[发明专利]具有阻挡层的活性炭过滤器

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容