CN101392704A - 燃料箱组件和导流装置 - Google Patents

Abstract

一种导流装置，其被构造为设置在燃料箱的出口附近，包括一配合件和一第一导流件，该配合件具有贯穿其中的孔。该第一导流件包括一通道，其与所述孔流体连通，并包括第一导流孔，其被构造为允许燃料蒸汽进入所述通道，并从所述通道排出。该导流装置还包括一第二导流件，其覆盖第一导流件孔的至少一部分。

Description

燃料箱组件和导流装置

相关申请

本申请要求申请日为2007年8月31日、序列号为NO.60/969,221的美国临时专利申请的优先权，其全部内容在此引用作为参考

技术领域

本发明涉及一种内燃机，更具体地说，涉及一种内燃机的燃料***。

背景技术

内燃机燃料***通常包括一含有活性炭的碳罐(canister)，其通过管道与燃料箱连接。从燃料箱跑出的蒸汽在被排向大气之前，先被导向碳罐以去掉或吸附掉其中的碳氢化合物和其它蒸汽排放物。

但是，在发动机或利用发动机的设备运转期间，发动机的振动或机动车的运动可能使燃料箱中的燃料飞溅或与燃料箱壁发生碰撞。燃料箱中燃料的大量飞溅或碰撞可能导致燃料箱中的一些燃料流过管道而泄漏到碳罐中。一旦与液体燃料的相互作用饱和，活性炭的从燃料箱排出的蒸汽去掉或吸附掉碳氢化合物的效率变低。通气***或碳罐中的液体会对燃料箱通气***造成不利影响。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种导流或液体燃料阻挡装置，其被构造为与燃料箱一起使用。该装置基本上防止液体燃料进入用于吸收燃料蒸汽的碳罐中。

本发明的一个方面提供了一种导流装置，其被构造为设置在燃料箱的出口附近。该导流装置包括一配合件和一第一导流件，该配合件具有贯穿其中的孔。该第一导流件包括一通道，其与所述孔流体连通，至少一第一导流孔，其被构造为允许燃料蒸汽进入所述通道，并从所述通道排出。导流装置还包括一第二导流件，其覆盖第一导流孔的至少一部分。该第二导流件最好包括一第二导流孔，该第二导流孔与第一导流孔互相错开。

本发明的另一个方面还提供了一种燃料箱组件，包括：一燃料箱，其具有一至少部分地限定出一燃料容纳空间的壁；一配合件，其与该壁联结，该配合件具有贯穿其中的孔；以及一第一导流件。该第一导流件包括一通道，其与所述孔流体连通，和至少一个第一导流孔，其被构造为允许燃料蒸汽进入所述通道，并从所述通道排出。该燃料箱组件还包括一第二导流件，其覆盖第一导流孔的至少一部分。

本发明的另一个方面还提供了一种导流装置，该导流装置包括一配合件，该配合件具有贯穿其中的孔。该孔具有一入口端和一出口端。该导流装置还包括一与该配合件联结的第一导流件。该第一导流件限定出一第一通道，该第一通道与配合件中孔的入口端流体连通。该第一导流件还包括一纵向槽。该导流装置还包括一第二导流件，该第二导流件与该配合件联结。该第二导流件限定出一第二通道，该第二通道容纳第一导流件的至少一部分。该第二导流件包括一纵向槽，该纵向槽与第一导流件的纵向槽错开。应当理解的是，配合件、孔和导流件可以与塑料燃料箱的壁整体成型为一个单体。可选择地，导流装置的其它结构可以采用互相分开的塑料元件和金属元件。

在各个实施例中，导流件优选包括一个或多个同心的、弯曲的或弧形元件，它们上面具有槽或者在它们之间具有间隙，从而减少喷溅到配合件的孔的入口端内或附近的液体燃料。

通过参考下文和附图，本发明的其它特点和方面将变得易于理解。

附图说明

图1是燃料箱组件的局部截面图，该燃料箱组件包括一燃料箱和本发明的与该燃料箱联结的导流装置。

图2是图1中导流装置的截面图。

图3是图1中导流装置的分解图。

图4是图1中导流装置的组装后的、端部透视图

图5是图1中导流装置的组装后的侧视图。

图6是图1中导流装置的组装后的侧视图。

图7是图1中导流装置的组装后的侧视图。

图8是图1中导流装置的组装后的端视图。

图9是图1中导流装置沿图8中线9-9的截面图。

图10是本发明导流装置的第二结构的侧面透视图。

图11是图10中导流装置的侧面透视图。

图12是图10中导流装置的分解端部透视图。

图13是图10中导流装置的端部透视图。

图14是图10中导流装置的侧视图。

图15是图10中导流装置的端部视图。

图16是本发明导流装置的第三结构的分解端部透视图。

图17是图16中导流装置组装后的端部透视图。

图18是图16中导流装置沿图17中的线18-18的截面图。

图19是图16中导流装置的侧视图。

图20是图16中导流装置的端部视图。

图21是图16中导流装置沿图20中的线21-21的截面图。

在详细描述本发明的具体实施例之前，应当理解的是，本发明并不限于在下文或附图中具体所示部件的结构和设置的应用。本发明可以有其它实施方式，可以以各种方式被实现和实施。同样应当理解的是，本文所使用的措词和术语只是为了便于描述的目的，不应当被认为是对本发明的限制。本文所使用的“包括”、“包含”或“具有”及其同义词意味着包括其后所列的项目和等同物以及附加的项目。除非有特别指明或具体的限定，术语“安装”、“连接”、“支承”和“联结”及其同义词应当被广义地理解，包括直接或间接地安装、连接、支承和联结。另外，“连接”和“联结”并不限于物理的或机械的连接或联结。

具体实施方式

图1所示的燃料***10所包括的燃料箱组件具有燃料箱14和联结到该燃料箱14的导流(baffle)装置18。燃料***10还包括一碳罐22和管道26，该碳罐包括活性炭，该管道将碳罐22和导流装置18进行流体连接。碳罐22可以类似于US7,159,577中所示和所描述的碳罐，其全部内容在此引用作为参考。该燃料***10可以用来为安装到户外动力设备(例如，手持式割草机、草地拖拉机、发电机、扫雪车以及其它非手持或手持户外动力设备)上的内燃机提供燃料。

参见图1-9，导流装置18包括配合件30，该配合件具有限定出一中心轴线36的孔34。在图示的导流装置18的结构中，孔34被构造为一阶梯孔34，包括具有不同直径的入口端38和出口端42。具体地说，孔34的入口端38的直径比孔34的出口端42的直径小，从而减少流过孔34的液体燃料的量，并控制在加注燃料时从燃料箱14跑出的蒸汽量。在导流装置18的一个可选结构中，孔34的入口端38的直径比孔34的出口端42的直径大。可选的，孔34可以具有从入口端38到出口端42基本不变的直径。配合件30最好还包括一被构造为可***管道26的凸钩46，管道26使导流装置18和碳罐22或其它通气***部件之间流体连通。如图1、2和9所示，孔34通过凸钩46。

参见图1-9，导流装置18还包括嵌套的导流件50a、50b，每个导流件都具有与中心轴线36共轴的纵向轴线，每个导流件都与配合件30联结。可选择地，嵌套的导流件50a、50b中的一个或两个可以与中心轴线36不共线。如图1-3和9所示，导流件50a包括各端部54、58并在导流件50a的各端部54、58之间限定出一通道62。同样的，导流件50b包括各端部66、70并在导流件50b的各端部66、70之间限定出一通道74。配合件30包括一圆筒形沟槽78，该沟槽至少部分地由内周壁82限定出，该内周壁与孔34同心(见图3)。导流件50a容纳在沟槽78内以流体连通通道62和配合件30中的孔34。在图示的导流装置18的结构中，导流件50a的外直径ODa和沟槽78的外直径的尺寸被设定为在导流件50a的端部58和内周壁82之间提供干涉配合(见图7)。在导流装置18的一个可选结构中，导流件50a可以以任何不同方式与配合件30联结，从而使导流件50a的通道62和配合件30中的孔34流体连通。在导流装置18的另一个可选结构中，导流件50a可以与配合件30整体形成为一个部件。

仍然参见图1-3和9，配合件30还包括一个第二沟槽86，其至少部分地由内周壁94限定出，并与第一沟槽78和孔34同心(见图3)。导流件50b容纳在沟槽86中，导流件50a的至少一部分位于导流件50b的通道74内。在导流装置18的图示结构中，导流件50b的外直径ODb(见图5)和沟槽86的外直径被设置为在导流件50b的端部70和内周壁94之间提供干涉配合。在导流件18的一个可选结构中，导流件50b可以以任何不同方式与配合件30联结从而在导流件50b的通道74内容纳导流件50a的至少一部分。在导流装置18的另一个可选结构中，导流件50b可以与配合件30整体形成为一个单体。另外，导流件50a可以以上述任何方式与配合件30联结，导流件50b可以以任何不同方式直接与导流件50a联结(例如紧固、焊接、利用粘接剂、整体形成等)。类似的，导流件50b可以以上述任何方式与配合件30联结，导流件50a可以以任何不同方式直接与导流件50b联结(例如紧固、焊接、利用粘接剂、整体形成等)。

参见图1-9，配合件30还包括一个圆筒形外部部分90，其尺寸被设置为能提供与在燃料箱14中限定出孔92的周面的干涉配合(见图1)。配合件30也可以被焊接到燃料箱14上，或者可以利用粘接剂进一步把导流装置18固定到燃料箱14上。可选择地，导流装置18的至少一部分(例如配合件30)可以与燃料箱14的一部分(例如，至少部分形成一燃料容纳空间的燃料箱14的壁)整体形成。另外，各导流件50a、50b可以与配合件30整体形成为一个单体，或者，导流件50a、50b可以与配合件30和燃料箱14的一部分整体形成为一个单体。作为另一个可选例，可以利用其它结构(例如索眼)把导流装置18固定到燃料箱14上。

参见图2，导流件50a的尺寸被设置为其长度La与其内径IDa的比值至少为大约3：1。大体上，导流件50a的长度La与其内径IDa之间比值的增大也使得一角度变陡峭，该角度是指：导流件50a内的燃料或导流件50a下方的燃料通过通道62喷溅到达孔34的角度。继续参见图2，导流件50b的尺寸被设置为其长度Lb与其内径IDb的比值至少为大约2：1。

参见图3和4，导流件50a包括第一导流孔，该第一导流孔被优选构造为一纵向槽98，该纵向槽在导流件50a的各端部54、58之间延伸。在图示的导流装置18的结构中，槽98的宽度Wa在大约1/4英寸和大约1/16英寸之间(见图7)。导流件50b也包括第二导流孔，该第二导流孔被优选构造为一纵向槽102，该纵向槽在导流件50b的各端部66、70之间延伸。在图示的导流装置18的结构中，槽102的宽度Wb是至少大约1/16英寸(见图5)，与槽98的宽度Wa大体相同。各个槽98、102的宽度Wa、Wb的尺寸被设置为足够小，以减小通过导流件50a、50b沿着大体与孔34的中心轴线36横向的方向进入通道62的液体燃料的量，同时槽98、102的宽度Wa、Wb的尺寸被设置地足够大，以允许从处于高填充水平的燃料箱14排出足够的蒸汽、以及燃料箱14中的燃料倾斜角度。各个槽98、102的宽度Wa、Wb的尺寸也被设置为足够大，以允许空气基本上不受限制地穿过槽98、102运动，从而当燃料箱14中的填充水平降低时允许置换空气进入燃料箱14。另外，各个槽98、102的宽度Wa、Wb的尺寸被设置为足够大，从而基本上防止燃料箱14中的液体燃料由于表面张力、粘度和表面能的作用导致各个槽98、102的宽度Wa、Wb的聚结或桥结，表面张力、粘度和表面能的作用会阻碍蒸汽穿过槽98、102的流动。可选择地，导流件50a、50b中的每一个都包括一个或多个纵向间隔的孔而非槽98、102。

参见图3、4和8，导流件50a、50b的各个槽98、102互相错开，使得导流件50a的槽98不面对着导流件50b的槽102以提供一个沿着基本与孔34的中心轴线36横向的方向穿过导流件50a、50b的直线路径。具体地说，在图示的导流装置18的结构中，导流件50a上的槽98与导流件50b上的槽102错开成大约180度。在导流装置18的一个可选结构中，导流件50a上的槽98可以与导流件50b上的槽102错开至少大约30度。在导流装置18的另一个可选结构中，导流件50b不需要包括一个完整的圆筒形，而是可包括一圆筒形的一部分(即曲形的或弧形的部分)，该部分的长度(例如，大约60度或以上)足以至少局部地封住导流件50a的槽98。

参见图2，配合件30提供了导流件50a的外径ODa和导流件50b的内径IDb之间的间隙G，燃料蒸汽必须通过该间隙流动到达导流件50a的通道62和配合件30上的孔34。间隙G的尺寸被设置得足够大，其原因与上文谈到过的各个槽98、102的宽度Wa、Wb相同，即基本上防止液体燃料由于表面张力、粘度和表面能的作用导致导流件50a的外壁和导流件50b的内壁之间的聚结或桥结，表面张力、粘度和表面能的作用会阻碍蒸汽穿过间隙G的流动。

继续参见图2，导流件50a的端部54与导流件50b的端部66之间的距离是沿着中心轴线36的一段长度ΔL。以这种方式把导流件50a、50b的各个端部54、66间隔开可以基本上减小各个导流件50a、50b的端部54、66之间的燃料的聚结。长度ΔL的尺寸被设置得足够大，其原因与上文谈到过的各个槽98、102的宽度Wa、Wb相同，即基本上防止液体燃料由于表面张力、粘度和表面能的作用导致各个导流件50a、50b的端部54、66之间的粘接或聚结，表面张力、粘度和表面能的作用否则会阻碍蒸汽穿过间隙G在导流件50a、50b之间的流动。在图示的导流装置18的结构中，长度ΔL大于间隙G。在导流装置18的长度ΔL减小的一个可选结构中，还包括一个增大的间隙G，从而在各个导流件50a、50b的端部54、66之间提供足够的空间，从而基本上防止各个导流件50a、50b的端部54、66之间的液体燃料的聚结。在导流装置18的间隙G减小的一个可选结构中，还包括一个增大的长度ΔL，从而在各个导流件50a、50b的端部54、66之间提供足够的空间，从而基本上防止各个导流件50a、50b的端部54、66之间的液体燃料的聚结。在另一个可选的结构中，导流装置18中的长度ΔL可以至少与间隙G—样大。

参见图1，如果燃料箱14内的燃料液面在导流件50a的端部54之下，燃料箱14内的燃料蒸汽就直接通过导流件50a的通道62(图1中向上的方向)和配合件30上的孔34离开燃料箱14，经过管道26流到碳罐22。当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，嵌套的导流件50a、50b减少到达配合件30上的孔34和碳罐22的液体燃料的量。具体的说，导流件50a、50b中错开的槽98、102提供了曲折的路径，减少了通过导流件50a、50b沿着与中心轴线36大体横向方向喷溅到导流件50a的通道62或配合件30的孔34中的液体燃料的量。

如果燃料箱14是被填充以至于燃料液面在各个导流件50a、50b的下端部54、66的上方，那么燃料箱14内的燃料蒸汽会通过弯曲的路径沿着与中心轴线36大体横向的方向离开燃料箱14，所述弯曲的路径由导流件50a、50b上错开的槽98、102形成。燃料蒸汽到达导流件50a的通道62后，该燃料蒸汽可以穿过配合件30上的孔34，经过管道26到达碳罐22。但是，当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，嵌套的导流件50a、50b减少了到达配合件30的孔34的液体燃料的量，与上文描述的当燃料箱14内的燃料液面低于导流件50a、50b的相应下端部54、66时的方式基本相同。

图10-15示出了导流装置106的第二结构，其被构造为与图1中的燃料箱14、管道26和碳罐22一起使用。类似于导流装置18，导流装置106包括一配合件108，该配合件包括贯穿其中的孔112和圆筒形外部部分113。参见图10-12，导流装置106还包括一螺旋形的导流件110，该导流件具有各个端部114、118，并在导流件110的各端部114、118之间限定出一通道122。螺旋形的导流件110包括嵌套的卷绕部(winding)126a、126b，其绕孔112的中心轴线120限定出一螺旋形的弯曲路径(见图12)。在图示的导流装置106的结构中，内卷绕部126a通过干涉配合与配合件108的圆筒形外部部分113接合，从而把导流件110紧固到配合件108上(见图13)。在导流装置106的另一个结构中，导流件110可以以任何不同的方式与配合件108联结，使得导流件110的通道122和配合件106中的孔112流体连通。

如上文所述，导流装置106可与图1中的燃料箱14、管道26和碳罐22一起使用。如果燃料箱14内的燃料液面在导流件110的端部114之下，燃料箱14内的燃料蒸汽就直接通过导流件110的通道122和配合件108上的孔112离开燃料箱14，经过管道26流到碳罐22。当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，嵌套的卷绕部126a、126b减少到达配合件108上的孔112和碳罐22的液体燃料的量。具体的说，嵌套的卷绕部126a、126b提供了曲折的路径，减少了通过导流件110的嵌套卷绕部沿着与中心轴线120大体横向方向喷溅并到达导流件110的通道122或配合件108的孔112中的液体燃料的量。

如果燃料箱14填充使得燃料液面在导流件110的较低端部114的上方，那么燃料箱14内的燃料蒸汽会通过弯曲的路径排出燃料箱14，该弯曲的路径由沿着绕中心轴线120螺旋旋转的嵌套的卷绕部126a、126b形成。燃料蒸汽到达导流件110的通道122后，该燃料蒸汽可以穿过配合件108上的孔112经过管道26到达碳罐22。但是，当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，嵌套的卷绕部126a、126b减少了到达配合件108的孔112的液体燃料的量，与上文描述的当燃料箱14内的燃料液面低于导流件110的较低端部114时的方式基本相同。

图16-21示出了导流装置130的第三结构，其被构造为与图1中的燃料箱14、管道26和碳罐22一起使用。类似于导流装置18，导流装置130包括一配合件132，该配合件包括贯穿其中的阶梯状孔133和圆筒形外部部分137(见图18)，该阶梯状孔具有入口端135和出口端136。参见图16、17和20，导流装置130包括两件式导流件134，该导流件包括相对的J形导流件138，该导流件之间限定出一通道142。每个J形或其它曲形的导流件138包括一大体弯曲的或圆筒形部分146和直的部分150，该直的部分从弯曲的或圆筒形部分146开始延伸。在图示的导流装置130的结构中，J形导流件138的各弧形的、曲形的或圆筒形的部分146通过干涉配合与配合件132的圆筒形外部部分137接合，从而把各导流件138紧固到配合件132上(见图20)。在导流装置130的另一个结构中，两件式导流件134可以以任何不同的方式与配合件132联结，使得导流件138限定的通道142和配合件132的孔133流体连通。

如上文所述，导流装置130可与图1中的燃料箱14、管道26和碳罐22一起使用。如果燃料箱14内的燃料液面在两件式导流件134的较低端部之下，燃料箱14内的燃料蒸汽就直接流过导流件138之间限定的通道142和配合件132上的孔133而离开燃料箱14，经过管道26流到碳罐22。当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，导流件138的弯曲的或圆筒形的部分146和导流件138的直的部分150减少到达配合件132上的孔133和碳罐22的液体燃料的量。具体的说，J形的导流件138在一个导流件138的弯曲的或圆筒形的部分146和另一导流件138的直的部分150之间提供了曲折的路径，减少了通过两件式导流件134沿着与孔133的中心轴线140大体横向的方向喷溅并到达导流件138之间限定的通道142或配合件132的孔133上的液体燃料的量。

如果燃料箱14被填充使得燃料液面在两件式导流件134的较低端部的上方，那么燃料箱14内的燃料蒸汽会通过弯曲的通道排出，该弯曲的通道在一个导流件138的弯曲的或圆筒形的部分146和另一导流件138的直的部分150之间形成。燃料蒸汽到达各个导流件138之间限定的通道142后，该燃料蒸汽可以穿过配合件132上的孔133经过管道26到达碳罐22。但是，当燃料喷溅或晃动到燃料箱14的壁上时，两件式导流件134减少了到达配合件132的孔133的液体燃料的量，与上面描述的当燃料箱14内的燃料液面低于两件式导流件134的较低端部时的方式基本相同。

本发明的各种特征体现在如下权利要求中。

Claims (20)

1、一种导流装置，构造成设置在燃料箱的出口附近，所述导流装置包括：

配合件，具有贯穿其中的孔；

第一导流件，包括：

与所述孔流体连通的通道；

第一导流孔，其被构造成允许燃料蒸汽进入所述通道和从所述通道排出；和

第二导流件，其覆盖第一导流孔的至少一部分。

2、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第一导流孔被构造成第一导流件中的纵向槽。

3、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第二导流件包括一贯穿其中的通道，其中第一导流件至少部分地位于第二导流件的通道内。

4、如权利要求3所述的导流装置，其特征在于，第二导流件的内周面与第一导流件的外周面在与第一导流件的纵向轴线基本横向的方向上间隔开。

5、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第一导流件的长度与第二导流件的长度不同。

6、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第二导流件包括：

贯穿其中的通道；和

第二导流孔，其被构造成允许燃料蒸汽进入第二导流件的通道和从该第二导流件的通道排出。

7、如权利要求6所述的导流装置，其特征在于，第一导流件至少部分地位于第二导流件的通道内，其中第一导流孔和第二导流孔互相错开。

8、如权利要求7所述的导流装置，其特征在于，第一导流孔和第二导流孔相对于第一导流件的纵向轴线错开大约180度。

9、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第一和第二导流件中的至少一个与所述配合件联结。

10、如权利要求1所述的导流装置，其特征在于，第一和第二导流件被构造成中空同心的圆筒形。

11、一种燃料箱组件，包括：

燃料箱，其包括一至少部分地限定出一燃料容纳空间的壁；

配合件，其与所述壁联结，所述配合件具有贯穿其中的孔；

第一导流件，其包括：

与所述孔流体连通的通道；

第一导流孔，其被构造成允许燃料蒸汽进入所述通道和从所述通道排出；和

第二导流件，其覆盖第一导流孔的至少一部分。

12、如权利要求11所述的燃料箱组件，其特征在于，第一导流孔被构造成第一导流件中的纵向槽。

13、如权利要求11所述的燃料箱组件，其特征在于，第二导流件包括一贯穿其中的通道，其中第一导流件至少部分地位于第二导流件的通道内。

14、如权利要求13所述的燃料箱组件，其特征在于，第二导流件的内周面与第一导流件的外周面在与第一导流件的纵向轴线基本横向的方向上间隔开。

15、如权利要求14所述的燃料箱组件，其特征在于，第一导流件的长度与第二导流件的长度不同。

16、如权利要求11所述的燃料箱组件，其特征在于，

贯穿其中的通道；和

第二导流孔，其被构造成允许燃料蒸汽进入第二导流件的通道和从第二导流件的通道排出。

17、如权利要求16所述的燃料箱组件，其特征在于，第一导流件至少部分地位于第二导流件的通道内，其中第一导流孔和第二导流孔互相错开。

18、如权利要求17所述的燃料箱组件，其特征在于，第一导流孔和第二导流孔相对于第一导流件的纵向轴线错开大约180度。

19、如权利要求11所述的燃料箱组件，其特征在于，该配合件与燃料箱的壁形成为一个单件。

20、如权利要求11所述的燃料箱组件，其特征在于，第一和第二导流件与配合件形成为一个单件。

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