蒸发燃料蒸气排放控制系统技术方案

一种蒸发排放控制罐系统包括具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力的初始吸附剂体积，以及至少一个随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力、小于3g/dL的有效丁烷工作能力(BWC)和2克到6克之间的g总BWC。蒸发排放控制罐系统具有在40g/hr丁烷加载步骤之后施加的不大于210升的吹洗下不大于20mg的两天日间呼吸损失(DBL)排放物。

Vaporized fuel vapor emission control system

An evaporative emission control system includes a tank to effectively increase the initial adsorption capacity of 25 DEG between the vapor concentration of n-butane 50vol% of more than 35 grams of n-butane under /L adsorbent volume at 5vol%, and at least one subsequent adsorbent, which has 5vol% to effectively increase the adsorption capacity, less effective butane working capacity of 3g/dL 25 degrees between the vapor concentration of n-butane to 50vol% of less than 35 grams of n-butane under /L (BWC) and 2 grams to 6 grams of the total BWC G. The evaporative emission control tank system has a two day day respiratory loss (DBL) emission less than 210 liters after 40g/hr butane loading step. It is less than 20mg.

【技术实现步骤摘要】
蒸发燃料蒸气排放控制系统本申请是申请号为201380064567.9、申请日为2013年10月10日、名称为“蒸发燃料蒸气排放控制系统”的专利申请的分案申请。
本公开在各种实施例中大体上涉及蒸发排放控制系统。更具体而言，本公开涉及蒸发燃料蒸气排放控制系统。
技术介绍
来自机动车辆燃料系统的汽油燃料的蒸发是碳氢化合物空气污染的主要潜在来源。此类排放物可由罐系统控制，该罐系统使用活性碳来吸附从燃料系统排出的燃料蒸气。在发动机操作的某些模式下，吸附的燃料蒸气通过以环境空气吹洗罐系统以使燃料蒸气从活性碳解除吸附来从活性碳定期除去。再生碳接着准备吸附附加的燃料蒸气。环境问题的增加继续驱使来自机动车辆的碳氢化合物排放物的严格规定，甚至在车辆未运行时。当车辆在白天加热(即，日间加热)期间的温暖环境中停放时，燃料箱中的温度升高，导致燃料箱中的蒸气压力增大。通常，为了防止燃料蒸气从车辆泄漏到大气中，燃料箱通过导管排出至容纳适合燃料吸附材料的罐，该适合燃料吸附材料可暂时地吸附燃料蒸气。来自燃料箱的燃料蒸气通过罐的燃料蒸气入口进入罐中，并且扩散到吸附剂体积中，其中，其在通过罐的排出端口释放至大气之前吸附在暂时的储存器中。一旦发动机启动，则环境空气通过罐的排出端口吸入罐系统中。吹洗空气流过罐内的吸附剂体积，并且在通过燃料蒸气吹洗导管进入内燃机中之前使吸附在吸附剂体积上的燃料蒸气解除吸附。吹洗空气并未使吸附在吸附剂体积上的全部燃料蒸气解除吸附，导致了可排出至大气的剩余碳氢化合物("尾气(heel)")。此外，该尾气与气相的局部平衡还容许了燃料蒸气从燃料箱迁移穿过罐系统作为排放物。此类排放物典型地在车辆停放和经受几天的时段内的日间温度变化时发生，通常称为"日间呼吸损失"。加利福尼亚低排放车辆规定使得合乎需要的是，来自罐系统的这些日间呼吸损失(DBL)排放物对于以2003型年开始的一定数量的车辆而言低于10mg("PZEV")，而对于以2004型年开始的较大数量的车辆而言低于50mg，典型地低于20mg("LEV-II")。现在，加利福尼亚低排放车辆规定(LEV-III)要求罐DBL排放物按排气排放物测试程序(BETP)不超过20mg，如写在2012年3月22日的针对2001及以后型号的机动车辆的加利福尼亚蒸发排放物标准和测试规程中的。已经报告了若干途径来减少日间呼吸损失(DBL)排放物。一种途径在于显著地增加吹洗气体的体积来提高剩余碳氢化合物尾气从吸附剂体积的解除吸附。然而，该途径具有在吹洗步骤期间至发动机的燃料/空气混合物的复杂管理的缺陷，并且趋于不利地影响尾管排放物。见美国专利第4,894,072号。另一个途径在于通过重新设计现有的罐的大小或通过安装适合大小的辅助排出侧罐来设计具有罐的排出侧上的相对小截面面积的罐。该途径通过增大吹洗空气的强度来减少残余碳氢化合物尾气。此类途径的一个缺陷在于相对小的截面面积将过多的流限制给予罐。见美国专利第5,957,114号。用于提高吹洗效率的另一个途径在于加热吹洗空气，或具有吸附的燃料蒸气的吸附剂体积的一部分，或两者。然而，该途径增大了控制系统管理的复杂性，并且提出了一些安全问题。见美国专利第6,098,601号和第6,279,548号。另一个途径在于在排出至大气之前发送燃料蒸气穿过初始吸附剂体积，并且接着穿过至少一个随后的吸附剂体积，其中初始吸附剂体积具有高于随后的吸附剂体积的吸附能力。见美国专利第RE38,844号。日间呼吸损失(DBL)排放物的规定继续驱动改进的蒸发排气控制系统的新的开发，尤其是在吹洗空气的水平为低的时。此外，日间呼吸损失(DBL)排放物可对于包括内燃机和电动机两者的混合动力车辆而言为更严重的。在此类混合动力车辆中，内燃机在车辆运行期间的几乎一半时间内关闭。由于吸附剂上的吸附的燃料蒸气仅在内燃机启动时吹洗，故混合动力车辆的罐中的吸附剂相比于常规车辆在小于一半时间内以新鲜空气吹洗。混合动力车辆生成与常规车辆几乎相同量的蒸发燃料蒸气。混合动力车辆的较低吹洗频率可不足以从罐中的吸附剂清除残余碳氢化合物尾气，导致高日间呼吸损失(DBL)排放物。因此，合乎需要的是具有一种即使在使用低水平的吹洗空气时或在罐中的吸附剂被较不频繁地吹洗(如，在混合动力车辆的情况下)时或两者时具有低日间呼吸损失(DBL)排放物的蒸发排放控制系统。尽管极为期望被动途径，但在历史上可用的吹洗的仅小部分现在可用时，现有被动途径仍使DBL排放物留在为20mgLEV-III要求许多倍的水平处。附图说明图1为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有一个罐；图2为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有一个罐；图3为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有一个罐；图4为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有主罐和辅助罐；图5为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有主罐和辅助罐；图6为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有主罐和辅助罐；图7为根据本公开的一个实施例的蒸发排放控制罐系统的截面视图，其中罐系统具有主罐和辅助罐；图8为用于确定丁烷吸附能力的设备的简化示意图；以及图9-22为根据本公开的一些非限制性实施例的蒸发排放控制罐系统的简化示意图。具体实施方式现在将在下文中更完整地描述本公开，但并未示出本公开的所有实施例。尽管参照了示例性实施例描述了本公开，但本领域技术人员将理解的是，可制作出各种变化，并且等同方案可替代其元件，而并未脱离本公开的范围。此外，可制作出许多改型来适应本公开的教导的特定结构或材料，而并未脱离其基本范围。本申请的附图仅为了示范性目的。它们并不旨在限制本申请的实施例。此外，附图并未按比例绘制。附图之间共同的元件可保留相同的数字标号。在特定实施例中，蒸发排放控制罐系统包括一个或更多个罐。蒸发排放控制罐系统包括初始吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力；以及至少一个随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力，小于3g/dL的有效丁烷工作能力(BWC)，以及2克到6克之间的g总BWC。初始吸附剂体积和至少一个随后的吸附剂体积位于单个罐内，或者初始吸附剂体积和至少一个随后的吸附剂体积位于连接成容许由燃料蒸气连续接触的单独的罐中。蒸发排放控制罐系统具有在40g/hr的丁烷加载步骤之后施加的不大于大约210升的吹洗下不大于20mg的两天日间呼吸损失(DBL)排放物。图13示出了蒸发排放控制罐系统的一些实施例的非限制性实例，其中初始吸附剂体积和随后的(多个)吸附剂体积位于单个罐内。图4-7示出了包括一个以上的罐的蒸发排放控制罐系统的实施例的非限制性实例，其中初始吸附剂体积和至少一个随后的吸附剂体积位于连接成容许由燃料蒸气连续接触的单独的罐中。图1示出了蒸发排放控制罐系统的一个实施例，其具有单个罐内的初始吸附剂体积和随后的吸附剂体积。罐系统100包括支承筛网102、分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸发排放控制罐系统，包括一个或更多个罐，并且包括：吸附剂体积，其具有5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力；以及至少一个随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力，以及小于或等于6克的g总BWC，其中具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力的所述吸附剂体积和所述至少一个随后的吸附剂体积位于单个罐内，或者位于连接成容许由燃料蒸气连续接触的单独的罐中。

【技术特征摘要】
2012.10.10 US 61/7122441.一种蒸发排放控制罐系统，包括一个或更多个罐，并且包括：吸附剂体积，其具有5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力；以及至少一个随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力，以及小于或等于6克的g总BWC，其中具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力的所述吸附剂体积和所述至少一个随后的吸附剂体积位于单个罐内，或者位于连接成容许由燃料蒸气连续接触的单独的罐中。2.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述罐系统具有由2012年加尼福利亚排气排放物测试程序(BETP)确定的不超过20mg的两天日间呼吸损失(DBL)排放。3.根据权利要求2所述的罐系统，其中所述两天DBL在40g/hr的丁烷加载步骤之后施加的不大于210升的吹洗下不大于20mg。4.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述至少一个随后的吸附剂体积具有在2g和6g之间的g总BWC。5.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述至少一个随后的吸附剂体积具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的24或更少的克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。6.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述至少一个随后的吸附剂体积具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的16或更少的克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。7.根据权利要求1所述的罐系统，还包括至少一个附加的随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。8.根据权利要求7所述的罐系统，其中所述至少一个附加的随后的吸附剂体积相对于在从燃料侧到排气侧的流动路径中的前一个随后的吸附剂体积具有较低的有效增加吸附能力。9.根据权利要求7所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积比任何先前的随后的吸附剂体积具有较低的有效增加吸附能力。10.根据权利要求7所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积具有小于6g的g总BWC。11.根据权利要求10所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积相对于在从燃料侧到排放侧的流动路径中的前一个随后的吸附剂体积具有较低的克总BWC。12.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述系统还包括用于加热一个或多个吸附剂体积的至少一个热输入单元。13.根据权利要求12所述的罐系统，其中所述热输入单元包括内部电阻元件、外部电阻元件，或与吸附剂相关联的热输入单元中的至少一个。14.根据权利要求12所述的罐系统，其中所述热输入单元包括热传递流体、换热器、热传导元件或正温度系数材料中的至少一个。15.根据权利要求1所述的罐系统，其中所述吸附剂包括选自由以下构成的组中的组分：活性炭，木炭，沸石，粘土，多孔聚合物，多孔氧化铝，多孔硅石，分子筛，高岭土，二氧化钛，二氧化铈和其组合。16.根据权利要求15所述的罐系统，其中所述吸附剂包括选自由以下构成的组中的组分：活性炭，木炭及其组合。17.根据权利要求16所述的罐系统，其中所述活性碳源于包括选自由以下构成的组的组分的材料：木材、木屑、木粉、棉绒、泥煤、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、植物、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料，以及它们的组合。18.根据权利要求17所述的罐系统，其中所述吸附剂中的至少一种吸附剂的形式包括选自由以下构成的组的组分：颗粒、丸、球、蜂窝、整料、丸状圆柱、均一形状的颗粒介质、不均一形状的颗粒介质、挤压形式的结构介质、卷绕形式的结构介质、折叠形式的结构介质、褶皱形式的结构介质、波状形式的结构介质、倾倒形式的结构介质、连结形式的结构介质、非织造物、织造物、片、纸、泡沫、中空圆柱、星、扭曲的螺旋、星形物、构造的带和它们的组合。19.根据权利要求1所述的罐系统，其特征在于，所述至少一个随后的吸附剂体积包括体积稀释物质。20.根据权利要求19所述的罐系统，其特征在于，所述体积稀释物质包括选自由以下构成的组的组分：惰性隔离物颗粒、卷吸空气空间、泡沫、纤维、筛网和它们的组合。21.根据权利要求19所述的罐系统，其特征在于，所述体积稀释物质包括选自由以下构成的组的形成为高空隙形状的吸附剂材料：星、中空管、星形物、螺旋、圆柱、构造的带、蜂窝、整料和它们的组合。22.一种蒸发排放控制罐系统，包括一个或更多个罐，并且包括：吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的大于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力；以及至少一个随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力，以及小于6克的g总BWC，其中所述吸附剂位于单个罐内，或者位于连接成容许由燃料蒸气连续接触的单独的罐中，其中所述罐系统具有的两天日间呼吸损失（DBL）排放在40g/hr的丁烷加载步骤之后施加的不大于大约210升的吹洗下不大于20mg。23.根据权利要求22所述的罐系统，其中所述至少一个随后的吸附剂体积具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的24或更少的克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。24.根据权利要求22所述的罐系统，其中所述至少一个随后的吸附剂体积具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的16或更少的克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。25.根据权利要求22所述的罐系统，还包括至少一个附加的随后的吸附剂体积，其具有在5vol%到50vol%的正丁烷的蒸气浓度之间的小于35克正丁烷/L的25℃下的有效增加吸附能力。26.根据权利要求25所述的罐系统，其中所述至少一个附加的随后的吸附剂体积相对于在从燃料侧到排气侧的流动路径中的前一个随后的吸附剂体积具有较低的有效增加吸附能力。27.根据权利要求25所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积比任何先前的随后的吸附剂体积具有较低的有效增加吸附能力。28.根据权利要求25所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积具有从2g到6g的克总BWC。29.根据权利要求25所述的罐系统，其中每个附加的随后的吸附剂体积相对于在从燃料侧到排放侧的流动路径中的前一个随后的吸附剂体积具有较低的克总BWC。30.根据权利要求22所述的罐系统，其中所述系统还包括用于加热一个或多个吸附剂体积的至少一个热输入单元。31.根据权利要求30所述的罐系统，其中所述热输入单元包括内部电阻元件、外部电阻元件，或与吸附剂相关联的热输入单元中的至少一个。32.根据权利要求30所述的罐系统，其中所述热输入单元包括热传递流体、换热器、热传导元件或正温度系数材料中的至少一个。33.根据权利要求22所述的罐系统，其中所述吸附剂包括选自由以下构成的组中的组分：活性炭，木炭，沸石，粘土，多孔聚合物，多孔氧化铝，多孔硅石，分子筛，高岭土，二氧化钛，二氧化铈和其组合。34.根据权利要求33所述的罐系统，其中所述吸附剂包括选自由以下构成的组中的组分：活性炭，木炭及其组合。35.根据权利要求34所述的罐系统，其中所述活性碳源于包括选自由以下构成的组的组分的材料：木材、木屑、木粉、棉绒、泥煤、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油沥青、果核、果石、坚果壳、坚果核、锯屑、棕榈、植物、合成聚合物、天然聚合物、木质纤维材料，以及它们的组合。36.根据权利要求22所述的罐系统，其中吸附剂的形式包括选自由以下构成的组的组分：颗粒、丸、球、蜂窝、整料、丸状圆柱、均一形状的颗粒介质、不均一形状的颗粒介质、挤压形式的结构介质、卷绕形式的结构介质、折叠形式的结构介质、褶皱形式的结构介质、波状形式的结构介质、倾倒形式的结构介质、连结形式的结构介质、非织造物、织造物、片...

【专利技术属性】
技术研发人员：LH希尔茨克，PD麦克雷，JR米勒，RS威廉斯，
申请(专利权)人：米德韦斯瓦科公司，
类型：发明
国别省市：美国,US