專利名稱：蒸氣儲存和通風(fēng)閥組件及使用該組件的蒸氣排放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與小型發(fā)動機(jī)燃料箱結(jié)合使用的一體式蒸氣儲存和通風(fēng)閥組件以及使用該組件的蒸氣排放系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本說明書、附圖和權(quán)利要求涉及用于小于大約25馬力(18.6kW)并廣泛應(yīng)用于手扶拖拉機(jī)、乘式割草機(jī)和便攜式發(fā)電機(jī)組以及其它類似器具的類型的小型發(fā)動機(jī)的燃料系統(tǒng)。在這些應(yīng)用中為了緊湊和減重廣泛使用風(fēng)冷發(fā)動機(jī)，并且在某些應(yīng)用中發(fā)動機(jī)裝有整流罩。在上述和其它類似應(yīng)用中采用的發(fā)動機(jī)通常具有靠近發(fā)動機(jī)的燃料箱，并且為了簡單起見，設(shè)置成燃料在重力作用下從燃料箱流到發(fā)動機(jī)化油器；但是，在某些應(yīng)用中采用了燃料泵。
在上面提到的小型發(fā)動機(jī)中，燃料箱通常形成有設(shè)置在從該燃料箱延伸的接管或加注管上的用戶可拆卸的蓋或封閉件；并且通常通過從便攜式容器用手傾倒完成加注燃料，而且經(jīng)常需要使用用戶提供的漏斗。這些發(fā)動機(jī)中的加注口蓋通常設(shè)有用于在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間抽取燃料時允許補(bǔ)償空氣進(jìn)入燃料箱的通風(fēng)通道。
最近要求對這種小型發(fā)動機(jī)禁止燃料蒸氣排放到大氣中，因此不允許采用這種開放式燃料箱通風(fēng)。必須密封整個燃料系統(tǒng)以防止在發(fā)動機(jī)關(guān)閉期間燃料蒸氣逸出到大氣中；并且，還要求儲存燃料系統(tǒng)中捕集的燃料蒸氣并在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時將其排入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口。因此，需要給此前沒有這種要求的小型發(fā)動機(jī)添加燃料蒸氣排放系統(tǒng)。這對于空間有限的緊湊或裝有整流罩的風(fēng)冷發(fā)動機(jī)而言尤其容易產(chǎn)生問題。
考慮到小型發(fā)動機(jī)的非常大的批量生產(chǎn)以及用于這種發(fā)動機(jī)的較小的燃料箱的簡單性和通用性，要求為這種小型發(fā)動機(jī)提供簡單、易于安裝和低成本的蒸氣排放控制系統(tǒng)，并且這種系統(tǒng)不需要重新設(shè)計(jì)或重組發(fā)動機(jī)燃料箱。此外，考慮到那些尤其發(fā)動機(jī)裝有整流罩的應(yīng)用中的空間限制，還要求以不顯著增加燃料箱和發(fā)動機(jī)體積的方式為小型發(fā)動機(jī)提供燃料蒸氣排放控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本說明書、附圖和權(quán)利要求說明上述問題的解決方案并在一共用殼體內(nèi)提供一體式蒸氣儲存裝置和蒸氣通風(fēng)閥/翻轉(zhuǎn)閥，該共用殼體可設(shè)置在小型發(fā)動機(jī)燃料箱內(nèi)并在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間從外部連接大氣進(jìn)氣口和到發(fā)動機(jī)化油器的蒸氣清污流。該一體地形成的裝置具有炭罐形式的蒸氣儲存裝置，該蒸氣儲存裝置可充填有吸附劑，并圍繞可包括壓力安全閥和真空安全閥的蒸氣通風(fēng)閥/翻轉(zhuǎn)閥的浮子室。這樣形成的裝置結(jié)構(gòu)緊湊并且方便地構(gòu)造成使得在燃料箱成形期間易于安裝在小型發(fā)動機(jī)燃料箱中。


圖1是在小型發(fā)動機(jī)燃料箱系統(tǒng)中采用的示例性實(shí)施例的示意圖；圖2是圖1的實(shí)施例的一體式蒸氣儲存和蒸氣通風(fēng)閥/翻轉(zhuǎn)閥組件的側(cè)視圖；圖3是圖2的組件的截面圖；圖4是圖2的組件的分解圖；以及圖5是另一實(shí)施例的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1，一示例性實(shí)施例的小型發(fā)動機(jī)燃料系統(tǒng)總體標(biāo)為10并且包括總體標(biāo)為12的燃料箱，該燃料箱可通過采用任意公知的手段例如超聲波焊接或熱板焊接繞凸緣14接合上半殼11和下半殼13而形成。燃料箱12具有穿過其上壁設(shè)置并通過用戶可拆卸的蓋或封閉件18密封的加注管或接管16，所述蓋或密封件18可螺紋接合在接管16上。燃料箱具有穿過其下壁設(shè)置并經(jīng)由管道22連接到發(fā)動機(jī)化油器24的重力式燃料供給管20。
一體式蒸氣通風(fēng)閥/傾翻或翻轉(zhuǎn)閥和蒸氣儲存炭罐組件總體標(biāo)為26，并且可在上下半殼繞凸緣14接合之前將該組件連接到上殼11的內(nèi)側(cè)或者通過由虛線輪廓表示并用附圖標(biāo)記28表示的適當(dāng)?shù)闹С薪Y(jié)構(gòu)支承。
組件26具有經(jīng)由軟管30連接到出口接頭32的蒸氣清污出口42，出口接頭32穿過燃料箱壁延伸并經(jīng)由管道34連接到發(fā)動機(jī)化油器24的進(jìn)氣口。組件26還設(shè)置有清污大氣接頭36，該接頭36經(jīng)由軟管38連接到穿過燃料箱12的壁設(shè)置的接頭40并且如下文所述在清污期間允許大氣進(jìn)入組件26。
參照圖2，示出組件26在其周邊沿徑向形成的空隙或空心部44內(nèi)具有清污出口接頭42。圖2中還示出組件26的軟管38連接到其上的大氣通風(fēng)接頭36。
參照圖3和4，詳細(xì)示出了一體式蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥和儲存裝置組件26，其中下殼體46通過任何適當(dāng)?shù)氖侄卫缈捎尚D(zhuǎn)熔接、摩擦焊接或熱板焊接實(shí)現(xiàn)的焊接密封。下殼體46的內(nèi)部形成與閥室或浮子室52相鄰地設(shè)置的蒸氣儲存空間或炭罐50；并且，在圖3所示的示例性實(shí)施例中，除在下殼體46的周邊形成的徑向空隙44外，儲存室或炭罐50可具有總體為環(huán)形的構(gòu)造并且可圍繞浮子室52。
大氣進(jìn)口接頭36中形成有使室50和大氣連通的通道54；在所示的實(shí)施例中通過適當(dāng)?shù)倪^濾材料層56進(jìn)行所述連通。在圖3的實(shí)施例中，儲存室50中可設(shè)有按照室50的內(nèi)部輪廓構(gòu)造的吸附材料筒60。在本發(fā)明中已發(fā)現(xiàn)使用諸如粒狀木炭的顆粒狀含碳材料作為吸附劑60令人滿意。
在吸附劑筒60的上面設(shè)有保持層部件62，并且由構(gòu)造為利用彈簧66保持吸附劑的部件64來保持該保持層部件62。
在室52內(nèi)設(shè)置有浮子68，該浮子通過彈簧70和固定到室52的底部的保持件72保持在室52內(nèi)。浮子在其上端設(shè)有柔性閥元件74，當(dāng)浮子經(jīng)歷燃料箱中的燃料液位升高時，該柔性閥元件抵靠在形成于蒸氣通風(fēng)通道78下端的閥座76上封閉該閥座，其中蒸氣通風(fēng)通道78穿過浮子室的上壁延伸入在例如通過焊接固定到下殼體46上的蓋48下方形成的單獨(dú)的蒸氣清污室80中。保持件72具有多個形成于其周圍的孔73以便允許液態(tài)燃料進(jìn)入浮子室52。在浮子室的壁內(nèi)形成有附加口或孔82以便允許燃料和蒸氣通過空隙44進(jìn)入浮子室。
通風(fēng)通道78的上端形成有閥座84，重量閥或重力響應(yīng)閥元件86抵靠在該閥座上。
如果希望，閥元件86可形成為兩個部件，并可在其中設(shè)置單向真空通風(fēng)閥88，以用于在清污室或清污通道80中的壓力低于大氣壓力時關(guān)閉形成于元件86上端的閥座90而允許回流，從而防止燃料箱被壓壞。
清污室80通過通道92連通到清污出口94。應(yīng)理解，閥元件86的重量選擇為使其用作保持室52內(nèi)很小的正壓力的壓力安全閥。
通道92與形成于接頭42內(nèi)的通道94相連通，該接頭42經(jīng)由軟管30、接頭32和管道34連接到化油器的進(jìn)氣口。參照圖3可理解，室50與通道92以及在蓋48下方開口的清污出口94相連通。
參照圖5，另一實(shí)施例的結(jié)合的壓力安全閥和儲存裝置總體標(biāo)為100并具有一體形成的殼體102，該殼體中形成有具有蒸氣進(jìn)口接頭106的蒸氣室104，接頭106中具有與室104相連通的蒸氣進(jìn)口通道108。另一接頭110中形成有蒸氣清污或出口通道112。該殼體還限定與通風(fēng)室104相鄰地設(shè)置并通過內(nèi)部通道116與通風(fēng)室104連通的儲存室114；并且，儲存室114還與遠(yuǎn)離清污通道112、形成于另一接頭120內(nèi)的大氣通風(fēng)通道118相連通，該接頭120與通過任何適當(dāng)?shù)氖侄卫缃柚暡ê附踊蛐D(zhuǎn)焊接技術(shù)的焊接固定和密封到儲存室114端部的封閉件或蓋122一體地形成。
殼體102包括設(shè)置為用于通過任何適當(dāng)?shù)氖侄卫缇o固件、粘合劑或焊接連接到燃料箱壁內(nèi)側(cè)的安裝突出部123、124。
通道116包括用于在室114的進(jìn)口處分散流動的導(dǎo)流面126。如果希望，可在導(dǎo)流面126的上面設(shè)置過濾材料層128；并且，可以類似方式在通風(fēng)通道118進(jìn)入室114內(nèi)的進(jìn)口上面設(shè)置過濾材料層130。
室104中設(shè)有總體標(biāo)為132的壓力安全閥，該壓力安全閥包括位于形成于通道108的室端部的閥座表面136上的閥元件134。閥元件134由諸如金屬的材料形成，該材料選擇為使得閥元件134用作重力響應(yīng)元件以便維持閥座136關(guān)閉直至通道108中達(dá)到期望的預(yù)定壓力，從而克服元件134的重力并允許閥在期望壓力下打開。閥元件134包括在其中形成的總體標(biāo)為138的真空安全閥，該真空安全閥響應(yīng)通道108和室104內(nèi)低于大氣的壓力而移離閥座140。真空閥138可操作以便允許來自儲存室114的蒸氣為燃料箱提供補(bǔ)償空氣并且防止在發(fā)動機(jī)抽取燃料期間燃料箱被壓壞。應(yīng)理解，真空閥包括很輕的閥元件，如塑料球，在室104內(nèi)非常小的正壓下該閥元件關(guān)閉真空安全閥。
因此，圖5的實(shí)施例提供了圖1的組件26的替換實(shí)施方式，儲存室形成為與壓力安全閥相鄰而不是圍繞壓力安全閥。圖5的實(shí)施例還允許遠(yuǎn)程安裝浮子控制的翻轉(zhuǎn)閥，因此為在小型發(fā)動機(jī)燃料箱和燃料系統(tǒng)中的安裝提供了額外的靈活性。
因此，上文描述和示出的實(shí)施例提供蒸氣通風(fēng)閥/傾翻閥和儲存蒸氣儲存室的獨(dú)特而新穎的一體式組件，該組件可在共用殼體內(nèi)包含吸附劑并可方便地安裝在用于小型發(fā)動機(jī)的燃料箱內(nèi)，并經(jīng)由穿過燃料箱壁的軟管接頭連接以便在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間接收清污空氣并為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口提供清污流。
盡管上文已描述和示出了示例性實(shí)施例，但是應(yīng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種與用于小型發(fā)動機(jī)的燃料箱(12)結(jié)合使用的一體式蒸氣儲存炭罐和蒸氣通風(fēng)閥組件(26，100)，包括(a)限定具有燃料進(jìn)口(82，108)和蒸氣出口(42，112)的蒸氣室(52，104)的殼體結(jié)構(gòu)(46，102)；(b)設(shè)置在所述室內(nèi)并且當(dāng)所述室內(nèi)達(dá)到預(yù)定蒸氣壓力時可操作以便移動打開所述通風(fēng)口的壓力安全閥(86，132)；(c)所述殼體結(jié)構(gòu)還限定具有與所述蒸氣出口相連通的蒸氣通道和清污空氣進(jìn)口(54，118)的蒸氣儲存室(50，114)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述蒸氣儲存室包括蒸氣吸附材料(60，128)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述蒸氣室內(nèi)并在所述組件傾翻時可操作以便阻止流體流經(jīng)所述蒸氣出口通道的傾翻閥(68，74)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組件，其特征在于，所述傾翻閥包括浮子控制閥(68，74)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述壓力安全閥包括當(dāng)所述浮子室內(nèi)的蒸氣壓力比所述蒸氣出口內(nèi)的蒸氣壓力低時允許從所述蒸氣出口到所述浮子室的蒸氣回流的真空安全閥(88，138)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于，所述真空安全閥設(shè)置在所述壓力安全閥內(nèi)的可動閥部件(86，134)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述蒸氣儲存室(50)具有總體為環(huán)形的輪廓并圍繞所述浮子室。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，所述蒸氣儲存室設(shè)置成與所述浮子室相鄰。
9.一種用于小型發(fā)動機(jī)的燃料箱的燃料蒸氣排放系統(tǒng)，包括(a)靠近小型發(fā)動機(jī)設(shè)置的燃料箱(12)；(b)限定從燃料箱到小型發(fā)動機(jī)的液態(tài)燃料流通路徑的管道裝置(20)；以及，(c)設(shè)置在燃料箱內(nèi)并連接到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的如權(quán)利要求1所述的組件(26，100)。
10.一種用于小型發(fā)動機(jī)的控制燃料蒸氣排放的方法，包括(a)靠近發(fā)動機(jī)設(shè)置燃料箱(12)；(b)從燃料箱到發(fā)動機(jī)連接燃料供應(yīng)管道(20)；(c)在殼體(46)中設(shè)置浮子控制的通風(fēng)閥(68，74)，在該殼體內(nèi)形成蒸氣儲存室(50)，并將儲存室連接到通風(fēng)閥；(d)將所述殼體設(shè)置在燃料箱內(nèi)，將通風(fēng)閥的出口(42)連接到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口；以及，(e)使儲存室與大氣(54)連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成蒸氣儲存室的步驟包括形成具有環(huán)狀輪廓的室(50)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置通風(fēng)閥的步驟包括在該通風(fēng)閥的出口設(shè)置單向閥(88)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置單向閥的步驟包括在所述單向閥內(nèi)設(shè)置真空響應(yīng)回流閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成蒸氣儲存室的步驟包括在該儲存室內(nèi)設(shè)置吸附劑材料(60)。
全文摘要
本發(fā)明涉及與小型發(fā)動機(jī)燃料箱結(jié)合使用的一體式蒸氣儲存和通風(fēng)閥組件以及使用該組件的蒸氣排放系統(tǒng)。在共用殼體內(nèi)設(shè)置蒸氣通風(fēng)閥/翻轉(zhuǎn)閥和圍繞的儲存炭罐組件，以用于安裝在小型發(fā)動機(jī)燃料箱內(nèi)。在這樣的實(shí)施例中，炭罐圍繞可包括重力壓力安全閥和真空安全閥的蒸氣通風(fēng)閥/翻轉(zhuǎn)閥。在另一實(shí)施例中，在共用殼體內(nèi)設(shè)置壓力安全閥和鄰近的儲存炭罐，以用于安裝在小型發(fā)動機(jī)燃料箱內(nèi)。
文檔編號F02M25/08GK1834441SQ20061005747
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者V·K·米爾斯 申請人:伊頓公司