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WO2013038096A1 - Filtre a charbon actif a volume de stockage pour reservoir a carburant - Google Patents

Filtre a charbon actif a volume de stockage pour reservoir a carburant Download PDF

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WO2013038096A1
WO2013038096A1 PCT/FR2012/052016 FR2012052016W WO2013038096A1 WO 2013038096 A1 WO2013038096 A1 WO 2013038096A1 FR 2012052016 W FR2012052016 W FR 2012052016W WO 2013038096 A1 WO2013038096 A1 WO 2013038096A1
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WO
WIPO (PCT)
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activated carbon
housing
chamber
port
carbon filter
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2012/052016
Other languages
English (en)
Inventor
Belen Lahaye
Gilbert Jain
Caroline LAPIERRE
Aurélien MONVOISIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Original Assignee
Renault SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SA filed Critical Renault SA
Priority to US14/344,752 priority Critical patent/US20150075380A1/en
Priority to JP2014530292A priority patent/JP2014532136A/ja
Priority to EP12767054.5A priority patent/EP2755742A1/fr
Priority to CN201280044686.3A priority patent/CN103826722A/zh
Publication of WO2013038096A1 publication Critical patent/WO2013038096A1/fr
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an activated carbon filter with a storage tank for a fuel tank.
  • Liquid fuel tanks in particular for motor vehicles, generally comprise an air vent for balancing the internal pressure and the atmospheric pressure, for example during changes in the fuel level resulting from the filling of the fuel. tank or fuel consumption by the engine, or during temperature changes.
  • a first solution, often used for vehicles with hybrid drive, namely comprising a thermal and electric motor, is to close the fuel tank by a calibrated valve.
  • the fuel tank is then under pressure, which increases its complexity and cost of implementation, and further requires management of the opening / closing of the valve.
  • a second solution is to equip motor vehicles with a filter that traps and stores these vapors from the tank before recycling them into the engine.
  • filters known in the English terminology of "canister” generally consist of a housing that contains activated carbon.
  • the recycling of the vapors from the tank into the heat engine via the purge of the activated carbon filter is controlled by a management system. This purge must be performed regularly for proper operation of the filter.
  • Such filters can be implemented both in vehicles with thermal engines and in vehicles with hybrid drive.
  • hybrid vehicles it happens that the engine does not run several days in a row or that the operating mode of the engine does not control the purge of the filter, so that the latter is not purged during several days, which can lead to emissions of hydrocarbon vapors into the atmosphere that do not meet anti-pollution standards.
  • a solution described in WO201 1 / 020627A1 is to provide an additional vapor storage tank, located between the reservoir and the carbon filter, outside of the latter.
  • This solution is however relatively bulky and can be difficult to implement, especially in a hybrid vehicle in which the batteries and the electric motor occupy a significant volume.
  • This solution is also relatively complex and requires the realization of pipes connecting the additional tank to the fuel tank and the activated carbon filter and valves isolating the additional tank, which increases the risk of leakage of the assembly.
  • a first object of the invention is an activated carbon filter for a fuel tank supplying a motor vehicle engine, said carbon filter comprising a housing equipped with an inlet orifice adapted to be connected to said reservoir. with fuel, a purge orifice adapted to be connected to said engine and a venting port, characterized in that said housing comprises at least one inner wall dividing its internal volume into at least two chambers communicating one with the other, at least one active carbon chamber containing activated carbon capable of trapping gaseous hydrocarbons, and a storage chamber forming a storage volume of a gas stream entering through the inlet port of the housing.
  • the housing has at least two internal walls.
  • a first internal wall divides its internal volume into at least two chambers communicating with each other, at least one activated carbon chamber containing active carbon capable of trapping gaseous hydrocarbons, and a storage chamber forming a storage volume. a gas flow entering through the inlet port of the housing.
  • a second inner wall extends longitudinally to separate the purge port from at least one of the inlet and vent ports.
  • the activated carbon filter according to the invention thus has a storage volume integrated into the filter housing, which allows a saving of space and simple assembly, this solution does not require the production of pipes or the installation of valves for isolate the storage volume.
  • the activated carbon filter according to the invention also has less risk of leakage compared to a system comprising a separate additional tank and a set of valves and pipes for connecting the additional tank to the filter and / or the fuel tank.
  • the presence of a storage chamber makes it possible to delay the saturation time of the activated carbon filter and thus to delay the moment when the activated carbon filter must be purged.
  • the activated carbon filter according to the invention can thus be used in vehicles with thermal motorization in order to increase the saturation time in the event of hardening of anti-pollution standards, or may make it possible to comply with these standards for use in vehicles. with hybrid motorization.
  • the volume of the storage chamber may in particular be determined according to a desired number of days before saturation of the active carbon contained in the activated carbon chamber or chambers. This number of days can be defined by the regulations in force and can be from 1 to 3 days. The car manufacturer may also choose to increase the number of days due to the intended use of the engine.
  • This internal storage volume at the activated carbon filter housing also makes it possible, at equal housing volume, to reduce the amount of activated carbon used compared to a conventional activated carbon filter (without internal storage volume), while maintaining constant the delay before saturation. It is thus possible to reduce costs, the active carbon being relatively expensive, which can be advantageous, especially for vehicles with thermal engine.
  • said storage chamber is placed upstream of an activated carbon chamber with respect to the circulation of a gaseous flow entering through the inlet orifice and exiting through the venting orifice.
  • This arrangement forces the gaseous flow entering the activated carbon filter to fill the storage chamber before passing through the activated carbon, so that the inlet of the gas stream into the chamber Activated carbon is delayed, which delays the saturation of the activated carbon.
  • the housing of the activated carbon filter may comprise at least two activated carbon chambers containing activated carbon, said storage chamber being placed upstream of an activated carbon chamber and downstream of another activated carbon chamber relative to the flow of a gas stream entering through the inlet port and out through the vent port.
  • This arrangement makes it possible in particular to use different types of activated carbon in the two activated carbon chambers, for better adsorption of hydrocarbon gas streams. It also makes it possible to limit the pressure drops through the activated carbon filter, so that more active carbon can be used compared to the embodiment described below.
  • the activated carbon filter according to the invention comprises at least one activated carbon chamber and at least one storage chamber, and in particular an activated carbon chamber and a storage chamber
  • the activated carbon chamber and the storage are separated by a gas-impermeable inner wall extending over a major part of the housing length, the housing inlet opening at one end of the storage chamber along the length of said housing and said storage chamber communicating with the activated carbon chamber at an end opposite to said inlet port.
  • This arrangement makes it possible to position the inlet opening of the active carbon filter in a low position when it is connected to the fuel tank, the longitudinal axis of the carbon filter being for example close to the vertical, which facilitates a possible return of condensed fuel vapors to the fuel tank.
  • the purge port is generally in communication with the activated carbon chamber.
  • the inlet port and the purge the housing may be disposed at opposite ends of the housing along the length of the housing.
  • the vent port is also generally in communication with the activated carbon chamber.
  • it may be located on the same end of the housing as the purge port of the housing or on the end of the housing opposite the end having the purge port of the housing.
  • the venting orifice can thus be in the low position of the activated carbon filter, when the longitudinal axis of the latter is close to vertical in use.
  • the vent port may lead to another chamber separate from the activated carbon chamber by a gas impermeable wall extending over a major portion of the housing length, one end said other chamber being connected to the activated carbon chamber via the vent port, and the other end of the other chamber communicating with the atmosphere.
  • this other chamber can be used to provide an additional adsorbent to improve the gaseous hydrocarbon retention of the activated carbon filter.
  • the activated carbon filter according to the invention comprises at least two activated carbon chambers, and in particular two activated carbon chambers
  • the two activated carbon chambers can be separated by a gas-impermeable inner wall extending in the longitudinal direction. from the housing to a gas-permeable transverse inner wall extending across the entire width of the housing.
  • This arrangement has the advantage of being particularly compact, facilitating its use in vehicles with hybrid drive. It also allows the use of different types of activated carbon in each of the chambers and induces a limited pressure drop.
  • the gas-permeable inner wall may, for example, also serve as a support for the active carbon contained in each of the activated carbon chambers. For this purpose, it can be held in position by pressure means, for example springs.
  • Another object of the invention is a motor vehicle comprising a heat engine powered by a fuel tank, and comprising an activated carbon filter according to the invention.
  • FIG. 1a is a view from above of an activated carbon filter according to the invention.
  • FIG. 1b is a cross-sectional view of FIG. 1a along the line A-A of FIG.
  • FIG. 2 is a sectional view similar to Figure lb of another embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a sectional view similar to Figure lb according to yet another embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of another embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the embodiment shown in FIG. 4.
  • upper, lower refers to a vertical position of the carbon filter, ie when the longitudinal axis of the carbon filter is vertical.
  • Figure la shows an active carbon filter 10 for fuel tank supplying a motor vehicle engine.
  • This activated carbon filter 10 comprises a housing 12 equipped with an inlet 14 capable of being connected to said fuel tank.
  • the housing 12 is also equipped with a purge port 16 adapted to be connected to a heat engine, and a vent port 18.
  • the housing 12 comprises at least one inner wall dividing its internal volume into at least two chambers communicating with each other.
  • an inner wall 20 separates the interior volume of the housing into an activated carbon chamber 22 and a storage chamber 24 forming a storage volume of a gas flow entering through the orifice input 14 of the housing.
  • the activated carbon filter 10 is arranged so that the storage chamber 24 is placed upstream of the activated carbon chamber 22 by relative to the flow of a gas stream entering through the inlet port 14 and out through the vent port 18.
  • the activated carbon chamber 22 has a generally cylindrical shape, while the storage chamber 24 has a generally rectangular parallelepiped shape
  • the inner wall 20 separating the two chambers 22, 24 is a gas impermeable wall which extends over most of the length of the housing 12.
  • this wall 20 extends over 80% of the length of the housing, or even 90 to 95% of the length of the housing 12.
  • the inlet orifice 14 of the housing 12 opens at one end of the storage chamber 24 along the length of the housing 12, located in the lower zone of the housing 12 in the example.
  • the storage chamber 24 communicates with the activated carbon chamber 22 at an end opposite this inlet 14 in the upper zone of the housing 12.
  • the vent port 18 and the bleed port 16 are located on the same end of the housing 12, opposite the inlet orifice 14.
  • the activated carbon chamber 22 is further separated in two by an inner wall 26 extending over most of the length of the housing from the end of the activated carbon chamber 22 connected to the housing. vent port 18 and bleed port 16. This wall 26 extends longitudinally between bleed ports 16 and vent 18 (Fig. 1b).
  • the activated carbon contained in the activated carbon chamber 22 is held in position by means of gas-permeable walls 28 and 30.
  • These grids or perforated plates 28 and 30 are arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis of the housing 12.
  • the upper grid 28 is preferably fixed while the lower grid 30 is removable and held in position by means of a lid 32 and a holding spring 34 located between the cover 32 and this lower gate 30.
  • the purge port 16 and the vent port 18 are disposed above the gate 28 in the longitudinal direction of the housing, so that the activated carbon chamber communicates with these two ports.
  • the inner wall 20 stops at the height of the gate 28 ensuring the communication of the storage chamber 24 with the activated carbon chamber 22.
  • the activated carbon filter shown in Figs. 1a and 1b operates as follows:
  • the vapor coming from the fuel tank enters through the inlet orifice 14, fills the storage chamber 24 before entering the activated carbon chamber 22 via the gate 28 and passing through the activated carbon chamber 22 along a substantially U-shaped path to the vent port 18.
  • the activated carbon filter 1 comprises a housing 1 12, an inlet 1 14, a purge port 1 16, and an air vent 1 18.
  • An inner wall 120 separates the interior of the volume of the housing 1 12 into an activated carbon chamber 122 and a storage chamber 124.
  • the inlet port 1 14 is located at a lower end of the housing 1 12, while the purge port 1 16 is located at the opposite end of the housing 1 12.
  • the vent port 1 18 is located on the opposite end of the bleed port 1 16, under the activated carbon chamber 122.
  • Plates 128 and 130 hold the active carbon disposed within the activated carbon chamber 122, the entire surface of the lower gate 130 opening out to the vent port 18, which may be formed in a lid 132.
  • the inner wall 120 stops at the height of the gate 128 ensuring the communication of the storage chamber 124 with the activated carbon chamber 122.
  • An inner wall 126 extends longitudinally inside the active carbon chamber 122 over a short length from this gate 128, so as to separate the purge port 1 16 and the communication passage between the storage chamber 124 and the activated carbon chamber 122. This inner wall 126 extends for example on less than half the length of the housing, or even less than a third or less than a quarter of this length.
  • the gate 128 thus opens on one side of the inner wall 126 on the storage chamber 124, and on the other side of the inner wall 126 on the purge port 1 16, which is disposed above the gate 128 in the longitudinal direction of the housing, thereby providing communication between the activated carbon chamber 122.
  • the activated carbon filter shown in FIG. 2 operates as follows:
  • the steam progresses from the inlet orifice 1 14 by filling the storage chamber 124, then enters the activated carbon chamber 122 via the left part of the gate 128, and passes through this carbon chamber active 122 along its length to the venting port 1 18 (circulation represented by an arrow in broken lines).
  • FIG 3 shows an embodiment very similar to that shown in Figure 2.
  • the same references were used to designate the same elements.
  • vent port 1 18 opens onto a chamber
  • This gas-impermeable wall 136 extends over a major part of the length of the housing.
  • One end of this chamber 134 is thus connected to the activated carbon chamber via the vent orifice 1 18, while the other end of this chamber 134 communicates with the atmosphere, on the upper side of the housing 1 12, close to the bleed port 1 16.
  • the operating mode of the carbon filter shown in FIG. 3 is identical to that shown in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 show an activated carbon filter 210 comprising a casing 212 equipped, at its upper end, with an inlet orifice 214, a purge orifice 216 and an outlet orifice. air 218.
  • An inner wall 220 impervious to gas extends in the longitudinal direction of the housing 212 to a transverse inner wall 221, permeable to gas and extending over the entire width of the housing 212.
  • the inner wall 220 separates the upper part of the housing into two active carbon chambers 222 and 223.
  • the transverse inner wall 221 separates these two active carbon chambers 222 and 223 from a storage chamber 224 occupying the lower volume of the housing 212.
  • the vent orifice 218 opens into the upper part of the chamber. one of the activated carbon chambers 222, the inlet port 214 and the purge port 216 opening into the upper portion of the other coal chamber 223.
  • Two transverse grids 228 separate the active carbon contained in each activated carbon chamber 222 and 223 from the openings therein.
  • the transverse inner wall 221 also serves as a support for the active carbon contained in the activated carbon chambers 222 and 223.
  • the volume of the storage chamber 224 is about half the volume of the two activated carbon chambers 222 and 223.
  • the activated carbon filter 210 shown in FIGS. 4 and 5 operates as follows:
  • the steam progresses from the inlet port 214 via an activated carbon chamber 223, then passes through the inner wall 221 and fills the storage chamber 224 before entering the chamber. another activated carbon chamber 224 to the vent port 218.
  • the purge phases (arrow in solid line), the steam progresses in the opposite direction from the vent port 218 to the purge port 216.
  • Any type of activated carbon may be put in place in the activated carbon chambers of the filter according to the invention.

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Abstract

L'invention concerne un filtre à charbon actif (10) pour réservoir à carburant alimentant un moteur thermique de véhicule automobile, ledit filtre à charbon comprenant un boîtier (12) équipé d'un orifice d'entrée (14) apte à être relié audit réservoir à carburant, d'un orifice de purge (16) apte à être relié audit moteur thermique et d'un orifice de mise à l'air (18), caractérisé en ce que ledit boîtier (12) comporte au moins une paroi interne (20) divisant son volume intérieur en au moins deux chambres (22, 24) communiquant l'une avec l'autre, au moins une chambre à charbon actif (22) contenant du charbon actif apte à piéger des hydrocarbures gazeux, et une chambre de stockage (24) formant un volume de stockage d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée (14) du boîtier.

Description

FILTRE A CHARBON ACTIF A VOLUME DE STOCKAGE POUR RESERVOIR A CARBURANT
L'invention concerne un filtre à charbon actif à réservoir de stockage pour réservoir à carburant.
Les réservoirs à carburant liquide, en particulier pour véhicules à moteur, comportent généralement un orifice de mise à l'air permettant l'équilibrage de la pression interne et de la pression atmosphérique, par exemple lors de variations du niveau de carburant résultant du remplissage du réservoir ou de la consommation de carburant par le moteur, ou encore lors de variations de température.
Afin de respecter les normes anti-pollution et de limiter les émissions de vapeurs d'hydrocarbures dans l'atmosphère, plusieurs solutions existent.
Une première solution, souvent employée pour les véhicules à motorisation hybride, à savoir comprenant une motorisation thermique et électrique, consiste à fermer le réservoir de carburant par une vanne tarée. Le réservoir de carburant est alors sous pression, ce qui augmente sa complexité et son coût de réalisation, et nécessite en outre une gestion de l'ouverture /fermeture de la vanne.
Une deuxième solution consiste à équiper les véhicules automobiles d'un filtre qui piège et stocke ces vapeurs issues du réservoir avant de les recycler dans le moteur. Ces filtres, connus sous la terminologie anglaise de « canister » sont généralement constitués d'un boîtier qui contient du charbon actif. Le recyclage des vapeurs issues du réservoir dans le moteur thermique via la purge du filtre à charbon actif, est commandé par un système de gestion. Cette purge doit être réalisée régulièrement pour un bon fonctionnement du filtre.
De tels filtres peuvent être mis en place aussi bien dans les véhicules à motorisation thermique que dans les véhicules à motorisation hybride. Toutefois, dans le cas des véhicules hybrides, il arrive que le moteur thermique ne fonctionne pas plusieurs jours de suite ou que le mode de fonctionnement du moteur thermique ne commande pas la purge du filtre, de sorte que ce dernier n'est pas purgé pendant plusieurs jours, ce qui peut conduire à des émissions de vapeurs d'hydrocarbures dans l'atmosphère ne respectant pas les normes anti-pollution. Afin de remédier à ce problème, une solution décrite dans le document WO201 1 /020627A1 consiste à prévoir un réservoir supplémentaire de stockage des vapeurs, situé entre le réservoir et le filtre à charbon, à l'extérieur de ce dernier. Cette solution est toutefois relativement encombrante et peut s'avérer difficile à implanter, en particulier dans un véhicule hybride dans lequel les batteries et le moteur électrique occupent un volume non négligeable. Cette solution est en outre relativement complexe et nécessite la réalisation de conduites reliant le réservoir supplémentaire au réservoir de carburant et au filtre à charbon actif et des vannes isolant le réservoir supplémentaire, ce qui augmente le risque de fuites de l'ensemble.
Il existe donc un besoin pour un filtre à charbon actif de conception simple, présentant un faible encombrement, tout en procurant une capacité de stockage élevée, permettant de respecter les normes en vigueur.
A cet effet, un premier objet de l'invention est un filtre à charbon actif pour réservoir à carburant alimentant un moteur thermique de véhicule automobile, ledit filtre à charbon comprenant un boîtier équipé d'un orifice d'entrée apte à être relié audit réservoir à carburant, d'un orifice de purge apte à être relié audit moteur thermique et d'un orifice de mise à l'air, caractérisé en ce que ledit boîtier comporte au moins une paroi interne divisant son volume intérieur en au moins deux chambres communiquant l'une avec l'autre, au moins une chambre à charbon actif contenant du charbon actif apte à piéger des hydrocarbures gazeux, et une chambre de stockage formant un volume de stockage d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée du boîtier.
De façon remarquable, le boîtier comporte au moins deux parois internes.
Une première paroi interne divise son volume intérieur en au moins deux chambres communiquant l'une avec l'autre, au moins une chambre à charbon actif contenant du charbon actif apte à piéger des hydrocarbures gazeux, et une chambre de stockage formant un volume de stockage d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée du boîtier.
Une deuxième paroi interne s 'étend longitudinalement de manière à séparer l'orifice de purge d'au moins l'un des orifices d'entrée et de mise à l'air. Le filtre à charbon actif selon l'invention présente ainsi un volume de stockage intégré au boîtier du filtre, ce qui permet un gain de place et un montage simple, cette solution ne nécessitant pas la réalisation de conduites ou la mise en place de vannes pour isoler le volume de stockage. Le filtre à charbon actif selon l'invention présente également moins de risques de fuites par rapport à un système comportant un réservoir supplémentaire distinct et un ensemble de vannes et de conduites pour relier ce réservoir supplémentaire au filtre et/ ou au réservoir de carburant.
En outre, la présence d'une chambre de stockage permet de retarder le délai saturation du filtre à charbon actif et de retarder ainsi le moment où le filtre à charbon actif doit être purgé. Le filtre à charbon actif selon l'invention peut ainsi être utilisé dans des véhicules à motorisation thermique afin d'augmenter le délai de saturation en cas de durcissement des normes anti-pollution, ou peut permettre de respecter ces normes pour une utilisation dans des véhicules à motorisation hybride.
Le volume de la chambre de stockage peut notamment être déterminé en fonction d'un nombre de jours souhaité avant saturation du charbon actif contenu dans la ou les chambres à charbon actif. Ce nombre de jour peut être défini par les réglementations en vigueur et peut être de 1 à 3 jours. Le constructeur automobile peut aussi choisir d'augmenter le nombre de jours de par l'usage prévu du moteur thermique.
Ce volume de stockage interne au boîtier du filtre à charbon actif permet aussi, à volume de boîtier égal, de réduire la quantité de charbon actif utilisée par rapport à un filtre à charbon actif conventionnel (sans volume de stockage interne), tout en maintenant constant le délai avant saturation. Il est ainsi possible de réduire les coûts, le charbon actif étant relativement coûteux, ce qui peut être avantageux, notamment pour les véhicules à motorisation thermique.
Avantageusement, ladite chambre de stockage est placée en amont d'une chambre à charbon actif par rapport à la circulation d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée et sortant par l'orifice de mise à l'air. Cet agencement oblige le flux gazeux entrant dans le filtre à charbon actif à remplir la chambre de stockage avant de traverser le charbon actif, de sorte que l'entrée du flux gazeux dans la chambre à charbon actif est retardée, ce qui retarde la saturation du charbon actif.
En particulier, le boîtier du filtre à charbon actif peut comprendre au moins deux chambres à charbon actif contenant du charbon actif, ladite chambre de stockage étant placée en amont d'une chambre à charbon actif et en aval d'une autre chambre à charbon actif par rapport à la circulation d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée et sortant par l'orifice de mise à l'air. Cet agencement permet notamment d'utiliser différents types de charbon actif dans les deux chambres à charbon actif, pour une meilleure adsorption des flux gazeux d'hydrocarbures. Il permet également de limiter les pertes de charge au travers du filtre à charbon actif, de sorte que davantage de charbon actif peut être utilisé par rapport au mode de réalisation décrit ci-dessous.
Avantageusement, lorsque le filtre à charbon actif selon l'invention comprend au moins une chambre à charbon actif et au moins une chambre de stockage, et notamment une chambre à charbon actif et une chambre de stockage, la chambre à charbon actif et la chambre de stockage sont séparées par une paroi interne imperméable aux gaz s'étendant sur une majeure partie de la longueur du boîtier, l'orifice d'entrée du boîtier débouchant à une extrémité de la chambre de stockage suivant la longueur dudit boîtier et ladite chambre de stockage communiquant avec la chambre à charbon actif à une extrémité opposée audit orifice d'entrée.
Cet agencement permet de positionner l'orifice d'entrée du filtre à charbon actif en position basse lorsqu'il est relié au réservoir de carburant, l'axe longitudinal du filtre à charbon étant par exemple proche de la verticale, ce qui facilite un éventuel retour de vapeurs de carburant condensées vers le réservoir de carburant.
Afin de favoriser un chemin de circulation du flux gazeux à l'intérieur de la chambre à charbon actif, on peut prévoir une paroi interne imperméable aux gaz située à l'intérieur de cette chambre et s'étendant sur une partie de la longueur du boîtier, notamment depuis le côté de l'orifice de purge.
L'orifice de purge est généralement en communication avec la chambre à charbon actif. Par exemple, l'orifice d'entrée et l'orifice de purge du boîtier peuvent être disposés à des extrémités opposées du boîtier suivant la longueur du boîtier.
L'orifice de mise à l'air est également généralement en communication avec la chambre à charbon actif. Par exemple, il peut être situé sur la même extrémité du boîtier que l'orifice de purge du boîtier ou encore sur l'extrémité du boîtier opposée à l'extrémité comportant l'orifice de purge du boîtier.
Dans ce dernier cas, l'orifice de mise à l'air peut ainsi être en position basse du filtre à charbon actif, lorsque l'axe longitudinal de ce dernier est proche de la verticale en utilisation.
Il est alors possible que de l'eau pénètre par cet orifice de mise à l'air, ce qui peut perturber le fonctionnement du filtre à charbon actif ou sa purge. Afin de remédier à cet inconvénient, l'orifice de mise à l'air peut déboucher sur une autre chambre séparée de la chambre à charbon actif par une paroi imperméable aux gaz s 'étendant sur une majeure partie de la longueur du boîtier, une extrémité de ladite autre chambre étant reliée à la chambre à charbon actif via l'orifice de mise à l'air, et l'autre extrémité de cette autre chambre communiquant avec l'atmosphère.
En outre, le volume de cet autre chambre peut être employé pour disposer un agent adsorbant supplémentaire, afin d'améliorer la rétention en hydrocarbures gazeux du filtre à charbon actif.
Lorsque le filtre à charbon actif selon l'invention comprend au moins deux chambres à charbon actif, et notamment deux chambres à charbon actif, les deux chambres à charbon actif peuvent être séparées par une paroi interne imperméable aux gaz s 'étendant suivant la direction longitudinale du boîtier jusqu'à une paroi interne transversale perméable aux gaz s 'étendant sur toute la largeur du boîtier. Cet agencement présente l'avantage d'être particulièrement compact, facilitant son utilisation dans des véhicules à motorisation hybride. Il autorise en outre l'utilisation de différents types de charbon actif dans chacune des chambres et induit une perte de charge limitée.
La paroi interne perméable aux gaz pourra par exemple également servir de support au charbon actif contenu dans chacune des chambres à charbon actif. A cet effet, elle peut être maintenue en position par des moyens formant pression, par exemple des ressorts. Un autre objet de l'invention est un véhicule automobile comportant un moteur thermique alimenté par un réservoir de carburant, et comprenant un filtre à charbon actif selon l'invention. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels :
- la figure la est une vue de dessus d'un filtre à charbon actif selon l'invention ;
- la figure lb est une vue en coupe transversale de la figure la suivant la ligne A-A de la figure la ;
- la figure 2 est une vue en coupe similaire à la figure lb d'un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue en coupe similaire à la figure lb suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est une vue en coupe transversale du mode de réalisation représenté figure 4.
Les termes supérieur, inférieur se rapporte à une position verticale du filtre à charbon, à savoir lorsque l'axe longitudinale du filtre à charbon est vertical.
La figure la représente un filtre à charbon actif 10 pour réservoir à carburant alimentant un moteur thermique de véhicule automobile.
Ce filtre à charbon actif 10 comprend un boîtier 12 équipé d'un orifice d'entrée 14 apte à être relié au dit réservoir à carburant. Le boîtier 12 est également équipé d'un orifice de purge 16 apte à être relié à un moteur thermique, et d'un orifice de mise à l'air 18.
Selon l'invention, le boîtier 12 comporte au moins une paroi interne divisant son volume intérieur en au moins deux chambres communiquant l'une avec l'autre.
Dans l'exemple représenté sur les figures la, lb, une paroi interne 20 sépare le volume intérieur du boîtier en une chambre à charbon actif 22 et une chambre de stockage 24 formant un volume de stockage d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée 14 du boîtier.
Le filtre à charbon actif 10 est agencé de sorte que la chambre de stockage 24 soit placée en amont de la chambre à charbon actif 22 par rapport à la circulation d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée 14 et sortant par l'orifice de mise à l'air 18.
Dans l'exemple représenté, la chambre à charbon actif 22 présente une forme générale cylindrique, tandis que la chambre de stockage 24 présente une forme générale de parallélépipède rectangle
(figure la). L'invention n'est toutefois pas limitée à ces formes particulières.
La paroi interne 20 séparant les deux chambres 22, 24 est une paroi imperméable au gaz qui s'étend sur la majeure partie de la longueur du boîtier 12.
Par majeure partie, on entend que cette paroi 20 s'étend sur 80% de la longueur du boîtier, voire sur 90 à 95% de la longueur du boîtier 12.
L'orifice d'entrée 14 du boîtier 12 débouche à une extrémité de la chambre de stockage 24 suivant la longueur du boîtier 12, située en zone inférieure du boîtier 12 dans l'exemple.
La chambre de stockage 24 communique avec la chambre à charbon actif 22 à une extrémité opposée à cet orifice d'entrée 14, dans la zone supérieure du boîtier 12. L'orifice de mise à l'air 18 et l'orifice de purge 16 sont situés sur la même extrémité du boîtier 12, à l'opposé de l'orifice d'entrée 14.
Dans l'exemple représenté, la chambre à charbon actif 22 est en outre séparée sensiblement en deux par une paroi interne 26 s 'étendant sur la majeure partie de la longueur du boîtier depuis l'extrémité de la chambre à charbon actif 22 reliée à l'orifice de mise à l'air 18 et l'orifice de purge 16. Cette paroi 26 s'étend longitudinalement entre les orifices de purge 16 et de mise à l'air 18 (figure lb).
Le charbon actif contenu dans la chambre à charbon actif 22 est maintenu en position au moyen de parois 28 et 30 perméables au gaz.
Il s'agit par exemple de grilles ou de plaques perforées.
Ces grilles ou plaques perforées 28 et 30 sont disposées sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal du boîtier 12. La grille supérieure 28 est de préférence fixe tandis que la grille inférieure 30 est amovible et maintenue en position au moyen d'un couvercle 32 et d'un ressort de maintien 34 situé entre le couvercle 32 et cette grille inférieure 30. L'orifice de purge 16 et l'orifice de mise à l'air 18 sont disposés au dessus de la grille 28 suivant la direction longitudinale du boîtier, de sorte que la chambre à charbon actif communique avec ces deux orifices. La paroi interne 20 s'arrête à hauteur de la grille 28 assurant la communication de la chambre de stockage 24 avec la chambre à charbon actif 22.
Le filtre à charbon actif représenté sur les figures la et lb fonctionne de la manière suivante :
Pendant les phases de charge (flèche en pointillé), la vapeur provenant du réservoir de carburant entre par l'orifice d'entrée 14, remplit la chambre de stockage 24 avant de pénétrer dans la chambre à charbon actif 22 via la grille 28 et de traverser la chambre à charbon actif 22 suivant un chemin sensiblement en U jusqu'à l'orifice de mise à l'air 18.
Pendant les phases de purge du filtre à charbon actif, la vapeur progresse en sens inverse (suivant la flèche en trait plein) vers l'orifice de purge 16.
Le mode de réalisation représenté à la figure 2 diffère de celui de la figure 1 par la position de l'orifice de purge et de l'orifice de mise à l'air.
Dans ce mode de réalisation, le filtre à charbon actif 1 10 comprend un boîtier 1 12, un orifice d'entrée 1 14, un orifice de purge 1 16, et un orifice de mise à l'air 1 18. Une paroi interne 120 sépare l'intérieur du volume du boîtier 1 12 en une chambre à charbon actif 122 et une chambre de stockage 124. L'orifice d'entrée 1 14 est situé à une extrémité inférieure du boîtier 1 12, tandis que l'orifice de purge 1 16 est situé à l'extrémité opposée du boîtier 1 12. L'orifice de mise à l'air 1 18 est quant à lui situé sur l'extrémité opposée de l'orifice de purge 1 16, sous la chambre à charbon actif 122.
Des plaques 128 et 130 maintiennent le charbon actif disposé à l'intérieur de la chambre à charbon actif 122, la totalité de la surface de la grille inférieure 130 débouchant sur l'orifice de mise à l'air libre 1 18, lequel peut être formé dans un couvercle 132.
La paroi interne 120 s'arrête à hauteur de la grille 128 assurant la communication de la chambre de stockage 124 avec la chambre à charbon actif 122. Une paroi interne 126 s'étend longitudinalement à l'intérieur de la chambre à charbon actif 122 sur une faible longueur depuis cette grille 128, de manière à séparer l'orifice de purge 1 16 et le passage de communication entre la chambre de stockage 124 et la chambre de charbon actif 122. Cette paroi interne 126 s'étend par exemple sur moins de la moitié de la longueur du boîtier, voire sur moins d'un tiers ou moins d'un quart de cette longueur.
Du côté de l'extrémité supérieure du boîtier 1 12, la grille 128 débouche ainsi d'un côté de la paroi interne 126 sur la chambre de stockage 124, et de l'autre côté de la paroi interne 126 sur l'orifice de purge 1 16, lequel est disposé au dessus de la grille 128 suivant la direction longitudinale du boîtier, assurant ainsi une communication entre la chambre à charbon actif 122.
Le filtre à charbon actif représenté sur la figure 2 fonctionne de la manière suivante :
Pendant les phases de charge, la vapeur progresse depuis l'orifice d'entrée 1 14 en remplissant la chambre de stockage 124, puis pénètre dans la chambre à charbon actif 122 via la partie gauche de la grille 128, et traverse cette chambre à charbon actif 122 sur toute sa longueur jusqu'à l'orifice de mise à l'air libre 1 18 (circulation représentée par une flèche en traits discontinus).
Pendant les phases de purge (flèche en trait plein), la vapeur progresse en sens inverse et traverse la chambre à charbon actif 122 sur toute sa longueur depuis l'orifice de mise à l'air 1 18 jusqu'à l'orifice de purge 1 16.
La figure 3 représente un mode de réalisation très proche de celui représenté figure 2. Les mêmes références ont donc été utilisées pour désigner les mêmes éléments.
La seule différence par rapport au mode de réalisation de la figure 2 est que l'orifice de mise à l'air 1 18 débouche sur une chambre
134 séparée de la chambre à charbon actif 122 par une paroi 136 imperméable aux gaz. Cette paroi 136 imperméable au gaz s'étend sur une majeure partie de la longueur du boîtier. Une extrémité de cette chambre 134 est ainsi reliée à la chambre à charbon actif via l'orifice de mise à l'air 1 18, tandis que l'autre extrémité de cette chambre 134 communique avec l'atmosphère, du côté supérieur du boîtier 1 12, à proximité de l'orifice de purge 1 16. Le mode de fonctionnement du filtre à charbon représenté figure 3 est identique à celui représenté figure 2.
Les figures 4 et 5 représentent un filtre à charbon actif 210 comprenant un boîtier 212 équipé, du côté de son extrémité supérieure, d'un orifice d'entrée 214, d'un orifice de purge 216 et d'un orifice de mise à l'air 218.
Une paroi interne 220 imperméable au gaz s'étend suivant la direction longitudinale du boîtier 212 jusqu'à une paroi interne transversale 221 , perméable au gaz et s'étendant sur toute la largeur du boîtier 212.
La paroi interne 220 sépare la partie supérieure du boîtier en deux chambres à charbon actif 222 et 223.
La paroi interne transversale 221 sépare quant à elle ces deux chambres à charbon actif 222 et 223 d'une chambre de stockage 224 occupant le volume inférieur du boîtier 212. L'orifice de mise à l'air 218 débouche dans la partie supérieure de l'une des chambres à charbon actif 222, l'orifice d'entrée 214 et l'orifice de purge 216 débouchant dans la partie supérieure de l'autre chambre à charbon 223.
Deux grilles 228 transversales séparent le charbon actif contenu dans chaque chambre à charbon actif 222 et 223 des orifices y débouchant.
La paroi interne transversale 221 sert également de support au charbon actif contenu dans les chambres à charbon actif 222 et 223. A cet effet, des éléments de maintien 234, par exemple des ressorts, situés entre un couvercle 232 et cette paroi interne 221 maintiennent cette dernière contre la paroi interne 220.
Dans l'exemple, le volume de la chambre de stockage 224 représente à peu près la moitié du volume des deux chambres à charbon actif 222 et 223.
Le filtre à charbon actif 210 représenté sur les figures 4 et 5 fonctionne de la manière suivante :
Pendant les phases de charge (flèche en trait discontinu), la vapeur progresse depuis l'orifice d'entrée 214 via une chambre à charbon actif 223, puis traverse la paroi interne 221 et remplit la chambre de stockage 224 avant de pénétrer dans l'autre chambre à charbon actif 224 jusqu'à l'orifice de mise à l'air 218. Pendant les phases de purge (flèche en trait plein), la vapeur progresse en sens inverse depuis l'orifice de mise à l'air 218 jusqu'à l'orifice de purge 216.
Tout type de charbon actif pourra être mis en place dans les chambres à charbon actif du filtre selon l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Filtre à charbon actif (10, 1 10, 210) pour réservoir à carburant alimentant un moteur thermique de véhicule automobile, ledit filtre à charbon comprenant un boîtier (12, 1 12, 212) équipé d'un orifice d'entrée (14, 1 14, 214) apte à être relié audit réservoir à carburant, d'un orifice de purge (16, 1 16, 216) apte à être relié audit moteur thermique et d'un orifice de mise à l'air (18, 1 18, 218), caractérisé en ce que ledit boîtier (12, 1 12, 212) comporte au moins :
- une première paroi interne (20, 120, 221) divisant son volume intérieur en au moins deux chambres communiquant l'une avec l'autre, au moins une chambre à charbon actif (22, 122 ; 222,
223) contenant du charbon actif apte à piéger des hydrocarbures gazeux, et une chambre de stockage (24, 124, 224) formant un volume de stockage d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée (14, 1 14, 214) du boîtier ; et
- une deuxième paroi interne (26, 126, 220) s 'étendant longitudinalement de manière à séparer l'orifice de purge (16, 1 16, 216) d'au moins l'un des orifices d'entrée (14, 1 14, 214) et de mise à l'air (18, 1 18, 218).
2. Filtre à charbon actif (10, 1 10, 210) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite chambre de stockage (24, 124, 224) est placée en amont d'une chambre à charbon actif (22, 122, 223) par rapport à la circulation d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée (14, 1 14, 214) et sortant par l'orifice de mise à l'air (18, 1 18, 218).
3. Filtre à charbon actif (210) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit boîtier (212) comprend au moins deux chambres à charbon actif (222, 223) contenant du charbon actif, ladite chambre de stockage (224) étant placée en amont d'une chambre à charbon actif (223) et en aval d'une autre chambre à charbon actif (222) par rapport à la circulation d'un flux gazeux entrant par l'orifice d'entrée (214) et sortant par l'orifice de mise à l'air (218).
4. Filtre à charbon actif (10, 1 10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre à charbon actif (22, 122) et la chambre de stockage (24, 124) sont séparées par une paroi interne (20, 120) imperméable aux gaz s'étendant sur une majeure partie de la longueur du boîtier (12, 1 12), l'orifice d'entrée (14, 1 14) du boîtier débouchant à une extrémité de la chambre de stockage (24, 124) suivant la longueur dudit boîtier et ladite chambre de stockage (24, 124) communiquant avec la chambre à charbon actif (22, 122) à une extrémité opposée audit orifice d'entrée (14, 1 14).
5. Filtre à charbon actif (10, 1 10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'orifice de purge (16, 1 16) est en communication avec la chambre à charbon actif (22, 122) et en ce que l'orifice d'entrée (14, 1 14) et l'orifice de purge (16, 1 16) du boîtier sont disposés à des extrémités opposées du boîtier suivant la longueur du boîtier.
6. Filtre à charbon actif (10) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'orifice de mise à l'air (18) est en communication avec la chambre à charbon actif (22) et est situé sur la même extrémité du boîtier que l'orifice de purge (16) du boîtier.
7. Filtre à charbon actif (1 10) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'orifice de mise à l'air (1 18) est en communication avec la chambre à charbon actif (122) et est situé sur l'extrémité du boîtier opposée à l'extrémité comportant l'orifice de purge (1 16) du boîtier.
8. Filtre à charbon actif (1 10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'orifice de mise à l'air (1 18) débouche sur une autre chambre (132) séparée de la chambre à charbon actif (122) par une paroi (136) imperméable aux gaz s'étendant sur une majeure partie de la longueur du boîtier, une extrémité de ladite autre chambre (134) étant reliée à la chambre à charbon actif (122) via l'orifice de mise à l'air (1 18), et l'autre extrémité de cette autre chambre communiquant avec l'atmosphère.
9. Filtre à charbon actif (210) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux chambres à charbon actif (222, 223) sont séparées par une paroi interne (220) imperméable aux gaz s'étendant suivant la direction longitudinale du boîtier jusqu'à une paroi interne transversale (221) perméable aux gaz s'étendant sur toute la largeur du boîtier.
10. Véhicule automobile comportant un moteur thermique alimenté par un réservoir de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre à charbon actif (10, 1 10, 210) selon l'une des revendications précédentes.
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