CN201739042U - 内燃发动机的蒸发排放物控制碳罐的空气过滤组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于内燃发动机的燃料***蒸发排放物控制碳罐的空气过滤器组件包括壳体，壳体具有形成于壳体上部内的进气口和出气口；设置在所述壳体内的隔板，隔板从在壳体上部内的进气口朝向壳体底部垂直向下延伸，隔板形成多个垂直延伸通道，垂直延伸通道通过形成于隔板的下边缘与壳体底部之间的水平互联通道互联，第一个垂直延伸通道接受从进气口进入所述壳体的空气，空气在第一个通道内向下流动，然后通过水平互联通道水平向外朝向壳体侧壁流动，然后通过第二个垂直延伸通道向上流动，并且然后最终通过出气口排出壳体；以及过滤器结构，设置在第二个垂直延伸通道内。

Description

内燃发动机的蒸发排放物控制碳罐的空气过滤组件
技术领域
本实用新型一般地涉及一种空气过滤装置，并且具体涉及一种用于燃料蒸汽回收***的空气过滤装置。更具体地，本实用新型涉及一种用于机动车辆燃料蒸汽回收***的空气过滤器，该机动车辆燃料蒸汽回收***包括用于从蒸汽回收***净化空气流中逐渐分离出不需要的灰尘颗粒、湿气、碳烟及类似物的结构。
背景技术
如本领域所公知的，用于机动车辆内的传统燃料蒸汽回收***典型地包括用于回收产生于燃料箱内的过量燃料蒸气的碳罐。碳罐中的活性炭吸收燃料蒸汽并临时保留蒸气直到碳罐被净化“purge”(蒸气释放)。在机动车辆工作过程中，在由程控机动车辆校准决定的时间，通过将外面的空气，或扫气引入碳罐，被活性炭吸收的燃料蒸气被释放。因此释放的燃料蒸气被供应给发动机以用于燃烧。
更特别地，机动车辆内燃发动机利用连接到燃料箱的碳罐收集当燃料箱被再次加满时或泊车时来自燃料箱的燃料蒸气。连接到发动机上的碳罐在“净化”清洁过程中还允许碳罐内储存的蒸气被吸入发动机以供燃烧。被过滤的新鲜空气对于净化过程是必要的，以使环境污染物不会最终堵塞碳床或损坏一些阀门，这可能导致车载诊断(OBD-II)检测错误的产生。具有内置的碳罐通风阀(CVV)的空气过滤装置可以成为保证该清洁空气供应的重要设计元件。
将过滤净化空气引入蒸汽回收***以净化碳罐并不是新的。为了达到所述的目的，现有技术示例提出了包含过滤媒介，隔板装置，或二者都包含的一个或多个组件的使用。更特别地，Murdock等的申请号为5,058,693的美国专利，Waller的申请号为5,024,687的美国专利，和Gimby的申请号5,638,786的美国专利中的每一个都公开了包含隔板和过滤器元件装置组合的远置燃料蒸汽回收***过滤器组件。′693和′687专利都包括包含不超过两个独立隔板体的简单隔板装置。本实用新型公开了多个互相配合或非互相配合的平面隔板，与本实用新型增加的复杂性相伴随的是增加的功效。′768专利提供了包含有多种实施例的过滤器元件的自净化空气过滤器。在每一个实施例中，所述的元件都明显是薄的、坚硬的、类似屏幕的实体，并且过滤器包括依靠该元件的“闭塞”提供功能，因此该元件可以通过该公开的过滤器清洁部件清洁。本实用新型包含坚固的和饱满的(厚的、宽的和高的)过滤器元件和隔板区域，并已经被证明能够持续车辆的平均使用寿命(大约150,000英里)而不需要清洁。
本实用新型公开的持久功能性具有两个主要和新颖的因素。第一个在于隔板部分设计。设计多个隔板以使当空气流从进气口流向过滤器部分时，空气流中的具有宽尺寸和惯性分布的颗粒被吸收。这是由于隔板之间减小的隔板间距和对空气流活动性要求的相应增加。本实用新型第二个主要和新颖的特点在于过滤器元件的布置，以使最小颗粒(那些幸免于隔板部分的颗粒)被大体容纳在过滤器元件的上半部分，并且最终由于重力、振动等，将转移到该元件的下部分。本发生将保证空气的彻底净化和空气过滤器元件的持久动能。
DeMinco等的编号为4,693,393的美国专利和Korama的编号为5,501,198的美国专利公开了通过分别只包含隔板装置和只包含过滤元件装置而整体地结合在碳罐内的过滤***的实施例。Turner等的编号为5,149,347的美国专利也公开了只包含隔板部分的分离器装置，隔板部分远置地连接到碳罐。很明显任何只包含隔板装置或只包含过滤器装置的结构不会像既包含隔板又包含颗粒过滤器装置的本实用新型一样有效和坚固。
Satarino等的编号为5,912,368的美国专利描述了在过滤器组件内包括渐进的隔板分离装置和过滤器元件装置的过滤器。这保证最大程度地将颗粒、杂质，比如碳烟和道路灰尘、湿气以及其中存在的其它类似物从新鲜空气中分离出来。
实用新型内容
根据本实用新型，提供了一种用于蒸发排放物控制碳罐的空气过滤器组件，所述蒸发排放物控制碳罐用于内燃发动机燃料***。该组件包括：壳体，具有：形成于所述壳体上部内的进气口；以及出气口；以及设置在所述壳体内的隔板。所述隔板从在所述壳体上部内的所述进气口朝向所述壳体底部垂直向下延伸。所述隔板形成多个垂直延伸通道，通过形成于所述隔板的下边缘与所述壳体底部之间的水平互联通道互联。第一个垂直延伸通道接受从所述进气口进入所述壳体的空气。所述空气在所述第一个通道内向下流动，然后通过所述水平互联通道水平向外朝向所述壳体侧壁流动，然后通过第二个垂直延伸通道向上流动，并且然后最终通过所述出气口从所述壳体排出。过滤器结构，设置在所述第二个垂直延伸通道内。
在一个实施例中，所述过滤器结构设置为邻近所述壳体上部。
在一个实施例中，所述出气口设置在所述壳体上部与所述壳体侧壁的第一部分之间。
在一个实施例中，所述第二个垂直延伸通道具有设置在所述隔板的第一表面部分与所述出气口的第一侧壁部分之间的第一部分。所述出气口的所述第一侧壁部分设置在所述壳体内。所述第二个垂直延伸通道具有设置在所述隔板的第二表面部分与所述壳体的第二侧壁部分之间的第二部分。
在一个实施例中，所述过滤器结构的第一部分包括：第一过滤器元件，具有：第一部分，设置在所述隔板的所述第一表面部分与所述出气口的第二侧壁部分之间；以及第二部分，设置在所述隔板的所述第二部分与所述第一过滤器元件的侧缘和所述壳体的所述第二侧壁部分之间的空间之间。
在一个实施例中，所述第一过滤器元件设置在第二过滤器元件上方。所述第二过滤器元件具有：第一部分，设置在所述隔板的第一表面部分与所述出气口的所述第一表面部分之间；以及第二部分，在所述隔板的第二表面部分与所述壳体的第二侧壁部分之间延伸，并跨越所述第一过滤器元件的所述侧缘与所述壳体的所述第二侧壁部分之间的所述空间。
附图说明
图1为根据本实用新型的机动车辆蒸发***的示意图，该***具有利用空气过滤器组件的燃料蒸汽回收***；
图2为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件侧视图；
图3为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件俯视图；
图4A为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件截面视图，根据本实用新型该截面沿着图4中的直线4A-4A作出；
图4为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件截面视图，根据本实用新型该截面沿着图3中的直线4-4作出；
图5为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件截面视图，根据本实用新型该截面与图4一样沿着图3中的直线4-4作出，根据本实用新型在此用箭头示出在过滤的较先阶段中通过空气过滤器组件的空气流动；以及
图6为根据本实用新型的在图1中使用的空气过滤器组件截面视图，根据本实用新型该截面与图4一样沿着图3中的直线4-4作出，根据本实用新型在此用箭头示出在过滤的较后阶段中通过空气过滤器组件的空气流动。
不同附图中的同一附图标记指的是同一元件。
具体实施例
图1示出了具有在内部整体设置有燃料蒸气储存***(FVSS)的车辆蒸发排放***。虽然不同车辆的机动车辆蒸发排放***的细节、形状和零件名称可能不同，但主要结构和结构零件仍然一样。
机动车辆蒸发排放***的主要零件是燃料箱10和内燃发动机12。液体燃料通过首先被引入燃料入口14，然后通过加油管16进入燃料箱10，从而进入车辆。凭借燃料泵18，燃料通过燃料过滤器20被输送并且通过燃料管路22、燃料导管24和燃料喷射器26的路径到达发动机12。可选地，通过经燃料回流线路28将燃料运送回燃料箱10，一些***将回收发动机12未用的燃料。
通常在两种主要的情况下充满燃料蒸发的空气被排出燃料箱10。第一种情况是在上文描述的向燃料箱10中加油的过程中，而另一个发生在当燃料箱中的燃料蒸气膨胀时(通常由于燃料和/或燃料蒸气的温度增加)并且将一些燃料蒸气排出燃料箱。在每一种情况下，充满燃料蒸气的空气都通过燃料回收线路30被输送到碳罐32，在碳罐32中充满燃料蒸气的空气在被输送到大气中之前得到清洁。碳罐32充满吸收来自空气流中的燃料蒸气的活性炭。
碳罐32在吸收和清洁充满燃料蒸气的空气之后，必须周期性地释放或净化其中的燃料蒸气。该更新被实施以使碳罐可以容纳和吸收来自燃料箱10中的额外的燃料蒸气。
被用作净化空气的大气被压入并和排出碳罐32并且然后通过蒸发净化管路34和碳罐净化阀36被输送，直接到达发动机12以供使用。
如上所述，被用作净化空气的室外空气必须在被引入碳罐通风阀38(CVV)和碳罐32之前基本被清除所有物质。这就是空气过滤器组件40与CVV38一起被包含在壳体70中的目的。
空气过滤器组件40的优选设计在图2-5中可以最好地看到。简要地，空气过滤器组件40具有能够使该组件直接安装到碳罐32上的整体装配特征。进一步地，除了圆形隔板50(图4)和过滤器58(图4，4A)之外，空气过滤器组件40在其中还包括碳罐通风阀(CVV)38。提供进气口60以吸入新鲜空气，并且提供出气口62(图4)并连接到CVV38上，如图1所示。注意到CVV38可以是壳体70的内置或***部分。阀38可以是电的、机械的、气动的或通过未示出的微控制器以允许气流通道打开/关闭的其它装置。
更特具体地，隔板50是中空管状结构，在此举例，圆形管状结构，从在壳体70的上部71内的进气口60垂直向下朝壳体70的底部73延伸，但短大约5至10mm，因此形成邻近壳体70的底部73的间隙或水平通道52。隔板形成多个，在此是两个，垂直延伸通道80、82，通过形成于隔板50的下边缘与壳体70的底部73之间的水平互联通道52互联。第一个垂直延伸通道，在此是通道80，接受从进气口60进入壳体70的空气。空气在第一个通道80(图5)内向下流动，然后通过水平互联通道52水平向外朝向壳体70的侧壁90流动，然后通过第二个垂直延伸通道，在此是通道82，向上流动，并且然后最终通过出气口62排出壳体70。
注意到过滤器结构58被设置在第二个垂直延伸通道内。进一步地，注意到过滤器结构58设置为邻近壳体70的上部71。更进一步地，注意到出气口62设置在壳体上部71与壳体70的侧壁的第一部分93以及第二壁部分97之间。第二个垂直延伸通道82具有设置在隔板50的第一表面部分95与出气口62的第一侧壁部分91之间的第一部分。出气口62的第一侧壁部分91设置在壳体70内。第二个垂直延伸通道82具有设置在隔板的第二表面部分99与壳体70的第二侧壁部分100之间的第二部分。
过滤器结构58的第一部分58a(图4，4A)包括：第一过滤器元件，具有：第一部分58a1，设置在隔板50的第一表面部分95与出气口62的第一侧壁部分91之间；以及第二部分58a2，设置在隔板50的第二部分99和第一过滤器元件58a侧缘与壳体70的第二侧壁部分100之间的空间102之间。过滤器结构58包括设置在第一过滤器元件58a上方的第二过滤器元件58b。第二过滤器元件58b比过滤器元件58a有更大的孔隙度。第二过滤器元件58b具有：第一部分58b1，设置在隔板50的第一表面部分95与出气口62的第二表面部分91之间；以及第二部分58b2，在隔板50的第二表面部分99与壳体70的第二侧壁部分100之间延伸，并且越过第一过滤器元件58a的侧缘与壳体70的第二侧壁部分100之间的空间102。
该新过滤装置提供了在不同方向上的有效过滤，并限制了在灰尘摄入过程中的气流约束。过滤方案有三步。第一，如图5所示，圆形隔板50引导从通风进气口60进入的外部空气撞击过滤器装置58的底面，当空气流动通过水平通道52时突然改变空气流方向以减小空气的速率。这帮助阻挡一些空气中的灰尘。第二，具有不同的密度(即孔隙度)的两层过滤器结构58，即过滤器元件58a和过滤器元件58b，减慢空气速度并过滤更多的灰尘以允许干净的空气流动通过过滤器结构58。上面的过滤器元件58b比下面的过滤器元件58a有更小的密度。如图5所示，在过滤装置的较先阶段，空气流型被吸引到直隔板50的开口。当灰尘被下面的过滤器元件58a的部分逐渐捕获后，该下面的过滤器元件58a靠近开口并因此该气流变得更受限。如图6所示，在过滤的较后阶段，气流型将转移到过滤器58的另一(外)侧面。第三，如图5和图6所示，直隔板50使空气流突然改变方向以减小空气的速率。
除了过滤功能之外，过滤装置还减小了复杂性。隔板50直接在过滤器结构58内塑造。该内塑装配特征是为了将过滤器装置50直接安装进碳罐内；并且车辆上的内置CVV用于机动车辆车载诊断(OBD-II)泄露检查功能。因此，它减小了零件的复杂性。过滤器58a，58b可以通过任何方便的装置，比如通过从底部壳体伸入过滤器58a的表面内的细柱(未示出)被支撑在壳体70内，而圆形管限制了过滤器58a，58b的横向移动时。
已经描述了本实用新型的多个实施例。然而，应当理解可以做出不脱离本实用新型的精神和范围的各种修改。因此，其它实施例在权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种用于蒸发排放物控制碳罐的空气过滤器组件，所述蒸发排放物控制碳罐用于内燃发动机燃料***，包括：
壳体，具有：形成于所述壳体上部内的进气口；以及出气口；
隔板，设置在所述壳体内，所述隔板从在所述壳体上部内的所述进气口朝向所述壳体底部垂直向下延伸，所述隔板形成多个垂直延伸通道，所述垂直延伸通道通过形成于所述隔板的下边缘与所述壳体底部之间的水平互联通道互联，第一个垂直延伸通道接受从所述进气口进入所述壳体的空气，所述空气在所述第一个通道内向下流动，然后通过所述水平互联通道水平向外朝向所述壳体侧壁流动，然后通过第二个垂直延伸通道向上流动，并且然后最终通过所述出气口排出所述壳体；以及
过滤器结构，设置在所述第二个垂直延伸通道内。
2.根据权利要求1所述的空气过滤器组件，其中所述过滤器结构被设置为邻近所述壳体上部。
3.根据权利要求2所述的空气过滤器组件，其中所述出气口被设置在所述壳体上部与所述壳体侧壁的第一部分之间。
4.根据权利要求3所述的空气过滤器组件，其中所述第二个垂直延伸通道具有设置在所述隔板的第一表面部分与所述出气口的第一侧壁部分之间的第一部分，所述出气口的所述第一侧壁部分被设置在所述壳体内，并且其中所述第二个垂直延伸通道具有被设置在所述隔板的第二表面部分与所述壳体的第二侧壁部分之间的第二部分。
5.根据权利要求4所述的空气过滤器组件，其中所述过滤器结构的第一部分包括：
第一过滤器元件，具有：第一部分，其设置在所述隔板的所述第一表面部分与所述出气口的第二侧壁部分之间；以及
第二部分，其设置在所述隔板的所述第二部分与所述第一过滤器元件的侧缘与所述壳体的所述第二侧壁部分之间的空间之间。
6.根据权利要求5所述的空气过滤器组件，其中所述过滤器结构包括设置在所述第一过滤器元件上方的第二过滤器元件，所述第二过滤器元件具有：
第一部分，设置在介于所述隔板的所述第一表面部分与所述出气口的所述第一表面部分之间；以及
第二部分，在所述隔板的所述第二表面部分与所述壳体的所述第二侧壁部分之间延伸，并跨越所述第一过滤器元件的所述侧缘和所述壳体的所述第二侧壁部分之间的所述空间。
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