ITUB20155816A1 - Canister per un serbatoio di combustibile di autoveicolo - Google Patents
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Description
"Canister per un serbatoio di combustibile di autoveicolo"
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda i serbatoi di combustibile per autoveicolo, del tipo in cui è previsto un condotto di sfiato collegato ad un dispositivo denominato "canister" disposto all'esterno del serbatoio e provvisto di un filtro (ad esempio ai carboni attivi) per l'adsorbimento dei vapori di combustibile presenti nel serbatoio e nel condotto di sfiato al fine di evitare che tali vapori vengano rilasciati nell’atmosfera. Il canister prevede una prima fase di funzionamento detta “di adsorbimento" nella quale i vapori di combustibile generati entro il serbatoio vengono adsorbiti dal filtro ai carboni attivi, ed una seconda fase di funzionamento detta “di lavaggio" nella quale a seguito di un avviamento del motore dell’autoveicolo un flusso di aria fresca viene aspirato nel canister e convogliato attraverso il filtro ai carboni attivi nel collettore di aspirazione del motore dell’autoveicolo ottenendo cosi un lavaggio del filtro ai carboni attivi.
Tecnica nota
Sono stati proposti in passato sistemi di controllo dei vapori di combustibile del tipo sopra indicato in cui si prevede anche un dispositivo atto a riscaldare o isolare termicamente i carboni attivi posti all'interno del canister in quanto la fase di lavaggio del canister risulta maggiormente efficace nel caso in cui il filtro ai carboni attivi venga mantenuto ad una elevata temperatura.
Una soluzione del tipo sopra indicato è ad esempio nota dal documento EP 2740925 A2 a nome di Delphi Technologies. In tale soluzione è previsto un sistema per trasferire calore all’interno del canister al fine di mantenere il filtro ai carboni attivi ad una temperatura maggiore e quindi rendere maggiormente efficace la fase di lavaggio del canister. Il sistema descritto comprende infatti anche un riscaldatore a cartuccia (contenente un resistore elettrico) disposto almeno parzialmente all'interno del canister e posto in diretto contatto con il filtro ai carboni attivi in modo tale da trasferirgli calore. Tale soluzione comporta l’inconveniente di una complicazione e di un maggior costo del canister, nonché un dispendio energetico supplementare per l’alimentazione del riscaldatore.
Scopo dell'invenzione
Lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare un canister che consenta di ottenere una elevata efficienza della fase di lavaggio con mezzi relativamente semplici e di basso costo.
Sintesi dell'invenzione
In vista di raggiungere tale scopo, l'invenzione ha per oggetto un canister di filtrazione, per l'adsorbimento dei vapori di combustibile di un serbatoio di combustibile di un autoveicolo, in cui detto canister comprende un corpo cavo definente almeno una camera contenente materiale adsorbitore dei vapori di combustibile, ed avente una prima apertura per la comunicazione con un condotto di sfiato del serbatoio, una seconda apertura sfiatata verso l'atmosfera, ed una terza apertura per la comunicazione con un condotto collegato al collettore di aspirazione del motore a combustione interna dell'autoveicolo, in modo tale per cui qualsiasi vapore di combustibile generato entro il serbatoio viene assorbito da detto materiale adsorbitore, mentre nelle fasi in cui il motore a combustione interna è in funzione, un flusso di aria prelevato dall’atmosfera viene aspirato entro la camera del canister e convogliato attraverso il materiale adsorbitore e nel condotto collegato al collettore di aspirazione del motore a combustione interna, ottenendo cosi un lavaggio del materiale adsorbitore e la rimozione ed il convogliamento nel motore delle particelle di combustibile precedentemente adsorbite dal materiale adsorbitore, detto canister essendo caratterizzato dal fatto che ha un corpo con una parete esterna ed una parete interna circondante almeno in parte detta almeno una camera e definente con la parete esterna un’intercapedine isolante, atta a conservare il più possibile il calore generato all'interno della camera del canister in una fase di adsorbimento, così da migliorare l'efficienza di lavaggio durante una successiva fase di lavaggio.
Grazie alle suddette caratteristiche l'intercapedine viene usata come massa termica per trattenere all'interno del canister il calore generato durante la fase di adsorbimento e quindi poter rendere la fase di lavaggio maggiormente efficace.
La suddetta intercapedine definisce uno spazio libero, oppure preferibilmente è riempita con un materiale isolante al fine di migliorare ulteriormente la funzione d’isolamento termico.
Grazie all'invenzione si può prevedere una riduzione della quantità del materiale adsorbitore posto all'interno del canister rispetto alle soluzioni convenzionali ed anche una riduzione del volume di aria aspirata necessaria al materiale adsorbitore per svolgere in modo efficace la sua funzione.
Descrizione dettagliata di alcune forme di attuazione
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 è una vista schematica che illustra un sistema combustibile con canister di un autoveicolo secondo la tecnica nota,
- la figura 2 è una vista frontale di un canister secondo la tecnica nota, - la figura 3 è una vista frontale di un canister secondo una forma di attuazione dell'invenzione,
- la figura 4 è una vista in sezione trasversale del canister della figura 3, - le figure 5-7 sono viste frontali di forme di attuazione alternative dell'invenzione.
La figura 1 illustra una vista schematica di un sistema di alimentazione del combustibile per un motore di autoveicolo, comprendente un canister 1. Come illustrato nella figura 2, secondo la tecnica nota il canister 1 presenta un corpo cavo contenente una determinata quantità di materiale adsorbitore 18 atto ad adsorbire i vapori di combustibile provenienti da un serbatoio 3. Il canister 1 presenta una prima apertura 4 costituente una presa di sfiato posta in comunicazione con il serbatoio 3 per mezzo di un condotto di sfiato 2. Il canister 1 presenta inoltre una seconda apertura 5 sfiatata verso l'atmosfera tramite un passaggio in cui è interposto un filtro aria 12 realizzato di materiale espanso o carta avente funzione di proteggere il canister da impurità nelle fasi di lavaggio. Inoltre, Il canister 1 presenta una terza apertura 6 costituente una presa di lavaggio comunicante con un condotto 7 collegato al collettore di aspirazione 11 del motore a combustione interna 10 dell'autoveicolo. La comunicazione tra il canister 1 e il collettore di aspirazione 11 è controllata da una valvola 9 comandata da un'unità elettronica di controllo qui non illustrata.
Sempre secondo la figura 1, il serbatoio di combustibile 3 è in comunicazione con il motore a combustione interna 10 per mezzo di una linea di alimentazione 13 e di una pompa carburante 13A. I dettagli relativi agli iniettori del motore a combustione interna che ricevono combustibile per mezzo della linea 13 non sono qui illustrati, in quanto essi non rientrano nelfambito della presente invenzione. Inoltre l’eliminazione di tali dettagli dai disegni rende questi ultimi più semplici e di più facile comprensione.
La figura 1 mostra anche il condotto 8 di riempimento del serbatoio con associato un condotto di ricircolo 8A. Le comunicazioni con il serbatoio della linea di alimentazione 13 e del condotto di sfiato 2 sono controllate da valvole 8B e 2A. Tali valvole permettono solo al vapore di combustibile di raggiungere il canister prevenendo quindi il passaggio di carburante liquido.
La figura 2 illustra una vista frontale di un canister secondo la tecnica nota. Il corpo del canister presenta una parete superiore 14 avente le aperture 4, 5, 6 precedentemente descritte, una parete inferiore 16 ed una parete laterale 15 che collega le pareti superiore ed inferiore 14, 16. Conseguentemente il canister 1 è costituito da un corpo cavo che definisce una camera 180 contenente una determinata quantità di materiale adsorbitore 18 dei vapori di combustibile generati dal combustibile entro il serbatoio. Il materiale adsorbitore 18 impiegato è solitamente carbone attivo. Sempre come illustrato nella figura 2 all'interno del canister 1 è predisposto un setto interno 17 che definisce una prima ed una seconda sotto-camera 181, 182 poste in serie tra di loro contenenti entrambe materiale adsorbitore 18. Il numero di sottocamere e il modo in cui esse sono disposte all’interno del canister può ampiamente variare rispetto a quanto illustrato in figura 2. In particolare, è possibile ad esempio prevedere una pluralità di setti interni che definiscono un percorso a serpentina dei vapori di combustibile, attraverso una pluralità di sotto-camere contenenti materiale adsorbitore poste in serie tra di loro.
Il funzionamento del canister 1 prevede una prima fase di adsorbimento in cui durante le soste del motore a combustione interna 10 dell'autoveicolo i vapori di combustibile generati entro il serbatoio 3 passano attraverso il condotto di sfiato 2, entrano nella prima apertura 4, passano attraverso il materiale adsorbitore 18 secondo un percorso ad U definito dal setto 17, ed infine escono dalla porta 5. Conseguentemente a questo processo, solamente aria pulita è rilasciata dalla porta 5 verso l’atmosfera poiché i vapori di combustibile risultano trattenuti dal materiale adsorbitore 18. Il funzionamento del canister 1 prevede anche una seconda fase di lavaggio a seguito di un avviamento del motore a combustione interna 10 nella quale un flusso di aria fresca viene aspirato entro la porta 5 e convogliato con un percorso ad U nella porta 6 attraverso il materiale adsorbitore 18. In questo modo viene ottenuto un “lavaggio" del materiale adsorbitore 18 con rimozione delle particelle di combustibile precedentemente adsorbite durante la fase di adsorbimento.
Sempre secondo la figura 2, all'interno del canister 1 è definita una terza sotto-camera 183 priva di materiale adsorbitore 18. Questa terza sotto-camera è disposta in serie fra la prima e la seconda sotto-camera 181, 182 contenenti il materiale adsorbitore 18 ed è ricavata all’interno del canister 1 dal momento che il materiale adsorbitore 18 è appoggiato su un elemento elastico di supporto, qui non illustrato, disposto a distanza dalla parete di fondo 16. L'elemento elastico di supporto può essere costituito da materiale espanso o da feltro o da reti supportate da molle in modo da garantire la costante compressione del carbone.
Una forma di attuazione della presente invenzione è illustrata nelle figure 3, 4. In tali figure, le parti comuni a quelle della figura 2 sono indicate con gli stessi numeri di riferimento.
Come illustrato nelle figure 3, 4, il canister 1 comprende una parete interna 19 circondante la camera 180 includente le tre sotto-camere 181, 182, 183 e comprende un’intercapedine 20 ricavata tra la parete interna 19 e la parete laterale 15 del canister 1. Nel caso della soluzione delle figure 3, 4, l'intercapedine 20 definisce uno spazio libero tra la parete interna 19 e la parete laterale 15 e agisce come massa termica in grado di isolare termicamente il materiale adsorbitore 18 all'interno del canister 1.
La figura 5 illustra una vista frontale di una forma alternativa di attuazione dell'invenzione in cui la parete interna 19 circondante la camera 180 lascia libera un'apertura in adiacenza alla parete inferiore 16 del canister 1. Conseguentemente nella forma di attuazione qui illustrata, l’intercapedine 20 risulta in comunicazione con la camera 180 all’interno del canister 1.
La forma di attuazione illustrata nella figura 3 in cui l’intercapedine 20 non è in comunicazione con la camera 180 risulta più efficace rispetto alla forma di attuazione illustrata nella figura 5 dal punto di vista dell'isolamento termico del materiale adsorbitore 18. La soluzione illustrata nella figura 5 in cui l’intercapedine 20 è in comunicazione con la camera 180 ha però il vantaggio di garantire un processo di produzione più semplice ed il vantaggio di aumentare le dimensioni della terza sotto-camera 183: in questo modo, al fine di limitare le emissioni di vapori di combustibile con il motore dell’autoveicolo spento, aumenta il volume che le particelle di idrocarburi devono saturare prima di essere rilasciate in atmosfera.
Nelle figure 6, 7, sono illustrate due forme alternative di attuazione dell'invenzione in entrambe le quali l'intercapedine 20 è riempita con un materiale isolante 21 , ad esempio materiale plastico espanso al fine di migliorare ulteriormente l'effetto isolante. Nella figura 6 la parete interna 19 circondante la camera 180 lascia libera un'apertura in adiacenza alla parete inferiore 16 del canister 1 (come nel caso della figura 5). In un ulteriore forma di attuazione illustrata nella figura 7, l’intercapedine 20 riempita di materiale isolante 21 è invece completamente isolata dalle tre sotto-camere 181, 182, 183 all’interno del canister 1, come nella forma di attuazione della figura 3 senza materiale isolante 21.
Grazie all’intercapedine 20, il calore prodotto dalla reazione chimica con cui i vapori di combustibile vengono adsorbiti dal canister 1 viene trattenuto dall'intercapedine 20. Durante la fase di lavaggio precedentemente descritta, il materiale adsorbitore 18 viene così mantenuto a temperatura maggiore e tale fase di lavaggio risulta maggiormente efficace. Tale risultato viene raggiunto senza pregiudicare i vantaggi di semplicità e basso costo del canister.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio senza per questo uscire daN'ambito della presente invenzione.
Claims (9)
- RIVENDICAZIONI 1. Canister (1) di filtrazione, per l'adsorbimento di vapori di combustibile da un serbatoio di combustibile (3) di un autoveicolo, in cui detto canister (1) comprende un corpo cavo definente almeno una camera (180) contenente materiale adsorbitore (18) dei vapori di combustibile, ed avente una prima apertura (4) per la comunicazione con un condotto di sfiato (2) del serbatoio (3), una seconda apertura (5) sfiatata verso l'atmosfera, ed una terza apertura (6) per la comunicazione con un condotto (7) collegato al collettore di aspirazione (11) del motore a combustione interna (10) dell'autoveicolo, in modo tale per cui qualsiasi vapore di combustibile generato entro il serbatoio (3) in una fase di assorbimento viene assorbito da detto materiale adsorbitore (18), mentre nelle fasi in cui il motore a combustione interna (10) è in funzione, un flusso di aria prelevato dall’atmosfera viene aspirato entro la camera (180) del canister (1) e convogliato attraverso il materiale adsorbitore (18) e nel condotto (7) collegato al collettore di aspirazione (11) del motore a combustione interna (10), ottenendo così un lavaggio del materiale adsorbitore (18) e la rimozione ed il convogliamento nel motore (10) delle particelle di combustibile precedentemente adsorbite dal materiale adsorbitore (18), caratterizzato dal fatto che il corpo di detto canister (1) ha una parete esterna (15) ed una parete interna (19) circondante almeno in parte detta almeno una camera (180) e definente con la parete esterna (15) un’intercapedine isolante (20), atta a conservare il più possibile il calore generato all'interno della camera (180) del canister (1) nella fase di adsorbimento, così da migliorare l'efficienza di lavaggio durante una successiva fase di lavaggio.
- 2. Canister secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo del canister ha una parete superiore (14), una parete inferiore (16) ed una parete laterale (15) che collega le pareti superiore ed inferiore (14, 16), detta intercapedine isolante (20) essendo ricavata tra detta parete laterale (15) e detta parete interna (19).
- 3. Canister secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta intercapedine (20) ricavata tra detta parete laterale (15) e detta parete interna (19) definisce uno spazio libero.
- 4. Canister secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta intercapedine (20) ricavata tra detta parete laterale (15) e detta parete interna (19) è riempita con un materiale isolante (21).
- 5. Canister secondo la rivendicazione 3 o 4, caratterizzato dal fatto che detta parete interna (19) circondante la camera (180) lascia libera un'apertura in adiacenza alla parete inferiore (16) del canister, in modo tale per cui detta intercapedine (20) è in comunicazione con la camera (180) all'interno del canister (1).
- 6. Canister secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta camera (180) contenente materiale adsorbitore (18) dei vapori di combustibile ha un setto interno (17) che definisce un percorso ad U dei vapori di combustibile, in cui detto setto interno (17) definisce una prima ed una seconda sotto-camera (181, 182) contenenti materiale adsorbitore (18) poste in serie tra di loro.
- 7. Canister secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che fra detta prima e detta seconda sotto-camera (181, 182) è interposta una terza sotto-camera (183) priva di materiale adsorbitore.
- 8. Canister secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta camera (180) contenente materiale adsorbitore (18) dei vapori di combustibile ha una pluralità di setti interni che definiscono un percorso a serpentina dei vapori di combustibile, attraverso una pluralità di sotto-camere contenenti materiale adsorbitore poste in serie tra di loro.
- 9. Sistema per il controllo delle emissioni evaporative di un serbatoio di combustibile (3) di autoveicolo, in cui detto sistema comprende un canister (1) con filtro per l'adsorbimento di vapori di combustibile, in cui detto canister (1) comprende un corpo cavo definente almeno una camera (180) contenente materiale adsorbitore (18) dei vapori di combustibile, ed avente una prima apertura (4) per la comunicazione con un condotto di sfiato (2) del serbatoio (3), una seconda apertura (5) sfiatata verso l'atmosfera, ed una terza apertura (6) per la comunicazione con un condotto (7) collegato al collettore di aspirazione (11) del motore a combustione interna (10) dell'autoveicolo, in modo tale per cui qualsiasi vapore di combustibile generato entro il serbatoio (3) viene assorbito da detto materiale adsorbitore (18), mentre a seguito di un avviamento del motore a combustione interna (10), un flusso di aria prelevato dall’atmosfera viene aspirato entro la camera (180) del canister (1) e convogliato attraverso il materiale adsorbitore (18) e nel condotto (7) collegato al collettore di aspirazione (11) del motore a combustione interna (10), ottenendo così un lavaggio del materiale adsorbitore (18) e la rimozione ed il convogliamento nel motore (10) delle particelle di combustibile precedentemente adsorbite dal materiale adsorbitore (18), caratterizzato dal fatto che il corpo di detto canister (1) ha una parete esterna (15) ed una parete interna (19) circondante almeno in parte detta almeno una camera (180) e definente con la parete esterna (15) un’intercapedine isolante (20), atta a conservare il più possibile il calore generato all'interno della camera (180) del canister (1) in una fase di adsorbimento, così da migliorare l'efficienza di lavaggio durante una successiva fase di lavaggio.
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