专利名称：蒸气储存和通风阀组件及使用该组件的蒸气排放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及与小型发动机燃料箱结合使用的一体式蒸气储存和通风阀组件以及使用该组件的蒸气排放系统。
背景技术：
本说明书、附图和权利要求涉及用于小于大约25马力(18.6kW)并广泛应用于手扶拖拉机、乘式割草机和便携式发电机组以及其它类似器具的类型的小型发动机的燃料系统。在这些应用中为了紧凑和减重广泛使用风冷发动机，并且在某些应用中发动机装有整流罩。在上述和其它类似应用中采用的发动机通常具有靠近发动机的燃料箱，并且为了简单起见，设置成燃料在重力作用下从燃料箱流到发动机化油器；但是，在某些应用中采用了燃料泵。
在上面提到的小型发动机中，燃料箱通常形成有设置在从该燃料箱延伸的接管或加注管上的用户可拆卸的盖或封闭件；并且通常通过从便携式容器用手倾倒完成加注燃料，而且经常需要使用用户提供的漏斗。这些发动机中的加注口盖通常设有用于在发动机运转期间抽取燃料时允许补偿空气进入燃料箱的通风通道。
最近要求对这种小型发动机禁止燃料蒸气排放到大气中，因此不允许采用这种开放式燃料箱通风。必须密封整个燃料系统以防止在发动机关闭期间燃料蒸气逸出到大气中；并且，还要求储存燃料系统中捕集的燃料蒸气并在发动机运转时将其排入发动机进气口。因此，需要给此前没有这种要求的小型发动机添加燃料蒸气排放系统。这对于空间有限的紧凑或装有整流罩的风冷发动机而言尤其容易产生问题。
考虑到小型发动机的非常大的批量生产以及用于这种发动机的较小的燃料箱的简单性和通用性，要求为这种小型发动机提供简单、易于安装和低成本的蒸气排放控制系统，并且这种系统不需要重新设计或重组发动机燃料箱。此外，考虑到那些尤其发动机装有整流罩的应用中的空间限制，还要求以不显著增加燃料箱和发动机体积的方式为小型发动机提供燃料蒸气排放控制系统。
发明内容
本说明书、附图和权利要求说明上述问题的解决方案并在一共用壳体内提供一体式蒸气储存装置和蒸气通风阀/翻转阀，该共用壳体可设置在小型发动机燃料箱内并在发动机运转期间从外部连接大气进气口和到发动机化油器的蒸气清污流。该一体地形成的装置具有炭罐形式的蒸气储存装置，该蒸气储存装置可充填有吸附剂，并围绕可包括压力安全阀和真空安全阀的蒸气通风阀/翻转阀的浮子室。这样形成的装置结构紧凑并且方便地构造成使得在燃料箱成形期间易于安装在小型发动机燃料箱中。
图1是在小型发动机燃料箱系统中采用的示例性实施例的示意图；图2是图1的实施例的一体式蒸气储存和蒸气通风阀/翻转阀组件的侧视图；图3是图2的组件的截面图；图4是图2的组件的分解图；以及图5是另一实施例的截面图。
具体实施例方式
参照图1，一示例性实施例的小型发动机燃料系统总体标为10并且包括总体标为12的燃料箱，该燃料箱可通过采用任意公知的手段例如超声波焊接或热板焊接绕凸缘14接合上半壳11和下半壳13而形成。燃料箱12具有穿过其上壁设置并通过用户可拆卸的盖或封闭件18密封的加注管或接管16，所述盖或密封件18可螺纹接合在接管16上。燃料箱具有穿过其下壁设置并经由管道22连接到发动机化油器24的重力式燃料供给管20。
一体式蒸气通风阀/倾翻或翻转阀和蒸气储存炭罐组件总体标为26，并且可在上下半壳绕凸缘14接合之前将该组件连接到上壳11的内侧或者通过由虚线轮廓表示并用附图标记28表示的适当的支承结构支承。
组件26具有经由软管30连接到出口接头32的蒸气清污出口42，出口接头32穿过燃料箱壁延伸并经由管道34连接到发动机化油器24的进气口。组件26还设置有清污大气接头36，该接头36经由软管38连接到穿过燃料箱12的壁设置的接头40并且如下文所述在清污期间允许大气进入组件26。
参照图2，示出组件26在其周边沿径向形成的空隙或空心部44内具有清污出口接头42。图2中还示出组件26的软管38连接到其上的大气通风接头36。
参照图3和4，详细示出了一体式蒸气通风阀/倾翻阀和储存装置组件26，其中下壳体46通过任何适当的手段例如可由旋转熔接、摩擦焊接或热板焊接实现的焊接密封。下壳体46的内部形成与阀室或浮子室52相邻地设置的蒸气储存空间或炭罐50；并且，在图3所示的示例性实施例中，除在下壳体46的周边形成的径向空隙44外，储存室或炭罐50可具有总体为环形的构造并且可围绕浮子室52。
大气进口接头36中形成有使室50和大气连通的通道54；在所示的实施例中通过适当的过滤材料层56进行所述连通。在图3的实施例中，储存室50中可设有按照室50的内部轮廓构造的吸附材料筒60。在本发明中已发现使用诸如粒状木炭的颗粒状含碳材料作为吸附剂60令人满意。
在吸附剂筒60的上面设有保持层部件62，并且由构造为利用弹簧66保持吸附剂的部件64来保持该保持层部件62。
在室52内设置有浮子68，该浮子通过弹簧70和固定到室52的底部的保持件72保持在室52内。浮子在其上端设有柔性阀元件74，当浮子经历燃料箱中的燃料液位升高时，该柔性阀元件抵靠在形成于蒸气通风通道78下端的阀座76上封闭该阀座，其中蒸气通风通道78穿过浮子室的上壁延伸入在例如通过焊接固定到下壳体46上的盖48下方形成的单独的蒸气清污室80中。保持件72具有多个形成于其周围的孔73以便允许液态燃料进入浮子室52。在浮子室的壁内形成有附加口或孔82以便允许燃料和蒸气通过空隙44进入浮子室。
通风通道78的上端形成有阀座84，重量阀或重力响应阀元件86抵靠在该阀座上。
如果希望，阀元件86可形成为两个部件，并可在其中设置单向真空通风阀88，以用于在清污室或清污通道80中的压力低于大气压力时关闭形成于元件86上端的阀座90而允许回流，从而防止燃料箱被压坏。
清污室80通过通道92连通到清污出口94。应理解，阀元件86的重量选择为使其用作保持室52内很小的正压力的压力安全阀。
通道92与形成于接头42内的通道94相连通，该接头42经由软管30、接头32和管道34连接到化油器的进气口。参照图3可理解，室50与通道92以及在盖48下方开口的清污出口94相连通。
参照图5，另一实施例的结合的压力安全阀和储存装置总体标为100并具有一体形成的壳体102，该壳体中形成有具有蒸气进口接头106的蒸气室104，接头106中具有与室104相连通的蒸气进口通道108。另一接头110中形成有蒸气清污或出口通道112。该壳体还限定与通风室104相邻地设置并通过内部通道116与通风室104连通的储存室114；并且，储存室114还与远离清污通道112、形成于另一接头120内的大气通风通道118相连通，该接头120与通过任何适当的手段例如借助超声波焊接或旋转焊接技术的焊接固定和密封到储存室114端部的封闭件或盖122一体地形成。
壳体102包括设置为用于通过任何适当的手段例如紧固件、粘合剂或焊接连接到燃料箱壁内侧的安装突出部123、124。
通道116包括用于在室114的进口处分散流动的导流面126。如果希望，可在导流面126的上面设置过滤材料层128；并且，可以类似方式在通风通道118进入室114内的进口上面设置过滤材料层130。
室104中设有总体标为132的压力安全阀，该压力安全阀包括位于形成于通道108的室端部的阀座表面136上的阀元件134。阀元件134由诸如金属的材料形成，该材料选择为使得阀元件134用作重力响应元件以便维持阀座136关闭直至通道108中达到期望的预定压力，从而克服元件134的重力并允许阀在期望压力下打开。阀元件134包括在其中形成的总体标为138的真空安全阀，该真空安全阀响应通道108和室104内低于大气的压力而移离阀座140。真空阀138可操作以便允许来自储存室114的蒸气为燃料箱提供补偿空气并且防止在发动机抽取燃料期间燃料箱被压坏。应理解，真空阀包括很轻的阀元件，如塑料球，在室104内非常小的正压下该阀元件关闭真空安全阀。
因此，图5的实施例提供了图1的组件26的替换实施方式，储存室形成为与压力安全阀相邻而不是围绕压力安全阀。图5的实施例还允许远程安装浮子控制的翻转阀，因此为在小型发动机燃料箱和燃料系统中的安装提供了额外的灵活性。
因此，上文描述和示出的实施例提供蒸气通风阀/倾翻阀和储存蒸气储存室的独特而新颖的一体式组件，该组件可在共用壳体内包含吸附剂并可方便地安装在用于小型发动机的燃料箱内，并经由穿过燃料箱壁的软管接头连接以便在发动机运转期间接收清污空气并为发动机进气口提供清污流。
尽管上文已描述和示出了示例性实施例，但是应理解，本领域技术人员可在权利要求的范围内做出修改和变型。
权利要求
1.一种与用于小型发动机的燃料箱(12)结合使用的一体式蒸气储存炭罐和蒸气通风阀组件(26，100)，包括(a)限定具有燃料进口(82，108)和蒸气出口(42，112)的蒸气室(52，104)的壳体结构(46，102)；(b)设置在所述室内并且当所述室内达到预定蒸气压力时可操作以便移动打开所述通风口的压力安全阀(86，132)；(c)所述壳体结构还限定具有与所述蒸气出口相连通的蒸气通道和清污空气进口(54，118)的蒸气储存室(50，114)。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述蒸气储存室包括蒸气吸附材料(60，128)。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括设置在所述蒸气室内并在所述组件倾翻时可操作以便阻止流体流经所述蒸气出口通道的倾翻阀(68，74)。
4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述倾翻阀包括浮子控制阀(68，74)。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述压力安全阀包括当所述浮子室内的蒸气压力比所述蒸气出口内的蒸气压力低时允许从所述蒸气出口到所述浮子室的蒸气回流的真空安全阀(88，138)。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述真空安全阀设置在所述压力安全阀内的可动阀部件(86，134)内。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述蒸气储存室(50)具有总体为环形的轮廓并围绕所述浮子室。
8.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述蒸气储存室设置成与所述浮子室相邻。
9.一种用于小型发动机的燃料箱的燃料蒸气排放系统，包括(a)靠近小型发动机设置的燃料箱(12)；(b)限定从燃料箱到小型发动机的液态燃料流通路径的管道装置(20)；以及，(c)设置在燃料箱内并连接到发动机进气口的如权利要求1所述的组件(26，100)。
10.一种用于小型发动机的控制燃料蒸气排放的方法，包括(a)靠近发动机设置燃料箱(12)；(b)从燃料箱到发动机连接燃料供应管道(20)；(c)在壳体(46)中设置浮子控制的通风阀(68，74)，在该壳体内形成蒸气储存室(50)，并将储存室连接到通风阀；(d)将所述壳体设置在燃料箱内，将通风阀的出口(42)连接到发动机的进气口；以及，(e)使储存室与大气(54)连通。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成蒸气储存室的步骤包括形成具有环状轮廓的室(50)。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述设置通风阀的步骤包括在该通风阀的出口设置单向阀(88)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述设置单向阀的步骤包括在所述单向阀内设置真空响应回流阀。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述形成蒸气储存室的步骤包括在该储存室内设置吸附剂材料(60)。
全文摘要
本发明涉及与小型发动机燃料箱结合使用的一体式蒸气储存和通风阀组件以及使用该组件的蒸气排放系统。在共用壳体内设置蒸气通风阀/翻转阀和围绕的储存炭罐组件，以用于安装在小型发动机燃料箱内。在这样的实施例中，炭罐围绕可包括重力压力安全阀和真空安全阀的蒸气通风阀/翻转阀。在另一实施例中，在共用壳体内设置压力安全阀和邻近的储存炭罐，以用于安装在小型发动机燃料箱内。
文档编号F02M25/08GK1834441SQ20061005747
公开日2006年9月20日 申请日期2006年3月15日 优先权日2005年3月15日
发明者V·K·米尔斯 申请人:伊顿公司