具有阻挡层的活性炭过滤器制造技术

一种用于减少碳氢化合物排放的活性炭过滤器，包括：多个通道，该通道适合气体流过，以及通道壁的表面的至少部分具有用于吸收和/或吸附物质的活性炭，该物质具体为碳氢化合物；以及过滤器周壁，在活性炭过滤器的外周上；其中，过滤器周壁包括阻挡层，具体为过滤器周壁的外表面上的涂层的形式，从而防止或至少显著降低气体和/或物质穿过所述过滤器周壁渗透，气体和/或物质具体为含碳氢化合物的气体，渗透具体为扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有阻挡层的活性炭过滤器
本专利技术涉及一种活性炭过滤器和一种过滤器系统，特别是作为用于减少碳氢化合物排放的燃料蒸汽缓冲装置的部分。
技术介绍
安装在车辆中的活性炭过滤系统或燃料蒸汽缓冲装置用于防止来自燃料箱的蒸汽进入环境，通常包括活性炭颗粒，并且必须定期地通过新鲜空气冲洗或再生。然而，相应的冲洗循环和冲洗体积变得越来越小，其结果是碳氢化合物保持结合在活性炭过滤器中，这由于可能的冲洗过程而不能完全消除。为了测试车辆以及活性炭过滤器系统发出的排放物，首先对车辆进行特定的驱动循环。冲洗过程在驱动循环期间发生，但是它们限于车辆的某些操作状态，因此不再足以充分冲洗活性炭过滤器系统。结果，碳氢化合物可保持结合在活性炭过滤器系统中。在驱动循环结束后，立即将车辆放置在所谓的SHED室中并进行测试。在测试过程中，车辆不移动，而是经受大温度波动。因此，在SHED测试期间，碳氢化合物排放物从整个车辆发出，这也影响来自包括活性炭过滤器系统的燃料箱系统的燃料蒸汽。已发现的是，在SHED测试期间的问题不仅是从油箱中蒸发，而且是残留在活性炭过滤器系统中的有害碳氢化合物的蒸发。对于进入美国市场的车辆，允许的碳氢化合物排放的限制特别低，使得在这种市场上，除了活性碳颗粒之外，在燃料蒸汽缓冲装置中必须非常经常地采用单独的或附加的过滤系统。活性炭过滤系统以及作为活性炭过滤系统的部分的单独的或附加的过滤系统布置在油箱的排气管线中。当加燃料和当油箱内容物由于热影响而膨胀时，油箱中的空气必须通过活性炭过滤器系统排出。因而，活性炭过滤系统用于防止燃料蒸汽进入大气。对于活性炭过滤器系统，必须总是同时进行所谓的冲洗过程。具体地，大气空气以相反的方式通过活性炭过滤器系统，以便再生燃料蒸汽缓冲装置，即，冲洗掉结合在活性炭颗粒和附加过滤器系统中的碳氢化合物蒸汽。在这里，没有结合在活性炭颗粒或附加过滤系统的过滤器中，而是结合在用于固定或密封的诸如泡沫或密封件的外围部件中的燃料蒸汽也被冲刷掉。在冲洗空气经过燃料蒸汽缓冲装置并富含燃料蒸汽之后，其被供应到发动机中的燃烧过程。单独的或附加的过滤器系统通常包括具有多个通道的另一活性炭过滤器，蒸汽和冲洗空气流过该多个通道，并且其中，通道壁由活性炭构成以结合碳氢化合物。这些活性炭过滤器也称为蜂窝状过滤器(HCB过滤器)或整料，其中，从横截面看，通道不必具有蜂窝状结构。HCB过滤器通常具有长型形状，以便在蒸汽或冲洗空气与通道壁的活性炭之间获得大的接触面积。HCB过滤器通常位于长型壳体中，并借助于密封件和/或泡沫保持在长型壳体中。密封件和/或泡沫也用于防止冲洗空气，特别是来自油箱的燃料蒸汽，进入HCB过滤器和壳体内壁之间的间隙空间，从而绕过单独的或附加的活性炭过滤器，从而以未过滤的方式到达大气。尽管如此，含碳氢化合物蒸汽在HCB过滤器和壳体内壁之间的间隙空间中形成。一方面，这通过密封件和/或泡沫中最小的薄弱点来实现，所述密封件和/或泡沫用于将HCB过滤器紧固在壳体中。另一方面，发现碳氢化合物也穿过活性炭过滤器的外壁通和道壁，因为活性炭过滤器的通道壁和外壁主要由多孔活性炭组成。另外，饱和活性炭不能再吸收碳氢化合物，使得碳氢化合物扩散通过由活性炭制成的通道壁和活性炭过滤器的外壁，而不受活性炭束缚。结果，随着时间的推移，碳氢化合物或含碳氢化合物蒸汽积聚在HCB过滤器和壳体内壁之间的间隙空间中。如上所述，该间隙空间不会由冲洗空气冲洗，使得那里积聚的碳氢化合物不会由冲洗过程去除。相反，该间隙空间中的碳氢化合物蒸汽导致活性炭过滤器外壁的活性炭快速饱和，从而显著降低单独或附加的过滤器系统的过滤器性能。另外，碳氢化合物蒸汽可通过HCB过滤器的外壁和壳体内壁之间的密封件中的最小开口以基本上未过滤的方式到达大气。
技术实现思路
鉴于所提出的问题，本专利技术的一个目的是提供一种改进的活性炭过滤器和一种改进的活性炭过滤器系统。该目的通过独立权利要求的特征来实现。优选实施方式是从属权利要求的主题。本专利技术的第一方面涉及一种用于减少碳氢化合物排放的活性炭过滤器，特别是在活性炭过滤器系统的第一过滤器装置之后使用的活性炭过滤器，该活性炭过滤器包括：多个通道，其中，从横截面看，所述通道以封闭的方式形成，并且适合气体流过，以及其中，通道壁的表面的至少部分具有用于吸收和/或吸附物质的活性炭，特别地，碳氢化合物；活性炭过滤器外周边上的过滤器周壁；其中，所述过滤器周壁包括阻挡层，特别是以所述过滤器周壁的外表面的涂层的形式，其基本上防止但至少显著降低气体和/或物质，特别是含碳氢化合物的气体，渗透穿过所述过滤器周壁，特别是扩散穿过所述过滤器周壁。结果，根据本专利技术的活性炭过滤器具有包括阻挡层的过滤器周壁，使得防止碳氢化合物穿透和/或扩散通过过滤器周壁。在本申请的意义内的活性炭过滤器描述了适合吸收和/或吸附物质并且不必包括活性炭的过滤器装置。在本申请的含义内的活性炭过滤器可替代地和/或除了活性炭之外，还包括用于吸附和/或吸收物质的碳、沸石、多孔聚合物、多孔氧化铝、多孔氧化硅、分子筛、高岭土、氧化钛和/或氧化铈。活性炭可从各种起始材料获得，诸如木材、木屑、锯屑、棉花、泥炭、煤、椰子、褐煤、碳水化合物、石油沥青、石油焦、煤焦油、果皮、果仁、坚果壳、坚果仁、锯屑、棕榈树、蔬菜例如稻谷壳或稻草。使用各种方法，例如化学活化和/或热活化的合成聚合物、天然聚合物和/或木质纤维素材料。在本申请的上下文中，术语活性炭仅示例性地使用，因为上述材料也可另外或替代地用于其位置。这特别适用于通道壁、过滤器周壁和下面提到的活性炭涂层。在活性炭过滤器的特别优选的实施方式中，通道壁和过滤器外围壁基本上由活性炭或含有活性炭的材料组成。在该优选实施方式中，过滤器周壁在远离活性炭过滤器内部的过滤器周壁的表面上(即，在其外表面上)具有附加的涂层或护套。在这里，涂层或护套由基本上防止和/或显著减少气体和/或物质扩散的材料组成，特别是含碳氢化合物的气体或碳氢化合物。进一步优选地，涂层或护套形成基本上封闭的无孔层，气体和/或物质，特别是含碳氢化合物的气体或碳氢化合物，不能穿过该无孔层。进一步优选地，过滤器周壁在涂层或护套的至少部分区域上还包括活性炭。在活性炭过滤器的组装状态下，附加的活性炭位于壳体中的活性炭过滤器和壳体内壁之间的基本上密封的间隙空间中，并且用于吸收或吸附进入间隙空间的碳氢化合物，而不管阻挡层和密封装置。在这里，进一步优选的是，密封装置邻接或附接在活性碳过滤器的壳体内壁和外壁之间的涂层或护套的那些区域不具有任何附加的活性碳，使得可在这些区域中实现最佳的可能密封。可选择地和/或另外地，在这些区域中的涂层或护套被清洁、抛光和/或设置有附加粘合剂或密封剂。在另一特别优选的实施方式中，通道壁和/或过滤器周壁由载体材料，特别是塑料和/或陶瓷组成，其中，载体材料至少部分具有包含活性炭的涂层。载体材料可由各种材料和各种制造方法制成。塑料，特别是耐温塑料以及陶瓷特别合适。特别优选地，载体材料由对应于阻挡层并防止气体和/或物质渗透通过过滤器周壁的载体材料的材料构成，气体和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减少碳氢化合物排放的活性炭过滤器(1)，包括：/n多个通道(2)，其中，所述通道(2)适合气体流过，其中，通道壁(3)的表面的至少部分具有用于吸收和/或吸附物质的材料，所述物质具体为碳氢化合物，所述材料具体为活性炭；以及/n过滤器周壁(7)，在所述活性炭过滤器(1)的外周上；/n其中，所述过滤器周壁(7)包括阻挡层，所述阻挡层防止但至少显著降低气体和/或物质渗透穿过所述过滤器周壁(7)，具体为含碳氢化合物的气体渗透穿过所述过滤器周壁(7)，所述渗透具体为扩散。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180517 DE 102018004002.01.一种用于减少碳氢化合物排放的活性炭过滤器(1)，包括：
多个通道(2)，其中，所述通道(2)适合气体流过，其中，通道壁(3)的表面的至少部分具有用于吸收和/或吸附物质的材料，所述物质具体为碳氢化合物，所述材料具体为活性炭；以及
过滤器周壁(7)，在所述活性炭过滤器(1)的外周上；
其中，所述过滤器周壁(7)包括阻挡层，所述阻挡层防止但至少显著降低气体和/或物质渗透穿过所述过滤器周壁(7)，具体为含碳氢化合物的气体渗透穿过所述过滤器周壁(7)，所述渗透具体为扩散。


2.根据权利要求1所述的活性炭过滤器(1)，其中，所述通道壁(3)和所述过滤器周壁(7)由活性炭构成；以及
其中，所述过滤器周壁(7)包括涂层(8)形式的阻挡层。


3.根据权利要求2所述的活性炭过滤器(1)，其中，所述活性炭过滤器(1)在所述涂层(8)的至少部分区域上具有活性炭。


4.根据权利要求1所述的活性炭过滤器(1)，其中，所述通道壁(3)和所述过滤器周壁(7)由载体材料构成，所述载体材料具体为塑料和/或陶瓷；以及
其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·朗，
申请(专利权)人：A凯塞汽车系统有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE