專利名稱：：一種控制車輛燃料蒸氣排放的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及控制車輛的燃料蒸氣排放物的系統(tǒng)，特別涉及包括運(yùn)用活性碳吸附蒸氣的系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：用于機(jī)動(dòng)車輛的燃料箱通常裝配有用于控制排放物的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由"金屬罐"或者臨時(shí)收集器構(gòu)成的吸附系統(tǒng)，以用于防止當(dāng)燃料蒸氣從燃料箱出來時(shí)散布到大氣中。該金屬罐通常包括連接到燃料箱和連接到外部環(huán)境中的外殼，和容納在該外殼中并且由朝向外部環(huán)境排出的燃料蒸氣流經(jīng)過的主過濾器。主過濾器通常充滿活性碳顆粒，該活性碳顆粒能夠吸附碳?xì)浠衔?，該碳?xì)浠衔锸菑娜剂舷涑鰜淼娜剂险魵獾闹饕M分。最近的研究已經(jīng)致力于控制蒸氣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在蒸氣吸附方面獲得更佳效果，并且還將減少燃料蒸氣到車輛外部環(huán)境中的擴(kuò)散。通常，在金屬罐內(nèi)的蒸氣吸附發(fā)生在平均尺寸大約為2毫米的活性碳顆粒上，其能夠產(chǎn)生吸附的高容量并且同時(shí)確保低壓降，該壓降是材料對(duì)穿過它的一定流量進(jìn)行阻擋的阻力測(cè)量值?；旧?，在采用插入在燃料箱的燃料槍的加燃料階段期間,活性碳的壓降必須使得，系統(tǒng)的壓力使得燃料蒸氣被吸入而不是散發(fā)到大氣中，由于稱為"機(jī)載的加燃料蒸氣回收"(ORVR)系統(tǒng)，并且從而由汽油的輸送產(chǎn)生的所有蒸氣將不得不在蒸發(fā)控制系統(tǒng)內(nèi)通過，并且因此通過金屬罐的活性碳。由于在燃料蒸氣的排放提供隨之發(fā)生的污染期間，如果壓降過高,系統(tǒng)在反向上的壓力增加，對(duì)進(jìn)一步燃料箱的填充產(chǎn)生阻力并且由此產(chǎn)生槍的頻繁的急?；蛘呋貜?。因此吸附系統(tǒng)必須存在吸附的高容量并且確保低壓降,但是同時(shí)還確保高的洗選效率。近來，已經(jīng)公布了法律，其要求朝向外部環(huán)境的未燒盡的碳?xì)浠衔锱欧诺娜菰S水平減少到如此低的數(shù)值，使得有必要不再僅僅對(duì)來自燃料箱的，沒有被金屬罐的活性碳吸附的蒸氣進(jìn)行作用，而且還對(duì)當(dāng)車輛保持停車許多天時(shí)，在再生步驟之后，作為殘留物由活性碳所釋放的碳?xì)浠衔镎魵膺M(jìn)行作用。所述排放物通常還稱為"泄漏排放物"。泄漏排放物一般包括短鏈烴分子,例如丁烷,其通過薄弱的范德瓦耳斯力捕集在吸附系統(tǒng)的碳粒之內(nèi)，朝向金屬罐的區(qū)域緩慢移動(dòng)的所述分子與空氣接觸，然后散布入周圍環(huán)境中。所述的分子的散布取決于菲克定律,并且是擴(kuò)散率，分子類型，散布區(qū)域,也就是金屬罐的幾何結(jié)構(gòu)的函數(shù)，并且依據(jù)分子的濃度。當(dāng)前金屬罐中的碳在吸附容量方面是優(yōu)良的并且能夠?qū)崿F(xiàn)較好的壓降，但是通常不能實(shí)現(xiàn)低值的泄漏排放物以及同時(shí)高的洗選效率。為了解決所述問題，例如已經(jīng)建議采用具有高吸附能力的第一活性碳形成的第一層和采用低吸附能力的活性碳的第二層，對(duì)主過濾器進(jìn)行填充?？蛇x擇的，還建議采用由輔助過濾器組成的吸附系統(tǒng)替換活性碳的第二層，其相對(duì)于主過濾器串聯(lián)使用，以進(jìn)一步減少有害物的含量并且特別用于減少泄漏排放物。所述系統(tǒng)不總是證明非常有效率的并且在經(jīng)濟(jì)上有利，從而一直對(duì)控制蒸發(fā)的良好系統(tǒng)存在持續(xù)的研究。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的第一目的是提供一種控制蒸氣的系統(tǒng)，其能夠在燃料蒸氣的吸附和脫附之間實(shí)現(xiàn)良好的折中，并且同時(shí)使得泄漏排放物的減少,也就是使得在車輛保持靜止不動(dòng)時(shí)，防止碳?xì)浠衔锏男孤?所述泄漏應(yīng)歸于通過吸附系統(tǒng)的蒸氣的脫附。本發(fā)明的第二目的在于提供一種控制燃料蒸氣蒸發(fā)的系統(tǒng)，其包括具有充分的吸附能力的吸附系統(tǒng),但是同時(shí)將不存在任何壓降并且將實(shí)現(xiàn)高的洗選效率。本發(fā)明的第三目的在于提供具有適當(dāng)和經(jīng)濟(jì)上有利結(jié)構(gòu)的蒸氣的臨時(shí)收集器。上述目的是利用根據(jù)權(quán)利要求l的控制蒸氣蒸發(fā)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。附圖簡(jiǎn)述為了更好地理解本發(fā)明，完全通過非限制的例子和參見附圖，現(xiàn)在對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，該附圖包括根據(jù)本發(fā)明并且以剖視圖示出的控制蒸發(fā)的控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括箱形外殼2，其包圍由金屬罐3b形成的第一吸附系統(tǒng)3,該金屬罐3b接著包圍第二吸附系統(tǒng)4。具體實(shí)施方式箱形的外殼2包括基本上正方形和水平的頂壁7，其形成罩或者蓋7b并且具有開口5和泄出管6;垂直側(cè)壁8，在附圖中僅僅示出了兩個(gè)；和平行于頂壁7的底壁9。箱形的外殼2具有帶有縱軸A的開口5,通過該開口5，第一吸附系統(tǒng)3連通未示出的燃料箱/和帶有縱軸B的泄出管6，通過該泄出管6，第二吸附系統(tǒng)4與外部環(huán)境連通。金屬罐3b充滿活性碳的顆粒14，其優(yōu)選具有大于4毫米的粒徑，更優(yōu)選在4毫米和6毫米之間?；钚蕴加稍O(shè)置在底壁9上的支撐裝置15所支撐，并且包含在頂部和底部處，由多孔的和柔韌的材料，例如羊毛超制成的一個(gè)或多個(gè)水平層16中。在它的內(nèi)部上，箱形的外殼2由平面縱向的隔開壁10所分開,該壁從頂.壁7中出來，垂直于連接兩個(gè)軸線A和B的直線，并且設(shè)置在平行于一對(duì)側(cè)壁8的方向上。該隔開壁10在橫向上延伸，直到側(cè)壁8并且在縱向上延伸一定量，從而限定用于燃料蒸氣的通道ll的基本上的矩形截面。而且,隔開壁10和箱形的外殼2限定兩個(gè)室12，13，其中第一個(gè)連接開口5并且第二個(gè)容納第二吸附系統(tǒng)4。在室12中，頂層16支撐在面對(duì)底壁9的多個(gè)突出部分17上并且與頂壁7整合以便于與側(cè)壁8—起限定進(jìn)口空間18，該空間18具有沿著主過濾器3的橫截面均勻地分配燃料蒸氣的目的。容納在室13中的是由從頂壁7中出來的圓柱形的外殼24形成的第二吸附系統(tǒng)4，其由單塊制成并且是細(xì)長(zhǎng)的，從而使得其與第二吸附系統(tǒng)4的泄出管6同軸。外殼24充滿由支撐裝置25支撐的活性碳28顆粒，并且包含在頂部和底部處，在由多孔的和柔韌的材料，例如羊毛氈制成的一個(gè)或多個(gè)水平層26中。第二吸附系統(tǒng)4限定當(dāng)量直徑D和由外殼部分24的厚度總和構(gòu)成的軸向高度H，該厚度總和包括活性碳和支撐裝置25和層26的厚度。外殼24部分填充活性碳的顆粒28，其具有粒徑，即顆粒的平均尺寸，大于4毫米，優(yōu)選在4毫米和6毫米之間。優(yōu)選的，構(gòu)造第二吸附系統(tǒng)以便于使得軸向高度H大于當(dāng)量直徑D，并且直徑在20毫米和50毫米之間。更優(yōu)選的，管狀外殼24具有在1:2.5和1:4.5之間的當(dāng)量直徑D和軸向高度H之間的比率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),對(duì)于在當(dāng)量直徑和軸向高度之間的比率值大于l:4.5,不可能獲得壓降容許值，但是，對(duì)于該數(shù)值低于i:2.5，不能實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)南催x效率。更優(yōu)選的，在當(dāng)量直徑D和軸向高度H之間的比率等于1:3，并且在絕對(duì)項(xiàng)，例如，直徑是30毫米并且軸向高度是90毫米。已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn),不同于通常所認(rèn)為的,與第二吸附系統(tǒng)的幾何結(jié)構(gòu)的適當(dāng)選擇相結(jié)合的，具有粗粒尺寸的活性碳的選用使得已知的蒸氣控制系統(tǒng)的問題得到解決。在運(yùn)行期間,在燃料箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣，例如在晴天蒸發(fā)的，傾向于穿越用于控制蒸發(fā)的系統(tǒng)l朝向外部環(huán)境逸出。一旦蒸氣已經(jīng)通過開口5,它們累積在進(jìn)口空間18內(nèi)并且在基本上均勻的路線通過包含在室12中的吸附劑顆粒14散布下行。一旦蒸氣己經(jīng)達(dá)到通道11的部分,它們進(jìn)入室13，在此它們與它們的運(yùn)動(dòng)方向反向，達(dá)到在箱形的外殼2的頂壁7的附近的通道30。此時(shí),再次對(duì)它們的方向進(jìn)行反向，并且沿著導(dǎo)管32下行，直到它們穿過底部支撐26，然后是活性碳28和頂部多孔支撐35，并且最后進(jìn)入泄出管6。表1提供了粒徑大于4毫米的活性碳類型，其能使用在第一吸附系統(tǒng)3和第二吸附系統(tǒng)4兩者中。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在根據(jù)本發(fā)明的控制蒸發(fā)的第一系統(tǒng)和根據(jù)已知技術(shù)的系統(tǒng)之間實(shí)施比較測(cè)試。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的比較蒸發(fā)系統(tǒng)由2.7升金屬罐組成，其充滿具有2毫米粒徑的NoritCNR115活性碳。根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)系統(tǒng)包含由2.7升金屬罐組成的第一吸附系統(tǒng)，該金屬罐填充有5毫米粒徑的GPA55活性碳，和第二吸附系統(tǒng)，其由具有30毫米直徑的和90毫米的高度，和包含具有5毫米粒徑的GPA55活性碳的50立方厘米的圓柱形的管狀外殼組成。壓降在60Sl/min處測(cè)量并且由比較系統(tǒng)獲得的值是14毫巴，但是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)獲得的值是15毫巴。對(duì)于具有極低沖洗水平(390It)的三天中，還根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)USACARB在泄漏排放物上實(shí)施測(cè)試。采用已知的控制蒸發(fā)的系統(tǒng)，在第三天獲得120mg/24h的排放物，但是根據(jù)本發(fā)明的控制蒸發(fā)的系統(tǒng)獲得10mg/24h，因此遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于先前的值。從根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的蒸發(fā)系統(tǒng)l的特征的測(cè)驗(yàn)中得到，其優(yōu)點(diǎn)是明顯的。特別地，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的控制蒸發(fā)的系統(tǒng)可在從燃料箱的輸出處實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的燃料蒸氣吸附，同時(shí)在車輛的停止期間沒有任何壓降或者燃料蒸氣漏失,并且可獲得高的洗選效率。而且，與利用整料選用作為第二吸附系統(tǒng)所獲得的相當(dāng)?shù)恼魵饪刂葡到y(tǒng)相比，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的控制蒸發(fā)的系統(tǒng)具有更低的成本。權(quán)利要求1.一種用于從車輛中控制燃料蒸氣排放的控制系統(tǒng)(1)，所述系統(tǒng)包括第一吸附系統(tǒng)(3)，該第一吸附系統(tǒng)(3)包括金屬罐(3b)，和第二吸附系統(tǒng)(4)，該第二吸附系統(tǒng)(4)包括沿著第一軸線延伸的管狀外殼(24)，所述系統(tǒng)的特征在于所述管狀外殼(24)充滿具有粒徑大于4毫米的活性碳。2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述管狀外殼(24)充滿粒徑在4毫米和6毫米之間的活性碳。3.如權(quán)利要求1或2所述控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二吸附系統(tǒng)(4)具有大于當(dāng)量直徑D的軸向高度H。4.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二吸附系統(tǒng)(4)具有在l:2.5和1:4.5之間的當(dāng)量直徑D和軸向高度H之間的比率。5.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第二吸附系統(tǒng)(4)具有等于l:3的當(dāng)量直徑D和軸向高度H之間的比率。6.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述管狀外殼(24)從所述金屬罐的頂壁(7)獲得。7.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述金屬罐(3b)充滿粒徑大于4毫米的活性碳。8.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一吸附系統(tǒng)(3)和所述第二吸附系統(tǒng)(4)連續(xù)作用，以用于燃料蒸氣的減少。9.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一吸附系統(tǒng)(3)和所述第二吸附系統(tǒng)(4)被分離，并且可連接在一起以便于實(shí)現(xiàn)與燃料蒸氣的連續(xù)接觸。10.如權(quán)利要求前述任一所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一吸附系統(tǒng)(3)和所述第二吸附系統(tǒng)(4)容納在一個(gè)或相同的箱形的外殼(2)內(nèi)。全文摘要在此描述的是控制從車輛出來的燃料蒸氣排放物的控制系統(tǒng)(1)，該控制系統(tǒng)包括第一吸附系統(tǒng)(3)和第二吸附系統(tǒng)(4)。第一吸附系統(tǒng)由金屬罐(3b)形成，該金屬罐(3b)優(yōu)選充滿粒徑大于4毫米的活性炭。第二吸附系統(tǒng)(4)由管狀的外殼(24)構(gòu)成，其具有在1∶2.5和1∶4.5之間的當(dāng)量直徑D和軸向高度H之間的比率，并且充滿粒徑大于4毫米的活性炭。文檔編號(hào)F02M25/08GK101155985SQ200580049140公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2005年1月21日優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日發(fā)明者德菲利皮·羅伯特申請(qǐng)人:德科福路德科技有限責(zé)任公司