蒸氣儲存和通風閥組件及使用該組件的蒸氣排放系統的製作方法
2023-11-08 01:23:47
專利名稱：蒸氣儲存和通風閥組件及使用該組件的蒸氣排放系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及與小型發動機燃料箱結合使用的一體式蒸氣儲存和通風閥組件以及使用該組件的蒸氣排放系統。
背景技術：
本說明書、附圖和權利要求涉及用於小於大約25馬力(18.6kW)並廣泛應用於手扶拖拉機、乘式割草機和可攜式發電機組以及其它類似器具的類型的小型發動機的燃料系統。在這些應用中為了緊湊和減重廣泛使用風冷發動機，並且在某些應用中發動機裝有整流罩。在上述和其它類似應用中採用的發動機通常具有靠近發動機的燃料箱，並且為了簡單起見，設置成燃料在重力作用下從燃料箱流到發動機化油器；但是，在某些應用中採用了燃料泵。
在上面提到的小型發動機中，燃料箱通常形成有設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；並且通常通過從可攜式容器用手傾倒完成加注燃料，而且經常需要使用用戶提供的漏鬥。這些發動機中的加注口蓋通常設有用於在發動機運轉期間抽取燃料時允許補償空氣進入燃料箱的通風通道。
最近要求對這種小型發動機禁止燃料蒸氣排放到大氣中，因此不允許採用這種開放式燃料箱通風。必須密封整個燃料系統以防止在發動機關閉期間燃料蒸氣逸出到大氣中；並且，還要求儲存燃料系統中捕集的燃料蒸氣並在發動機運轉時將其排入發動機進氣口。因此，需要給此前沒有這種要求的小型發動機添加燃料蒸氣排放系統。這對於空間有限的緊湊或裝有整流罩的風冷發動機而言尤其容易產生問題。
考慮到小型發動機的非常大的批量生產以及用於這種發動機的較小的燃料箱的簡單性和通用性，要求為這種小型發動機提供簡單、易於安裝和低成本的蒸氣排放控制系統，並且這種系統不需要重新設計或重組發動機燃料箱。此外，考慮到那些尤其發動機裝有整流罩的應用中的空間限制，還要求以不顯著增加燃料箱和發動機體積的方式為小型發動機提供燃料蒸氣排放控制系統。
發明內容
本說明書、附圖和權利要求說明上述問題的解決方案並在一共用殼體內提供一體式蒸氣儲存裝置和蒸氣通風閥/翻轉閥，該共用殼體可設置在小型發動機燃料箱內並在發動機運轉期間從外部連接大氣進氣口和到發動機化油器的蒸氣清汙流。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，並圍繞可包括壓力安全閥和真空安全閥的蒸氣通風閥/翻轉閥的浮子室。這樣形成的裝置結構緊湊並且方便地構造成使得在燃料箱成形期間易於安裝在小型發動機燃料箱中。
圖1是在小型發動機燃料箱系統中採用的示例性實施例的示意圖；圖2是圖1的實施例的一體式蒸氣儲存和蒸氣通風閥/翻轉閥組件的側視圖；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是另一實施例的截面圖。
具體實施例方式
參照圖1，一示例性實施例的小型發動機燃料系統總體標為10並且包括總體標為12的燃料箱，該燃料箱可通過採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具有穿過其上壁設置並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置並經由管道22連接到發動機化油器24的重力式燃料供給管20。
一體式蒸氣通風閥/傾翻或翻轉閥和蒸氣儲存炭罐組件總體標為26，並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的內側或者通過由虛線輪廓表示並用附圖標記28表示的適當的支承結構支承。
組件26具有經由軟管30連接到出口接頭32的蒸氣清汙出口42，出口接頭32穿過燃料箱壁延伸並經由管道34連接到發動機化油器24的進氣口。組件26還設置有清汙大氣接頭36，該接頭36經由軟管38連接到穿過燃料箱12的壁設置的接頭40並且如下文所述在清汙期間允許大氣進入組件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內具有清汙出口接頭42。圖2中還示出組件26的軟管38連接到其上的大氣通風接頭36。
參照圖3和4，詳細示出了一體式蒸氣通風閥/傾翻閥和儲存裝置組件26，其中下殼體46通過任何適當的手段例如可由旋轉熔接、摩擦焊接或熱板焊接實現的焊接密封。下殼體46的內部形成與閥室或浮子室52相鄰地設置的蒸氣儲存空間或炭罐50；並且，在圖3所示的示例性實施例中，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可具有總體為環形的構造並且可圍繞浮子室52。
大氣進口接頭36中形成有使室50和大氣連通的通道54；在所示的實施例中通過適當的過濾材料層56進行所述連通。在圖3的實施例中，儲存室50中可設有按照室50的內部輪廓構造的吸附材料筒60。在本發明中已發現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的上面設有保持層部件62，並且由構造為利用彈簧66保持吸附劑的部件64來保持該保持層部件62。
在室52內設置有浮子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。浮子在其上端設有柔性閥元件74，當浮子經歷燃料箱中的燃料液位升高時，該柔性閥元件抵靠在形成於蒸氣通風通道78下端的閥座76上封閉該閥座，其中蒸氣通風通道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下方形成的單獨的蒸氣清汙室80中。保持件72具有多個形成於其周圍的孔73以便允許液態燃料進入浮子室52。在浮子室的壁內形成有附加口或孔82以便允許燃料和蒸氣通過空隙44進入浮子室。
通風通道78的上端形成有閥座84，重量閥或重力響應閥元件86抵靠在該閥座上。
如果希望，閥元件86可形成為兩個部件，並可在其中設置單向真空通風閥88，以用於在清汙室或清汙通道80中的壓力低於大氣壓力時關閉形成於元件86上端的閥座90而允許回流，從而防止燃料箱被壓壞。
清汙室80通過通道92連通到清汙出口94。應理解，閥元件86的重量選擇為使其用作保持室52內很小的正壓力的壓力安全閥。
通道92與形成於接頭42內的通道94相連通，該接頭42經由軟管30、接頭32和管道34連接到化油器的進氣口。參照圖3可理解，室50與通道92以及在蓋48下方開口的清汙出口94相連通。
參照圖5，另一實施例的結合的壓力安全閥和儲存裝置總體標為100並具有一體形成的殼體102，該殼體中形成有具有蒸氣進口接頭106的蒸氣室104，接頭106中具有與室104相連通的蒸氣進口通道108。另一接頭110中形成有蒸氣清汙或出口通道112。該殼體還限定與通風室104相鄰地設置並通過內部通道116與通風室104連通的儲存室114；並且，儲存室114還與遠離清汙通道112、形成於另一接頭120內的大氣通風通道118相連通，該接頭120與通過任何適當的手段例如藉助超聲波焊接或旋轉焊接技術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包括設置為用於通過任何適當的手段例如緊固件、粘合劑或焊接連接到燃料箱壁內側的安裝突出部123、124。
通道116包括用於在室114的進口處分散流動的導流面126。如果希望，可在導流面126的上面設置過濾材料層128；並且，可以類似方式在通風通道118進入室114內的進口上面設置過濾材料層130。
室104中設有總體標為132的壓力安全閥，該壓力安全閥包括位於形成於通道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用作重力響應元件以便維持閥座136關閉直至通道108中達到期望的預定壓力，從而克服元件134的重力並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為138的真空安全閥，該真空安全閥響應通道108和室104內低於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償空氣並且防止在發動機抽取燃料期間燃料箱被壓壞。應理解，真空閥包括很輕的閥元件，如塑料球，在室104內非常小的正壓下該閥元件關閉真空安全閥。
因此，圖5的實施例提供了圖1的組件26的替換實施方式，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的實施例還允許遠程安裝浮子控制的翻轉閥，因此為在小型發動機燃料箱和燃料系統中的安裝提供了額外的靈活性。
因此，上文描述和示出的實施例提供蒸氣通風閥/傾翻閥和儲存蒸氣儲存室的獨特而新穎的一體式組件，該組件可在共用殼體內包含吸附劑並可方便地安裝在用於小型發動機的燃料箱內，並經由穿過燃料箱壁的軟管接頭連接以便在發動機運轉期間接收清汙空氣並為發動機進氣口提供清汙流。
儘管上文已描述和示出了示例性實施例，但是應理解，本領域技術人員可在權利要求的範圍內做出修改和變型。
權利要求
1.一種與用於小型發動機的燃料箱(12)結合使用的一體式蒸氣儲存炭罐和蒸氣通風閥組件(26，100)，包括(a)限定具有燃料進口(82，108)和蒸氣出口(42，112)的蒸氣室(52，104)的殼體結構(46，102)；(b)設置在所述室內並且當所述室內達到預定蒸氣壓力時可操作以便移動打開所述通風口的壓力安全閥(86，132)；(c)所述殼體結構還限定具有與所述蒸氣出口相連通的蒸氣通道和清汙空氣進口(54，118)的蒸氣儲存室(50，114)。
2.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述蒸氣儲存室包括蒸氣吸附材料(60，128)。
3.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，還包括設置在所述蒸氣室內並在所述組件傾翻時可操作以便阻止流體流經所述蒸氣出口通道的傾翻閥(68，74)。
4.根據權利要求3所述的組件，其特徵在於，所述傾翻閥包括浮子控制閥(68，74)。
5.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述壓力安全閥包括當所述浮子室內的蒸氣壓力比所述蒸氣出口內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.根據權利要求5所述的組件，其特徵在於，所述真空安全閥設置在所述壓力安全閥內的可動閥部件(86，134)內。
7.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述蒸氣儲存室(50)具有總體為環形的輪廓並圍繞所述浮子室。
8.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，所述蒸氣儲存室設置成與所述浮子室相鄰。
9.一種用於小型發動機的燃料箱的燃料蒸氣排放系統，包括(a)靠近小型發動機設置的燃料箱(12)；(b)限定從燃料箱到小型發動機的液態燃料流通路徑的管道裝置(20)；以及，(c)設置在燃料箱內並連接到發動機進氣口的如權利要求1所述的組件(26，100)。
10.一種用於小型發動機的控制燃料蒸氣排放的方法，包括(a)靠近發動機設置燃料箱(12)；(b)從燃料箱到發動機連接燃料供應管道(20)；(c)在殼體(46)中設置浮子控制的通風閥(68，74)，在該殼體內形成蒸氣儲存室(50)，並將儲存室連接到通風閥；(d)將所述殼體設置在燃料箱內，將通風閥的出口(42)連接到發動機的進氣口；以及，(e)使儲存室與大氣(54)連通。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述形成蒸氣儲存室的步驟包括形成具有環狀輪廓的室(50)。
12.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述設置通風閥的步驟包括在該通風閥的出口設置單向閥(88)。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述設置單向閥的步驟包括在所述單向閥內設置真空響應回流閥。
14.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述形成蒸氣儲存室的步驟包括在該儲存室內設置吸附劑材料(60)。
全文摘要
本發明涉及與小型發動機燃料箱結合使用的一體式蒸氣儲存和通風閥組件以及使用該組件的蒸氣排放系統。在共用殼體內設置蒸氣通風閥/翻轉閥和圍繞的儲存炭罐組件，以用於安裝在小型發動機燃料箱內。在這樣的實施例中，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閥/翻轉閥。在另一實施例中，在共用殼體內設置壓力安全閥和鄰近的儲存炭罐，以用於安裝在小型發動機燃料箱內。
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 優先權日2005年3月15日
發明者V·K·米爾斯 申請人:伊頓公司