WO1995008059A1 - Activated carbon filter for motor vehicles - Google Patents

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WO1995008059A1
WO1995008059A1 PCT/EP1994/002615 EP9402615W WO9508059A1 WO 1995008059 A1 WO1995008059 A1 WO 1995008059A1 EP 9402615 W EP9402615 W EP 9402615W WO 9508059 A1 WO9508059 A1 WO 9508059A1
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WO
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activated carbon
housing
fresh air
receiving space
water
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Application number
PCT/EP1994/002615
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Köhler
Original Assignee
Expert Maschinenbau Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Expert Maschinenbau Gmbh filed Critical Expert Maschinenbau Gmbh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
    • F02M25/0854—Details of the absorption canister

Definitions

  • the invention relates to activated carbon filters for motor vehicles for the adsorption of fuel vapors formed in the tank and possibly in the float chamber of the carburetor of motor vehicles and for the desorption and return of the vapors into the combustion chambers of the motor of the motor vehicle, consisting of a in a receiving space with a packing Enclosed housing made of activated carbon of suitable pore size and closed on all sides with a tank inlet that can be connected to a connecting line leading to the motor vehicle tank or the carburettor float chamber, and a connecting line that can be connected to a suction pipe or air filter housing of the engine.
  • activated carbon filters are arranged at least in the vent line of the tank of passenger cars, which adsorb the fuel vapors displaced in the activated carbon bed when the motor vehicle is refueled or when the fuel in the tank is expanded due to heating via the tank vent and thus prevent their escape into the ambient atmosphere at least as long as the adsorbability of the activated carbon bed is not exhausted.
  • Adequate measurement of the amount of activated carbon and regular desorption of the fuel vapors and their return to the combustion circuit of the engine can ensure that under normal operating conditions of the motor vehicle no fuel vapors escape into the ambient atmosphere.
  • the desorption takes place in such a way that ambient or fresh air is sucked through the activated carbon bed and the fuel vapors are detached, ie desorbed, from the surface of the activated carbon.
  • the vacuum generated in the engine intake manifold when the engine is running is used.
  • activated carbon filters for the application in question here have three connections, namely an inlet connected to a connecting line to the motor vehicle tank through which the fuel vapors enter the housing
  • Ambient atmosphere open inlet and outlet through which on the one hand the air freed from the fuel vapors can escape to the ambient atmosphere and on the other hand outside air can be sucked in through the activated carbon bed during the desorption process, and finally one to one of the suction pipe or the air filter of the internal combustion engine leading line connected outlet through which the desorbed fuel vapors are fed into the intake system of the engine and then burned in the engine.
  • a ventilation valve or a Flushing valve arranged, which are controlled according to the operating conditions.
  • the normally closed purge valve is only opened when the engine is running, so that ambient air can be drawn in through the fresh air inlet due to the negative pressure that then arises in the housing of the activated carbon filter and the fuel vapors adsorbed in the activated carbon bed can be desorbed. If, on the other hand, the vent / ventilation valve in the connecting line to the active carbon housing is opened due to the development of an increased vapor pressure in the tank, the fuel vapors which pass into the active carbon housing, together with the fresh air drawn in, are immediately passed on to the running engine and burned. The fuel vapors enter the activated carbon bed only when the engine is stopped and the purge valve is closed and are prevented from escaping into the surrounding atmosphere in the desired manner. So far the system of adsorption of
  • Fuel vapors known by activated carbon filters are particularly useful and are known from DE-GM 92 10 525.
  • Another possibility of introducing water into the activated carbon bed is that, together with the gasified fuel displaced from the tank, water vapor contained in the air also condenses when, for example, the ambient temperature drops, so that water from this fuel-air mixture then condenses and gets into the active carbon bed. Since the tank connection is generally provided on the upper side of the housing of the activated carbon filter, this condensed water is therefore introduced into the activated carbon filter from above and thus drips onto the upper side of the activated carbon bed and soaks it in one of the amount of the condensing water vapor dependent dimensions.
  • the invention is based on the object of preventing the effectiveness of the activated carbon filter from deteriorating with regard to the adsorption and desorption capacity of fuel vapors as a result of moisture penetration of the activated carbon bed.
  • this object is achieved according to the invention in that the venting or fresh air stream loaded with water, water droplets or water vapor is guided into a water collecting trough arranged in the flow direction in front of the activated carbon receiving space in the housing their top has a connection to the Ak ivkohle-A f fortuneraum, and that a floatable valve body is arranged in the sump, which floats on water collecting in the sump and closes the connection to the activated carbon-receiving space or one of the activated carbon-Avem Spotifyra m immediate drain to the ambient atmosphere opens.
  • the water penetrating into the activated carbon filter housing is thus collected in the collecting trough. occurs in the activated carbon bed by either closing the floating valve body itself from the connection to the activated carbon receiving space or emptying the collecting pan to the outside in good time before it overflows due to the rising level of the condensing water collected.
  • the fresh air inlet is usually provided on the bottom or bottom side of the activated carbon filter housing and does not open directly into the activated carbon receiving space, but rather a condensate space underneath, which is pressed against the bed of coal by elastic pre-tensioning is completed.
  • Fresh air inlet flows out, the passage is opened again after a short time and fresh air can flow through the Activated carbon bed sucked and used for desorption of the fuel vapors.
  • the floatable valve body in the collecting space is guided in the vertical direction in such a way that it is aligned with the passage.
  • the collecting trough is formed with a cylindrical circumferential wall and projecting from the circumferential wall of the valve body facing the peripheral wall of the valve body are guide ribs which center the valve body in the collecting trough and thus align it with the passage in the partition.
  • the valve body expediently has a conical delimiting surface which interacts with the passage, which is delimited in the form of a circular cross section, as the valve surface.
  • the penetration of water condensing from the tank (or the carburetor-float chamber) and air vapor saturated with fuel vapor into the activated carbon bed is prevented by the fact that the collecting trough inside the housing is below the - generally at the top of the Ge ⁇ provided - tank inlet is arranged so that the air loaded with the fuel vapors from the fuel tank first flows into the collecting pan and is then deflected in order to be led to the engine outlet via the collecting pan which is open at the top.
  • a drainage opening is then expediently provided in the bottom of the collecting trough, to which a line connected through the activated carbon receiving space to a condensate space provided under the activated carbon bed and connected via the fresh air inlet to the outlet atmosphere is connected, the floatable line Valve body then on its underside in alignment with the drain opening and the drain opening in a non-floating state State of tightly sealing valve projection welded on.
  • the condensate water that collects in the collecting pan thus automatically opens a drain to the outside atmosphere when the water level rises so far that the valve body floats up.
  • valve projection is expediently guided in alignment with guide ribs protruding from the bottom of the collecting trough to the drain opening, wherein a further additional guidance of the valve body by ribs protruding from the inside of the housing is also possible.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of an activated carbon filter according to the invention, the side of which is partially broken open at the top and cut in the broken area, the valve body arranged in the lower broken area in a collecting pan in which the passage of Air-permitting lowered position is shown;
  • FIG. 2 shows the lower broken area of the activated carbon filter shown in FIG. 1 in the state in which the floating valve body closes the connection of the fresh air inlet to the activated carbon receiving space of the housing;
  • 3 shows a representation corresponding to the representation according to FIG. 1 of an activated carbon filter which is slightly modified compared to the exemplary embodiment of the activated carbon filter shown in FIGS. 1 and 2;
  • FIGS. 1 and 3 show a representation, corresponding again to FIGS. 1 and 3, of a third exemplary embodiment of an activated carbon filter according to the invention, in which, however, precaution against moisture penetration of the activated carbon bed by condensate water supplied via the tank inlet. he is hit.
  • the activated carbon filter shown in FIG. 1, designated in its entirety by 10, has a housing 12 made of plastic which is closed on all sides and which consists of the actual basic housing, which in the case shown is cylindrical and closed on the underside by an end wall 14 16 exists, the other, open end face of which is closed by a separate end cover 18, which after the assembly of the activated carbon filter - for example by hot mirror welding - is inseparably connected to the basic housing 16.
  • a separate end cover 18 which after the assembly of the activated carbon filter - for example by hot mirror welding - is inseparably connected to the basic housing 16.
  • In the middle of the lower end wall 14 of the housing 12 there is an inlet connection 20, which is thus connected to the ambient atmosphere.
  • the inlet connector 20 thus has the function of a fresh air inlet.
  • the front cover 18, which closes the basic housing 16 on the upper end face, has two connections, namely a tank inlet 22 which can be connected to a connecting line to the fuel tank and one to one for the intake pipe or air filter housing of the associated engine Motor vehicle leading connecting line connectable motor outlet 24th
  • a bed 26 of activated carbon particles of suitable pore size is provided in the central cylindrical region of the basic housing 16, and is suitably held under prestress between two vapor or gas-permeable cover plates 28 and 30, so that the activated carbon particles also when shaken or under the influence of acceleration forces cannot shift relative to one another and can grind in this way.
  • the space of the housing formed between the cover plates 28 and 30 can thus also be referred to as an activated carbon receiving space.
  • the lower cover plate 28 is held at a distance above the mouth of the fresh air inlet 20 on a circumferential shoulder 34 of the basic housing 16 and is provided with a large number of through openings (not shown), the size of which is selected to be smaller than the particle size of the activated carbon bed.
  • the upper cover plate 30 can, for example, be a sieve plate with larger passage openings, under which a fleece filter (not shown) can additionally be provided, which prevents the passage of even the finest activated carbon dust particles to the tank inlet 22 or the motor outlet 24 .
  • the upper cover plate 30 can be prestressed in the downward direction by a tension spring (not shown).
  • a line 36 is connected through the cover plate 30, the activated carbon bed 26 and the cover plate 28, which leads as an overflow or condensate space 38 formed under the cover plate 28. That with the engine of the vehicle running over the Engine outlet 24 from the fuel tank and the mixture of air and fuel vapors is thus sucked through the activated carbon bed 26, the fuel vapors being adsorbed. Any condensing water vapor contained in the mixture of air and fuel vapors, on the other hand, is eliminated during the deflection in the overflow or condensate space and can exit via the fresh air inlet 20.
  • recessed collecting pan 40 is formed with a substantially cylindrical peripheral wall and a flat bottom, in which the fresh air inlet 20 opens in the middle.
  • the collecting trough 40 is sealed off from the overflow or condensate space 38 by a partition wall 42, but fresh air sucked in via a central passage 44 in the partition wall 42 through the fresh air inlet into the interior of the housing 12 of the activated carbon filter 10 can kick. Water vapor condensed in the overflow or condensate space 38 can also flow out through the passage 44 into the collecting trough 40 and then through the fresh air inlet 20.
  • a valve body 46 is arranged such that it can float vertically, guided by ribs 48 on the peripheral wall of the collecting trough 40, which in the lowered position shown in FIG. 1 rests on projections 50 on the bottom of the collecting trough, so that the valve body 46 neither the fresh air inlet 20 nor the passage 44 closes.
  • the valve closes the Passage 44 facing conical boundary surface of the valve body 46 the passage 44, so that no water can then pass from the collecting trough 40 into the overflow or condensate space 38.
  • the embodiment of the activated carbon filter 10 shown in FIG. 3 differs only slightly from the activated carbon filter 10 shown in FIGS. 1 and 2 in that the line 36 connected inside the housing 12 to the tank inlet 22 in the case of the embodiment according to FIGS 1 and 2 laterally offset to the longitudinal center axis of the housing and in the case of the activated carbon filter 10 according to FIG. 3, the housing passes through the center, ie that the longitudinal central axis of the housing 12 and the line 36 coincide. Otherwise they correspond to the design of both activated carbon filters largely identically, so that a more detailed description to avoid repetition is omitted, especially since the same reference numerals are assigned to the same parts of the two activated carbon filters 10.
  • the activated carbon filter 110 shown in FIG. 4 has a fundamentally similar structure to the previously described activated carbon filter 10, and components that functionally match each other are also provided with the same reference symbols in the different exemplary embodiments, with only one "1" in the case of the activated carbon filter 110. is placed in front. It is therefore sufficient in the following to emphasize the differences compared to the activated carbon filters 10, while for the basic structure, the previous description of the activated carbon filter 10 can be referenced.
  • the motor inlet 122 opens into the space formed above the activated carbon bed 126 in the housing and does not - as one might think at a glance at the drawing - lead into the overflow or condensate space 138 is, but opens directly into the space formed in the front cover 118.
  • the opening of the motor outlet 124 does not open into the space formed in the end cover 118, but is connected to a line 136 which, in a manner not shown, through the cover plate 130, the activated carbon bed 126 and the cover plate 128 in the FIGS Condensate or overflow space 138 is guided.
  • Fresh air sucked in via the fresh air inlet 120 during the journey is thus sucked directly into the overflow or condensate space 138 into the mouth of the line 136 ending there, so that the risk of water droplets entrained in the fresh air from below into the activated carbon bed 126 penetration is relatively low, especially if the mixture of air and fuel vapors also flows in the opposite direction through the activated carbon bed 126.
  • the formation of a collecting trough corresponding to the collecting trough 40 in the end wall 14 is therefore largely unnecessary and is not realized in the exemplary embodiment shown, although it could basically be provided in the same way as in the previously described exemplary embodiments.
  • a collecting trough 140 is formed in the end cover 118 below the tank inlet 122 in the activated carbon filter 110, which has a drain opening 144 in its bottom, at which a line led through the cover plate 130, the activated carbon bed 126 and the cover plate 128 142 is connected, which thus opens into the overflow or condensate space 138.
  • a floatable valve body 146 is guided to float in the vertical direction, which is provided on its underside with a valve projection 150 that is aligned with the drain opening 144 and seals it tightly in the non-floating state.
  • the floatable valve body 146 is guided through ribs 148, which rise from the bottom of the collecting trough 140 and the valve projection 150 between them.
  • ribs 152 projecting downward from the inside of the end cover 118 and leading to the actual valve body 146 can also be provided in order to ensure that the valve body is also in exact alignment with the drain opening 144 when vibrations are transmitted from the vehicle to the activated carbon filter is led.
  • the water which condenses into water droplets from the mixture of air and fuel vapors precipitates in the collecting tank and thereby slowly fills the collecting tank 140.
  • the valve projection 150 opens the drain opening 144 and the water collected in the collecting trough 140 can be passed via the line 142 to the overflow or condensate chamber 138 flow from where it then exits the fresh air inlet 120 or - if the entry speed of the fresh air into the inlet 120 is relatively strong due to a relatively high negative pressure generated by the engine, initially collects in the overflow or condensate space 138 and possibly also to Part is sucked into the line 136 with the sucked-in fresh air and led to the engine outlet.
  • the activated carbon bed 126 is not wetted under any circumstances, so that the desired goal of preventing the activated carbon bed from becoming wet is also achieved in this case.

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Abstract

An activated carbon filter (10) for motor vehicles is used to adsorb the fuel vapours produced in the tank and possibly in the float chamber of the caburettor of a motor vehicle and to desorb and return said vapours to the combustion chambers of the engine of the motor vehicle. A space for receiving activated carbon in bulk is provided in a housing (12) closed on all sides. The housing (12) has a tank inlet (22) that may be connected to a duct that leads to the motor vehicle tank, an engine outlet (24) for returning the fuel vapours that may be connected to a duct that leads to the suction pipe or air filter housing of the engine, and a fresh air inlet (20) connected to the surrounding atmosphere. The tank inlet (22) and the engine outlet (24) are preferably provided on the same face of the housing (12), whereas the fresh air inlet (20) is arranged in an area of the housing (12) separated from the engine outlet (24) by the activated carbon in bulk. The ventilation current loaded with water, water droplets or steam or the fresh air current are guided into a water collecting vat (40) arranged upstream of the space receiving activated carbon in the housing (12). The water collecting vat (40) is linked by its top side to the activated carbon-receiving space. A floating valve body (46) arranged in the collecting vat (40) floats on the water that is collected in the collecting vat (40), closing the connection with the activated carbon-receiving space or opening an outflow into the surrounding atmosphere that bypasses the activated carbon-receiving space.

Description

Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge Activated carbon filter for motor vehicles
Die Erfindung betrifft Aktivkohlefilter für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkämmer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entste- henden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einem Aufnahmeraum mit einer Ξchüt- tung aus Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, all¬ seitig geschlossenen Gehäuse mit einem an eine zum Kraft- fahrzeug-Tank bzw. der Vergaser-Schwimmerkammer führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß, einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors ge¬ führte Verbindungsleitung anschließbaren, den Kraftstoff¬ dampf rückführenden Motor-Auslaß und einem mit der Umge- bungsatmosphäre verbundenen Frischluft-Einlaß , wobei der Tank-Einlaß und der Motor-Auslaß vorzugsweise an der glei¬ chen Stirnseite des Gehäuses vorgesehen sind, und der Frischluft-Einlaß in einen Bereich des Gehäuses geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung vom Motor-Auslaß getrennt ist. Zur Verhinderung des Austritts von Kraftstoffdämpfen ins Freie werden zumindest in der Entlüftungsleitung des Tanks von Personenkraftwagen Aktivkohlefilter angeordnet, welche die bei der Betankung des Kraftfahrzeugs oder auch bei Aus- dehnung des Kraftstoffs im Tank infolge Erwärmung über die Tankentlüftung verdrängten Kraftstoffdämpfe in der Aktiv¬ kohleschüttung adsorbieren und so deren Austritt in die Um¬ gebungsatmosphäre zumindest solange verhindern, wie die Ad¬ sorptionsfähigkeit der Aktivkohleschüttung nicht erschöpft ist. Durch hinreichende Bemessung der Menge der Aktivkohle¬ schüttung und regelmäßige Desorption der Kraftstoffdämpfe und deren Rückführung in den Verbrennungskreislauf des Mo¬ tors kann sichergestellt werden, daß unter normalen Be¬ triebsbedingungen des Kraftfahrzeugs keine Kraftstoffdämpfe in die Umgebungsatmosphäre austreten. Die Desorption er¬ folgt dabei so, daß Umgebungs- oder Frischluft durch die Aktivkohleschüttung gesaugt und dabei die Kraftstoffdämpfe von der Oberfläche der Aktivkohle gelöst, d.h. desorbiert werden. Zur Erzeugung des erforderlichen Unterdrucks wird der beim Laufen des Motors im Motor-Saugrohr erzeugte Un¬ terdruck verwendet. Dementsprechend weisen Aktivkohlefilter für den hier in Frage stehenden Anwendungsfall also drei Anschlüsse auf, nämlich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftfahrzeug-Tank angeschlossenen Einlaß, über den die Kraftstoffdämpfe in das Gehäuse eintreten, einen zurThe invention relates to activated carbon filters for motor vehicles for the adsorption of fuel vapors formed in the tank and possibly in the float chamber of the carburetor of motor vehicles and for the desorption and return of the vapors into the combustion chambers of the motor of the motor vehicle, consisting of a in a receiving space with a packing Enclosed housing made of activated carbon of suitable pore size and closed on all sides with a tank inlet that can be connected to a connecting line leading to the motor vehicle tank or the carburettor float chamber, and a connecting line that can be connected to a suction pipe or air filter housing of the engine. the fuel vapor returning engine outlet and a fresh air inlet connected to the ambient atmosphere, the tank inlet and the engine outlet preferably being provided on the same end face of the housing, and the fresh air inlet in one area of the housing it is guided, which is separated from the engine outlet by the activated carbon bed. In order to prevent fuel vapors from escaping outdoors, activated carbon filters are arranged at least in the vent line of the tank of passenger cars, which adsorb the fuel vapors displaced in the activated carbon bed when the motor vehicle is refueled or when the fuel in the tank is expanded due to heating via the tank vent and thus prevent their escape into the ambient atmosphere at least as long as the adsorbability of the activated carbon bed is not exhausted. Adequate measurement of the amount of activated carbon and regular desorption of the fuel vapors and their return to the combustion circuit of the engine can ensure that under normal operating conditions of the motor vehicle no fuel vapors escape into the ambient atmosphere. The desorption takes place in such a way that ambient or fresh air is sucked through the activated carbon bed and the fuel vapors are detached, ie desorbed, from the surface of the activated carbon. To generate the required vacuum, the vacuum generated in the engine intake manifold when the engine is running is used. Accordingly, activated carbon filters for the application in question here have three connections, namely an inlet connected to a connecting line to the motor vehicle tank through which the fuel vapors enter the housing
Umgebungsatmosphäre geöffneten Ein- und Auslaß, über welche einerseits die von den Kraftstoffdämpfen befreite Luft zur Umgebungsatmosphäre austreten und andererseits beim Desorp- tionsvorgang Außenluft durch die Aktivkohleschüttung einge- saugt werden kann, und schließlich einen an eine zum Saug¬ rohr bzw. dem Luftfilter des Verbrennungsmotors führende Leitung angeschlossenen Auslaß, über den die desorbierten Kraftstoffdämpfe in den Ansaugtrakt des Motors geführt und dann im Motor verbrannt werden. In den Verbindungsleitungen zwischen dem Tank und dem Gehäuse des Aktivkohlefilters und der Verbindungsleitung zwischen dem Aktivkohle-Gehäuse und dem Motor-Saugrohr ist ein Ent-/Belüftungsventil bzw. ein Spülventil angeordnet, die entsprechend den Betriebsbedin¬ gungen angesteuert werden. Das normalerweise geschlossene Spülventil wird lediglich bei laufendem Motor geöffnet, so daß durch den dann im Gehäuse des Aktivkohlefilters entste- henden Unterdruck über den Frischluft-Einlaß Umgebungsluft nachgesaugt und die in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraftstoffdämpfe desorbiert werden können. Wenn anderer¬ seits durch Entstehung eines erhöhten Dampfdrucks im Tank das Ent-/Belüftungsventil in der Verbindungsleitung zum Ak- tivkohle-Gehäuse geöffnet wird, werden die in den Aktiv¬ kohle-Gehäuse übertretenden Kraftstoffdämpfe zusammen mit der angesaugten Frischluft sogleich in den laufenden Motor weitergeführt und verbrannt. Lediglich beim Motorstillstand und geschlossenem Spülventil treten die Kraftstoffdämpfe in die Aktivkohleschüttung ein und werden in der angestrebten Weise am Austreten in die Umgebungsatmosphäre gehindert. Insoweit ist das System der Adsorption vonAmbient atmosphere open inlet and outlet, through which on the one hand the air freed from the fuel vapors can escape to the ambient atmosphere and on the other hand outside air can be sucked in through the activated carbon bed during the desorption process, and finally one to one of the suction pipe or the air filter of the internal combustion engine leading line connected outlet through which the desorbed fuel vapors are fed into the intake system of the engine and then burned in the engine. In the connecting lines between the tank and the housing of the activated carbon filter and the connecting line between the activated carbon housing and the engine intake manifold, there is a ventilation valve or a Flushing valve arranged, which are controlled according to the operating conditions. The normally closed purge valve is only opened when the engine is running, so that ambient air can be drawn in through the fresh air inlet due to the negative pressure that then arises in the housing of the activated carbon filter and the fuel vapors adsorbed in the activated carbon bed can be desorbed. If, on the other hand, the vent / ventilation valve in the connecting line to the active carbon housing is opened due to the development of an increased vapor pressure in the tank, the fuel vapors which pass into the active carbon housing, together with the fresh air drawn in, are immediately passed on to the running engine and burned. The fuel vapors enter the activated carbon bed only when the engine is stopped and the purge valve is closed and are prevented from escaping into the surrounding atmosphere in the desired manner. So far the system of adsorption of
Kraftstoffdämpfen mittels Aktivkohlefiltern bekannt. Beson¬ ders zweckmäßig ausgebildete Aktivkohlefilter der eingangs erwähnten Art sind aus dem DE-GM 92 10 525 bekannt.Fuel vapors known by activated carbon filters. Activated carbon filters of the type mentioned in the introduction are particularly useful and are known from DE-GM 92 10 525.
Bei allen Aktivkohlefiltern hat sich herausgestellt, daß die Wirksamkeit der Aktivkohleschüttung, d.h. ihre Adsorp¬ tionsfähigkeit für Kraftstoffdämpfe bis zur Wirkungslosig- keit verschlechtert wird, wenn sie mit Wasser durchfeuchtet wird. Eine solche Durchfeuchtung kann auf zweierlei Art und Weise Zustandekommen. Zum einen kann Spritzwasser von au¬ ßen, beispielsweise beim Durchfahren von Pfützen o.dgl. in den Aktivkohlefilter gelangen, und zwar insbesondere dann, wenn der Frischlufteinlaß am Gehäuse des Filters bodensei- tig vorgesehen ist. Kohlefilter sind nämlich in der Regel relativ tief angeordnet, so daß es unter ungünstigen Um¬ ständen tatsächlich zum Eintritt von Wasser in die Unter¬ seite des Gehäuses der Aktivkohlefilter kommen kann, so daß also zumindest der untere Bereich der Aktivkohleschüttung durchfeuchtet wird, und so seine Wirksamkeit verliert. Eine andere Möglichkeit des Einbringens von Wasser in die Aktivkohleschüttung besteht darin, daß zusammen mit dem aus dem Tank verdrängten vergasten Kraftstoff auch in der Luft enthaltener Wasserdampf kondensiert, wenn beispielsweise die Umgebungstemperatur abfällt, so daß dann Wasser aus diesem Kraftstoff-Luft-Gemisch kondensiert und in die Ak¬ tivkohleschüttung gelangt. Da der Tankanschluß in der Regel an der Oberseite des Gehäuses des Aktivkohle-Filters vorge¬ sehen ist, wird dieses kondensierte Wasser also von oben in den Aktivkohlefilter eingebracht und tropft also auf die Oberseite der Aktivkohleschüttung und durchfeuchtet diese in einem von der Menge des kondensierenden Wasserdampfs ab¬ hängigen Maße.With all activated carbon filters, it has been found that the effectiveness of the activated carbon bed, ie its adsorption capacity for fuel vapors, deteriorates until it becomes ineffective when it is moistened with water. Such moisture penetration can occur in two ways. On the one hand, splash water can come from outside, for example when driving through puddles or the like. get into the activated carbon filter, in particular when the fresh air inlet is provided on the bottom of the filter housing. Charcoal filters are usually arranged relatively deep, so that under unfavorable circumstances water can actually enter the underside of the housing of the activated carbon filter, so that at least the lower region of the activated carbon bed is thus moistened, and thus its Effectiveness loses. Another possibility of introducing water into the activated carbon bed is that, together with the gasified fuel displaced from the tank, water vapor contained in the air also condenses when, for example, the ambient temperature drops, so that water from this fuel-air mixture then condenses and gets into the active carbon bed. Since the tank connection is generally provided on the upper side of the housing of the activated carbon filter, this condensed water is therefore introduced into the activated carbon filter from above and thus drips onto the upper side of the activated carbon bed and soaks it in one of the amount of the condensing water vapor dependent dimensions.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Verschlechterung der Wirksamkeit der Aktivkohlefilter in bezug auf die Ad- und Desorptionsfähigkeit von Kraftstoff¬ dämpfen infolge von Durchfeuchtung der Aktivkohleschüttung zu verhindern.In contrast, the invention is based on the object of preventing the effectiveness of the activated carbon filter from deteriorating with regard to the adsorption and desorption capacity of fuel vapors as a result of moisture penetration of the activated carbon bed.
Ausgehend von einem Aktivkohlefilter der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit Wasser, Wassertröpfchen oder Wasserdampf beladene Entlüftungs- oder Frischluftstrom in eine in Strömungsrich- tung vor dem Aktivkohle-Aufnahmeraum im Gehäuse angeordnete Wasser-Sammelwanne geführt ist, die an ihrer Oberseite eine Verbindung zum Ak ivkohle-A fnahmeraum aufweist, und daß in der Sammelwanne ein aufschwimmbarer Ventilkörper angeordnet ist, welcher auf sich in der Sammelwanne sammelndem Wasser aufschwimmt und dabei die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnah¬ meraum verschließt oder einen den Aktivkohle-Aufnahmera m umgehenden Abfluß zur Umgebungsatmosphäre öffnet. Das in das Aktivkohlefilter-Gehäuse eindringende Wasser, sei es über den Frischluft-Einlaß eintretendes Spritzwasser oder über den Tank-Einlaß eintretender und im Gehäuse kondensie¬ render Wasserdampf wird also in der Sammelwanne aufgefan¬ gen. Durch den aufschwimmenden Ventilkörper wird ein Über- tritt in die Aktivkohleschüttung verhindert, indem entweder der aufschwimmende Ventilkörper selbst die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum verschließt oder die Sammelwanne rechtzeitig vor ihrem Überlaufen durch den steigenden Spie- gel des gesammelten kondensierenden Wassers nach außen ent¬ leert wird.Starting from an activated carbon filter of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention in that the venting or fresh air stream loaded with water, water droplets or water vapor is guided into a water collecting trough arranged in the flow direction in front of the activated carbon receiving space in the housing their top has a connection to the Ak ivkohle-A fnahmeraum, and that a floatable valve body is arranged in the sump, which floats on water collecting in the sump and closes the connection to the activated carbon-receiving space or one of the activated carbon-Aufnahmera m immediate drain to the ambient atmosphere opens. The water penetrating into the activated carbon filter housing, be it splash water entering via the fresh air inlet or water vapor entering via the tank inlet and condensing in the housing, is thus collected in the collecting trough. occurs in the activated carbon bed by either closing the floating valve body itself from the connection to the activated carbon receiving space or emptying the collecting pan to the outside in good time before it overflows due to the rising level of the condensing water collected.
Der Frischluft-Einlaß ist in der Regel an der Unter- oder Bodenseite des Gehäuses des Aktivkohlefilters vorgesehen und mündet nicht direkt in den Aktivkohle-Aufnahmeraum, sondern einen darunterliegenden Kondensatraum, welcher durch einen unter elastischer Vorspannung an die Kohle- schüttung angepreßten Gitter- oder Siebboden abgeschlossen ist. Bei solchen Aktivkohlefiltern empfiehlt es sich, die Sammelwanne in einem - gegenüber dem erwähnten Kondensat¬ raum weiter vertieften Bereich des Bodens des Gehäuses aus¬ zubilden und den Frischluft-Einlaß im Boden des die Sammel¬ wanne bildenden vertieften Bereichs vorzusehen, wobei die Oberseite des die Sammelwanne bildenden Bodenbereichs des Gehäuses durch eine Trennwand gegen das darüberliegende Ge¬ häuseinnere, d.h. den erwähnten Kodensatraum, abgeschottet ist und oberhalb des aufschwimmbaren Ventilkörpes in der Trennwand ein die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum bildender, vom aufschwimmbaren Ventilkörper dicht ver- schließbarer Durchlaß vorgesehen ist. Sobald Spritzwasser in solcher Menge in die Sammelwanne gelangt, daß ein Über¬ tritt in das Gehäuseinnere und somit ein Durchfeuchten der Aktivkohleschüttung zu befürchten ist, wird der Durchlaß durch den aufschwimmenden Vetilkörper verschlossen und ein Wasserübertritt ist ausgeschlossen. Bei geschlossenem Ven¬ tilkörper wird natürlich auch der Frischluft-Zutritt ins Innere des Gehäuses unterbrochen und eine Desorption von eventuell in der Aktivkohleschüttung adsorbierten Kraft¬ stoffdämpfen findet nicht statt. Da das eingedrungene Spritzwaεεer jedoch Regel sehr schnell wieder über denThe fresh air inlet is usually provided on the bottom or bottom side of the activated carbon filter housing and does not open directly into the activated carbon receiving space, but rather a condensate space underneath, which is pressed against the bed of coal by elastic pre-tensioning is completed. In the case of such activated carbon filters, it is advisable to form the collecting trough in a region of the bottom of the housing which is further recessed than the aforementioned condensate space and to provide the fresh air inlet in the bottom of the recessed region forming the collecting trough, the upper side of the Bottom region of the housing forming the collecting trough through a partition wall against the interior of the housing above it, ie the aforementioned Kodensat chamber is partitioned off and above the floatable valve body in the partition there is a passage which forms the connection to the activated carbon receptacle and can be sealed by the floatable valve body. As soon as splashing water reaches the collecting trough in such a quantity that there is a risk of it entering the interior of the housing and thus moistening the activated carbon bed, the passage is closed by the floating valve body and water cannot pass over. When the valve body is closed, the fresh air access to the interior of the housing is of course also interrupted and there is no desorption of fuel vapors possibly adsorbed in the activated carbon bed. However, since the spray water which has penetrated usually passes over the
Frischluft-Einlaß abfließt, wird der Durchlaß bereits nach kurzer Zeit wieder geöffnet und Frischluft kann durch die Aktivkohleschüttung gesaugt und zur Desorption der Kraft¬ stoffdämpfe verwendet werden.Fresh air inlet flows out, the passage is opened again after a short time and fresh air can flow through the Activated carbon bed sucked and used for desorption of the fuel vapors.
Für eine sichere Funktion ist es zweckmäßig, wenn der auf- schwimmbare Ventilkörper im Sammelraum derart in senkrech¬ ter Richtung geführt ist, daß er zum Durchlaß fluchtet. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß die Sammel¬ wanne mit zylindrischer U fangswandung ausgebildet wird und von der der Umfangswandung der Sammelwanne zugewandten Um- fangswandung des Ventilkörpers Führungsrippen vorstehen, welche den Ventilkörper in der Sammelwanne zentrieren und so fluchtend zum Durchlaß in der Trennwand ausrichten.For reliable functioning, it is expedient if the floatable valve body in the collecting space is guided in the vertical direction in such a way that it is aligned with the passage. This is possible, for example, in that the collecting trough is formed with a cylindrical circumferential wall and projecting from the circumferential wall of the valve body facing the peripheral wall of the valve body are guide ribs which center the valve body in the collecting trough and thus align it with the passage in the partition.
An seiner Oberseite weist der Ventilkörper zweckmäßig eine kegelige Begrenzungsfläche auf, welche mit dem kreisquer- schnittsförmig begrenzten Durchlaß als Ventilfläche zusam¬ menwirkt.On its upper side, the valve body expediently has a conical delimiting surface which interacts with the passage, which is delimited in the form of a circular cross section, as the valve surface.
Das Eindringen von aus der vom Tank (oder der Vergaser- Schwimmerkammer) zutretenden, mit Kraftstoffdampf gesättig¬ ten Luft kondensierendem Wasser in die Aktivkohleschüttung wird dadurch verhindert, daß die Sammelwanne im Gehäusein- nern unterhalb des - in der Regel an der Oberseite des Ge¬ häuses vorgesehenen - Tankeinlasses angeordnet wird, so daß die mit den Kraftstoffdämpfen beladene Luft aus dem Brenn- stoffbehälter zunächst in die Sammelwanne einströmt und dann umgelenkt wird, um über die oben offene Sammelwanne zum Motor-Auslaß geführt zu werden.The penetration of water condensing from the tank (or the carburetor-float chamber) and air vapor saturated with fuel vapor into the activated carbon bed is prevented by the fact that the collecting trough inside the housing is below the - generally at the top of the Ge¬ provided - tank inlet is arranged so that the air loaded with the fuel vapors from the fuel tank first flows into the collecting pan and is then deflected in order to be led to the engine outlet via the collecting pan which is open at the top.
Im Boden der Sammelwanne ist dann zweckmäßig eine Abflu߬ öffnung vorgesehen, an welcher eine durch den Aktivkohle- Aufnahmeraum hindurch bis in einen unter der Aktivkohle¬ schüttung vorgesehenen und über den Frischluft-Einlaß mit der Auslaßatmosphäre verbundenen Kondensatraum geführte Leitung angeschlossen ist, wobei der aufschwimmbare Ven¬ tilkörper dann an seiner Unterseite in Flucht zur Abflu߬ öffnung einen die Abflußöffnung in nicht aufgeschwommenem Zustand dicht verschließenden Ventilvorsprung aufweißt. Das sich in der Sammelwanne sammelnde Kondensat-Wasser öffnet also selbsttätig einen Abfluß zur Außenatmosphäre, wenn der Wasserspiegel so weit steigt, daß der Ventilkörper auf- schwimmt.A drainage opening is then expediently provided in the bottom of the collecting trough, to which a line connected through the activated carbon receiving space to a condensate space provided under the activated carbon bed and connected via the fresh air inlet to the outlet atmosphere is connected, the floatable line Valve body then on its underside in alignment with the drain opening and the drain opening in a non-floating state State of tightly sealing valve projection welded on. The condensate water that collects in the collecting pan thus automatically opens a drain to the outside atmosphere when the water level rises so far that the valve body floats up.
Der Ventilvorsprung wird zweckmäßig durch vom Boden der Sammelwanne vorstehende Führungsrippen fluchtend zur Ab¬ flußöffnung geführt, wobei eine weitere zusätzliche Führung des Ventilkörpers durch von der Innenseite des Gehäuses vorstehende Rippen ebenfalls möglich ist.The valve projection is expediently guided in alignment with guide ribs protruding from the bottom of the collecting trough to the drain opening, wherein a further additional guidance of the valve body by ribs protruding from the inside of the housing is also possible.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:The invention is explained in more detail in the following description of several exemplary embodiments in conjunction with the drawing, which shows:
Fig. 1 eine bodenseitig und an der Oberseite teilweise aufgebrochene und im aufge¬ brochenen Bereich geschnittene Seiten- ansieht eines ersten Ausführungsbei- spiels eines erfindungsgemäßen Aktiv¬ kohlefilters, wobei der im unteren aufgebrochenen Bereich in einer Sam¬ melwanne angeordnete Ventilkörper in der den Durchtritt von Luft ermögli¬ chenden abgesenkten Stellung darge¬ stellt ist;1 shows a first embodiment of an activated carbon filter according to the invention, the side of which is partially broken open at the top and cut in the broken area, the valve body arranged in the lower broken area in a collecting pan in which the passage of Air-permitting lowered position is shown;
Fig. 2 den unteren aufgebrochenen Bereich des in Fig. 1 gezeigten Aktivkohlefilters in dem Zustand, in welchem der aufge- schowmmene Ventilkδrper die Verbindung des Frischluft-Einlasses zum Aktiv¬ kohle-Aufnahmeraum des Gehäuses ver¬ schließt; Fig. 3 eine der Darstellung nach Fig. 1 ent¬ sprechende Darstellung eines gegenüber dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Aus¬ führungsbeispiel des Aktivkohlefilters leicht abgewandelten Aktivkohlefil¬ ters;FIG. 2 shows the lower broken area of the activated carbon filter shown in FIG. 1 in the state in which the floating valve body closes the connection of the fresh air inlet to the activated carbon receiving space of the housing; 3 shows a representation corresponding to the representation according to FIG. 1 of an activated carbon filter which is slightly modified compared to the exemplary embodiment of the activated carbon filter shown in FIGS. 1 and 2;
Fig. 4 eine in der Darstellungsweise wiederum den Figuren 1 und 3 entsprechende Dar¬ stellung eines dritten Ausführungsbei- spiels eines erfindungsgemäßen Aktiv¬ kohlefilters, bei welchem jedoch Vor¬ sorge gegen eine Durchfeuchtung der Aktivkohleschüttung durch über den Tank-Einlaß zugeführtes Kondensat-Was- ser getroffen ist.4 shows a representation, corresponding again to FIGS. 1 and 3, of a third exemplary embodiment of an activated carbon filter according to the invention, in which, however, precaution against moisture penetration of the activated carbon bed by condensate water supplied via the tank inlet. he is hit.
Der in Figur 1 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 be¬ zeichnete Aktivkohlefilter weist ein allseitig geschlos¬ senes Gehäuse 12 aus Kunststoff auf, welches aus dem ei- gentlichen, im dargestellten Fall zylindrischen und an der Unterseite durch eine Stirnwand 14 geschlossenen Grundge¬ häuse 16 besteht, dessen andere, offene Stirnseite durch einen gesonderten Stirndeckel 18 verschlossen ist, der nach der Montage des Aktivkohlefilters - beispielsweise durch Heißspiegelschweißung - unlösbar mit dem Grundgehäuse 16 verbunden ist. Mittig an der unteren Stirnwand 14 des Ge¬ häuses 12 ist ein Einlaßstutzen 20 angeordnet, der so mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht. Der Einla߬ stutzen 20 hat also die Funktion eines Frischluft-Einlas- ses. Der das Grundgehäuse 16 an der oberen Stirnseite ver¬ schließende Stirndeckel 18 weist zwei Anschlüsse auf, näm¬ lich einen an eine Verbindungsleitung zum Kraftstofftank anschließbaren Tank-Einlaß 22 und einen an eine zum Saug¬ rohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors des zugehörigen Kraf fahrzeugs führende Verbindungsleitung anschließbaren Motor-Auslaß 24.The activated carbon filter shown in FIG. 1, designated in its entirety by 10, has a housing 12 made of plastic which is closed on all sides and which consists of the actual basic housing, which in the case shown is cylindrical and closed on the underside by an end wall 14 16 exists, the other, open end face of which is closed by a separate end cover 18, which after the assembly of the activated carbon filter - for example by hot mirror welding - is inseparably connected to the basic housing 16. In the middle of the lower end wall 14 of the housing 12 there is an inlet connection 20, which is thus connected to the ambient atmosphere. The inlet connector 20 thus has the function of a fresh air inlet. The front cover 18, which closes the basic housing 16 on the upper end face, has two connections, namely a tank inlet 22 which can be connected to a connecting line to the fuel tank and one to one for the intake pipe or air filter housing of the associated engine Motor vehicle leading connecting line connectable motor outlet 24th
Im mittleren zylindrischen Bereich des Grundgehäuses 16 ist eine Schüttung 26 aus Aktivkohleteilchen geeigneter Poren¬ größe vorgesehen, und zwischen zwei dampf- bzw. gasdurch¬ lässigen Abdeckplatten 28 bzw. 30 zweckmäßig unter Vorspan¬ nung gehalten, so daß die Aktivkohleteilchen auch bei Er¬ schütterung oder unter dem Einfluß von Beschleunigungskräf- ten sich nicht relativ zueinander verschieben und auf diese Weise zerreiben können. Der zwischen den Abdeckplatten 28 und 30 gebildete Raum des Gehäuses kann somit auch als Aktivkohle-Aufnahmeraum bezeichnet werden.A bed 26 of activated carbon particles of suitable pore size is provided in the central cylindrical region of the basic housing 16, and is suitably held under prestress between two vapor or gas-permeable cover plates 28 and 30, so that the activated carbon particles also when shaken or under the influence of acceleration forces cannot shift relative to one another and can grind in this way. The space of the housing formed between the cover plates 28 and 30 can thus also be referred to as an activated carbon receiving space.
Die untere Abdeckplatte 28 wird mit Abstand oberhalb der Mündung des Frischluft-Einlasses 20 auf einer umlaufenden Schulter 34 des Grundgehäuses 16 gehalten und ist mit einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Durchlaßöffnungen versehen, deren Größe kleiner als die Partikelgröße der Aktivkohle- schüttung gewählt ist. Die obere Abdeckplatte 30 kann bei¬ spielsweise eine Siebplatte mit größeren Durchlaßöffnungen sein, unter der zusätzlich noch ein - nicht gezeigtes - Vliesfilter vorgesehen sein kann, welches den Durchtritt auch feinster Aktivkohle-Staubteilchen zum Tank-Einlaß 22 bzw. dem Motor-Auslaß 24 verhindert. Um die Aktivkohle¬ schüttung 26 unter Vorspannung zu halten, wobei aber unter¬ schiedliche Wärmedehnung der Schüttung und des Gehäuses ausgeglichen werden, kann die obere Abdeckplatte 30 durch eine (nicht gezeigte) Spannfeder in Abwärtsriehtung vorge- spannt sein.The lower cover plate 28 is held at a distance above the mouth of the fresh air inlet 20 on a circumferential shoulder 34 of the basic housing 16 and is provided with a large number of through openings (not shown), the size of which is selected to be smaller than the particle size of the activated carbon bed. The upper cover plate 30 can, for example, be a sieve plate with larger passage openings, under which a fleece filter (not shown) can additionally be provided, which prevents the passage of even the finest activated carbon dust particles to the tank inlet 22 or the motor outlet 24 . In order to keep the activated carbon bed 26 under prestress, but with different thermal expansion of the bed and the housing being compensated, the upper cover plate 30 can be prestressed in the downward direction by a tension spring (not shown).
Im dargestellten Fall ist an dem im Gehäuseinnern mündenden Ende des Tankeinlasses 22 ein durch die Deckplatte 30, die Aktivkohleschüttung 26 und die Abdeckplatte 28 hindurchge- führte Leitung 36 angeschlossen, welche als in einem unter der Deckplatte 28 gebildeten Überström- oder Kondensatraum 38 mündet. Das bei laufendem Motor des Fahrzeugs über den Motor-Auslaß 24 vom Kraftstofftank aus angesaugte Gemisch aus Luft und Kraftstoffdämpfen wird also durch die Aktiv¬ kohleschüttung 26 hindurchgesaugt, wobei die Kraftstoff¬ dämpfe adsorbiert werden. Eventuell im Gemisch aus Luft und Kraftstoffdämpfen enthaltener auskondensierender Wasser¬ dampf wird dagegen bei der Umlenkung im Überström- oder Kondensatraum ausgeschieden und kann über den Frischluft- Einlaß 20 austreten.In the illustrated case, at the end of the tank inlet 22 opening into the housing interior, a line 36 is connected through the cover plate 30, the activated carbon bed 26 and the cover plate 28, which leads as an overflow or condensate space 38 formed under the cover plate 28. That with the engine of the vehicle running over the Engine outlet 24 from the fuel tank and the mixture of air and fuel vapors is thus sucked through the activated carbon bed 26, the fuel vapors being adsorbed. Any condensing water vapor contained in the mixture of air and fuel vapors, on the other hand, is eliminated during the deflection in the overflow or condensate space and can exit via the fresh air inlet 20.
Um zu verhindern, daß bei regnerischem Wetter durch das Kraftfahrzeug aufgewirbelte Wassertröpfchen zusammen mit der Frischluft über den Frischlufteinlaß 20 in den Aktiv¬ kohle-Filter eintreten und dann bei laufendem Motor in die Aktivkohleschüttung 26 mitgerissen werden, ist in der unte- ren Stirnwand 14 eine zusätzlich vertiefte Sammelwanne 40 mit im wesentlichen zylindrischer Umfangswandung und ebenem Boden ausgebildet, in welcher mittig der Frischluft-Einlaß 20 mündet. Gegen den Übertröm- oder Kondensaträum 38 ist die Sammelwanne 40 durch eine Trennwand 42 abgeschottet, wobei jedoch über einen mittigen Durchlaß 44 in der Trenn¬ wand 42 über den Frischluft-Einlaß angesaugte Frischluft in das Innere des Gehäuses 12 des Aktivkohle-Filters 10 durch¬ treten kann. Auch im Überström- oder Kondensatraum 38 kon¬ densierter Wasserdampf kann über den Durchlaß 44 in die Sammelwanne 40 und dann über den Frischluft-Einlaß 20 ab¬ strömen.In order to prevent water droplets whirled up by the motor vehicle in rainy weather, together with the fresh air, from entering the activated carbon filter via the fresh air inlet 20 and then being entrained into the activated carbon bed 26 when the engine is running, there is one in the lower end wall 14 additionally recessed collecting pan 40 is formed with a substantially cylindrical peripheral wall and a flat bottom, in which the fresh air inlet 20 opens in the middle. The collecting trough 40 is sealed off from the overflow or condensate space 38 by a partition wall 42, but fresh air sucked in via a central passage 44 in the partition wall 42 through the fresh air inlet into the interior of the housing 12 of the activated carbon filter 10 can kick. Water vapor condensed in the overflow or condensate space 38 can also flow out through the passage 44 into the collecting trough 40 and then through the fresh air inlet 20.
In der Sammelwanne 40 ist ein Ventilkörper 46 durch Rippen 48 an der Umfangswandung der Sammelwanne 40 geführt senk- recht aufschwimmbar angeordnet, der in der in Figur 1 dar¬ gestellten abgesenkten Stellung auf Vorsprüngen 50 auf dem Boden der Sammelwanne aufruht, so daß der Ventilkörper 46 weder den Frischluft-Einlaß 20 noch den Durchlaß 44 ver¬ schließt. Wenn andererseits durch Spritzwasser oder der- gleichen in der Sammelwanne 40 sich soviel Wasser gesammelt hat, daß der Ventilkörper in die in Figur 2 dargestellte angehobene Stellung aufgeschwommen ist, verschließt die dem Durchlaß 44 zugewandte kegelige Begrenzungsfläche des Ven¬ tilkörpers 46 den Durchlaß 44, so daß dann kein Wasser aus der Sammelwanne 40 in den Überström- oder Kondensatraum 38 übertreten kann. Da das in der Sammelwanne 40 gesammelte Wasser über den Frischluft-Einlaß 20 mit relativ großem Querschnitt schnell abfließt, weil auch die Saugströmung der Frischluft durch den Einlaß 20 bei aufgeschwommenem Ventilkörper unterbrochen wird, sinkt der Ventilkörper 46 schnell wieder ab und gibt den Durchlaß 44 frei. Das Spiel der Abscheidung von Wasser in der Sammelwanne 40 kann sich dann solange wiederholen, bis in der zuströmenden Frischluft keine Wassertröpfchen mehr enthalten sind.In the collecting trough 40, a valve body 46 is arranged such that it can float vertically, guided by ribs 48 on the peripheral wall of the collecting trough 40, which in the lowered position shown in FIG. 1 rests on projections 50 on the bottom of the collecting trough, so that the valve body 46 neither the fresh air inlet 20 nor the passage 44 closes. On the other hand, if so much water has accumulated in the collecting trough 40 due to spray water or the like that the valve body has floated into the raised position shown in FIG. 2, the valve closes the Passage 44 facing conical boundary surface of the valve body 46 the passage 44, so that no water can then pass from the collecting trough 40 into the overflow or condensate space 38. Since the water collected in the collecting trough 40 flows away quickly via the fresh air inlet 20 with a relatively large cross section, because the suction flow of the fresh air through the inlet 20 is interrupted when the valve body is floating, the valve body 46 quickly drops again and releases the passage 44 . The game of separating water in the collecting trough 40 can then be repeated until no more water droplets are contained in the inflowing fresh air.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel des Aktivkohle- filters 10 unterscheidet sich von dem Aktivkohlefilter 10 gemessenen Fig. 1 und 2 nur geringfügig dadurch, daß die im Innern des Gehäuses 12 an den Tank-Einlaß 22 angeschlossene Leitung 36 im Falle des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1 und 2 seitlich zur Längsmittelachse des Gehäuses versetzt und im Fall des Aktivkohlefilters 10 gemäß Fig. 3 das Ge¬ häuse mittig durchsetzt, d.h. daß die Längsmittelachse des Gehäuses 12 und der Leitung 36 zusammenfällt. Im übrigen entsprechen sie die Ausgestaltung beider Aktivkohlefilter weitgehend identisch, so daß auf eine nähere Beschreibung zur Vermeidung von Wiederholungen verzichtet wird, zumal in gleichen Teilen der beiden Aktivkohlefilter 10 gleiche Be¬ zugszeichen zugeordnet sind.The embodiment of the activated carbon filter 10 shown in FIG. 3 differs only slightly from the activated carbon filter 10 shown in FIGS. 1 and 2 in that the line 36 connected inside the housing 12 to the tank inlet 22 in the case of the embodiment according to FIGS 1 and 2 laterally offset to the longitudinal center axis of the housing and in the case of the activated carbon filter 10 according to FIG. 3, the housing passes through the center, ie that the longitudinal central axis of the housing 12 and the line 36 coincide. Otherwise they correspond to the design of both activated carbon filters largely identically, so that a more detailed description to avoid repetition is omitted, especially since the same reference numerals are assigned to the same parts of the two activated carbon filters 10.
Der in Fig. 4 gezeigte Aktivkohlefilter 110 hat einen grundsätzlich ähnlichen Aufbau wie die zuvor beschriebene Aktivkohlefilter 10 und funktioneil überein- immende Bau¬ teile sind bei den unterschiedlichen Ausfühlungsbeispielen auch mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei im Falle des Aktivkohlefilters 110 lediglich jeweils eine "1" voran- gestellt ist. Nachstehend genügt es daher, die gegenüber den Aktivkohlefiltern 10 getroffene Unterschiede herauszu¬ stellen, während für den grundsätzlichen Aufbau auf die vorausgehende Beschreibung der Aktivkohlefilter 10 verwie¬ sen werden kann.The activated carbon filter 110 shown in FIG. 4 has a fundamentally similar structure to the previously described activated carbon filter 10, and components that functionally match each other are also provided with the same reference symbols in the different exemplary embodiments, with only one "1" in the case of the activated carbon filter 110. is placed in front. It is therefore sufficient in the following to emphasize the differences compared to the activated carbon filters 10, while for the basic structure, the previous description of the activated carbon filter 10 can be referenced.
Ein Unterschied besteht darin, daß der Motor-Einlaß 122 in den oberhalb der Aktivkohleschüttung 126 im Gehäuse gebil¬ deten Raum mündet und nicht - wie man bei einem ersten Blick auf die Zeichnung meinen könnte - bis in den Über¬ ström- oder Kondensatraum 138 geführt ist, sondern direkt in dem im Stirndeckel 118 gebildeten Raum mündet. Die Mün- düng des Motor-Auslasses 124 öffnet sich dagegen nicht in den im Stirndeckel 118 gebildeten Raum, sondern ist an eine Leitung 136 angeschlossen, welche - in nicht gezeigter Weise - durch die Abdeckplatte 130, die Aktivkohleschüttung 126 und die Abdeckplatte 128 in den Kondensat- oder Über- strömraum 138 geführt ist. Auch in diesem Fall wird also das bei laufendem Motor über den Motor-Auslaß 124 aus dem Tank angesaugte Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen durch die Aktivkohleschüttung 126 gesaugt, in diesem Falle jedoch in entgegengesetzter Richtung wie bei den Aktivkoh- lefiltern 10, nämlich von dem im Stirndeckel 118 gebildeten Raum durch die Aktivkohleschüttung 126 zum Überström- oder Kondensaträum 138.One difference is that the motor inlet 122 opens into the space formed above the activated carbon bed 126 in the housing and does not - as one might think at a glance at the drawing - lead into the overflow or condensate space 138 is, but opens directly into the space formed in the front cover 118. The opening of the motor outlet 124, on the other hand, does not open into the space formed in the end cover 118, but is connected to a line 136 which, in a manner not shown, through the cover plate 130, the activated carbon bed 126 and the cover plate 128 in the FIGS Condensate or overflow space 138 is guided. In this case too, the mixture of air and fuel vapors sucked in from the tank via the engine outlet 124 while the engine is running is sucked through the activated carbon bed 126, but in this case in the opposite direction to the activated carbon filters 10, namely from the filter End cover 118 formed space through the activated carbon bed 126 to the overflow or condensate space 138th
Während der Fahrt über den Frischluft-Einlaß 120 angesaugte Frischluft wird also im Überström- bzw. Kondensatraum 138 direkt in die dort endende Mündung der Leitung 136 gesaugt, so daß die Gefahr, daß in der Frischluft mitgerissene Was¬ sertröpfchen von unten in die Aktivkohleschüttung 126 ein¬ dringen relativ gering ist, zumal dann, wenn außerdem noch eine Strömung des Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen in entgegengesetzter Richtung durch die Aktivkohleschüttung 126 erfolgt. Die Ausbildung einer der Sammelwanne 40 ent¬ sprechende Sammelwanne in der Stirnwand 14 ist deshalb weitgehend entbehrlich und beim gezeigten Ausführungsbei- spiel nicht verwirklicht, obwohl sie grundsätzlich in gleicher Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungs¬ beispielen vorgesehen sein könnte. Dagegen könnte aus in dem vom Kraftstofftank angesaugten Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen enthaltenes Wasser in dem oberhalb der Aktivkohleschüttung 126 befindlichen Raum kondensieren und dann von oben in die Aktivkohleschüt¬ tung 126 eindringen und diese in ihrer Wirksamkeit ver¬ schlechtern. Erfindungsgemäß ist deshalb beim Aktivkohle- Filter 110 eine Sammelwanne 140 unterhalb des Tank-Einlas¬ ses 122 im Stirndeckel 118 ausgebildet, welche in ihrem Boden eine Abflußöffnung 144 aufweist, an welcher eine durch die Abdeckplatte 130, die Aktivkohleschüttung 126 und die Abdeckplatte 128 hindurchgeführte Leitung 142 ange¬ schlossen ist, welche also im Überström- oder Kondensatraum 138 mündet.Fresh air sucked in via the fresh air inlet 120 during the journey is thus sucked directly into the overflow or condensate space 138 into the mouth of the line 136 ending there, so that the risk of water droplets entrained in the fresh air from below into the activated carbon bed 126 penetration is relatively low, especially if the mixture of air and fuel vapors also flows in the opposite direction through the activated carbon bed 126. The formation of a collecting trough corresponding to the collecting trough 40 in the end wall 14 is therefore largely unnecessary and is not realized in the exemplary embodiment shown, although it could basically be provided in the same way as in the previously described exemplary embodiments. In contrast, water contained in the mixture of air and fuel vapors sucked in by the fuel tank could condense in the space above the activated carbon bed 126 and then penetrate into the activated carbon bed 126 from above and impair its effectiveness. According to the invention, therefore, a collecting trough 140 is formed in the end cover 118 below the tank inlet 122 in the activated carbon filter 110, which has a drain opening 144 in its bottom, at which a line led through the cover plate 130, the activated carbon bed 126 and the cover plate 128 142 is connected, which thus opens into the overflow or condensate space 138.
In der Sammelwanne 140 ist wiederum ein aufschwimmbarer Ventilkörper 146 in senkrechter Richtung aufschwimmbar ge¬ führt, der an seiner Unterseite mit einem zur Abflußöffnung 144 fluchtenden und diesen in nicht aufgeschwommenem Zu- stand dicht verschließenden Ventilvorsprung 150 versehen ist. Der aufschwimmbare Ventilkörper 146 wird durch vom Bo¬ den der Sammelwanne 140 hochstehende und den Ventilvor¬ sprung 150 zwischen sich aufnehmende Rippen 148 geführt. Zusätzlich von der Innenseite des Stirndeckels 118 nach un- ten vorspringende und den eigentlichen Ventilkörper 146 führende Rippen 152 können außerdem vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß der Ventilkörper auch bei vom Fahrzeug auf den Aktivkohle-Filter übertragene Schwingungen in exak¬ ter Ausrichtung zur Abflußöffnung 144 geführt ist.In the collecting pan 140, in turn, a floatable valve body 146 is guided to float in the vertical direction, which is provided on its underside with a valve projection 150 that is aligned with the drain opening 144 and seals it tightly in the non-floating state. The floatable valve body 146 is guided through ribs 148, which rise from the bottom of the collecting trough 140 and the valve projection 150 between them. In addition, ribs 152 projecting downward from the inside of the end cover 118 and leading to the actual valve body 146 can also be provided in order to ensure that the valve body is also in exact alignment with the drain opening 144 when vibrations are transmitted from the vehicle to the activated carbon filter is led.
Es ist nunmehr ersichtlich, daß in sich der Sammelwanne das zu Wassertröpfchen kondensierende Wasser aus dem Gemisch von Luft und Kraftstoffdämpfen niederschlägt und dabei die Sammelwanne 140 langsam füllt. Sobald der Ventilkörper 146 aufschwimmt, öffnet der VentilvorSprung 150 die Abflußöff¬ nung 144 und das in der Sammelwanne 140 gesammelte Wasser kann über die Leitung 142 zum Überström- bzw. Kondensaträum 138 abfließen, von wo es dann aus dem Frischluft-Einlaß 120 austritt oder - wenn die Eintrittsgeschwindigkeit der Frischluft in den Einlaß 120 infolge eines relativ hohen vom Motor erzeugten Unterdruck relativ stark ist, sich zunächst im Überström- oder Kondensatraum 138 sammelt und eventuell auch zum Teil mit der angesaugten Frischluft in die Leitung 136 eingesaugt und zum Motor-Auslaß geführt wird. Eine Durchnetzung der Aktivkohleschüttung 126 erfolgt aber in keinem Fall, so daß also das angestrebte Ziel, eine Durchfeuchtung der Aktivkohleschüttung zu vermeiden auch in diesem Fall erreicht wird. It can now be seen that the water which condenses into water droplets from the mixture of air and fuel vapors precipitates in the collecting tank and thereby slowly fills the collecting tank 140. As soon as the valve body 146 floats up, the valve projection 150 opens the drain opening 144 and the water collected in the collecting trough 140 can be passed via the line 142 to the overflow or condensate chamber 138 flow from where it then exits the fresh air inlet 120 or - if the entry speed of the fresh air into the inlet 120 is relatively strong due to a relatively high negative pressure generated by the engine, initially collects in the overflow or condensate space 138 and possibly also to Part is sucked into the line 136 with the sucked-in fresh air and led to the engine outlet. However, the activated carbon bed 126 is not wetted under any circumstances, so that the desired goal of preventing the activated carbon bed from becoming wet is also achieved in this case.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Aktivkohlefilter (10; 110) für Kraftfahrzeuge zur Adsorption von im Tank sowie gegebenenfalls in der Schwimmerkammer des Vergasers von Kraftfahrzeugen entstehenden Kraftstoffdämpfen und zur Desorption und Rückführung der Dämpfe in die Brennräume des Motors des Kraftfahrzeugs, bestehend aus einem in einem Aufnahmeraum mit einer Schüttung aus Aktivkohle geeigneter Porengröße gefüllten, allseitig geschlossenen Gehäuse (12; 112) mit einem an eine zum Kraftfahrzeug-Tank führende Verbindungsleitung anschließbaren Tank-Einlaß (22; 122), einem an eine zum Saugrohr bzw. Luftfiltergehäuse des Motors geführte Verbindungsleitung anschließbaren, den Kraftstoffdampf rückführenden Motor-Auslaß (24; 124) und einem mit der Umgebungsatmosphäre verbundenen Frischluft- Einlaß (20; 120), wobei der Tank-Einlaß (22; 122) und der Motor-Auslaß (24; 124) vorzusweise an der gleichen1. activated carbon filter (10; 110) for motor vehicles for the adsorption of fuel vapors formed in the tank and possibly in the float chamber of the carburetor of motor vehicles and for desorption and return of the vapors into the combustion chambers of the motor vehicle engine, consisting of a in a receiving space with a bed The fuel vapor consists of a housing (12; 112) filled with activated carbon of a suitable pore size and closed on all sides with a fuel inlet (22; 122) that can be connected to a connection line leading to the motor vehicle tank, and a fuel line that can be connected to a connection line that leads to the intake manifold or air filter housing of the engine recirculating engine outlet (24; 124) and a fresh air inlet (20; 120) connected to the ambient atmosphere, the tank inlet (22; 122) and the engine outlet (24; 124) preferably being on the same
Stirnseite des Gehäuses (12; 112) vorgesehen sind, und der Frischluft-Einlaß (20; 120) in einen Bereich des Gehäuses geführt ist, welcher durch die Aktivkohleschüttung vom Motor-Auslaß (24; 124) getrennt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der mit Wasser, Wassertröpfchen oder Wasserdampf be¬ ladene Entlüftungs- oder Frischluftstrom in eine in Strö¬ mungsrichtung vor dem Aktivkohle-Aufnahmeraum im Gehäuse (12; 112) angeordnete Wasser-Sammelwanne (40; 140) geführt ist, die an ihrer Oberseite eine Verbindung zum Aktivkohle- Aufnähmeräum aufweist, und daß in der Sammelwanne (40; 140) ein aufschwimmbarer Ven¬ tilkörper (46; 146) angeordnet ist, welcher auf sich in der Sammelwanne (40; 140) sammelndem Wasser aufschwimmt und da- bei die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum verschließt oder einen den Aktivkohle-Aufnahmeraum umgehenden Abfluß (144) zur Umgebungsatmosphäre öffnet. End face of the housing (12; 112) are provided, and the fresh air inlet (20; 120) is guided into a region of the housing which is separated from the motor outlet (24; 124) by the activated carbon bed, characterized in that the Water, water droplets or water vapor-laden venting or fresh air flow is guided into a water collecting trough (40; 140) arranged in the flow direction upstream of the activated carbon receiving space in the housing (12; 112), which has a connection to the activated carbon on its upper side - Has receiving space, and that a floatable valve body (46; 146) is arranged in the collecting trough (40; 140), which floats on water collecting in the collecting trough (40; 140) and thereby the connection to the activated carbon. Closes the receiving space or opens a drain (144) which bypasses the activated carbon receiving space to the ambient atmosphere.
2. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1 mit einem im Gehäusebo¬ den vorgesehenen Frischluft-Einlaß, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelwanne (40) in einem vertieften Bereich des Bodens des Gehäuses (12) ausgebildet ist, in welchem der Frischluft-Einlaß (20) mündet, daß die Oberseite des die Sammelwanne (40) bildenden vertieften Bereichs des Gehäuses (12) durch eine Trennwand (42) gegen das Innere des darüberliegenden Gehäuses abgeschottet ist, und daß ober- halb des aufschwimmbaren Ventilkörpers (46) in der Trenn¬ wand (42) ein die Verbindung zum Aktivkohle-Aufnahmeraum bildender, vom aufschwimmbaren Ventilkörper (46) dicht ver¬ schließbarer Durchlaß (44) vorgesehen ist.2. Activated carbon filter according to claim 1 with a fresh air inlet provided in the housing base, characterized in that the collecting trough (40) is formed in a recessed area of the bottom of the housing (12) in which the fresh air inlet (20) opens that the top of the recessed area of the housing (12) forming the collecting trough (40) is partitioned off from the interior of the housing above by a partition (42), and that above the floatable valve body (46) in the partition ( 42) there is a passage (44) which forms the connection to the activated carbon receiving space and can be sealed by the floatable valve body (46).
3. Aktivkohlefilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß der aufschwimmbare Ventilkörper (46) in der Sam¬ melwanne (40) derart in senkrechter Richtung geführt ist, daß er mit dem Durchlaß (44) fluchtet.3. activated carbon filter according to claim 2, characterized gekennzeich¬ net that the floatable valve body (46) in the Sam¬ mel trough (40) is guided in the vertical direction that it is aligned with the passage (44).
4. Aktivkohlefilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Ventilkörper (46) an seiner Oberseite eine kegelige oder kegelstumpfförmige Begrenzungsfläche aufweist, und daß der Durchlaß (44) kreisguerschnittsförmig begrenzt ist.4. Activated carbon filter according to claim 2 or 3, characterized gekenn¬ characterized in that the valve body (46) has on its upper side a conical or frustoconical boundary surface, and that the passage (44) is limited to a circular cross-section.
5. Aktivkohlefilter nach Anspruch 1, bei welchem der Tank- Einlaß in der Oberseite des Gehäuses mündet, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Sammelwanne (140) unterhalb des Tank- Einlasses (122) und oberhalb des Aktivkohle-Aufnahmeraums angeordnet ist und in ihrem Boden eine Abflußöffnung (144) aufweist, an welcher eine durch den Aktivkohle-Aufnahmeraum hindurch bis in einen unter der Aktivkohleschüttung (126) vorgesehenen und über den Frischluft-Einlaß (120) mit der Außenatmosphäre verbundenen Kondensatraum (138) geführte Leitung (142) angeschlossen ist, und daß der aufschwimmbare Ventilkörper (146) an seiner Unterseite mit einem zur Ab¬ flußöffnung (144) fluchtenden und sie in nicht aufge- schwommenem Zustand dicht verschließenden Ventilvorsprung (150) versehen ist.5. activated carbon filter according to claim 1, wherein the tank inlet opens into the top of the housing, characterized ge indicates that the collecting trough (140) is arranged below the tank inlet (122) and above the activated carbon receiving space and in it Bottom has a drain opening (144) to which a conduit (138) guided through the activated carbon receiving space and into a condensate space (138) which is provided under the activated carbon fill (126) and is connected to the outside atmosphere via the fresh air inlet (120) and that the floatable valve body (146) on its underside with a flush with the drain opening (144) and it in non-open in the floating state is provided with a sealing valve projection (150).
6. Aktivkohlefilter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Ventilvorsprung (150) durch vom Boden der Sam¬ melwanne (140) vorstehende Führungsrippen (148) fluchtend zur Abflußöffnung (144) geführt ist. 6. activated carbon filter according to claim 5, characterized gekennzeich¬ net that the valve projection (150) by the bottom of the Sam¬ mel trough (140) projecting guide ribs (148) is guided in alignment with the drain opening (144).
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