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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Heutige Kraftfahrzeuge besitzen zur Reduzierung einer Tankleckage, d.h. einer Verdampfung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank des Kraftfahrzeugs, Reduktionsmittel in Form von Aktivkohle aufweisenden Filtereinrichtungen, so genannten Aktivkohlefilter. Bedingt durch verschärfte Anforderungen an Verbrauch und Emissionen von Kraftfahrzeugen, bspw. in den USA wird LEVII übergeführt in LEVIII, ist eine reduzierte Spülmenge zur Regenerierung der Aktivkohlefilter gefordert. Eine Diffusion von Kohlenwasserstoffen, welche auch als „Bleedingemission“ bezeichnet wird, tritt dabei in den Vordergrund der anzustrebenden Reduzierungen.
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Eine Regenerierleistung der Filtereinrichtung, bei denen die Aktivkohle horizontal angeordnet sind, d.h. horizontal beladen und gespült werden, kann bei geringen Spülmengen moderner Antriebssysteme möglicherweise eine nicht ausreichende Regenerierung der Aktivkohle, für bspw. so genannte SHED-Tests, zur Folge haben. SHED-Test sind Emissionstest in einer gasdichten Prüfkammer. Insbesondere hier ist ein Einfluss der Bleedingemission auf die Regenerierung der Aktivkohle erkennbar.
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Die Patentschrift
EP 1 446 569 B1 offenbart eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche zur Reduktion von Kraftstoffdampfemissionen Aktivkohle als Adsorptionsmittel aufweist.
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Der Patentschrift
US 8,443,786 B2 ist eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug entnehmbar, deren letzte Kammer mit Atmosphärenanschluss eine von den anderen Kammern abweichende Aktivkohle aufweist. Dies ist ebenso der Offenlegungsschrift
US 2011/0315126 A1 zu entnehmen.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 43 20 384 A1 ist eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, deren Gehäuse zumindest zwei Trennwände aufweist, die zwischen dem Atmosphären- und dem Tankanschluss verlaufen.
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In der Patentschrift
US 6,524,374 B2 ist ein Behälter beschrieben, in dem Kraftstoffdampf durch eine Einströmöffnung in den Behälter strömt, welcher eine Kammer mit Adsorptionsmittel aufweist, die vom Kraftstoffdampf durchströmt wird. Im Behälter sind adsorbierende Haltefilter, eine adsorbierende Halteplatte und eine adsorbierende Haltefeder ausgebildet.
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Aus der Patentschrift
US 8,529,676 B2 geht eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug hervor, mit einem ein Adsorptionsmittel aufweisenden Behälter und einer Strömungsregulierungsvorrichtung nahe eines Luftverbindungsanschlusses.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 60 2005 001 075 T2 geht eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter hervor, aufweisend einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum, wobei die beiden Aufnahmeräume über einen an ihren Stirnseiten angeordneten Verbindungsraum durchströmbar miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Aufnahmeräumen ist eine Zwischentrennwand ausgebildet, die die beiden Aufnahmeräume in Richtung einer Längserstreckung der Filtereinrichtung trennt. Die beiden Aufnahmeräume sind beide von dem Filterelement, welches als Vliesgewebe ausgebildet sein kann, bedeckt.
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Der Offenlegungsschrift
DE 60 2004 004 481 T2 kann eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter aufweisend einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum entnommen werden, wobei die beiden Aufnahmeräume über einen an ihren Stirnseiten angeordneten Verbindungsraum durchströmbar miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Aufnahmeräumen ist eine Zwischentrennwand ausgebildet, die die beiden Aufnahmeräume in Richtung einer Längserstreckung der Filtereinrichtung trennt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 699 16 674 T2 ist eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter aufweisend einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum bekannt. Es wird Luft, die durch ein Adsorptionsmittel strömt, durch die Filtervorrichtung über einen Auslassabschnitt in die Atmosphäre geführt.
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Der Patentschrift
US 6,551,388 B1 kann eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter aufweisend einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum mit einem in Form einer Gitterplatte ausgebildeten Trennelement entnommen werden.
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Die Offenlegungsschrift
US 2013/0312712 A1 offenbart eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter aufweisend einen ersten Aufnahmeraum mit einem Vlies und einen zweiten Aufnahmeraum.
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Der Offenlegungsschrift
US 2003/0024397 A1 kann eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Behälter aufweisend einen ersten Aufnahmeraum und einen zweiten Aufnahmeraum und einen von Ein- und Austrittsrohren abgewandt ausgebildeter Verbindungsraum entnommen werden. Im Verbindungsraum ist eine Klappe ausgebildet, welche in Richtung der Durchströmöffnung angeordnet ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuse mit einem Aufnahmeraum, welcher eine ein Adsorptionsmittel aufweisende erste Kammer und eine ein weiteres Adsorptionsmittel aufweisende zweite Kammer besitzt. Die Kammern sind ausgehend von einer ersten Einströmöffnung der Filtereinrichtung hin zu einer Ausströmöffnung der Filtereinrichtung über den Aufnahmeraum seriell durchströmbar ausgebildet. Es sind ein erster Strömungspfad eines Beladungsstromes und ein zweiter Strömungspfad eines Spülstromes ausbildbar. Zur seriellen Durchströmung der Kammern ist eine Trennwand zwischen den Kammern ausgebildet, wobei zur Durchströmung des Aufnahmeraumes eine Überströmkammer die beiden Kammern durchströmbar verbindend ausgeführt ist. Zur Umlenkung des Beladungsstromes und/oder des Spülstromes weist der Aufnahmeraum eine Barriere auf.
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Die Durchströmung der Filtereinrichtung erfolgt unter gravimetrischem Einfluss. Das heißt mit anderen Worten, unter der Wirkung der Gravitationskraft. Dadurch ergibt sich bei der üblicherweise relativ zur Gravitationskraft quer ausgebildeten Durchströmung eine Ungleichverteilung einer Beladung der Adsorptionsmittel. Insbesondere werden im Aufnahmeraum untenliegende Bereiche der Adsorptionsmittel überwiegend beladen, sodass darüberliegende Bereiche noch unbeladen vorliegen. Allerdings erfolgt nach einer vollständigen Beladung der untenliegenden Bereiche der in Strömungsrichtung ausgebildeten zuerst durchströmten Kammer ein Überströmen des Beladungsstromes in die benachbarte Kammer, so dass eine nicht vollständige Beladung der zuerst durchströmten Kammer bzw. des darin aufgenommenen Adsorptionsmittels vorherrscht. Daraus ergibt sich eine Leistungseinbuße der Filtereinrichtung, welche insbesondere erhöhte Bleedingemissionen zur Folge hat.
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Mit Hilfe der im Aufnahmeraum ausgebildeten Barriere ist es möglich die Durchströmung des Aufnahmeraumes in Form des Beladungs- und des Spülstromes zu steuern. Oder mit anderen Worten, zu lenken bzw. zu leiten. Somit kann eine gleichmäßige Beladungsverteilung sowie Spülung der Adsorptionsmittel herbeigeführt werden, wodurch sich eine Reduktion der Emissionen, insbesondere der Bleedingemissionen erzielen lässt.
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Da die Barriere im Aufnahmeraum ausgebildet ist, ergibt sich eine effektive Nutzung des vorhandenen Bauraumes der Filtereinrichtung. Dies ist besonders wichtig, da der Bauraum in heutigen Kraftfahrzeugen immer knapper wird und insbesondere eine effektive Nutzung einer Aufnahmekapazität der Adsorptionsmittel zur Ressourcenschonung und Kostenersparnis derselben angestrebt und mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung erzielt ist.
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Die Barriere ist entweder in Form einer Vliesmaskierung eines Vlieses der Filtereinrichtung ausgebildet, wobei die Vliesmaskierung entweder die erste Kammer oder die zweite Kammer teilweise bedeckend ausgebildet ist, oder die Barriere ist in Form einer Barriereklappe ausgebildet, wobei die Barriere im Überströmraum angeordnet ist, und wobei die Barriereklappe sich quer zur Durchströmung erstreckend ausgebildet ist, oder die Barriere ist in Form eines Diffusionsstegs im Überströmraum ausgebildet, wobei im Bereich des Diffusionsstegs ein Überströmen des Beladestromes und des Spülstromes in die zweite Kammer unterbunden ist, und wobei der Diffusionssteg eine Diffusionssteghöhe aufweist, die kleiner ist als eine Höhe des Adsorptionsmittels.
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Vliese sind zur Vorspannung des Adsorptionsmittel, welches üblicherweise in Form einer Aktivkohle vorliegt, gegen Aufrieb im Aufnahmeraum ausgebildet. Somit kann effektiv das bereits vorliegende Vlies durch Umgestaltung bzw. Maskierung zur Strömungslenkung genutzt werden.
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Die effektive Nutzung des Vlies wird erfolgreich zur Leistungssteigerung der Filtereinrichtung genutzt, indem die Vliesmaskierung als Verdichtung des Vlieses und/oder als Kaschierung des Vlieses mit einem vollständig gasundurchlässigen Material oder einem Material mit einer geringeren Gasdurchlässigkeit als sie das Vlies aufweist, ausgebildet ist.
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Insbesondere vorteilhaft für eine schnelle Beladung der Filtereinrichtung im Betrieb des Kraftfahrzeugs oder bei einem Betanken ist die Ausbildung der Vliesmarkierung zumindest in einem Bereich zwischen 1/3 und 2/3 einer Höhe des Adsorptionsmittels.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung weist die Vliesmaskierung die Kaschierung abschnittsweise auf. Der Vorteil ist eine weitere verbesserte Umlenkung der Durchströmung.
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Sofern die Barriere in Form einer Barriereklappe ausgebildet ist, kann die Barriereklappe dabei zusätzlich zur Vliesmaskierung oder alleinstehend vorliegen. Die Barriereklappe ist gemäß einem Rückschlagklappenprinzip ausgebildet, womit eine gezielte Umlenkung der Durchströmung entweder des Beladestromes oder des Spülstromes herbeigeführt werden kann.
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Sofern die Barriereklappe in Richtung des ersten Durchströmpfades undurchströmbar und in Richtung des zweiten Strömungspfades durchströmbar ausgebildet ist, wird das Adsorptionsmittel der in Durchströmrichtung vor der Barrierklappe angeordneten Kammer zuerst soweit befüllt, bis die Befüllung eine Klappenhöhe der Barriereklappe erreicht hat und es zu einer Überströmung in die stromab ausgebildete Kammer kommen kann. Mit anderen Worten kann das Adsorptionsmittel von unten nach oben befüllt werden vor einer Überströmung. Da die Barriereklappe in Richtung des zweiten Strömungspfades geöffnet ist, kann das Adsorptionsmittel über seine gesamte Höhe gespült und somit regeneriert werden.
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Sofern die Barriere in Form eines Diffusionsstegs im Überströmraum ausgebildet ist, kann sie dabei zusätzlich zur Vliesmaskierung und/oder der Barriereklappe oder alleinstehend ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise ist der Diffusionssteg aus einem vollständig gasundurchlässigen Material hergestellt. Ebenso könnte er auch aus einem bedingt gasdurchlässigen Material hergestellt sein, wobei er dann bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten wirksam ist, allerdings nur bedingt bei Diffusionsvorgängen, wie sie bei Emissionstest im Kraftfahrzeug auftreten.
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Die Wirkung des Diffusionsstegs entspricht prinzipiell der Barriereklappe, allerdings erfolgt sowohl in Richtung des ersten Strömungspfades als auch in Richtung des zweiten Strömungspfades eine Umlenkung des entsprechenden Stromes.
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Zur Kostenreduzierung bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung entspricht das Adsorptionsmittel dem weiteren Adsorptionsmittel.
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Zur weiteren Steigerung der Leistung der Filtereinrichtung ist das Adsorptionsmittel eine übliche Aktivkohle und das weitere Adsorptionsmittel eine 1100er Pelletkohle. Bevorzugt ist die in Strömungsrichtung vorletzte Kammer mit dem als 1100er Pelletkohle ausgebildeten Adsorptionsmittel befüllt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigen:
- 1 in einer Prinzipdarstellung eine Beladung einer Aktivkohle bei deren vertikaler Durchströmung und eine Prinzipdarstellung bei deren horizontaler Durchströmung,
- 2 in einer schematischen Darstellung die Filtereinrichtung gemäß dem Stand der Technik,
- 3 in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 4 in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Filtereinrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 5 in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Filtereinrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 6 in einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Filtereinrichtung in einem vierten Ausführungsbeispiel, und
- 7 in einem t-BE-Diagramm eine Bleedingemission über der Zeit der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung.
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1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine Beladung einer Filtereinrichtung 1 bei vertikaler Durchströmung ihrer in einem Aufnahmeraum 2 angeordneten Adsorptionsmittel 3 in Form einer üblichen Aktivkohle und eine Prinzipdarstellung bei dessen horizontaler Durchströmung. Die Filtereinrichtung 1 ist mit einem Tank 4 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs an einer ersten Eintrittsöffnung 5 der Filtereinrichtung 1 durchströmbar verbunden. Mit anderen Worten werden sich im Tank 4 entwickelnde Kraftstoffdämpfe über die erste Eintrittsöffnung 5 in die Filtereinrichtung 1 geleitet. Kohlenwasserstoffe der Kraftstoffdämpfe werden mit Hilfe des Adsorptionsmittels 3 an diesem gebunden, mit anderen Worten von dem Adsorptionsmittel 3 adsorbiert, und erst mit einer Freigabe einer Austrittsöffnung 6 über entsprechende Mittel, in der Regel ein Ventil, einer Ansauganlage einem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs zur Verbrennung zugeführt. Mit der Freigabe der Austrittsöffnung 6 erfolgt ein Ansaugen von Frischluft über eine zweite Eintrittsöffnung 7 der Filtereinrichtung 1, wobei neben einem Lösen der Kohlenwasserstoffe von dem Adsorptionsmittel 3 eine Spülung, mit anderen Worten eine Regenerierung des Adsorptionsmittels 3, herbeigeführt wird. Die Freigabe der Austrittsöffnung 6 kann dabei durch eine unmittelbare Öffnung derselben oder über eine die Filtereinrichtung 1 mit dem Ansaugtrakt verbindenden durchströmbaren Leitung 8 erfolgen, die das Ventil aufweist.
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Je nach Ausrichtung einer Durchströmrichtung des Adsorptionsmittels 3 kommt es aufgrund eines Einflusses der Gravitationskraft G zu einer mehr oder weniger erfolgreichen Adsorption und Spülung, da ein Dichteunterschied zwischen Kohlenwasserstoffen der Kraftstoffpartikel und der Frischluft vorliegt. Bspw. weist n-Butan eine Dichte von 2,7 kg/m3 auf, wohingegen die in der Filtereinrichtung 1 vorliegende Luft eine wesentlich geringere Dichte mit 1,2 kg/m3 besitzt. Eine Beladungsrichtung des Adsorptionsmittels 3 wird bei einer horizontalen Durchströmung D1, mit anderen Worten bei einem horizontal ausgerichteten Aufnahmeraum 2 der Filtereinrichtung 1 im Vergleich mit einer vertikalen Durchströmrichtung D2 eines vertikal ausgerichteten Aufnahmeraumes 2, negativ beeinflusst, wie in 1 dargestellt ist. Die eine Beladungsfront B aufweisende Beladung des Adsorptionsmittels 3 ist ungleichmäßig und somit nicht symmetrisch. Die Beladungsfront B kennzeichnet eine Grenze zwischen einem mit Kohlenwasserstoffen teilweise oder vollständig besetzten Abschnitt des Adsorptionsmittels 3 und einem teilweise oder vollständig kohlenwasserstofffreien Abschnitt des Adsorptionsmittels 3.
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Der Aufnahmeraum 2 ist in einem Gehäuse 16 der Filtereinrichtung 1 ausgebildet. Üblicherweise weist die Filtereinrichtung 1 mehrere parallel zueinander angeordnete, zur Regenerierung ausgebildete Kammern 9, 10 im Aufnahmeraum 2 auf, die seriell durchströmt und seriell beladen werden und durch undurchströmbare Trennwände, die sich in Richtung der Durchströmung erstrecken, voneinander getrennt werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen weist die Filtereinrichtung 1 eine erste Kammer 9 mit dem Adsorptionsmittel 3 und eine zweite Kammer 10 mit einem weiteren Adsorptionsmittel auf, die durch eine Trennwand 17 voneinander getrennt sind. Die Kammern 9, 10 sind mit Hilfe eines Überströmraumes 18 miteinander durchströmbar verbunden, so dass eine serielle Durchströmung stattfinden kann. Ebenso könnten weitere Kammern ausgebildet sein. Das Adsorptionsmittel 3 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem weiteren Adsorptionsmittel und ist in Form von üblicher Aktivkohle ausgebildet.
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Durch eine im unteren Bereich überwiegende Beladung des Adsorptionsmittels 3, bzw. der Aktivkohle 3, wie in 1 im rechten Bildabschnitt dargestellt, kommt es von dort ausgehend frühzeitig zu einer Beladung der stromab der ersten Kammer 9 angeordneten zweiten Kammer 10, s. 2. Bei einem weiteren Beladen kann es dann zu erhöhten, so genannten Bleedingemissionen in der zweiten Kammer 10 kommen. Sofern mehrere Aufnahmeräume 2 ausgebildet sind, weist in der Regel der letzte Aufnahmeraum 2 der Filtereinrichtung 1, üblicherweise eine Messkammer, die erhöhten Bleedingemissionen auf.
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2 zeigt eine Filtereinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik in einer schematischen Darstellung. Die erste Kammer 9 und die zweite Kammer 10 werden seriell durchströmt. Beide Kammern 9, 10 sind horizontal zur Gravitationskraft G durchströmbar ausgerichtet.
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Ausgehend von der ersten Eintrittsöffnung 5 ist ein erster Strömungspfad 11 der aus dem Tank 2 geleiteten Kraftstoffdämpfe über die erste Kammer 9 und anschließend in die zweite Kammer 10 ausgebildet. Wären weitere Aufnahmeräume 2 ausgebildet, würden diese ebenfalls seriell gemäß ihrer Anordnung durchströmt werden.
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Über diesen ersten Strömungspfad 11, welcher mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, werden quasi nacheinander Zellen der Aktivkohle 3 gesättigt oder mit anderen Worten beladen. Eine Entladung der Zellen der Aktivkohle 3 erfolgt in umgekehrter Richtung entlang eines zweiten Strömungspfades 12 zu der Austrittsöffnung 6, welcher gestrichelt dargestellt ist.
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Damit eine verbesserte Sättigung bzw. Beladung der Aktivkohle 3 der einzelnen Kammern 9, 10 erfolgen kann, werden unterschiedliche Maßnahmen, welche als Barrieren 13 ausgeführt sind, vorgeschlagen. Die Barrieren 13 dienen einer Änderung der üblichen in der Filtereineinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik ausgebildeten Strömungspfade 11, 12.
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In den 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel und einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Filtervorrichtung 1 weist ein gasdurchlässiges Vlies 14 auf, welches einer Vorspannung eines Kohlebetts der Aktivkohle 3 gegen Aufrieb dient. Sie ist üblicherweise homogen aufgebaut und ermöglicht über ihren gesamten Querschnitt einen gleichmäßigen Belade- und Spülluftstrom. Mit anderen Worten wird ein Beladestrom, das ist der in die Filtereinrichtung 1 über die erste Eintrittsöffnung 5 eintretende Kraftstoffdampfstrom, entlang des ersten Strömungspfades 11 und der Spülluftstrom, das ist der in die Filtereinrichtung 1 über die zweite Eintrittsöffnung 7 eintretende Luftstrom, entlang des zweiten Strömungspfades gleichmäßig über den Querschnitt des Vlieses 14 geleitet. Der Spülluftstrom weist unterschiedliche Mengen Kohlenwasserstoffe auf, die in Abhängigkeit der Entladung von ihm mitgeführt werden.
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Zur Herbeiführung eines bevorzugten Strömungspfades 11, 12 wird das Vlies 14 an ausgewählten Stellen verdichtet. Damit und/oder durch eine Kaschierung des Vlieses 14 mit einem gasundurchlässigen Material, welche beide getrennt oder gemeinsam auch als Vliesmaskierung bezeichnet werden können, ist eine Barriere 13 ausgebildet, mit der gezielt die bevorzugten Strömungspfade 11, 12 eingeführt werden können. Dies ist beispielhaft in den 3 und 4 dargestellt, in denen die Barriere 13 in Form eines verdichteten Vlieses 14 in der ersten Kammer 9 bzw. der zweiten Kammer 10 angeordnet ist.
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Das Vlies 14 kann die Kaschierung auch abschnittsweise, bzw. zonen- oder bereichsweise aufweisen, damit eine gewünschte Strömungsrichtung erzielbar ist.
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Die Kaschierung kann auf jedem Vlies 14 der Kammer 9, 10 ausgebildet werden, bevorzugt in Abhängigkeit der bevorzugt zu beladenden oder zu spülenden Zone der Aktivkohle 3. Auch preisabhängig kann die Kaschierung durchgeführt werden, bspw. sofern eine Kammer 9, 10 einen kleineren Querschnitt aufweist als die andere Kammer 10, 9 und sich eine gleich hohe Kaschierung auf eine kleinere Fläche bezieht und somit kostengünstiger ist.
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Die Barriere 13 ist in einem Bereich der Kammer 9, 10 angeordnet, welcher üblicherweise im Vergleich zu einem anderen Bereich der Kammer 9, 10 vorzeitig beladen ist. Mit Hilfe der Barriere 13 ist eine bevorzugte Be- und Entladung erreichbar.
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Zur Realisierung einer schnellen Beladung in einem Betrieb des Kraftfahrzeugs oder beim Betanken des Kraftfahrzeugs ist bevorzugt die Vliesmaskierung 13 in einem Bereich zwischen 1/3 bis 2/3 einer Höhe H der Aktivkohle 3 ausgebildet.
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In 5 ist die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 in einem dritten Ausführungsbeispiel mit einer in Form eines Diffusionsstegs 19 ausgebildeten Barriere 13 dargestellt. Der Diffusionssteg 19 ist zwischen der ersten Kammer 9 und der zweiten Kammer 10 im Überströmraum 18 angeordnet und ist als Bestandteil eines Gehäuses 16 der Filtereinrichtung 1 ausgeführt. Ebenso könnte der Diffusionssteg 19 auch als Bestandteil eines Deckels der Filtereinrichtung 1 oder eines Schweißverbundes der Filtereinrichtung 1 oder einem Montageverbund der beiden ausgeführt sein.
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Der Diffusionssteg 19 ist an einem Boden 15 des Gehäuses 16 im Überströmraum 18 angeordnet und erstreckt sich quer zur Durchströmrichtung über eine Diffusionssteghöhe DH. Damit ist im Bereich des Diffusionsstegs 19 ein Überströmen des Beladestromes und des Spülstromes in die zweite Kammer 10 unterbunden. Das Überströmen erfolgt erst, sofern eine Beladung bzw. ein Spülen der über die Diffusionssteghöhe DH ausgebildeten Bereiche der Adsorptionsmittel 3 bereits durchgeführt wurde.
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Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 ist in einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß 6 aufgebaut. Die Barriere 13 ist in Form einer Barriereklappe 20 ausgebildet. Im vorliegenden Ausführunsgbeispiel sind drei Barriereklappen 20 übereinander, mit anderen Worten sich quer zur Durchströmung erstreckend, angeordnet. Ebenso könnte auch eine andere Anzahl von Barriereklappen 20 ausgebildet sein.
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Die Barriereklappen 20 sind zwischen der ersten Kammer 9 und der zweiten Kammer 10 im Überströmraum 18 positioniert und sind in ihrem Wirkprinzip einer Rückschlagklappe entsprechend aufgebaut. In Richtung des ersten Strömungspfades 11 sind die Barriereklappen 20 geschlossen, wohingegen sie in Richtung des zweiten Strömungspfades 12 durchströmbar und somit geöffnet sind. Dadurch kann die ausgehend aus der zweiten Eintrittsöffnung 7 einströmende regenerierende Luft vollständig über der gesamten Aktivkohle 3 der Kammern 9, 10 strömen.
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Die Barriereklappen 20 sind sich ausgehend vom Boden 15, sich quer zur Durchströmrichtung, über eine Klappenhöhe KH im Überströmraum 18 angeordnet. Damit ist im Bereich der Barriereklappen 20 ein Überströmen des Beladestromes in die zweite Kammer 10 unterbunden bis die Beladung des Adsorptionsmittels 3 über die Klappenhöhe KH durchgeführt wurde.
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Im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu den Barriereklappen 20 der Diffusionssteg 19 als Barriere ausgebildet. Ebenso können allerdings die Barriereklappen 20 auch alleinstehend ausgebildet sein.
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In einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 ist die erste Kammer 9 mit einer 1100er-Pellet-Kohle befüllt. Bei einer Ausführung der Filtereineinrichtung mit bspw. drei Aufnahmeräumen 2, d. h. mit der ersten Kammer 9 , der zweiten Kammer 10 und einer weiteren Kammer, welche stromab der zweiten Kammer 10 angeordnet ist, sind die erste Kammer 9 und die zweite Kammer 10 mit 1100er-Pellet-Kohle zu bestücken, vorteilhaft weist die weitere Kammer die üblicherweise eingesetzte Aktivkohle 3 auf.
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In 7 sind in einem t-BE- Diagramm Verläufe von Bleedingemissionen BE der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Filtereinrichtung 1 über eine Zeit t aufgetragen. Die durchgezogene Linie zeigt den Bleedingemissionsverlauf BV1 der Filtereinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels, deren Bleedingemissionsverlauf BV2 gestrichelt dargestellt ist, eine wesentliche Reduzierung der Bleedingemissionen gegenüber der Filtereinrichtung 1 des Standes der Technik ergibt. Allerdings weist die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, deren Bleedingemissionsverlauf BV3 strichpunktiert dargestellt ist, sowie die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel, deren Bleedingemissionsverlauf BV4 punktiert dargestellt ist, eine weitere deutliche Reduzierung der Bleedingemissionen auf.
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Selbstredend sind die angeführten Barrieren 13 in Form der Vliesmaskierung, des Diffusionsstegs 19, der Barriereklappen 20 sowie eine Kombination einer unterschiedlichen Befüllung der Kammern 9, 10 mit dem Adsorptionsmittel 3 und dem weiteren Adsorptionsmittel miteinander kombinierbar.
