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Für die Anmeldung wird die Priorität der am 8. November 2010 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2010-0110482 beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit, und insbesondere eine Filtereinheit mit integrierter Heizung, bei der die Absorptions- und Abscheidungseffizienz durch Erhöhung der Temperatur von Aktivkohle in dem Filter verbessert wird.
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Im Allgemeinen sammeln und speichern Filtersysteme Kohlenwasserstoff (HC) in dem durch Verdampfung von Kraftstoff erzeugten Verdampfungsgas beim Stoppen und Fahren eines Fahrzeuges und beim Füllen eines Kraftstoffbehälters, und leiten den gesammelten und gespeicherten Kohlenwasserstoff (HC) mittels Motoransaugdruck an die Brennkammer weiter, wenn der Motor läuft.
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Die Filtersysteme weisen einen Filter, der mit Aktivkohle gefüllt ist, einen Verdampfungsgas-Einlasskanal, der einen Kraftstoffbehälter mit dem Filter verbindet, einen Verdampfungsgas-Auslasskanal, der den Filter mit der Brennkammer eines Motors verbindet, und einen Atmosphärendruckkanal auf, der den Filter mit der Atmosphäre verbindet.
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In den Kanälen sind Ventile angeordnet, die zum Öffnen und Schließen mittels einer elektronischen Steuereinrichtung (ECU) gesteuert werden.
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Mittels der Filtersysteme ist es möglich, Kohlenwasserstoff (HC) durch Weiterleiten des Verdampfungsgases (Luft + Kohlenwasserstoff-Verdampfungsgas) in dem Kraftstoffbehälter an den Filter zu sammeln und zu speichern, wenn der Kraftstoffbehälter gefüllt wird oder das Fahrzeug gestoppt ist, während es möglich ist, den in dem Filter gesammelten Kohlenwasserstoff (HC) durch Weiterleiten des Kohlenwasserstoffs an die Brennkammer mittels des Ansaugdrucks des Motors zu verbrennen, wenn das Fahrzeug fährt.
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Das heißt, der den Kraftstoffbehälter mit dem Filter verbindende Verdampfungsgas-Einlasskanal und der den Filter mit der Atmosphäre verbindende Atmosphärendruckkanal sind geöffnet, wenn das Fahrzeug gestoppt ist oder der Kraftstoffbehälter gefüllt wird, während der den Filter mit der Brennkammer des Motors verbindende Verdampfungsgas-Auslasskanal und der den Filter mit der Atmasphäre verbindende Atmosphärendruckkanal geöffnet sind, wenn das Fahrzeug fährt.
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Im Allgemeinen hängt die Leistung des Filtersystems von dem Filter ab, und die Leistung des Filters hängt von der Eigenschaft der Aktivkohlepartikel ab, die den Kohlenwasserstoff (HC) adsorbieren und abscheiden.
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Die PZEV (schadstoffarmes Fahrzeug) als eine Umweltnorm in Nordamerika verstärkt die Forderung zur Reduzierung der Emission, wie Kohlenwasserstoff (HC), der in dem Verdampfungsgas von Fahrzeugen enthalten ist, und es ist erforderlich, die Leistung und die Effizienz von Filtern und das Reinigungsvermögen eines Verdampfungsgases zwischen einem Motor und einem Filter zu erhöhen, um die Norm zu erfüllen.
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Insbesondere benötigen Hybridfahrzeuge und ISG-(Start-Stopp-System)Fahrzeuge, bei denen die Reinigungsrate eines Filters ohne Reinigung im Leerlauf unter der Bedingung einer direkten Beeinflussung durch einen DBL (täglicher Atmungsverlust) als einen genormten Test verringert wird, unbedingt einen Filter mit erhöhter Kapazität, was dadurch begründet ist, dass die Reduzierung der Reinigungsrate des Filters den in dem Behälter verbleibenden Kohlenwasserstoff (HC) und den DBL erhöht.
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10 zeigt einen Filter mit erhöhter Kapazität und Leistung, der an einem Kraftstoffbehälter installiert ist, um die PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika zu erfüllen.
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Wie in 10 gezeigt, weist ein Filtersystem einen Hauptfilter 100, der an einem Kraftstoffbehälter 300 installiert ist, und einen Nebenfilter 200 auf, der mit dem Hauptfilter 100 verbunden ist, so dass die Kapazität und die Leistung des Filters ansteigen, so weit wie es der Nebenfilter 200 vorsieht, wodurch die PZEV erfüllt wird.
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Jedoch erhöht die Ausführung des Hauptfilters 100, der mit dem separaten Nebenfilter 200 verbunden ist, zwangsläufig die Kosten und das Gewicht.
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Ferner verändert der Raum für die Installation des mit dem Hauptfilter 100 verbundenen Nebenfilters 200 die Form des Kraftstoffbehälters 300, so dass es schwierig ist, die Kapazität des Kraftstoffbehälters 300 sicherzustellen, und die Länge, die durch den Nebenfilter 200 vergrößert wird, erhöht den Ventilationswiderstand eines Kraftstoffverdampfungssystems, so dass der Widerstand des Luftauslasskanals in dem Kraftstoffbehälter 300 ansteigt.
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Insbesondere kann die Erhöhung des Widerstandes des Luftauslasskanals in dem Kraftstoffbehälter 300 infolge des Nebenfilters 200 die Befüllung eines Fahrzeuges mit Kraftstoff erschweren, oder bei übermäßiger Erhöhung des Widerstandes kann eine Befüllung des Fahrzeuges mit Kraftstoff unmöglich sein.
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Mit der Erfindung wird eine Filtereinheit mit integrierter Heizung geschaffen, bei der die durch die Verwendung eines speziellen Filters verursachten Probleme beseitigt werden, indem die Temperatur von Aktivkohle erhöht wird, um die Absorptions- und Abscheidungseffizienz von Kohlenwasserstoff (HC), der in einer endothermen Reaktion absorbiert und abgeschieden wird, zu erhöhen, und bei der keine Veränderung der Anordnung eines Filtersystems und insbesondere der Gestaltung eines Kraftstoffbehälters, was eine Reduzierung der Kapazität bewirkt, erfolgt, indem eine Heizung in ein Gehäuse, das Aktivkohle aufnimmt, integriert wird, um die Aktivkohle indirekt zu erwärmen.
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Gemäß der Erfindung weist eine Filtereinheit mit integrierter Heizung einen Filter, eine Temperatursteuereinrichtung, die als eine Einheit mit dem Filter gekuppelt ist, um Aktivkohle in dem Filter durch Erhöhung der Temperatur eines Raumes in dem Filter indirekt zu erwärmen, und eine elektronische Steuereinrichtung, die einen Strom steuert, welcher der Temperatursteuereinrichtung zugeführt wird.
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Die Temperatursteuereinrichtung kann an der gegenüberliegenden Seite eines Verdampfungsgas-Einlasskanals in dem Filter angeordnet sein und die Aktivkohle zur Verhinderung deren Bewegung abstützen. Die Temperatursteuereinrichtung kann in dem Raum innerhalb des Filters von einer Abdeckung umschlossen sein, und wenigstens ein oder mehrere Federelemente mit Elastizität sind ferner zwischen der Temperatursteuereinrichtung und der Abdeckung angeordnet.
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Die Temperatursteuereinrichtung kann über einen in dem Filter ausgebildeten Aufnahmeschlitz mit der Außenseite des Filters gekuppelt sein.
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Die Temperatursteuereinrichtung kann eine Heizplatte, die den Strom durch Bilden einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode überträgt, einen Steckverbinder, welcher der Heizplatte den Strom zuführt, und eine Heizung aufweisen, die Wärme an der Heizplatte erzeugt.
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Die Heizplatte weist ein Paar obere und untere Paneele auf, welche aus Aluminium oder dergleichen hergestellt sein können, die positive Elektrode und die negative Elektrode bilden, und eine Mehrzahl von Vorsprüngen und Luftlöchern aufweisen.
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Die Heizung kann von einem PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Typ sein, und eine oder mehrere Heizungen können vorgesehen sein.
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Mit der Filtereinheit gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung ist es möglich, die PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika mittels nur eines einzigen Filters durch Erhöhung der Absorptions- und Abscheidungseffizienz von Kohlenwasserstoff HC unter Nutzung der Temperatur entsprechend den Eigenschaften von Aktivkohle, die Kohlenwasserstoff (HC) in einer endothermen Reaktion absorbiert und abscheidet, zu erfüllen. Insbesondere kann die Filtereinheit gemäß der Erfindung bei Hybridfahrzeugen und ISG-(Start-Stopp-System)Fahrzeugen, bei denen sich die Reinigungsrate eines Filters ohne Reinigung im Leerlauf verringert, ausreichend angewendet werden.
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Ferner können, da mit der Filtereinheit gemäß der Erfindung die PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika mittels nur eines einzigen Filters erfüllt werden kann, alle bei der Verwendung von mehreren Filtern auftretenden Probleme, wie eine Erhöhung der Kosten, des Gewichtes und des Ventilationswiderstandes, vermindert oder ausgeschlossen werden.
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Außerdem ist, da die Heizung, welche die Temperatur der Aktivkohle erhöht, in das die Aktivkohle aufnehmende Gehäuse integriert ist, keine Veränderung der Anordnung des Filtersystems und der Gestaltung des Kraftstoffbehälters erforderlich.
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Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Ansicht einer Konfiguration einer Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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2 einen Schnitt eines Filters und einer Temperatursteuereinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine Ansicht eines Kraftstoffbehälters, an dem die Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung installiert ist;
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4 eine Ansicht, die den Betrieb der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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5 eine Ansicht der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand, in dem Kohlenwasserstoff (HC) in einem Verdampfungsgas in der Filtereinheit gesammelt wird, wenn ein Fahrzeug gestoppt ist oder ein Kraftstoffbehälter mit Kraftstoff gefüllt wird;
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6 eine Ansicht der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand, in dem Kohlenwasserstoff (HC) in der Filtereinheit absorbiert und abgeschieden und einem Motor zugeführt wird, wenn das Fahrzeug fährt oder der Motor im Leerlauf läuft;
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7 eine Ansicht einer Konfiguration einer Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
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8 eine Ansicht, die den Betrieb der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß der anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt;
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9 eine Ansicht der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß der anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand, in dem Kohlenwasserstoff (HC) in der Filtereinheit absorbiert und abgeschieden und einem Motor zugeführt wird, wenn das Fahrzeug fährt oder der Motor im Leerlauf läuft; und
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10 eine Ansicht eines Kraftstoffbehälters, an dem ein herkömmlicher Filter mit erhöhter Kapazität und Leistung installiert ist.
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In den Figuren sind gleiche oder äquivalente Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit Bezug auf 1 weist eine Filtereinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen Filter 1, der mit Aktivkohle gefüllt ist, und eine Temperatursteuereinrichtung 2 auf, die mit dem Filter 1 gekuppelt ist. Die Temperatursteuereinrichtung 2 kann mit einer Seite des Filters 1 gekuppelt sein, um die Innenseite des Filters 1 von der Außenseite zu trennen, und von einer ECU (elektronische Steuereinrichtung) gesteuert werden, um die Temperatur der Innenseite durch Aufnehmen eines Stromes zu erhöhen.
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Die Temperatursteuereinrichtung 2 besteht aus einer Heizplatte 3 aus einem wärmeleitenden Material, vorzugsweise einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, einer Heizung 10, die Wärme an der Heizplatte 3 erzeugt, und einem Steckverbinder 11, der die Heizplatte 3 mit Strom versorgt. Die Heizplatte 3 kann aus Aluminium oder einem anderen Material mit vergleichbaren thermischen Eigenschaften von Aluminium sein.
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Die Heizplatte 3 besteht aus einem Paar oberen und unteren Paneelen 33a und 33b, die eine Mehrzahl von Vorsprüngen 3a und Luftlöchern 3b aufweisen und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode bilden, und Heizungsbefestigungsvorsprünge 6 stehen von den einander gegenüberliegenden Seiten des oberen und des unteren Paneels 33a und 33b vor, um die Position der Heizung 10 zu fixieren.
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Wenigstens ein oder mehrere Heizungsbefestigungsvorsprünge 6 können ausgebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen können zwei Heizungsbefestigungsvorsprünge 6 paarweise in einem vorbestimmten Abstand voneinander ausgebildet sein.
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Im Gegensatz zu dem unteren Paneel 33b sind an dem oberen Paneel 33a Federsitzvorsprünge 4 ausgebildet, die mit den Heizungsbefestigungsvorsprüngen 6 korrespondieren.
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Die Heizung 10 kann von einem PTC-(positiver Temperaturkoeffizient)Typ sein und an dem Paar Heizungsbefestigungsvorsprüngen 6 positioniert sein, die an dem oberen und dem unteren Paneel 33a und 33b der Heizplatte 3 ausgebildet sind.
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Der Steckverbinder 11 ist mit dem oberen Paneel 33a der Heizplatte 3 als eine positive Elektrode und mit dem unteren Paneel 33b als eine negative Elektrode verbunden, um die Heizung 10 zu erwärmen.
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Mit Bezug auf 2 weist der Filter 1 einen Gehäusekörper 1a auf, dessen Innenseite, die mittels einer Trennwand 1d geteilt ist, mit Aktivkohle gefüllt ist, und eine Mehrzahl von Rohrverbindungsöffnungen A und B sind an der Oberseite 1b des Gehäusekörpers 1a ausgebildet, während eine Abdeckung 1', welche die Innenseite des Gehäusekörpers 1a verschließt, mit der Unterseite 1c des Gehäusekörpers 1a verbunden ist, und die Temperatursteuereinrichtung 2 an der Innenseite der Abdeckung 1' angeordnet ist.
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Die Temperatursteuereinrichtung 2 kann mit der Unterseite 1c des Filters 1 gekuppelt sein und in verschiedenen Ausführungsformen vorzugsweise einstückig mit der Unterseite 1c des Filters 1 ausgebildet sein.
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Ein Federelement 20 des Schraubenfedertyps kann zwischen der Temperatursteuereinrichtung 2 und der Abdeckung 1' derart angeordnet sein, dass es die Temperatursteuereinrichtung 2 abstützt und eine Bewegung der Aktivkohle in dem Filter 1 verhindert.
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Das Federelement 20 kann von dem Paar Federsitzvorsprüngen 4 an dem oberen Paneel 33a der Heizplatte 3 positioniert werden.
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Mit Bezug auf 3 ist die Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung an einem Kraftstoffbehälter 30 installiert und verbessert die Leistung und Kapazität des Filters 1 zur Erfüllung der PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika durch Verwendung lediglich eines einzigen Filters 1, der mit einer eingebauten Temperatursteuereinrichtung 2 ausgestattet ist, und durch Erhöhung der Leistung und Kapazität des Filters 1 mit der Erhöhung des Absorptions- und Abscheidungsvermögens der Aktivkohle infolge der Temperatursteuereinrichtung 2.
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Mit Bezug auf 4, die den Betrieb der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt, ist die Temperatursteuereinrichtung 2 in dem von der Abdeckung 1' an der Unterseite 1c des Filters 1 umschlossenen Raum angeordnet, und eine ECU, welche die Stromversorgung steuert, ist mit dem Steckverbinder 11 verbunden, der wiederum mit der Temperatursteuereinrichtung 2 verbunden ist und von dem Filter 1 nach außen vorsteht.
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Die Aktivkohle W in dem Filter 1 wird von der Temperatursteuereinrichtung 2 abgestützt und fixiert, die wiederum von dem Federelement 20 zwischen der Temperatursteuereinrichtung 2 und der Abdeckung 1' federnd abgestützt wird.
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Der Strom, welcher der Temperatursteuereinrichtung 2 über den Steckverbinder 11 zugeführt wird, erwärmt die Heizplatte 3, die aus dem Paar oberen und unteren Paneelen 33a und 33b besteht, welche die positive Elektrode und die negative Elektrode bilden. Wenn die Heizplatte 3 erwärmt wird, erzeugt die Heizung 10 des PTC-Typs Wärme.
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Die von der Heizung 10 erzeugte Wärme wird an den Innenraum des Filters 1 übertragen und erwärmt die von außen nach innen strömende Luft, und die in dem Innenraum erwärmte Luft erhöht die Temperatur der Aktivkohle W.
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Wenn sich die Temperatur der Aktivkohle W erhöht, steigt die Abscheidung von absorbiertem Kohlenwasserstoff HC als endotherme Reaktion in der Aktivkohle W an. Das heißt, der Filter 1 kann eine große Menge Kohlenwasserstoff HC durch Erhöhung der Temperatur der Aktivkohle W abscheiden.
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Bei diesem Vorgang steuert die ECU den Temperaturbereich der Aktivkohle W auf das optimale Niveau durch Zuführen und Abschalten des Stromes, da die Absorptions- und Abscheidungseffizienz von Kohlenwasserstoff HC reduziert wird, wenn die Temperatur der Aktivkohle W außerhalb eines geeigneten Bereichs liegt.
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Die optimale Temperatursteuerung der Aktivkohle W wird entsprechend der Kapazität des Filters gestaltet, und die ECU ist mit einer Stromsteuerungslogik versehen, die auf den gestalteten Bedingungen basiert.
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Mit Bezug auf 5, welche die Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem Kohlenwasserstoff HC in einem Verdampfungsgas in der Filtereinheit gesammelt wird, wenn ein Fahrzeug gestoppt ist oder ein Kraftstoffbehälter mit Kraftstoff gefüllt wird, sind eine Verdampfungsgasleitung 50, die sich von dem Kraftstoffbehälter 30 erstreckt, eine Verdampfungsgas-Auslassleitung 60, die einen Motoransaugdruck erzeugt, und eine Außenluftleitung 70, die mit der Atmosphäre verbunden ist, mit dem Filter 1 verbunden, und eine ECU 40 ist über den Steckverbinder 11, der durch den Filter 1 hindurch nach außen vorsteht, mit der in dem Filter 1 angeordneten Temperatursteuereinrichtung 2 verbunden.
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Ein Ventil 50a des ROV-(Überschlagventil)Typs ist in der Verdampfungsgasleitung 50 angeordnet, ein Ventil 60a des PCSV-(Absaugsolenoidventil)Typs ist in der Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 angeordnet, und ein Ventil 70a des CCV-(Filterschließventil)Typs und ein Luftfilter 70b sind in der Außenluftleitung 70 angeordnet.
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In dem in 5 gezeigten Zustand, in dem ein Fahrzeug gestoppt ist oder mit Kraftstoff betankt wird, ist das Ventil 60a geschlossen, so dass die Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 geschlossen ist. Das Verdampfungsgas (Luft + Kohlenwasserstoff HC) in dem Kraftstoffbehälter 30 wird an den Filter 1 weitergeleitet, so dass nur die Luft ohne dem abgeschiedenen Kohlenwasserstoff HC an die Atmosphäre ausgelassen wird.
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Das heißt, das durch das offene Ventil 50a hindurchströmende Verdampfungsgas strömt über die Verdampfungsgasleitung 50 in den Filter 1 hinein und strömt anschließend über die Außenluftleitung 70 nach außen an die Atmosphäre.
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Das Verdampfungsgas, das in dem oben beschriebenen Vorgang in den Filter 1 hineinströmt, gelangt zuerst mit der Aktivkohle W in Kontakt, bevor es nach außen an die Atmosphäre strömt, so dass nur die Luft, die von dem Kohlenwasserstoff HC abgeschieden wird, der von der Aktivkohle W in dem Verdampfungsgas absorbiert wird, über die Außenluftleitung 70 an die Atmosphäre ausgelassen wird.
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Die Luft, die über die Außenluftleitung 70 nach außen an die Atmosphäre strömt, wird nach dem Passieren des offenen Ventils 70a durch den Luftfilter 70b gefiltert und gereinigt.
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Dieser Vorgang aktiviert nicht die Temperatursteuereinrichtung 2 in dem Filter 1, da eine Erhöhung der Temperatur der Aktivkohle W im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Absorption des Kohlenwasserstoffs HC hat.
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Mit Bezug auf 6, welche die Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem der Kohlenwasserstoff HC in der Filtereinheit absorbiert und abgeschieden und einem Motor zugeführt wird, wenn das Fahrzeug fährt oder der Motor im Leerlauf läuft, ist die Verdampfungsgasleitung 50, die den Kraftstoffbehälter 30 mit dem Filter 1 verbindet, mittels des Ventils 50a geschlossen, während der Motoransaugdruck, der durch das offene Ventil 60a in der Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 erzeugt wird, auch auf den Filter 1 ausgeübt wird.
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Wie oben beschrieben, wird, da der in dem Filter 1 erzeugte Motoransaugdruck auch auf die Außenluftleitung 70 ausgeübt wird, eine Strömung von Außenluft, die bei geöffnetem Ventil 70a über den Luftfilter 70b in den Filter 1 gesaugt wird, in der Außenluftleitung 70 erzeugt.
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Bei diesem Vorgang wird von der ECU 40 die Temperatursteuereinrichtung 2 aktiviert, so dass die Innentemperatur des Filters 1 erhöht wird.
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Das heißt, der durch die Steuerung der ECU 40 über den Steckerbinder 11 zugeführte Strom erwärmt die Heizplatte 3, die aus dem Paar oberen und unteren Paneelen 33a und 33b besteht, welche die positive Elektrode und die negative Elektrode bilden, und wenn die Heizplatte 3 erwärmt wird, erzeugt die Heizung 10 des PTC-Typs Wärme.
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Die Temperatur der nach innen strömenden Außenluft wird durch die Wärmeübertragung von der Heizung 10 erhöht, so dass die Temperatur der Aktivkohle W dementsprechend ansteigt, und die endotherme Reaktion der Aktivkohle W wird durch die Erhöhung der Temperatur aktiv, so dass die Abscheidung des absorbierten Kohlenwasserstoffs HC aktiver wird.
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Dementsprechend erhöht sich die Menge des von der Aktivkohle W abgeschiedenen Kohlenwasserstoffs HC in dem Filter 1.
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Da der Motoransaugdruck auf die mit dem Filter 1 verbundene Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 ausgeübt wird, strömen der abgeschiedene Kohlenwasserstoff HC und die Luft aus dem Filter 1 in die Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 hinein und werden dann über das Ventil 60a in einen Ansaugkrümmer ausgelassen.
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Wie oben beschrieben, ist es in verschiedenen Ausführungsformen möglich, die PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika mittels nur eines einzigen Filters 1 durch Erhöhung der Leistung und der Kapazität des Filters 1 mit der Erhöhung der Absorptions- und Abscheidungseffizienz des Kohlenwasserstoffs HC zu erfüllen, indem die Aktivkohle W mit der Temperatursteuereinrichtung 2, der Strom zugeführt wird, indirekt erwärmt wird. Insbesondere ist es möglich, eine Verringerung der Kapazität des Kraftstoffbehälters 30 zu verhindern, welche zwangsläufig auftritt, wenn zwei Filter verwendet werden, und auch die Situation zu verhindern, dass durch eine Erhöhung des Widerstandes des Luftauslasskanals in dem Kraftstoffbehälter 30 das Fahrzeug nicht mit Kraftstoff betankt werden kann.
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Mit Bezug auf 7, die eine Konfiguration einer Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt, weist ein Filter 1 eine Temperatursteuereinrichtung 2' auf, die an der Außenseite des Filters 1 freigelegt ist.
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In dem Filter 1 ist ein Aufnahmeschlitz 1e ausgebildet, in dem die Temperatursteuereinrichtung 2' angeordnet ist. Der Aufnahmeschlitz 1e ist in der Trennwand 1d ausgebildet, welche die Innenseite des mit Aktivkohle W gefüllten Gehäusekörpers 1a teilt.
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Der Aufnahmeschlitz 1e hat eine Querschnittsstruktur, mit welcher die Temperatursteuereinrichtung 2' durch deren Drücken und Einsetzen fixiert werden kann.
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Die Temperatursteuereinrichtung 2', welche dieselbe wie die oben beschriebene Temperatursteuereinrichtung 2 sein kann, weist eine Heizplatte 3', die aus einem Paar oberen und unteren Paneelen 33a' und 33b' besteht, die eine Mehrzahl von Vorsprüngen 3a' und Luftlöchern 3b' aufweisen und eine positive Elektrode und eine negative Elektrode bilden, eine Heizung 10' des PTC-Typs, die an Heizungsbefestigungsvorsprüngen 6' des oberen und des unteren Paneels 33a' und 33b' positioniert ist, und einen Steckverbinder 11' auf, der mit dem oberen Paneel 33a' als eine positive Elektrode und mit dem unteren Paneel 33b' als eine negative Elektrode verbunden ist.
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Jedoch ist im Gegensatz zu der oben beschriebenen Temperatursteuereinrichtung 2, die mit dem Federelement 20 ausgestattet ist, die Temperatursteuereinrichtung 2' mit einem Gehäuse 20' abgedeckt, ohne dass das Federelement 20 verwendet wird.
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Die Länge der Temperatursteuereinrichtung 2' ist nicht größer als die Gesamtlänge des Filters 1 und kann gleich der Höhe der Aktivkohle W in dem Filter 1 sein.
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Mit Bezug auf 8, die den Betrieb der Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß der anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt, ist die Temperatursteuereinrichtung 2' an der Außenseite des Filters 1 angeordnet, und eine ECU, welche die Stromversorgung steuert, ist mit dem Steckverbinder 11' verbunden, der wiederum mit der Temperatursteuereinrichtung 2' verbunden ist.
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Der Strom, welcher der Temperatursteuereinrichtung 2' über den Steckverbinder 11' zugeführt wird, erwärmt die Heizplatte 3', die aus dem Paar oberen und unteren Paneelen 33a' und 33b' besteht, welche die positive Elektrode und die negative Elektrode bilden. Wenn die Heizplatte 3' erwärmt wird, erzeugt die Heizung 10' des PTC-Typs Wärme.
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Die von der Heizung 10' erzeugte Wärme wird an den Innenraum des Filters 1 übertragen und erwärmt die von außen nach innen strömende Luft, und die in dem Innenraum erwärmte Luft erhöht die Temperatur der Aktivkohle W.
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Wenn sich die Temperatur der Aktivkohle W erhöht, erhöht sich die Absorption und Abscheidung von absorbiertem Kohlenwasserstoff HC in der Aktivkohle W, die den Kohlenwasserstoff HC in einer endothermen Reaktion absorbiert und abscheidet, so dass der Filter 1 eine große Menge Kohlenwasserstoff HC lediglich durch Erhöhung der Temperatur der Aktivkohle W abscheiden kann.
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Mit Bezug auf 9, welche die Filtereinheit mit integrierter Heizung gemäß der anderen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung in einem Zustand zeigt, in dem Kohlenwasserstoff HC in der Filtereinheit absorbiert und abgeschieden und einem Motor zugeführt wird, wenn das Fahrzeug fährt oder der Motor im Leerlauf läuft, ist die Verdampfungsgasleitung 50, die den Kraftstoffbehälter 30 mit dem Filter 1 verbindet, mittels des Ventils 50a geschlossen, während der Motoransaugdruck, der durch das offene Ventil 60a in der Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 erzeugt wird, auch auf den Filter 1 ausgeübt wird.
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Wie oben beschrieben, wird, da der in dem Filter 1 erzeugte Motoransaugdruck auch auf die Außenluftleitung 70 ausgeübt wird, eine Strömung von Außenluft, die bei geöffnetem Ventil 70a über den Luftfilter 70b in den Filter 1 gesaugt wird, in der Außenluftleitung 70 erzeugt.
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Bei diesem Vorgang wird von der ECU 40 die Temperatursteuereinrichtung 2' aktiviert, so dass die Innentemperatur des Filters 1 erhöht wird.
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Das heißt, der durch die Steuerung der ECU 40 über den Steckerbinder 11' zugeführte Strom erwärmt die Heizplatte 3', die aus dem Paar oberen und unteren Paneelen 33a' und 33b' besteht, welche die positive Elektrode und die negative Elektrode bilden, und wenn die Heizplatte 3' erwärmt wird, erzeugt die Heizung 10' des PTC-Typs Wärme.
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Die Temperatur der nach innen strömenden Außenluft wird durch die Wärmeübertragung von der Heizung 10' erhöht, so dass die Temperatur der Aktivkohle W dementsprechend ansteigt, und die endotherme Reaktion der Aktivkohle W wird durch die Erhöhung der Temperatur aktiv, so dass die Abscheidung des absorbierten Kohlenwasserstoffs HC aktiver wird.
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Dementsprechend erhöht sich die Menge des von der Aktivkohle W abgeschiedenen Kohlenwasserstoffs HC in dem Filter 1.
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Da der Motoransaugdruck auf die mit dem Filter 1 verbundene Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 ausgeübt wird, strömen der abgeschiedene Kohlenwasserstoff HC und die Luft aus dem Filter 1 in die Verdampfungsgas-Auslassleitung 60 hinein und werden dann über das Ventil 60a in einen Ansaugkrümmer ausgelassen.
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Wie oben beschrieben, ist es in verschiedenen Ausführungsformen möglich, die PZEV als eine verstärkte Umweltnorm in Nordamerika mittels nur eines einzigen Filters 1 durch Erhöhung der Leistung und der Kapazität des Filters 1 mit der Erhöhung der Absorptions- und Abscheidungseffizienz des Kohlenwasserstoffs HC zu erfüllen, indem die Aktivkohle W mit der Temperatursteuereinrichtung 2', der Strom zugeführt wird, indirekt erwärmt wird. Insbesondere ist es möglich, eine Verringerung der Kapazität des Kraftstoffbehälters 30 zu verhindern, welche zwangsläufig auftritt, wenn zwei Filter verwendet werden, und auch die Situation zu verhindern, dass durch eine Erhöhung des Widerstandes des Luftauslasskanals in dem Kraftstoffbehälter 30 das Fahrzeug nicht mit Kraftstoff betankt werden kann.
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Zur Vereinfachung der Erläuterung und genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „oben”, „unten”, „innen”, „außen” usw. verwendet, um die Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf deren Positionen in den Figuren zu beschreiben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2010-0110482 [0001]
