具有改善装载特性的用于机动车辆的箱通风装置的燃料蒸汽过滤器

摘要

本发明涉及一种用于机动车辆的箱通风装置的燃料蒸汽过滤器(1)。该燃料蒸汽过滤器(1)具有以下特征：该燃料蒸汽过滤器(1)具有过滤器壳体(100；110,120)，该过滤器壳体具有容纳空间(111,121)用于容纳用以至少暂时地结合燃料蒸汽的过滤材料；过滤器壳体(100；110,120)具有用于将燃料蒸汽引入容纳空间(111,121)的装载开口(112)和用于容纳空间(111，121)的通风的通风开口(122)，其中燃料蒸汽过滤器(1)的特征在于以下特征：燃料蒸汽过滤器(1)具有转向装置(123)，该转向装置布置在容纳空间(111,121)中用于在装载开口(112)和通风开口(122)之间使流体流动转向；并且转向装置(123)布置在装载开口(112)和通风开口(122)之间的区域中或者布置在装载开口(112)和流体通道的与通风开口(122)流体连通的通道开口(132)之间的区域中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的箱通风装置的燃料蒸汽过滤器。

背景技术

在通过内燃机，特别是通过火花点火式发动机驱动的机动车辆的情况下，存在的问题是位于燃料箱中并且载有烃的蒸汽不得未事先过滤就释放到机动车辆的周围环境中。为此目的，在机动车辆中，提供通常为活性碳过滤器形式的燃料蒸汽过滤器，其通过燃料蒸汽过滤器的装载开口与箱容积流体连通，并通过燃料蒸汽过滤器的通风开口和内燃机和/或机动车的周围环境流体连通。当从燃料箱逸出的蒸汽被传导通过燃料蒸汽过滤器时，烃被过滤材料吸收和/或吸附，使得以这种方式过滤的气体可以释放到周围环境中。装载有烃的过滤材料通常借助于内燃机的进气进行吹扫，使得通过过滤材料吸收的烃被供给内燃机。以这种方式，实现了燃料蒸汽过滤器的吸收能力。

在填充燃料箱期间，燃料以高达60l/min(升/分钟)的速率引入燃料箱。因此，在箱填充过程中，必须通过燃料蒸汽过滤器传导相应大的载有燃料蒸汽的气体的60l/min的体积流量。在此，燃料蒸汽过滤器的尺寸必须确定成使得，即使在这种高体积流量的情况下，也可以通过过滤材料可靠地过滤出烃。

在机动车辆的运行期间，位于燃料箱中的燃料经受运动，使得增加量的烃被转换到气相中，由此燃料箱中的内部压力增加。在压力增加或超过预定阈值压力的情况下，燃料箱必须通过燃料蒸汽过滤器进行通风，其中大约40l/h(升/小时)的体积流量被传导通过燃料蒸汽过滤器。

即使当机动车辆处于静止状态时，由于热影响，烃也会转换到气相中。在这种情况下，大约0.6l/h的体积流量在燃料箱的通风中占优。

因此，燃料蒸汽过滤器必须能够以从0.6l/h至60l/min(即0.6l/h的通风体积流量的六千倍)的变化极大的通风体积流量运行。

在60l/min的高通风体积流量情况下，待过滤的气体由于其高动能和惯性而在从燃料蒸汽过滤器的装载口到通风口的近似直线路径上移动。因此，没有布置在燃料蒸汽过滤器内的装载口和通风口之间的直接连接线路的区域中的过滤材料不会被待过滤的气体冲击或仅受到减小程度的冲击。

相反，在0.6l/h的低通风体积流量的情况下，完全不同的流动情况在燃料蒸汽过滤器内占优。这是因为待过滤的气体由于其相对高的密度(相对于未载有烃的空气而言)，遵循重力，使得在装载口和通风口之间，待过滤的气体仅冲击在燃料蒸汽过滤器的基部区域中的过滤材料上。相比之下，位于燃料蒸汽过滤器的其他区域中的过滤材料不会被待过滤的气体冲击或仅受到减小程度的冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于机动车辆的箱通风装置的改进的燃料蒸汽过滤器，在该情况下，位于燃料蒸汽过滤器中的过滤材料被更均匀地利用并因此更有效地利用，而不考虑通风体积流量。

本发明所基于的目的是通过具有权利要求1的特征的燃料蒸汽过滤器实现的。在从属权利要求中描述了燃料蒸汽过滤器的有利改进。

更具体地，本发明所基于的目的通过用于机动车辆的箱通风装置的燃料蒸汽过滤器来实现，其中燃料蒸汽过滤器具有过滤器壳体，该过滤器壳体具有用于容纳用以至少暂时结合燃料蒸汽的过滤材料的容纳空间。这里，过滤器壳体具有用于将燃料蒸汽引入容纳空间的装载开口和用于容纳空间的通风的通风开口。根据本发明的燃料蒸汽过滤器的特征在于，其具有转向装置，该转向装置布置在容纳空间中并且用于在装载开口和通风开口之间使流体流动转向，其中转向装置布置在装载开口和通风开口之间的区域中或者布置在装载开口和与通风开口流体连通的流体通道的通道开口之间的区域中。

根据本发明的燃料蒸汽过滤器提供的优点是，载有烃的气体必须覆盖通过燃料蒸汽过滤器以便从燃料蒸汽过滤器的装料开口通到燃料蒸汽过滤器的通风开口的距离被加长。因此，借助于根据本发明的燃料蒸汽过滤器，特别是在例如在箱填充过程期间大通风体积流量占优的情况下，实现了对从燃料箱中排出的并且装载有烃的气体的改进的过滤。此外，相应设计的燃料蒸汽过滤器提供的优点是，存储在过滤器壳体中的过滤材料以改进的方式受到燃料蒸汽的冲击。因此，只需将较少的过滤材料储存在燃料蒸汽过滤器中，以便实现预定的吸收能力，使得相应设计的燃料蒸汽过滤器具有紧凑的结构。

对于由燃料蒸汽构成的流体流动，转向装置优选地不能渗透流体。例如，转向装置可以具有转向壁装置或转向壁，或者形成为转向壁装置/转向壁。这里，转向装置可以具有一个或多个平面形式或弯曲形式的壁装置元件。

因此，转向装置定位在装载开口和通风开口之间或装载开口和通道开口之间的连接线上。

装载开口优选地在燃料蒸汽过滤器的安装位置中布置在过滤器壳体的上部区域中。这是因为，特别是在安装位置中布置在过滤器壳体的上部区域中的装载开口的情况下，待过滤的气体通过更多的过滤材料传导，因为待过滤的气体在被引入通过装载开口之后遵循重力并落到过滤器壳体基部。因此，位于通往过滤器壳体基部的路径上的过滤材料也充满烃，这在现有技术中已知的燃料蒸汽过滤器中不是这种情况。过滤器壳体基部应理解为燃料蒸汽过滤器的在其安装位置中的最低区域。

燃料蒸汽过滤器可以优选地设计为吸附过滤器，其中，在吸附过滤器的相应实施例中，过滤材料是吸附材料的形式。例如，燃料蒸汽过滤器可以是活性碳过滤器的形式，其中，在燃料蒸汽过滤器的相应设计的情况下，过滤器材料是活性碳的形式，其优选地以颗粒形式布置在过滤器壳体的容纳空间中。

借助于过滤材料对燃料蒸汽的结合可以通过过滤材料吸附燃料蒸汽，即烃类来实现。

燃料蒸汽过滤器优选地设计成使得装载开口直接通往过滤器壳体的容纳空间。相应设计的燃料蒸汽过滤器提供的优点是，甚至并且特别是在小的通风体积流量的情况下，实现了位于容纳空间中的过滤材料对通过燃料蒸汽过滤器传导的燃料蒸汽的烃的改善的装载(吸附)(Beladung)。

优选地，燃料蒸汽过滤器设计成使得所述转向装置具有垂直于所述过滤器壳体的纵向轴线指向的、为过滤器壳体的净宽的至少30％的宽度(范围)。

通过燃料蒸汽过滤器的相应设计，实现了待通过燃料蒸汽过滤器过滤的气体的进一步改进的转向，使得利用预定量的过滤材料，实现了利用蒸汽过滤器对燃料蒸汽的改善的过滤。此外，在具有预定过滤能力的燃料蒸汽过滤器的相应设计的情况下，这可以通过减少量的过滤材料来实现。

转向装置的垂直于过滤器壳体的纵向轴线指向的宽度优选地至少为40％。此外优选的是，转向装置的垂直于过滤器壳体的纵向轴线指向的宽度达到至少为50％。此外优选的是，转向装置的垂直于过滤器壳体的纵向轴线指向的宽度达到至少为60％或更多。

过滤器壳体的净宽应理解为过滤器壳体的最大通道区域。这里，通道区域可以垂直于装载开口和通风开口或通道开口之间的连接线定向。在例如圆筒形设计的过滤器壳体的情况下，其通道区域的表面法线平行于过滤器壳体的纵向轴线定向。

此外优选的是，燃料蒸汽过滤器设计成使得转向装置从过滤器壳体壁至少延伸到过滤器壳体的纵向轴线。

通过燃料蒸汽过滤器的相应设计，实现了待过滤气体的至少朝向纵向轴线穿过燃料蒸汽过滤器的进一步改进的转向，使得利用预定量的过滤材料，通过燃料蒸汽过滤器实现燃料蒸汽的改进的过滤。此外，在具有预定过滤能力的燃料蒸汽过滤器的相应设计的情况下，这可以通过减少量的过滤材料来实现。

在燃料蒸汽过滤器的另一有利改进中，其设计成使得装载开口和通风开口，或借助于流体通道与通风开口流体连通的通道开口，在燃料蒸汽过滤器的安装位置布置在过滤器壳体的上部区域中。

由于装载开口和通风开口，或借助于流体通道与通风开口流体连通的通道开口，在吸附过滤器的安装位置布置在过滤器壳体的上部区域中，吸附过滤器的装载(吸附)特性，特别是在例如在车辆运行和/或静止时占优的小通风体积流量的情况下，得到显着改善。这是因为当被引入过滤器壳体中时待被过滤的气体流动以便沿着过滤器壳体的下部区域的方向跟随重力，使得位于待过滤的气体的移动方向上的吸附材料可用于过滤。为了使待过滤的气体可以通过通风开口从过滤器壳体中逸出，待过滤的气体必须在过滤器壳体中流入过滤器壳体的上部区域，使得位于待过滤的气体的移动方向上的吸附材料也可用于过滤。因此，通过装载开口和通风开口或通道开口的相应布置，可以增加有效滤床长度，并且可以使用更多的过滤材料来过滤燃料蒸汽。因此，实现了待过滤的气体通过燃料蒸汽过滤器的进一步改进的转向，使得利用预定量的过滤材料，实现了燃料蒸汽过滤器对燃料蒸汽的改进的过滤。此外，在具有预定过滤能力的燃料蒸汽过滤器的相应设计的情况下，这可以通过减少量的过滤材料来实现。

在过滤器壳体的相应实施例中，待过滤的气体因此遵循对应于倒置的ω的运动路径。

在燃料蒸汽过滤器的另一有利改进中，过滤器壳体具有外部容器和布置在外部容器内的内部容器，其中外部容器和内部容器都至少部分地填充有过滤材料，其中内部容器通过内部容器的入口开口流体连通到外部容器，并且其中装载开口通往外部容器并且通风开口通往内部容器中。

在相应设计的燃料蒸汽过滤器的情况下，待过滤的气体必须覆盖通过燃料蒸汽过滤器以便从装载开口通到通风开口的距离进一步延长，从而实现了改善的从待过滤的气体滤出烃。

内部容器的入口开口优选地是内部容器的端侧开口。因此，内部容器的入口开口流体连通到内部容器的通风开口。内部容器的入口开口优选位于外部容器容纳空间内。

在燃料蒸气过滤器的相应实施例中，装载开口和通风开口可以布置在燃料蒸气过滤器的同一侧。在圆筒形燃料蒸汽过滤器的情况下，装载开口和通风开口可以布置在燃料蒸汽过滤器的端侧。

外部容器的纵向轴线可以优选地平行于内部容器的纵向轴线延伸。此外优选的是，外部容器的纵向轴线和内部容器的纵向轴线相对于彼此共线地延伸。

这里，燃料蒸汽过滤器优选地设计成具有保持框架，该保持框架布置在外部容器内并且具有至少一个通道开口，其中内部容器借助于保持框架固定在外部容器中，并且其中，内部容器容纳空间通过保持框架的通道开口和通过内部容器的入口开口流体连通到外部容器容纳空间。

因此，流体通道与通风开口流体连通的通道开口由保持框架形成。保持框架优选地具有保持开口，内部容器插入该保持开口中。内部容器优选地焊接到保持框架，或者以某种其他合适的方式连接到所述保持框架。

此外，燃料蒸汽过滤器优选地设计成使得转向装置布置在内部容器的外侧上或外部容器的内侧上。

相应设计的燃料蒸汽过滤器具有简单的结构，其中保证有效的过滤长度或过滤距离被延长，使得无论通风体积流量如何，总是实现燃料蒸汽对过滤材料的改善的冲击。

转向装置优选地连接到内部容器或连接到外部容器。此外优选的是，转向装置和内部容器或转向装置和外部容器一体地形成。

在燃料蒸汽过滤器的另一有利实施例中，转向装置是螺旋形的。

在螺旋形转向装置的情况下，待过滤的气体必须覆盖的在装载开口和通风开口之间的有效距离进一步延长。不管通风体积流量如何，都流过存储在燃料蒸汽过滤器中的(大约)整个过滤材料，使得需要较少的过滤材料来实现预定的吸收能力。

螺旋形转向装置的中心轴线优选地平行于过滤器壳体的纵向轴线延伸。此外优选的是，螺旋形转向装置的中心轴线相对于过滤器壳体的纵向轴线共线。如果过滤器壳体具有外部容器和内部容器，则螺旋形转向装置的中心轴线相对于内部容器和外部容器的纵向轴线优选地平行，更优选地共线。

在燃料蒸汽过滤器的另一有利改进中，转向装置从内部容器的外表面延伸到外部容器的内表面。

通过燃料蒸汽过滤器的相应设计，阻碍或防止了流体绕过转向装置旁通流动的情况。

附图说明

下面将从所讨论的示例性实施例中呈现本发明的其他优点，细节和特征。在这里，详细说明：

图1是现有技术中已知的燃料蒸汽过滤器的截面图；

图2是根据本发明的燃料蒸汽过滤器的截面图；

图3示出燃料蒸汽过滤器的保持框架的平面图。

图4是本发明的另一实施例的燃料蒸汽过滤器的另一个保持框架的透视图。

图5是根据本发明的另一实施例的燃料蒸汽过滤器的截面图，其中示出燃料蒸气过滤器内可能有的通风流；

图6是图2和图5中所示的燃料蒸汽过滤器的内部容器的三维图；以及

图7是根据本发明的另一实施例的燃料蒸汽过滤器的内部容器的三维图。

具体实施方式

在下面的描述中，相同的附图标记用于表示相同的部件或相同的特征，使得关于一个附图给出的部件的描述也适用于其他附图，从而避免重复的描述。此外，结合一个实施例描述的各个特征也可以在其他实施例中单独使用。

图1是现有技术中已知的燃料蒸汽过滤器1的截面图。可以看出，用于将燃料蒸汽引入燃料蒸汽过滤器1的装载开口112通往燃料蒸汽过滤器1的容纳空间111和在图1的左侧示出的燃料蒸汽过滤器1的外壁之间的中间空间，该容纳空间111设计用于容纳过滤材料。没有过滤材料布置在所述中间空间内，使得在存在例如当机动车辆处于静止时占优的小的通风体积流量的情况下，待过滤的气体跟随重力在中间空间内向下沉，而不是通过过滤材料传导。

图2是根据本发明的燃料蒸汽过滤器1的截面图。燃料蒸汽过滤器1具有过滤器壳体100，在所示的示例性实施例中，过滤器壳体100具有外部容器110和布置在外部容器110内的内部容器120。外部容器110具有外部容器容纳空间111，其也可以被称为外部容器内部空间111并且被设计用于容纳过滤材料。过滤材料可以例如是活性碳。内部容器120具有内部容器容纳空间121，其也可以称为内部容器内部空间121并且同样设计用于容纳过滤材料。内部容器120经由内部容器120的入口开口124(见图6)与外部容器110流体连通，其中从图2可以看出，入口开口124位于外部容器容纳空间111内。

为了将燃料蒸汽引入燃料蒸汽过滤器1中，燃料蒸汽过滤器1具有装载开口112，该装载开口112在安装位置的上部区域中通往外部容器110。此外，为了排出过滤后的气体，燃料蒸汽过滤器1具有通风开口122，该通风开口122通往内部容器120。

从图2中可以看出，内部容器120通过布置在外部容器110内的保持框架130保持在外部容器110内。这里，内部容器120优选地焊接到保持框架130上。如图3和图4所示，其各自示出了独自的保持框架130，可以看出保持框架130具有用于保持内部容器120的保持开口131。将内部容器120保持或固定在外部容器110内是借助于内部容器120插入到保持框架130的保持开口131中来实现的。

从图3和图4中可以看出，保持框架130具有多个通道开口132。外部容器容纳空间111通过保持框架130的通道开口132和内部容器120的入口开口124与内部容器容纳空间121流体连通。

引入燃料蒸汽过滤器1的燃料蒸汽必须覆盖的流动路径因此开始于装载开口112，燃料蒸汽通过该装载开口112被引入内部容器容纳空间111中。在流过外部容器容纳空间111之后，燃料蒸汽通过保持框架130的通道开口132引导进入流体通道，该流体通道布置在外部容器容纳空间111和内部容器容纳空间121之间。所述流体通道通过内部容器120的入口开口124与内部容器容纳空间121流体连通。在流过内部容器容纳空间121之后，由布置在外部容器容纳空间111内和内部容器容纳空间121内的过滤材料过滤的气体可以通过通风开口122从燃料蒸汽过滤器1中导出。

从图2中还可以看出，装载开口112直接通到外部容器容纳空间111中。通过相应地将燃料蒸汽直接引入燃料蒸汽过滤器1的容纳空间111中，特别是在例如在机动车辆静止时在燃料箱通风期间占优的小通风体积流量的情况下，使得用于待过滤的气体的加长的过滤路径成为可能。这是因为，在图2所示的燃料蒸汽过滤器1的安装位置中，在存在小的通风体积流量的情况下，燃料蒸汽跟随重力并下沉到燃料蒸汽过滤器1的壳体底部，如图2中底部所示。如燃料蒸汽向下沉，它们已经通过布置在容纳空间111内的过滤材料，使得从装载开口112到燃料蒸汽过滤器1的壳体基部的所述路径可以用于过滤燃料蒸汽。

从图2还可以看出，燃料蒸汽过滤器1具有用于使流体流动转向的转向装置123。在图2所示的示例性实施例中，转向装置123形成为连接到内部容器120的转向壁123。转向壁123布置在装载开口112和保持框架130的布置在燃料蒸汽过滤器1的上部区域中的通道开口132之间。因此，在存在大的通风体积流量例如在箱填充过程期间占优的情况下，，防止在从装载开口112到通道开口132的直接路径上通过容纳空间111的流动。

图5示出了燃料蒸汽通过燃料蒸汽过滤器1的流动路径。可以看出，通流路径不直接从装载开口112通往保持框架130的通道开口132。相反，在引入外部容器容纳空间111之后，燃料蒸汽必须通过装载开口112流入燃料蒸汽过滤器1的下部区域(在燃料蒸汽过滤器1的安装位置)，然后，在通过转向壁123之后，燃料蒸汽必须再次流入燃料蒸汽过滤器1的在安装位置中的上部区域，以便流过通道开口132，于是燃料蒸汽通过入口开口124被引导入内部容器容纳空间121。

在图2和5中所示的燃料蒸汽过滤器1中，安装有图4所示的保持框架130。图4中所示的保持框架130与图3中所示的保持框架130的不同之处在于，通道开口132仅布置在保持框架130的在燃料蒸汽过滤器1的安装位置中的上部区域中。这样，实现了图5中所示的燃料蒸汽的通流路径。

图7示出了根据另一实施例的燃料蒸汽过滤器1的内部容器120本身。转向装置123在这种情况下是螺旋形的并且布置在内部容器120的外侧上。通过转向装置123的相应的螺旋形形状，实现了当待过滤的燃料蒸汽流过外部容器内部空间111时，它们必须覆盖从装载开口112到通道开口132的较长路径，从而实现过滤材料对燃料蒸汽的更有效过滤。在所示的示例性实施例中，螺旋形转向装置123的中心轴线L或纵向轴线L相对于外部容器110的纵向轴线和内部容器120的纵向轴线L共线地定向。

附图标记列表

1 燃料蒸汽过滤器

100 过滤器壳体

110 (过滤器壳体的)外部容器

111 (过滤器壳体的)容纳空间/外部容器容纳空间/外部容器内部空间

112 (过滤器壳体的)装载开口

113 (外部容器的)过滤器壳体壁

120 (过滤器壳体的)内部容器

121 (过滤器壳体的)容纳空间/内部容器容纳空间/内部容器内部空间

122 (过滤器壳体的)通风开口

123 转向装置/转向壁布置/转向壁

124 (内部容器的)入口开口

130 保持框架

131 (保持框架的)保持开口

132 (保持框架的)通道开口

L (过滤器壳体的、内部容器的、外部容器的)纵向轴线