專利名稱：空氣過濾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一般地涉及一種空氣過濾裝置，并且具體涉及一種用于燃料蒸汽回收 系統(tǒng)的空氣過濾裝置。更具體地，本實(shí)用新型涉及一種用于機(jī)動車輛燃料蒸汽回收系統(tǒng)的 空氣過濾器，該機(jī)動車輛燃料蒸汽回收系統(tǒng)包括用于從蒸汽回收系統(tǒng)凈化空氣流中逐漸分 離出不需要的灰塵顆粒、濕氣、碳煙及類似物的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域所公知的，用于機(jī)動車輛內(nèi)的傳統(tǒng)燃料蒸汽回收系統(tǒng)典型地包括用于回 收產(chǎn)生于燃料箱內(nèi)的過量燃料蒸氣的碳罐。碳罐中的活性炭吸收燃料蒸汽并臨時保留蒸氣 直到碳罐被凈化(purge，蒸氣釋放)。在機(jī)動車輛工作過程中，在由程控機(jī)動車輛校準(zhǔn)決定 的時間，通過將外面的空氣，或掃氣引入碳罐，被活性炭吸收的燃料蒸氣被釋放。因此釋放 的燃料蒸氣被供應(yīng)給發(fā)動機(jī)以用于燃燒。更特別地，機(jī)動車輛內(nèi)燃發(fā)動機(jī)利用連接到燃料箱的碳罐收集當(dāng)燃料箱被再次加 滿時或泊車時來自燃料箱的燃料蒸氣。連接到發(fā)動機(jī)上的碳罐在“凈化”清潔過程中還允 許碳罐內(nèi)儲存的蒸氣被吸入發(fā)動機(jī)以供燃燒。被過濾的新鮮空氣對于凈化過程是必要的， 以使環(huán)境污染物不會最終堵塞碳床或損壞一些閥門，這可能導(dǎo)致車載診斷(0BD-II)檢測 錯誤的產(chǎn)生。具有內(nèi)置的碳罐通風(fēng)閥(CVV)的空氣過濾裝置可以成為保證該清潔空氣供應(yīng) 的重要設(shè)計(jì)元件。將過濾凈化空氣引入蒸汽回收系統(tǒng)以凈化碳罐并不是新的。為了達(dá)到所述的目 的，現(xiàn)有技術(shù)示例提出了包含過濾媒介，隔板裝置，或二者都包含的一個或多個組件的使 用。更特別地，Murdock等的申請?zhí)枮?，058，693的美國專利，Waller的申請?zhí)枮?，024，687 的美國專利，和Gimby的申請?zhí)?，638，786的美國專利中的每一個都公開了包含隔板和過 濾器元件裝置組合的遠(yuǎn)置燃料蒸汽回收系統(tǒng)過濾器組件。‘693和'687專利都包括包 含不超過兩個獨(dú)立隔板體的簡單隔板裝置。本實(shí)用新型公開了多個互相配合或非互相配 合的平面隔板，與本實(shí)用新型增加的復(fù)雜性相伴隨的是增加的功效?！?68專利提供了包 含有多種實(shí)施例的過濾器元件的自凈化空氣過濾器。在每一個實(shí)施例中，所述的元件都明 顯是薄的、堅(jiān)硬的、類似屏幕的實(shí)體，并且過濾器包括依靠該元件的“閉塞”提供功能，因此 該元件可以通過該公開的過濾器清潔部件清潔。本實(shí)用新型包含堅(jiān)固的和飽滿的(厚的、 寬的和高的)過濾器元件和隔板區(qū)域，并已經(jīng)被證明能夠持續(xù)車輛的平均使用壽命(大約 150，000英里)而不需要清潔。本實(shí)用新型公開的持久功能性具有兩個主要和新穎的因素。第一個在于隔板部分 設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)多個隔板以使當(dāng)空氣流從進(jìn)氣口流向過濾器部分時，空氣流中的具有寬尺寸和 慣性分布的顆粒被吸收。這是由于隔板之間減小的隔板間距和對空氣流活動性要求的相應(yīng) 增加。本實(shí)用新型第二個主要和新穎的特點(diǎn)在于過濾器元件的布置，以使最小顆粒(那些 幸免于隔板部分的顆粒)被大體容納在過濾器元件的上半部分，并且最終由于重力、振動 等，將轉(zhuǎn)移到該元件的下部分。以此方式，將保證空氣的徹底凈化和空氣過濾器元件的持久動能。DeMinco等的編號為4，693，393的美國專利和Korama的編號為5，501, 198的美國 專利公開了通過分別只包含隔板裝置和只包含過濾元件裝置而整體地結(jié)合在碳罐內(nèi)的過 濾系統(tǒng)的實(shí)施例。Turner等的編號為5，149，347的美國專利也公開了只包含隔板部分的分 離器裝置，隔板部分遠(yuǎn)置地連接到碳罐。很明顯任何只包含隔板裝置或只包含過濾器裝置 的結(jié)構(gòu)不會像既包含隔板又包含顆粒過濾器裝置的本實(shí)用新型一樣有效和堅(jiān)固。Satarino等的編號為5，912，368的美國專利描述了在過濾器組件內(nèi)包括漸進(jìn)的 隔板分離裝置和過濾器元件裝置的過濾器。這保證最大程度地將顆粒、雜質(zhì)，比如碳煙和道 路灰塵、濕氣以及其中存在的其它類似物從新鮮空氣中分離出來。

實(shí)用新型內(nèi)容依照本公開，本實(shí)用新型提供了一種用于蒸發(fā)排放物控制碳罐的空氣過濾器組 件，所述蒸發(fā)排放物控制碳罐用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃料系統(tǒng)。所述空氣過濾器組件包含殼體， 具有形成于所述殼體上部內(nèi)的進(jìn)氣口 ；以及出氣口 ；以及多個垂直延伸隔板，其被設(shè)置在 所述殼體內(nèi)并介于所述殼體上部和所述殼體下部之間。所述隔板形成通過水平互聯(lián)通道水 平互聯(lián)的多個垂直延伸通道，所述水平互聯(lián)通道設(shè)置為鄰近所述殼體上部和殼體相對的底 部。第一個垂直延伸通道接受從所述進(jìn)氣口進(jìn)入殼體的空氣。所述空氣然后在所述殼體內(nèi) 橫向向外流動，以迂回的氣流連續(xù)地向上和向下并通過所述水平互聯(lián)通道，從所述第一個 垂直延伸通道連續(xù)地向其它垂直延伸通道流動，并最終通過所述出氣口從所述殼體排出。 過濾器，設(shè)置所述多個垂直延伸通道中的一個內(nèi)，并處于通過所述多個垂直延伸通道中的 一個的所述空氣的迂回氣流路徑中。在一個實(shí)施例中，所述殼體具有外側(cè)圓周部分并且所述出氣口設(shè)置在鄰近所述殼 體外側(cè)圓周部分的殼體底部的部分內(nèi)。在一個實(shí)施例中，所述殼體具有外側(cè)圓周部分并且所述出氣口設(shè)置為鄰近所述殼 體外側(cè)圓周部分。在以下的附圖和說明中闡明了本實(shí)用新型一個或多個實(shí)施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)說明和 附圖以及權(quán)利要求，本實(shí)用新型的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會更明顯。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的機(jī)動車輛蒸發(fā)排放物系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)具有利用空 氣過濾器組件的燃料蒸汽回收系統(tǒng)；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的在圖1中使用的空氣過濾器組件側(cè)視圖；圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的在圖1中使用的空氣過濾器組件俯視圖；圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的在圖1中使用的空氣過濾器組件截面視圖，根據(jù)本實(shí)用 新型該截面沿著圖3中的直線4-4作出；圖5為根據(jù)本實(shí)用新型的在圖1中使用的空氣過濾器組件截面視圖，根據(jù)本實(shí)用 新型該截面與圖4 一樣沿著圖3中的直線4-4作出，根據(jù)本實(shí)用新型在此用箭頭示出通過 空氣過濾器組件的空氣流動；以及圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的在圖1中使用的空氣過濾器組件截面視圖，根據(jù)本實(shí)用新型沿著圖5中的直線6-6作出。不同附圖中的同一附圖標(biāo)記指的是同一元件。
具體實(shí)施例圖1示出了具有在內(nèi)部整體設(shè)置有燃料蒸氣儲存系統(tǒng)(FVSS)的車輛蒸發(fā)排放系 統(tǒng)。雖然不同車輛的蒸發(fā)排放系統(tǒng)的細(xì)節(jié)、形狀和零件名稱可能不同，但主要結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)零 件仍然一樣。機(jī)動車輛蒸發(fā)排放系統(tǒng)的主要零件是燃料箱10和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)12。液體燃料通過 首先被引入燃料入口 14，然后通過加油管16進(jìn)入燃料箱10，從而進(jìn)入車輛。憑借燃料泵 18，燃料通過燃料過濾器20被輸送并且通過燃料管路22、燃料導(dǎo)管24和燃料噴射器26的 路徑到達(dá)發(fā)動機(jī)12?？蛇x地，通過經(jīng)燃料回流線路28將燃料運(yùn)送回燃料箱10，一些系統(tǒng)將 回收發(fā)動機(jī)12未用的燃料。通常在兩種主要的情況下充滿燃料蒸發(fā)的空氣被排出燃料箱10。第一種情況是在 上文描述的向燃料箱10中加油的過程中，而另一個發(fā)生在當(dāng)燃料箱中的燃料蒸氣膨脹時 (通常由于燃料和/或燃料蒸氣的溫度增加)并且將一些燃料蒸氣排出燃料箱。在每一種 情況下，充滿燃料蒸氣的空氣都通過燃料回收線路30被輸送到碳罐32，在碳罐32中充滿燃 料蒸氣的空氣在被輸送到大氣中之前得到清潔。碳罐32充滿吸收來自空氣流中的燃料蒸 氣的活性炭。碳罐32在吸收和清潔充滿燃料蒸氣的空氣之后，必須周期性地釋放或凈化其中 的燃料蒸氣。該更新被實(shí)施以使碳罐可以容納和吸收來自燃料箱10中的額外的燃料蒸氣。被用作凈化空氣的大氣被壓入并和排出碳罐32并且然后通過蒸發(fā)凈化管路34和 碳罐凈化閥36被輸送，直接到達(dá)發(fā)動機(jī)12以供使用。如上所述，被用作凈化空氣的室外空氣必須在被引入碳罐通風(fēng)閥38(CVV)和碳罐 32之前基本被清除所有物質(zhì)。這就是空氣過濾器組件40與CVV38 —起被包含在共用殼體 70中的目的。空氣過濾器組件40的優(yōu)選設(shè)計(jì)在圖2-6中可以最好地看到。簡要地，空氣過濾器 組件40具有能夠使該組件直接安裝到碳罐32上的整體裝配特征。進(jìn)一步地，除了多個同心 圓形隔板50-54 (圖4) ( S卩，隔板50-54是具有圓形壁的圓形罐裝結(jié)構(gòu))、矩形隔板56 (圖4) (即隔板56是具有矩形壁的矩形管狀結(jié)構(gòu))、過濾器58 (圖4)之外，空氣過濾器組件40在 其中還包括碳罐通風(fēng)閥(CVV)38。提供進(jìn)氣口 60以吸入新鮮空氣，并且提供出氣口 62 (圖 4)并連接到CVV38上，如圖1所示。注意到隔板50-54關(guān)于設(shè)置通過進(jìn)氣口 60的中心的縱 向軸線61同心。注意到CVV38可以是殼體70的內(nèi)置或插入部分。閥38可以是電的、機(jī)械 的、氣動的或通過未示出的微控制器以允許氣流通道打開/關(guān)閉的其它裝置。更具體地，并且現(xiàn)在參照圖4和圖5，空氣過濾器組件40包括殼體70，殼體70具 有形成于殼體70的上部73內(nèi)的進(jìn)氣口 60，以及出氣口 62。隔板50從殼體70的上部73 內(nèi)的進(jìn)氣口 60向下垂直延伸，但是不達(dá)到殼體70的底部75。隔板50-56形成多個垂直延 伸通道74-82，通道74-82通過設(shè)置為與殼體70的上部72以及殼體70相對的底部鄰近的 水平互聯(lián)通道84-86水平地互聯(lián)。注意到通道74-80關(guān)于設(shè)置為通過進(jìn)氣口 60中心的縱 向軸線61同心。[0027]因此，隔板52-56的壁形成多個垂直延伸通道74_82，通道74_82通過水平互聯(lián)通 道84-90互聯(lián)，水平互聯(lián)通道84-90形成于隔板50-56的遠(yuǎn)端與殼體70的視情況而定的上 部或下部71、73之間。如圖5所示，垂直延伸通道的第一個，在此是通道74接受從進(jìn)氣口 60進(jìn)入殼體的空氣?？諝庠诘谝粋€通道74內(nèi)向下流動，然后橫向向外流動通過水平互聯(lián)通 道84，然后向上流動通過第二個垂直延伸通道76，并且最終通過出氣口排出殼體。過濾器 結(jié)構(gòu)設(shè)置在第二個垂直延伸通道內(nèi)。
垂直延伸通道74-82的第一個，在此是通道74，接受從進(jìn)氣口 60進(jìn)入殼體的空 氣。該空氣然后在殼體70內(nèi)橫向向外流動，以迂回的氣流連續(xù)地向上和向下并通過水平 互聯(lián)通道84-86，從而從第一個垂直延伸通道74連續(xù)地向其它垂直延伸通道76，然后為垂 直延伸通道78，然后為垂直延伸通道80，然后為垂直延伸通道82流動，并最終通過出氣口 62排出殼體70?？諝饬髟趫D5中以箭頭示出，注意到隨著空氣流連續(xù)地通過通道76，然后 78，然后80，然后82，空氣的速率減小，其通過長度連續(xù)變小的箭頭示出。更特別地，注意到 空氣連續(xù)流動通過這些垂直延伸通道76-82，因?yàn)橥ǖ?6-82的橫截面區(qū)域連續(xù)增加，通道 76-82中的每一個內(nèi)的空氣體積連續(xù)增加，所以連續(xù)減小了空氣的速率。因此，隨著空氣連 續(xù)通過通道82，空氣中相對較大的顆粒將落在位于靠近軸線61的通道下面的殼體底部上， 而較小的顆粒將落在位于遠(yuǎn)離軸線61的通道下面的殼體底部上。過濾器58設(shè)置在多個垂直延伸通道74-82中的其中一個內(nèi)，在此是通道80，并位 于通過垂直延伸通道74-82中的一個的空氣的迂回氣流的路徑中。本實(shí)用新型三個主要的/新的特征在吸收大量的灰塵之前或之后以最少的氣流 限制在不同方向上提供了有效的過濾。如圖6所示，首先，在隔板50-56之間的具有適當(dāng)間 距的同心隔板50-54以這樣的方式布置徑向分散空氣流，使氣流垂直撞擊裝置的表面，急 劇改變空氣的方向。這樣迅速地減小了速率，以使當(dāng)空氣流從進(jìn)氣口通過這些隔板流動時， 從空氣流中分離出具有相對較寬的尺寸范圍和慣性分布的塵粒。第二，過濾媒介元件50的 實(shí)施捕獲了一些具有低動力的較小顆粒(那些幸免通過同心隔板部分的顆粒)。第三，矩形 隔板56使突然改變方向的空氣流流動越過并圍繞隔板56以到達(dá)組件40的出氣口 62。這 可以進(jìn)一步地減小速率以容納那些在位于矩形隔板與裝置外壁之間的間隔內(nèi)的最細(xì)小的 幸存的灰塵。因此，空氣過濾器將保證對進(jìn)入燃料蒸汽回收系統(tǒng)的空氣徹底的凈化。除了過濾功能，過濾裝置還減小了零件復(fù)雜性。同心圓形或矩形隔板50-56直接 在過濾器體(即殼體70)內(nèi)模塑。該內(nèi)塑裝配特征是為了將過濾器裝置50安裝進(jìn)碳罐內(nèi)； 并且內(nèi)置CVV38用于汽車車載診斷(OBD-II)泄露檢查功能。因此，它減小了零件的復(fù)雜性。 過濾器50可以通過任何方便的裝置，比如通過從通道80的上殼體部分或下殼體部分伸入 過濾器58的上表面和下表面內(nèi)的細(xì)柱(未示出)，從而被支撐在殼體70內(nèi)。已經(jīng)描述了本實(shí)用新型的多個實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解可以做出不脫離本實(shí)用新 型的精神和范圍的各種修改。例如隔板50-54可以是矩形。更進(jìn)一步地，可以使用更多或 更少的隔板。因此，其它實(shí)施例在以所附利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種空氣過濾器組件，所述蒸發(fā)排放物控制碳罐用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃料系統(tǒng)，包含殼體，具有形成于所述殼體上部內(nèi)的進(jìn)氣口；以及出氣口；多個垂直延伸隔板，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并介于所述殼體上部和所述殼體下部之間，所述隔板形成通過水平互聯(lián)通道水平互聯(lián)的多個垂直延伸通道，所述水平互聯(lián)通道設(shè)置為鄰近所述殼體上部和所述殼體相對的底部，第一個垂直延伸通道接受從所述進(jìn)氣口進(jìn)入所述殼體的空氣，所述空氣然后在所述殼體內(nèi)橫向向外流動，以迂回氣流連續(xù)地向上和向下并通過所述水平互聯(lián)通道，從所述第一個垂直延伸通道連續(xù)地向其它垂直延伸通道流動，并最終通過所述出氣口從所述殼體排出；以及過濾器，設(shè)置在所述多個垂直延伸通道中的一個垂直延伸通道內(nèi)，并處于通過所述多個垂直延伸通道中的一個垂直延伸通道的所述空氣的所述迂回氣流的路徑中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器組件，其中所述多個隔板關(guān)于所述進(jìn)氣口中心軸 線同心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣過濾器組件，其中所述隔板的部分具有圓形壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器組件，其中所述多個隔板是中空管狀結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器組件，其中所述殼體具有外側(cè)周圍部分并且所述 出氣口被設(shè)置在所述殼體底部的部分內(nèi)，該部分鄰近所述殼體的所述外側(cè)周圍部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾器組件，其中所述殼體具有外側(cè)周圍部分并且所述 出氣口被設(shè)置為鄰近所述殼體的所述外側(cè)周圍部分。
7.一種空氣過濾器組件，包含殼體；多個垂直延伸隔板，設(shè)置在所述殼體內(nèi)，并介于所述殼體上部和所述殼體下部之間，所 述隔板形成通過水平互聯(lián)通道水平互聯(lián)的多個垂直延伸通道，第一個所述垂直延伸通道接 受從進(jìn)氣口進(jìn)入所述殼體的空氣，所述空氣然后在所述殼體內(nèi)橫向向外流動，以迂回氣流 連續(xù)地向上和向下并通過所述水平互聯(lián)通道，從所述第一個垂直延伸通道連續(xù)地向其它垂 直延伸通道流動，并最終通過所述出氣口排出所述殼體；以及過濾器，設(shè)置在所述多個垂直延伸通道中的一個垂直延伸通道內(nèi)，并處于通過所述多 個垂直延伸通道中的一個垂直延伸通道的所述空氣的所述迂回氣流的路徑中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣過濾器組件，其中所述多個隔板關(guān)于所述進(jìn)氣口中心軸 線同心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器組件，其中所述隔板的部分具有圓形壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的空氣過濾器組件，其中所述多個隔板是中空管狀結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了空氣過濾器組件，用于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)燃料系統(tǒng)的蒸發(fā)排放物控制碳罐。空氣過濾器組件包含殼體，形成于所述殼體上部內(nèi)的進(jìn)氣口；出氣口；以及多個垂直延伸隔板，其被設(shè)置在所述殼體內(nèi)并介于所述殼體上部和所述殼體下部之間。隔板形成通過水平互聯(lián)通道水平互聯(lián)的多個垂直延伸通道，水平互聯(lián)通道設(shè)置為鄰近殼體上部和殼體相對的底部。第一個垂直延伸通道接受從進(jìn)氣口進(jìn)入殼體的空氣?？諝馊缓笤跉んw內(nèi)橫向流動，氣流連續(xù)地向上和向下并通過水平互聯(lián)通道，從第一個垂直延伸通道連續(xù)地向其它垂直延伸通道流動，并通過出氣口從殼體排出。過濾器設(shè)置在多個垂直延伸通道中的一個內(nèi)，并處于通過多個垂直延伸通道中空氣的迂回氣流路徑中。
文檔編號F02M25/08GK201747490SQ20102020464
公開日2011年2月16日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者J·G·溫塞克, J·林, M·E·希普 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司