CN102606350A - 带有加热器的滤毒罐 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，所要解决的问题是：韩国专利10-2007-0049425的滤毒罐不能满足混合动力汽车需要的解吸附率。并且当空气被加热器加热的时候，加热器消耗了过多的动力，降低了汽车的燃油效率。本发明包括一个带有设置在其顶部的箱部和排出部的滤毒罐壳体，和若干个设置在其一侧的用来导入空气的进入孔；和一个连接在这个滤毒罐壳体若干个进入孔顶部的加热器，这个加热器包括一个设置在其顶部的空气部，一个开放底部，和一个设置在其中的加热器组件。

Description

带有加热器的滤毒罐
技术领域
本发明是关于一种安装在汽车中用来减少燃气排放的滤毒罐，具体地说，是关于一种带有加热器的滤毒罐，以便吸附在滤毒罐中的活性炭上的燃气，能够更容易的从活性炭上出来并被导入到发动机中。
背景技术
一般来说，滤毒罐是一种存储汽车燃料箱产生的燃气、并将燃气传送到发动机中的装置。
驱动发动机所需要的燃料存储在燃料箱中。当燃料箱中的燃料被周围环境因素比如周围的温度等情况影响而被汽化后，就产生了燃气。燃气包含有有害成分比如碳氢化合物（HC）和类似的东西，这样，如果燃气被释放到车子外面，那么空气就被污染了并且燃料也浪费了。
当发动机停止的时候，滤毒罐利用填充在滤毒罐中的活性炭吸附并存储从燃料箱中产生的燃气，并在发动机运转的时候，将存储的燃气传送回发动机中，就防止空气污染和燃料损失。韩国的专利公布号为2004-0090740, 2004-0017053, 2003-0089139 和 2001-0036538的专利申请都公开了这些类型的滤毒罐。
附图1是显示滤毒罐1和燃料箱2的连接的示意图。
如附图1中所示，滤毒罐1的进入管3被连接到燃料箱2上。当汽车发动机关掉的时候，从燃料箱2中产生的燃气利用燃料箱2的内部压力通过进入管3被导入到滤毒罐1中。
活性炭被填充在滤毒罐1中用来吸附燃气。通过进入管3被导入的燃气被吸附在滤毒罐1中的活性炭上。 当然，在这个时候，没有被吸附到活性炭上的剩余的燃气就通过连接在滤毒罐1上的释放管4被释放到空气中去了。
并且，滤毒罐1通过导管5被连接到油门管6上，导管5包括一个控制阀7用来防止燃气从滤毒罐1被导入到油门管6中去。当发动机停止的时候，这个控制阀7是被关闭，当发动机运转的时候被打开。
当一个驾驶员启动汽车运转发动机的时候，空气通过油门管6被供给到发动机中。在这种状态下，油门管6的内部压力是低于大气压力的，因此外部的空气能够通过释放管4、滤毒罐1和导管5被导入控制管6中。在这个时候，被吸附在滤毒罐1中的活性炭上的燃气被解吸附并和导入的空气通过油门管6一同被供应到发动机中。
设置在滤毒罐1中的活性炭具有下列特性：
1、气体阶段的燃气被活性炭液化并吸附到活性炭上。当燃气被变成液体状态时产生的热量被分散到滤毒罐的外面；和
2、当吸附在活性炭上的燃气在液体阶段通过外部空气的流动被导入进发动机的时候，液体阶段的燃气被汽化并被以气体阶段导入进发动机。在这种情况下，活性炭吸收了滤毒罐周围的热量从而将燃气转化到气体阶段。
同时，利用内燃机和电动机混合驱动的汽车的应用已经逐步增加以便满足改善汽油车的燃烧效率的需要和环保汽车的发展需要。
配置这样的混合汽车就是以便汽油燃料被用来启动发动机而电力被用来驱动汽车，这样从滤毒罐中的活性炭上解吸附出来的燃气的量就减少了。就是说，当电力被用来驱动汽车的时候，发动机不需要空气，如此一来，吸附在在滤毒罐中的燃气的量就增加了。
为了解决上述问题，就有必要在汽车里安装高性能的活性炭和大容量滤毒罐以便吸附在活性炭上的大量的燃气能够在较短的时间内被汽化并被供给到发动机里面。
美国专利号为6,896,852 和美国专利号为6,769,415和韩国专利公布号码为10-2007-0049425的专利揭示的滤毒罐用来解决上述的问题。
美国专利号为6,896,852 的专利揭示了一种滤毒罐，其中安装有一个加热器用来加热通过滤毒罐的一个释放管导入的空气。这个加热器加热供给到滤毒罐中的空气。被加热的空气供给用于滤毒罐中的解吸附反映所需要的热量，以便被吸附在活性炭上的燃气能够更简单的被解吸附。
但是，上述的滤毒罐存在一个问题，就是被加热器加热的空气的温度不能高于100°C，而被加热并被供给到活性炭上的空气的实际温度被保持在80°C左右。
并且，被加热并被供给活性炭上的空气的热量被其入口处周围的活性炭吸收，所以热量就不能均匀地分布到整个活性炭上面去。因此，利用加热的空气进行的滤毒罐的解吸附作用的效能就不那么大了，这正好满足了尾气排放的部分零排放汽车(PZEV)标准。
美国专利号为6,769,415的专利揭示了一种滤毒罐，其中在活性炭上安装有一个加热线圈用来与滤毒罐的释放管连接用来直接加热活性炭。
由于热量只被供给与释放管接触的活性炭，热量就被相应的活性炭吸附了，所以热量就没有被供给整个的活性炭。所以，滤毒罐的解吸附效能就不那么大了，这正好满足了尾气排放的部分零排放汽车(PZEV)标准。
同时，韩国专利公布号为10-2007-0049425的专利揭示了一种汽车滤毒罐，其中在滤毒罐壳体上设置有一个腔体，并将热量存储物质比如钠硫代硫酸盐(或酯)或者钠磷酸盐填充到这个腔体内用来存储通过吸附作用产生的热量并在解吸附作用中将存储的热量供给活性炭，这样就提高了活性炭的吸附和解吸附的效能。
但是，在解吸附作用中通过填充在腔体中的热存储物质所产生的热的温度不超过预定的温度，这样的滤毒罐不能满足混合汽车需要的解吸附率。
并且，当空气被加热器加热的时候，对于利用汽油和电力提供动力的混合汽车来说，加热器消耗了过多的动力，降低了汽车的燃油效率。
发明内容
为解决上述在先技术中存在的问题，本发明的一个目的就是提供一种带有加热器的滤毒罐，这种加热器能够将吸附在滤毒罐中的活性炭上的燃汽进行解吸附作用所需要的热量向整个活性炭供给，这样就增加了活性炭的解吸附效能。 
并且，本发明的另一个目的是提供一种带有加热器的滤毒罐，能提高滤毒罐的解吸附效率，加热器的动力损耗能够减少到最低水平，这样就提高了汽车的燃料效率。
首先，本发明提供了一种连接有燃料箱和油门管的滤毒罐，用于对燃料箱中产生的燃汽进行吸附和解吸附作用，这种滤毒罐包括：一个带有在其顶部设置有箱部和排出部的滤毒罐壳体，和设置在其一侧的用来导入空气的若干个进入孔，和连接在滤毒罐壳上若干个进入孔的顶部的加热器，这个加热器包括一个设置在其顶部的空气部，一个开放的底部，和设置在其中的加热器组件。
这种加热器可以包括一个带有一个开放底部和一个连接孔的加热器壳体，加热器组件通过这个孔被***其中，并且加热器组件是水平被***到连接孔中的。
滤毒罐壳体可以包括一个设置在其顶部的连接部，加热器壳体可以包括一个设置在其底部的连接部，这两个连接部利用超声波焊接的方式相互连接在一起。
加热器组件可以包括一个固定板，连接在固定板上的一个正温度系数(PTC) 加热器，一个连接在这个PTC加热器上的热量水槽，和一个向PTC加热器供给电力的电力终端。
加热器还可以包括一个扩散板，该扩散板被***到加热器壳体中并位于加热器组件和加热器壳体之间。
这个扩散板可以被设置为与加热器组件有一个预定的间隔。
设置在加热器壳体中的加热器组件可以被设置为与加热器壳体底部之间有一个预定的间隔。
扩散板可以包括若干个孔，空气通过这些孔被分布，在扩散板的中心设置有一个突出。
利用3 to 6 A的电流PTC加热器可以被加热到大约150 oC 到180oC。
通过PTC加热器被导入到滤毒罐中的空气可以被PTC加热器加热到大约80 oC 到110oC
与现有技术相比，本发明的有益效果是：加热器能够将吸附在滤毒罐中的活性炭上的燃汽进行解吸附作用所需要的热量向整个活性炭供给，这样就增加了活性炭的解吸附效能，加热器的动力损耗能够减少到最低水平，这样就提高了汽车的燃料效率。
附图说明
下面将结合特定实施例及其附图对本发明的上述特征以及其他特征进行说明：
附图1是显示传统的滤毒罐和燃料箱之间连接的示意图。
附图2是根据本发明的最佳实施例的带有加热器的滤毒罐的立体图。
附图3是附图2中的滤毒罐的部分分解示意图。
附图4是附图2中的滤毒罐的前面截面示意图。
附图5是附图2中的滤毒罐的部分扩大截面示意图。
附图6是显示本发明的滤毒罐和燃料箱之间连接的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本发明的最佳实施例。提供最佳实施例是为了本领域的技术人员能够更充分的理解本发明，可以以各种形式进行修改，本发明的范围不被限定与最佳实施例。
滤毒罐1包括一个滤毒罐壳体11和一个连接在滤毒罐壳体11的底部的底盘12。在滤毒罐壳体11的顶部设置有一个加热器13。
尽管在附图中没有显示出来，但是在滤毒罐壳体11中设置有一个燃汽减少装置、一个扩散陷阱、一个活性炭支持过滤器、一个活性炭、一个滤网和一个弹性部件。
在滤毒罐壳体11的中间位置设置有一个垂直分割部111，将滤毒罐壳体11以纵向分割成两个部分。
这个滤毒罐壳体11在宽度方向呈从下往上面逐渐减小的梯形形状，并且带有开放的底部。滤毒罐壳体11里面的空间被垂直分割部111分割成两个空间如第一空间和第二空间。在第一空间和第二空间中填充有活性炭。
在第一空间的顶部设置有一个箱部11a和一个排出部11b。从附图6中显示的燃料箱2中产生的燃汽通过11a被导入，而燃汽通过11b被释放到附图6中显示的导管5中。
尽管在附图中没有显示，但是在第一空间的顶部设置有扩散陷阱。设置这个扩散陷阱是为了通过箱部11a被导入的燃气能够经过更广阔范围的活性炭。
而且，尽管在附图中没有显示出来，但是在滤毒罐壳体11的底部设置有滤网用来更完全地支持填充在第一和第二空间中的活性炭。通过弹性部件将滤网弹性地支撑在下部底盘12上。
用于将加热器13连接到滤毒罐壳体11上的连接部11c被设置在第二空间的顶部，在第二空间的顶部还设置有若干个进入孔11d，通过加热器13的空气正是通过这些进入孔被导入到滤毒罐1中。加热器13利用超声波焊接的方式在第二空间的顶部被连接到连接部11c上。
尽管在附图中没有显示，但是第二空间被若干个支持过滤器分割成若干个空间。十三级活性炭和十一级活性炭分别被填充在这若干个空间中。
加热器13包括一个加热器壳体131、一个加热器组件132和设置在加热器组件132顶部的扩散板133。
加热器壳体131包括一个开放的底部和设置在其顶部的空气部131a。并且，在加热器壳体131的一侧设置有一个连接孔131b，通过这个连接孔加热组件132被连接到加热壳体131的里面。在连接孔131b的外面设置有若干个孔，这些孔是用于使用分离的固定元件将加热器组件132连接到加热器壳体131上。
在加热器壳体131的底部设置有一个连接部131c用于将加热器壳体131连接在滤毒罐壳体11上。连接部131c被连接到设置于滤毒罐壳体11的顶部的连接部11c上。在这里，连接部131c和连接部11c是通过超声波焊接的方式相互连接在一起的。
加热器组件132包括一个用于将加热器组件132固定到加热器壳体131上的固定板132a，还包括一个固定在固定板132a上的加热器单元132b。在这里，可以使用能产生热量达到的温度为大约150 oC到180 oC的正温度系数（PTC）加热器单元作为加热器单元132b。 当然，加热器单元132b的类型不是被特别限定的，而是任何具有高热效能的加热器都可以使用。
在PTC加热器单元132b的两侧设置有热量水槽132c用来更有效地驱散从PCT加热器单元132b产生的热量。
进一步的讲，在固定板132a上设置有一个电力终端132d用来向PTC加热器单元132b供给电力。电力终端132d被电连接到连接在汽车发动机上的电缆线上。
固定板132a包括若干个孔，用分离的固定部件通过这些孔将固定板132a固定到加热器壳体131上。
并且，尽管在附图中没有显示出来， 在加热器壳体131和加热器组件132之间***有一个垫圈，在加热器组件132上还设置有一个用来控制PTC加热器单元132b的控制组件。
当加热器组件132被连接到加热器壳体131上的时候，PTC加热器单元132b和热量水槽132c被水平地固定在加热器壳体131上。因此，通过空气部131a导入的空气就垂直的通过了PTC加热器单元132b和热量水槽132c。
电力终端132d被电连接在电源上如汽车的电力发动机上。电力终端132d可以被适当的设置用来在汽车的发动机***作的时候接收电力。就是说，当汽车的发动机***作的时候，电力通过电力终端132d被供给PTC加热器单元132b以便***作。
扩散板133具有的外直径相当于内直径，并具有加热器壳体131的形状。扩散板133包括若干个孔133a和一个设置在扩散板133中心位置的突出133b。这个扩散板133利用分离的固定元件被连接在加热器壳体131上的相应于加热器组件132上面的相应位置。
通过空气部131a供应的空气通过设置在分散盘133上的若干个孔被均匀地分布，并垂直地穿过加热器组件132。因此，通过空气部131a供应的空气被加热器组件132均匀地加热了。
扩散板133和加热器组件132被预定的距离分割开以确保这个空间用来扩散空气，并且加热器组件132和连接部131c也被预定的距离分割开用来扩散空气。
接下来，将参考附图6说明具有上述结构的滤毒罐的操作。附图6是显示本发明的滤毒罐和燃料箱之间连接的示意图。
参照附图6，当存储在燃料箱2中的液体燃料被外面的温度汽化的时候，比如，当发动机停止的时候，在燃料箱2中的气压被汽化的燃汽提高了。汽化的燃汽被气压通过连接在燃料箱2上的进入导管3导入到滤毒罐1的箱部11a。
被导入到箱部11a的燃汽通过滤毒罐1的第一空间向底部移动并流进第二空间。
在这个时候，燃汽被液化并被填充在滤毒罐1中的活性炭吸附，而剩下的没有被吸附到活性炭上的燃汽就通过空气部131a被排放到外面了。
接下来，当当驾驶员启动汽车开始运转发动机的时候，油门管6的气压被减少了控制阀7被关闭了。因此，外面的空气通过释放管4和空气部131a被导入滤毒罐1中， 以与燃汽的流向相反的方向流过滤毒罐，通过排出部11b和导管5被导入到油门管6中，然后被供给发动机。
同时，当汽车的发动机被运转的时候，电力被供给设置在滤毒罐1中的PTC加热器单元132b。然后，PTC加热器单元132b以3-6A的电流被加热到大约150°C 到180°C，从PTC加热器单元132b产生的热量就加热了通过空气部131a导入的空气。
就是说，通过空气部131a导入的空气通过扩散板133被分布并穿过设置在扩散板133和加热组件132之间的空间。在这个时候，穿过加热组件132的空气通过从加热组件132产生的热量被加热到大约80 oC 到110oC。这样被加热的空气通过加热组件132下部的空间被导入到滤毒罐壳体11中。
同时，当加热的空气被导入到滤毒罐壳体11中的时候，聚集在空气中的热能被供给到填充在滤毒罐1中的活性炭上就增加了活性炭的温度，这样吸附在活性炭上的燃汽就很容易被汽化。然后，被汽化的燃汽与通过空气部131a导入的空气一起流动，然后通过排出部11b被释放。
就是说，根据本发明，当汽车的发动机被运转的时候，PTC加热器单元132b被驱动来加热供给到滤毒罐壳体11中的空气。因此，吸附在活性炭上的大多数燃汽被汽化并通过排出部11b被排放出去。
并且，供给到滤毒罐壳体11中的空气能通过使用PTC加热器单元132b被3-6A的低电流加热到大约80 oC 到110oC，这样一来电力和燃料的消耗都可以降到最低。
如上所述，根据本发明，供给到滤毒罐中的空气被加热器加热以便在滤毒罐中的活性炭能吸附空气中的热量，这样吸附在活性炭上的燃汽就能很高效率地被释放。
并且，加热器消耗的能量降到最低，那么汽车的燃料效率就被提高了。
如上所述，本发明的最佳实施例已经被描述和说明了，但是，本发明并不被限定于此，在一定程度上，可以被理解为只要不背离本发明的权利要求书所限定的保护范围和精神实质，那么本领域的技术人员可以对本发明做各种修改和变化。

Claims (10)

1.一种连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器的滤毒罐包括
一个在其顶部设置有箱部和排出部并在其一侧设置有若干个用于导入空气的进入孔的滤毒罐壳体；和
一个连接在滤毒罐壳体的若干个进入孔的顶部的加热器，包括一个设置在其顶部空气部，一个开放的下部，和一个设置在其中的加热器组件。
2.如权利要求1所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器包括一个带有开放底部和连接孔的加热器壳体，加热器组件通过这个连接孔被***，加热器组件被水平地***到连接孔中。
3.根据权利要求2所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的滤毒罐壳体包括一个设置在其顶部的连接部，加热器壳体包括一个设置在其底部的连接部，这两个连接部通过超声波焊接的方式被相互连接在一起。
4.根据权利要求2所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器组件包括一个固定板，一个连接在固定板上的正温度系数PTC加热器，一个连接在PTC加热器单元上的热量水槽，和一个给PTC加热器单元供给电力的电力终端。
5.根据权利要求2所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的加热器还包括一个位于***在加热器壳体中的加热器组件和加热器壳体之间的扩散板。
6.根据权利要求2所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的扩散板被设置为与加热器组件有预定的间隔。
7.根据权利要求2所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：被设置在加热器壳体中的加热器组件被设置为与加热器壳体的底部有预定的间隔。
8.根据权利要求5所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的扩散板包括若干个孔，空气通过这些孔被分布，并在扩散板的中心位置设置有一个突出。
9.根据权利要求4所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：所说的PTC加热单元利用3-6A的电流被加热到150 oC 到 180oC的温度。
10.根据权利要求4所述的连接在燃料箱和汽油管上并能吸附和解吸附在燃料箱中产生的燃汽的带有加热器的滤毒罐，其特征是：经过PTC加热器元件被导入到滤毒罐中的空气被PTC加热器元件加热到80oC 到 110oC的温度。
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