3和4中向左延伸跨过第一法兰18进入圆柱形壁部21。换句话说，圆柱形壁部120从第一法兰18沿着相反的方向延伸。以这样的方式将预过滤器30设置在圆柱形壁部120的里面并且使其位于圆柱形壁部120轴向上大体中间的位置，即：垂直于圆柱形壁部120的轴线。从挡板27伸出的支腿26a到达预过滤器30。在该实施例中，相对于预过滤器30，布置在套筒主体部分17里面的第一过滤器22用作“主过滤器”，并且因此在下面称作主过滤器。使预过滤器30形成得比主过滤器22粗一些，即具有大于主过滤器22的平均孔隙尺寸或者直径。另外，预过滤器30具有大于主过滤器22的有效横截面积。该有效横截面积表示在垂直于过滤器轴线的平面内，实际上可以有效地过滤灰尘的面积，其中所述平面与该过滤器的相对的平整表面基本上平行。
如图4所示，该套筒主体部分17的第一(左侧)端部延伸跨过与圆柱形壁部120一体形成的底壁部分，从而使凹陷35形成在套筒主体部分17的第一端部和主过滤器22的相对的侧面上。用作灰尘保留腔的这些凹陷35与预过滤器30和主过滤器22之间的空间邻近。如图5和6中清楚表示的那样，该圆柱形壁部120具有大体上椭圆形的横截面，从而在其相对两端具有半圆形的部分。每一半圆形部分限定每一个凹陷35。与圆柱形壁部120一体的多个肋片36沿着圆柱形壁部120的轴向延伸，即沿着从底壁部分35朝向预过滤器30的方向延伸，从而支撑预过滤器30。详细说来，从圆柱形壁部120的轴向来看，对于主过滤器22来讲，邻近的第一(左侧)端开口37的肋片36沿着径向布置。从圆柱形壁部120的轴向来看，将形成在圆柱形壁部120的半圆形部分的内圆周表面处的肋片36布置成沿着法线的方向延伸，并且轴向延伸到底壁部分且与底壁部分一体形成。
显然，使用第二实施例的燃料蒸汽处理装置，能够基本上获得与第一实施例相同的效果。另外，由于穿过在圆柱形壁部120内的空间将预过滤器30相对于主过滤器22布置在大气口4的一侧，所以在发动机工作期间，通过两级过滤器(或者预过滤器30和主过滤器22)可以拦住通过大气口4与大气一起吸入的灰尘。此外，设置在主过滤器22上游的预过滤器30比主过滤器22要粗(平均孔隙尺寸或者直径较大)，并且具有大于主过滤器22的有效横截面积。结果，由预过滤器30拦住较大直径的灰尘，而较小的灰尘由主过滤器22拦住，因此被拦住的灰尘分散到预过滤器30和主过滤器22上。结果，在该实施例的燃料蒸汽处理装置中，可以防止过滤器30、22中的任何一个被很大程度地堵塞，从而长时间地稳定保持该燃料蒸汽处理装置需要的性能。虽然已经将预过滤器30描述为比主过滤器22要粗(平均孔隙尺寸或直径较大)，但是应理解，预过滤器30可以与主过滤器22具有同样的粗度。
在该实施例中，灰尘保留腔35以这样的方式环绕主过滤器22形成，即：其与主过滤器22和预过滤器30之间的空间邻接，在发动机工作期间通过预过滤器30的大多灰尘可以保留在灰尘保留腔35内，而不会被主过滤器22拦住。具体说来，灰尘保留腔35相对于安装主过滤器22的平面形成凹陷，在穿过预过滤器30且沿着圆柱形壁部120的内圆周壁流动的大气流中的灰尘漂浮在灰尘保留腔35内。因此，在吸入的大气流的作用下，能够将进入灰尘保留腔35内的灰尘可靠地保留在位，而不会将其吸入主过滤器22。
另外，在该实施例中，多于一个的肋片36以这样的方式形成在圆柱形壁部120的内圆周表面上，即：通常垂直于内圆周表面，因此，沿着圆柱形壁部120的内圆周表面涡旋流动的大气大体上垂直地撞击在肋片36上。结果，由于大气撞击肋片36降低了大气的流速，从而包含在大气中的灰尘粘附到肋片36上或者落下，因此使得容易地除去灰尘成为可能。此外，在该实施例中，类似地布置多于一个的肋片36，并且邻近套筒主体部分17的端部开口37径向地布置这些肋片，通过这些肋片36可以获得相同的效果。另外，上述的肋片36也用作增强由薄壁的合成树脂构造的吸收材料套筒113的壁部强度的加强筋，并且用作限制位于预过滤器30一侧的主过滤器22的变形的限制部件。在这种连接中，从支柱26伸出的支腿26a用作限制位于大气口4一侧的预过滤器30的变形的限制部件，支柱26从圆柱形凸台部分25伸出。
图7和8示出了根据本发明的燃料蒸汽处理装置的第三实施例，除了预过滤器30和主过滤器22之间的位置关系外，其与第二实施例的燃料蒸汽处理装置相同。在预过滤器粗于(平均孔隙尺寸或者直径较大)或者等于主过滤器22的粗度并且具有大于主过滤器22的有效横截面积这一点上，该实施例与第二实施例是一样的。在该实施例中，用参考标号213来标示吸收材料套筒标记。
在该实施例的吸收材料套筒213中，以这样的方式使套筒主体部分17位于一侧，即：沿着大体上长方形的第一和第二法兰18、19的纵向，套筒主体部分17的轴线偏离吸收材料套筒213的轴线。因此，主过滤器22的中心轴线O’偏离预过滤器30的中心轴线O。使用这种偏向一侧的套筒主体部分17，灰尘保留腔35的一侧将变大，并且灰尘保留腔35变大的这一侧与预过滤器30有很大的重叠。
使用这种结构的实施例，主过滤器22的中心轴线O’和预过滤器30的中心轴线O彼此偏离，因此穿过预过滤器30的灰尘难于被直接吸进主过滤器22，所以灰尘撞击壁部和肋片36且落下，而不是撞击主过滤器22，从而可以增加灰尘粘附到壁部和/或肋片上的灰尘的可能性。这样，可以更加可靠地防止主过滤器22被堵塞。
从上面可以理解到，使用根据本发明的燃料蒸汽处理装置，在挡板的作用下，从大气口流入的大气的流向改变为大体上的径向，并且由于在具有相对较大体积的环状空间的作用下流速得以降低，所以这样改变方向的大气流可以撞击圆柱形壁部的内表面。因此，在被吸入过滤器之前，可以可靠地将包含在大气中的大多灰尘除去。此外，流过大气口的大气撞击挡板，从而通常沿着径向使其扩散并且之后通过过滤器吸入，因此可以遍布该过滤器的几乎整个表面扩散和吸入大气。这就可以有效地防止过滤器被灰尘部分地堵塞。结果，根据本发明，能够有效地防止在该燃料蒸汽处理装置中的过滤器被堵塞，从而在长时间的使用中保持该装置的性能，而不会受到安装姿态的影响。
日本专利申请P2002-222763(申请日为2002年7月31日)的整个内容作为参考结合在此。
尽管上面已经参考本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述的实施例。对于本领域技术人员来讲，根据上述的教导，可以对上述的实施例进行改进和变化。参考下面的权利要求书来限定本发明的范围。

Claims (10)

1、一种燃料蒸汽处理装置，它包括：壳体，该壳体具有连接到燃料箱上的填充口，连接到发动机的进口侧上的净化口，以及通过其引入大气的大气口；填进壳体内的燃料蒸汽吸收材料；过滤器，将其布置在壳体内并且位于大气口和燃料蒸汽吸收材料之间，以便拦住包含在大气中的灰尘；挡板，将其布置在壳体内并且位于该大气口和过滤器之间，从而将通过大气口引入的大气气流改变为大体上径向的方向，其中，环绕该挡板形成环状空间，以便大气从挡板通过该环状空间流到过滤器。
2、如权利要求1所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，该过滤器包括彼此串联布置的预过滤器和主过滤器，该预过滤器位于比主过滤器更加接近挡板的地方，该预过滤器具有不小于主过滤器的有效横截面积的有效横截面积。
3、如权利要求1所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，该过滤器包括彼此串联布置的预过滤器和主过滤器，该预过滤器位于比主过滤器更加接近挡板的地方，该预过滤器比主过滤器更粗。
4、如权利要求2所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，该预过滤器和主过滤器彼此分开，从而在它们之间形成一个空间，其特征还在于，在主过滤器的外面并且与其隔开形成一个壁部，从而形成一个与该空间邻近的灰尘保留腔，该灰尘保留腔留住通过该预过滤器的大气中的灰尘。
5、如权利要求3所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，该预过滤器和主过滤器彼此分开，从而在它们之间形成一个空间，其特征还在于，在主过滤器的外面并且与其隔开形成一个壁部，从而形成一个与该空间邻近的灰尘保留腔，该灰尘保留腔留住通过该预过滤器的大气中的灰尘。
6、如权利要求4所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，肋片形成在形成所述灰尘保留腔的壁部的表面上，该肋片延伸进入该灰尘保留腔。
7、如权利要求5所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，肋片形成在形成所述灰尘保留腔的壁部的表面上，该肋片延伸进入该灰尘保留腔。
8、如权利要求2所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，主过滤器具有偏离预过滤器的中心轴线的中心轴线。
9、如权利要求3所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，主过滤器具有偏离预过滤器的中心轴线的中心轴线。
10、如权利要求1所述的燃料蒸汽处理装置，其特征在于，壳体包括圆柱形壁部，该圆柱形壁部具有形成有大气口的第一端部以及与壳体的主体一体形成的第二端部；将过滤器邻近该第二端部密封地布置并且与该圆柱形壁部的轴线垂直，其特征还在于，将挡板布置在该圆柱形壁部内部并且位于与该圆柱形壁部的内圆周表面间隔开的位置上，从而形成环绕该挡板的大体环状的空间，该挡板垂直于该圆柱形壁部的轴线，并且与过滤器分开，从而形成与大体上环状的空间邻近的一个空间。
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