蒸发排放物滤清器转让专利
申请号 : CN200580037697.9
文献号 : CN101052455B
文献日 : 2010-10-20
发明人 : G·B·祖劳夫 , D·E·鲍斯 , R·L·史密斯 , R·P·罗尔巴赫 , R·J·伯基 , B·W·斯特雷姆勒 , P·D·昂格尔
申请人 : 霍尼韦尔国际公司
摘要 :
一种用于发动机进气系统的蒸发排放物滤清器。该蒸发排放物滤清器包括布置在进气系统内位于直接空气流路之外的碳氢化合物蒸汽吸附剂构件。设置机构用于将该蒸发排放物滤清器安装在进气系统内。发动机关机后进气系统中存在的碳氢化合物蒸汽被基本上保持在吸附剂构件中，直到发动机启动后空气流过进气系统。
权利要求 :
1.一种碳氢化合物吸附器，包括：
固定到第二层可透过材料的第一层可透过材料，其中一层碳氢化合物吸附剂介质布置在所述第一可透过层和所述第二可透过层之间，所述碳氢化合物吸附器构造为限定出通过铰链部分彼此固定的第一部分和第二部分，所述第一部分能够布置成与所述第二部分成面对且间隔开的关系；和由所述第一可透过层固定到所述第二可透过层限定的多个紧固部分，在所述多个紧固部分处在所述第一可透过层和所述第二可透过层之间不布置碳氢化合物吸附剂材料，并且所述多个紧固部分的一部分位于由碳氢化合物的周边所限定的区域内。
2.根据权利要求1所述的碳氢化合物吸附器，其中所述第一部分的周边与所述第二部分的周边相同。
3.根据权利要求1所述的碳氢化合物吸附器，其中所述铰链部分的宽度限定出所述第一部分和所述第二部分之间的面对且间隔开的关系。
4.根据权利要求1所述的碳氢化合物吸附器，其中所述紧固部分有助于所述第一可透过层和所述第二可透过层之间吸附剂材料的均匀散布。
5.根据权利要求1所述的碳氢化合物吸附器，其中所述紧固部分的一部分中布置有安装开口。
6.一种用于将碳氢化合物吸附器固定到进气系统的壳体上的方法，所述方法包括：绕所述壳体的多个热熔构件定位所述碳氢化合物吸附器的第一部分，其中所述第一部分相对于所述壳体成面对且间隔开的关系；
将所述碳氢化合物吸附器的第二部分折起到所述第一部分和所述多个热熔构件上，其中所述第二部分相对于所述第一部分成面对且间隔开的关系；以及对所述多个热熔构件施加热以将所述碳氢化合物吸附器牢固地固定到所述多个热熔构件。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述碳氢化合物吸附器还包括布置在所述第一部分和所述第二部分之间的铰链部分。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个热熔构件每个都具有构造成接合所述第一部分的第一肩部和构造成接合所述第二部分的第二肩部。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一肩部大于所述第二肩部。
10.一种用于吸附期望气体被吸附物的吸附滤清器，所述滤清器包括：第一构件；
与所述第一构件相对且间隔开预定距离的第二构件；和
连接所述第一和第二构件的铰链构件；
其中所述第一和第二构件中的每个都包括：
具有外表面的第一层柔性聚合物材料；
第二层柔性聚合物材料，所述第二层与所述第一层间隔开以在所述第一层和第二层之间形成区域，所述第二层具有外表面；
跨过所述第一和第二层外表面位于预定区域处的多个紧固件，所述多个紧固件从所述第一层的外表面延伸到所述第二层的外表面，其中所述多个紧固件将所述区域划分成多个至少部分封闭室；
布置在所述多个至少部分封闭室的每个内的预定量的吸附介质，所述多个至少部分封闭室适于将所述吸附介质在整个滤清器内基本均匀地分布；
多个通孔，所述多个通孔从所述第一层的外表面延伸到所述第二层的外表面，且适于接纳用于将所述滤清器安装到期望表面的附装构件；以及与所述第一和第二层的外表面中至少之一气体连通的至少一个气体被吸附物流路；
其中所述第一和第二层聚合物材料每个都包括可透过气体被吸附物的多个孔，并且其中所述第一和第二层聚合物材料孔每个对所述吸附介质都基本不可透过。
11.根据权利要求10所述的滤清器，其中所述期望表面是具有直接空气流路的汽车进气系统，并且所述气体被吸附物是蒸发碳氢化合物排放物，并且其中所述进气系统包括空气谐振器和容纳空气滤清器的壳体，并且其中所述滤清器安装在所述空气谐振器和所述空气滤清器壳体中至少一个内且基本上在所述直接空气流路之外。
说明书 :
技术领域
本发明一般地涉及滤清器，并更具体地涉及用于吸收碳氢化合物蒸汽的滤清器。
背景技术
在内燃机中，当发动机运行时，有恒定的气流通过进气系统进入进气歧管并最终通过进气门进入燃烧室。气流由活塞的进气冲程导致，该活塞在进气歧管上抽出真空。这在进气歧管和环境之间产生压力不平衡，由此空气通过进气系统冲入。由于进气歧管中的低内部压力和进入发动机的恒定气流，没有来自进气歧管或进气系统的蒸发排放物。
另外，当现代的燃料喷射发动机运行时，燃料系统将(多个)燃料轨中的燃料保持在足够压力下以防止燃料蒸发，即使(多个)燃料轨可能处于在正常大气压下足以使燃料蒸发的温度。实际上，良好的重启动可能部分取决于以下这一点，即在关机后数小时内保持燃料轨压力直到发动机冷却以防止(多个)燃料轨中燃料蒸发。(多个)燃料轨中的燃料蒸汽一般是不期望的，因为其可能导致发动机启动过程中的长起动时间。
在发动机关机后，空气继续通过进气系统冲入直到进气歧管真空被消除。如果(多个)燃料轨中的加压燃料通过燃料喷射器泄漏到进气歧管中，可能排放蒸发碳氢化合物。此小量的燃料可能蒸发，并且碳氢化合物蒸汽可能通过进气系统移出进气歧管而进入大气。目前认为这种碳氢化合物蒸汽排出可以忽略。但是，当前加州以及美国其它州的规定将燃料的蒸发排放物限制到几乎为零。
解决蒸发碳氢化合物排放物的问题的尝试包括将辅助碳氢化合物吸附滤清器布置在直接空气流路内。但是，这种滤清器一般会对进气系统增加限制。这样，发动机一般会效率较低，或者由于增加的限制进气系统可能需要尺寸较大以提供相同质量气流量。
其它尝试包括将碳氢化合物蒸汽吸附材料与标准的微粒/污染物空气滤清器组合使用。与这些组合滤清器相关的一些缺点包括蒸汽吸附材料可能从滤清器剥落而进入空气系统。吸附剂材料的损耗可能有害地影响滤清器的蒸汽吸附。
另外，当现代的燃料喷射发动机运行时，燃料系统将(多个)燃料轨中的燃料保持在足够压力下以防止燃料蒸发，即使(多个)燃料轨可能处于在正常大气压下足以使燃料蒸发的温度。实际上，良好的重启动可能部分取决于以下这一点，即在关机后数小时内保持燃料轨压力直到发动机冷却以防止(多个)燃料轨中燃料蒸发。(多个)燃料轨中的燃料蒸汽一般是不期望的，因为其可能导致发动机启动过程中的长起动时间。
在发动机关机后，空气继续通过进气系统冲入直到进气歧管真空被消除。如果(多个)燃料轨中的加压燃料通过燃料喷射器泄漏到进气歧管中，可能排放蒸发碳氢化合物。此小量的燃料可能蒸发，并且碳氢化合物蒸汽可能通过进气系统移出进气歧管而进入大气。目前认为这种碳氢化合物蒸汽排出可以忽略。但是，当前加州以及美国其它州的规定将燃料的蒸发排放物限制到几乎为零。
解决蒸发碳氢化合物排放物的问题的尝试包括将辅助碳氢化合物吸附滤清器布置在直接空气流路内。但是，这种滤清器一般会对进气系统增加限制。这样，发动机一般会效率较低，或者由于增加的限制进气系统可能需要尺寸较大以提供相同质量气流量。
其它尝试包括将碳氢化合物蒸汽吸附材料与标准的微粒/污染物空气滤清器组合使用。与这些组合滤清器相关的一些缺点包括蒸汽吸附材料可能从滤清器剥落而进入空气系统。吸附剂材料的损耗可能有害地影响滤清器的蒸汽吸附。
发明内容
公开了用于发动机进气系统的蒸汽排放物滤清器。该蒸汽排放物滤清器包括布置在位于直接空气流路之外的进气系统内的碳氢化合物蒸汽吸附剂构件。设置机构来将该蒸发排放物滤清器安装在进气系统内。发动机关机之后进气系统中的碳氢化合物蒸汽基本上被保持在吸附剂构件中，直到发动机启动后空气流过进气系统。
附图说明
通过参照以下详细说明和附图将清楚目的、特征和优点，附图中类似的标号对应于相似但不一定相同的部件。为简要起见，具有之前描述功能的标号可能不一定再结合出现它们的随后的附图进行描述。
图1是示出本发明中一个实施例的空气滤清器壳体的切开的剖视图；
图2是示出本发明中另一实施例的进气系统的部分切开的俯视剖视图；
图3是示出形成吸附滤清器的方法实施例的工艺流程图；
图4A是示出聚合物材料的第一和第二层的剖视图；
图4B是示出第一和第二层之间的吸附介质的剖视图；
图4C是示出处于合适位置的紧固件的实施例的剖视图；
图4D是示出安装通孔的剖视图；
图5A是示出聚合物材料的第一和第二层的剖视图；
图5B是示出第一和第二层之间的中间层的剖视图；
图5C是示出第一层和中间层之间以及中间层和第二层之间的吸附介质的剖视图；
图5D是示出处于合适位置的紧固件的实施例的剖视图；
图5E是示出安装通孔的剖视图；
图6是吸附滤清器的一个实施例的局部俯视示意图；
图7是吸附滤清器的另一示例性实施例的俯视半示意图；
图8是图7实施例的半示意立体图，示为在组装到期望表面之前处于U形构造；
图9是图8实施例的半示意立体图，示为附装到汽车进气箱14的清洁侧的上表面；
图10是示出图9的安装的切开的半示意剖视图；和
图11是用于制造本发明的滤清器实施例的(多个)工具的实施例的示意性立体图。
图1是示出本发明中一个实施例的空气滤清器壳体的切开的剖视图；
图2是示出本发明中另一实施例的进气系统的部分切开的俯视剖视图；
图3是示出形成吸附滤清器的方法实施例的工艺流程图；
图4A是示出聚合物材料的第一和第二层的剖视图；
图4B是示出第一和第二层之间的吸附介质的剖视图；
图4C是示出处于合适位置的紧固件的实施例的剖视图；
图4D是示出安装通孔的剖视图；
图5A是示出聚合物材料的第一和第二层的剖视图；
图5B是示出第一和第二层之间的中间层的剖视图；
图5C是示出第一层和中间层之间以及中间层和第二层之间的吸附介质的剖视图；
图5D是示出处于合适位置的紧固件的实施例的剖视图；
图5E是示出安装通孔的剖视图；
图6是吸附滤清器的一个实施例的局部俯视示意图；
图7是吸附滤清器的另一示例性实施例的俯视半示意图；
图8是图7实施例的半示意立体图，示为在组装到期望表面之前处于U形构造；
图9是图8实施例的半示意立体图，示为附装到汽车进气箱14的清洁侧的上表面；
图10是示出图9的安装的切开的半示意剖视图；和
图11是用于制造本发明的滤清器实施例的(多个)工具的实施例的示意性立体图。
具体实施方式
期望基本上防止蒸发碳氢化合物排放物逸入大气以满足法规并变得更加环保。还期望在不限制通过进气系统的气流的情况下实现这样基本上防止的效果。另外，还期望相对便宜地实现此目的。还期望在与阻挡滤清器相比具有较低的可能性污损吸附剂材料情况下实现此目的。
本发明的蒸发排放物滤清器基本上满足上述需要。本发明人出乎意料且幸运地发现了一种吸附滤清器/构件及其制造和使用方法(下面结合图3等进一步描述)，该吸附滤清器/构件减少了传统上所使用的吸附介质的量，同时增大了吸附介质暴露到期望的气体被吸附物的表面积，所述气体被吸附物的一个非限制性示例是蒸发碳氢化合物排放物。不受任何理论的限制，相信这可以有利地增加吸附介质与期望气体被吸附物(其一个非限制性示例是蒸发碳氢化合物排放物)的相互作用和对其的捕获。
现在参照图1，本发明的蒸发排放物滤清器总体标为10。蒸发排放物滤清器10可用于具有直接空气流路(箭头P)的发动机进气系统12。进气系统12包括含有传统空气滤清器16的壳体/进气箱14。空气滤清器16过滤掉进入发动机(未示出)的空气中的污染物。空气滤清器16大体具有容纳在柔性、半刚性或刚性框架中的折叠滤纸(pleatedpaper)作为其主要组成部分。空气滤清器16安装在壳体14内，并一般使用一次就丢弃。进气管18从车辆外引入空气到壳体/进气箱14，然后经由进气歧管(未示出)而到达发动机。
还参照图2，进气系统12可以可选地包括空气谐振器20。空气谐振器20可以附装到进气管18(如图所示)和/或壳体14并与其流体连通。应该理解如果使用可选的空气谐振器20，则认为无论空气谐振器20在进气管18的清洁侧C或肮脏侧D，或者附装到壳体14的清洁侧C或肮脏侧D和/或与其成为一体，本发明的蒸发排放物滤清器10都将基本上工作得同样好。
蒸发排放物滤清器10包括布置在进气系统12内基本上位于直接空气流路P之外的碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22。蒸发排放物滤清器10还可以包括用于将蒸发排放物滤清器10安装在进气系统12内的机构24。应该理解机构24可以包括任何合适的紧固件，包括但不限于粘合剂、钩和环紧固件、螺钉、铆接件、利用超声或摩擦焊接的紧固件、卡合滤清器10的柔性凸片等。另外，蒸发排放物滤清器10可以以安装成离开平坦表面(立起)的方式安装到进气箱14，从而使暴露到蒸发排放物的吸附剂构件22的量最大(这样一个实施例的非限制性示例在图10中示出)。
如果在发动机关机后进气系统中有碳氢化合物蒸汽，则将这些蒸汽保持在吸附剂构件22中直到发动机启动后空气流过进气系统12。通过系统12的气流的恢复基本上使吸附剂构件22再生。
应该理解本发明的蒸发排放物滤清器10可以布置在进气系统12的基本上位于直接流路P之外的任何合适区域中。在本发明的一个实施例中，滤清器10安装在空气谐振器20和/或空气滤清器壳体14内。
在本发明的一个替代示例实施例中，滤清器10安装在空气谐振器20内(如图2所见)。
在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的清洁空气侧C。
在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的肮脏空气侧D(如图1所见)。
另外，在本发明的一个实施例中，一个蒸发排放物滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的清洁空气侧C，并且第二滤清器10(在图1中第二、第三和第四滤清器10以虚线示出)安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的肮脏空气侧D。尽管在图1中一个可选的滤清器10示出在进气箱/壳体14的底部，但应该理解不一定将滤清器10安装在该位置。
如图1所示，在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在壳体14的至少三个内壁上。
应该理解吸附剂构件22可以包括任何合适的碳氢化合物蒸汽吸附材料。在本发明的一个实施例中，碳氢化合物蒸汽吸附材料的示例包括但不限于活性炭、沸石、环式糊精、疏水纤维素、液相吸附剂(例如硅油)和/或其混合物中至少之一。在本发明的一个非限制性实施例中，吸附剂构件22具有活性炭作为其主要组成部分。还应该理解碳氢化合物蒸汽吸附材料可以成任何合适形式并容纳/浸渍在任何合适介质内。
在一个实施例中，碳氢化合物蒸汽吸附材料可以由一个或多个精细网眼滤网包含。应该理解(多个)精细网眼滤网可以用任何合适材料形成，包括但不限于聚合物材料、金属材料和/或其混合物。合适聚合物材料的一个非限制性示例是聚偏二氯乙烯，其可以按商标名为SARAN从Midland，Michigan的Dow Chemical商业购得。
浸炭过滤结构的一些非限制性示例可从Charlotte，North Carolina的AQF Technologies LLC商业购得。吸附剂介质的其它合适的非限制性示例在美国专利No.5,486,410中公开，该专利通过引用而整体包含于此。’410专利除其它实施例外公开了一种具有尼龙护套和聚酯芯的复合成分过滤结构，其中活性炭颗粒结合到纤维基体，并且在该结构内包括微纤维网。另一合适吸附剂介质包括可从Columbus，Ohio的PICA USA，Inc.商业购得的活性炭。
还相信木基炭可以提供某些优点，例如在炭床的再生方面。
为了延长碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22的寿命，在某些情况下可能期望用可选的(多个)保护构件保护蒸发排放物滤清器10，所述保护构件例如铰接挡板26、百叶窗28、以上的组合等等。挡板26和百叶窗28分别在图1中半示意地以虚线示出。挡板26在发动机运行时基本上保持关闭，由此基本上保护吸附剂构件22免受水、碎屑和/或其它污染物的影响。然后挡板26在发动机关机时落下打开以允许可能存在的碳氢化合物蒸汽进入。百叶窗28设计成将水、碎屑和/或其它污染物偏转离开吸附剂构件22。
即使没有单独的保护构件26、28，本发明10在直接流路P之外的位置(即例如在进气箱14或谐振器20的较低流动区域中)也导致吸附剂构件22的较小应力和较少污染(与阻挡滤清器相比)，由此使得蒸发排放物滤清器10的寿命更长。
根据本发明实施例的用于在发动机关机后吸附来自汽车发动机进气系统12的碳氢化合物蒸汽的方法包括将蒸发排放物滤清器10操作性地基本布置在直接空气流路P之外且在空气谐振器20和空气滤清器壳体14的至少一个内的步骤，该蒸发排放物滤清器10包括碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22。发动机关机后进气系统12中存在的碳氢化合物蒸汽基本上被保持在吸附剂构件22中，直到发动机启动后空气流过进气系统12。
至少部分由于碳氢化合物分子的布朗运动(例如分子的随机运动以及彼此之间和与壳体的碰撞)以及壳体的温度差和局限空间，碳氢化合物分子不在相同方向上行进，因此本发明的蒸发排放物滤清器10不必是阻挡式装置(即空气必须通过其的装置)。通过将蒸发排放物滤清器10基本上布置在直接空气流路之外和/或基本上布置在进气路径之外，该蒸发排放物滤清器10不必与空气滤清器16形成一体。这样，蒸发排放物滤清器10就不会降低进气系统12的流率(阻挡式装置会降低流率)。于是，将蒸发排放物滤清器10基本上布置在直接空气流路之外特别有利，且不会不利地影响进气系统12的性能。此外，因为蒸发排放物滤清器10不是阻挡式元件并且它仅仅在发动机关机期间吸附碳氢化合物并在发动机工作期间将其释放到进气路径中，所以蒸发排放物滤清器10不会被污损。这样，滤清器10不需要更换，因此可以永久固定到进气系统12。
为了进一步说明本发明，给出以下示例。应该理解这些示例提供用于解释目的，而不应理解为限制本发明的范围。
示例
在可选试验中，A)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)上布置36克从AQF Technologies LLC获得的浸渍滤清介质的活性炭；B)在进气箱14的三个内侧的每一侧上布置12克AQF活性炭，总共是36克活性炭，三个内侧是清洁侧的顶侧和相对两侧(类似于鞍形)；C)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)上布置36克从PICA USA，Inc.获得并保持在两层精细网眼滤网之间的活性炭；和D)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)和底部内表面(肮脏侧)上各布置18克AQF活性炭，总共36克活性炭。在每个可选试验中，允许1.5克汽油蒸汽进入进气系统12。与其中几乎0.04克碳氢化合物蒸汽被排放到大气的控制(没有吸附剂介质)相比，在四个试验的每一个中，少于约0.006克的碳氢化合物蒸汽被排放到大气。在四个试验中，显示出试验D在防止蒸发碳氢化合物排放物逸出方面更成功。
本发明进一步有利的在于可以对预期量的碳氢化合物蒸汽计算吸附剂介质/构件22的有效量。这样，可以在进气系统12内布置有效量的吸附剂构件22以吸附预期量的碳氢化合物蒸汽。
现在参照图3等，在替代示例性实施例中，吸附滤清器/构件10包括多个适于以基本均匀的厚度将吸附介质基本均匀分布在整个滤清器中的室。应该理解，该基本均匀的厚度可能相对较薄以使在捕获期望被吸附物(其非限制性示例是碳氢化合物蒸汽)中所利用的吸附介质的表面积最大。不受任何理论限制，认为这些室还可以对吸附介质提供大大提高的悬浮性，从而基本上防止介质不期望地在滤清器内成团。
在另一替代示例性实施例中，吸附滤清器/构件包括对滤清器大大增加刚度的中间层。
另外，吸附滤清器/构件的实施例可以有利地具有足够的柔性，以方便滤清器的安装，同时保持足够刚度，从而基本上不需要滤网和/或框架式构件。这可以有利地减少对附加材料的需要，由此可以导致滤清器重量的降低以及制造时间和/或成本的降低。
现在参照图3，示出制造吸附滤清器/构件的方法的实施例。一般地，该方法包括将第一聚合物材料定位成与第二聚合物材料间隔开一定距离以在第一材料和第二材料之间形成区域。该区域可以填充预定量的吸附介质。第一和第二材料随后紧固到一起，以将该区域划分成多个基本封闭或部分封闭的室。本文所用的“基本封闭”或“部分封闭”用于指吸附介质基本保持在室内。下面将参照图4A-4D、图5A-5E和图6进一步详细讨论滤清器/构件和方法的实施例。
图4A-4D一起表示示出形成吸附滤清器/构件10(如图4C和4D所示)的方法的实施例的工艺流程。
具体参照图4A，聚合物材料的第一层30(这里称为“第一层”或“第一材料”)定位成与聚合物材料的第二层34(这里称为“第二层”或“第二材料”)间隔开一定距离。聚合物材料的第一层30和第二层34可以是天然材料、合成材料和/或天然和合成材料的混合物。应该理解，可以使用任何能够形成为多孔材料的聚合物材料。在一个实施例中，聚合物材料被挤出成纤维而进行纺织。在一个替代示例性实施例中，聚合物材料是多孔非纺织材料。第一层30和第二层34可以是相同、相似或不同材料。但是，期望聚合物材料在化学上足够类似以可以紧固到一起，如果这样的紧固是通过除机械手段之外的手段实现的话。
一般地，用于第一层30和第二层34的多孔聚合物材料构造成具有这样的孔尺寸/网眼尺寸，其大到足以允许期望的被吸附物穿过，但小到足以防止吸附介质穿过。在一个实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约1μm到约2000μm之间。在另一实施例中，当使用具有相对较大平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳球(carbonpellet))时，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约200μm到约2000μm之间。在使用具有较小平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳粒(granular carbon))的另一实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约100μm到约200μm之间。在使用具有相对精细平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳粉)的另一实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约1μm到约100μm之间。
应该理解，可以使用对期望被吸附物基本可透过但对吸附介质基本不可透过的任何合适的多孔聚合物材料。合适聚合物材料的某些非限制性示例包括但不限于聚酯、聚丙烯、乙烯共聚物、聚碳酸酯、乙缩醛、聚氯乙烯、聚酰胺和/或以上这些的混合物。应该理解层30、34可以具有任何合适的厚度。在一个实施例中，各个层30、34的厚度的范围可以在约0.007英寸(177.8μm)到约0.014英寸(355.6μm)之间。
如图4A所示，在第一层30和第二层34之间形成区域32。应该理解区域32的厚度可以取决于(除其它因素外)第一层30和第二层34的定位。在一个实施例中，区域32的厚度的范围在约0.016英寸(406.4μm)到约0.24英寸(6096μm)之间。现在参照图4B，区域32可以适于填充预定量的吸附介质38。应该理解，在确定应当使用的吸附介质38的量时可以考虑许多因素。这些因素包括但不限于期望吸附的被吸附物的量、吸附介质38的吸附能力、区域32的厚度和长度、吸附介质38的颗粒尺寸、以及在紧固滤清器10时(参见图4C和4D)区域32中期望有的吸附介质38的量。在一个非限制性示例中，吸附介质38的厚度约0.06英寸(1524μm)。
用于吸附介质38的合适材料的示例包括但不限于碳基材料、沸石、硅酸铝、硅胶、环式糊精、硅树脂和/或以上这些的混合物。应该理解在所列出的材料中，碳基材料可以具有最高的吸附能力。碳基材料的一个非限制性示例是木基碳材料。碳基材料的其它非限制性示例包括碳粉、碳粒或碳球。在一个实施例中，吸附介质38是活性炭。
一般地，碳粉的尺寸范围可以在约1μm到约100μm之间，碳粒的尺寸范围可以在约100μm到约200μm之间，而碳球的尺寸范围可以在约200μm到约3500μm之间。碳球的一个非限制性示例的尺寸范围在约1780μm到约3310μm之间。当然应该理解，碳可以具有比前述范围更大或更小的尺寸。
现在参照图4C，示出在建立多个紧固件或紧固区域44之后的吸附滤清器/构件10的实施例。本文中所用的紧固件44用于描述在蒸发排放物滤清器10的周边内的一个区域，其中通过单独工具的机械装置(例如铆接件等)、粘结(通过单独的粘合剂和/或使第一层30和第二层34彼此粘接)和/或实际焊接(例如声波焊接、振动焊接、热镦焊接和激光焊接等)将第一层30固定到第二层34，并且其中设有安装区域。根据本发明的一个示例性实施例，安装区域可以大到足以提供支承表面，以用于与热熔构件(heat staking member)或期望表面/壳体14(蒸发排放物滤清器10安装到其上)的其它机械紧固件的相互作用。例如参见图10。应该理解，其它紧固件44或紧固区域可以位于蒸发排放物滤清器10的周边内，其不会与壳体14的热熔销64接触并设置来帮助吸附介质38在蒸发排放物滤清器10的第一层30和第二层34内的基本均匀分布。
在本发明的一个示例性实施例中，材料30、34、38的堆叠可以在第一层30和第二层34的外表面46、48(如图6最清楚可见)上的预定位置通过任何合适紧固件44紧固，该紧固件44包括但不限于粘合剂、铆接件、焊接件和/或以上这些的组合。合适焊接技术的非限制性示例包括声波焊接(例如声波点焊或缝焊)、振动焊接、热镦焊接(使用阻抗加热以加热材料进行结合，类似于钎焊)和/或激光焊接。
应该理解，可以穿过第一层30、第二层34或穿过两层30、34进行紧固。如图4C所示，多个紧固件44从第一层30的外表面46延伸到第二层34的外表面48。在其中紧固前吸附介质38基本覆盖第一和/或第二层30、34的整个表面区域的实施例中，应该理解多个紧固件44也可以延伸穿过某些吸附介质38。
多个紧固件44将区域32划分成多个基本封闭和/或部分封闭的室52。应该理解，封闭室52中包含大多数或基本所有吸附介质38。相信多个室52还有利地提供了在整个滤清器/构件10中吸附介质38的基本均匀分布。应该理解，在本文所讨论的各个实施例中(其非限制性示例包括图7-10所示的(多个)实施例)，室52可以对彼此相对开放以允许吸附介质38在其间进行某种流动。
在该方法的一个替代示例性实施例中，室52(以及图5D和5E所示第一室50和第二室54)可以形成为使得它们开始时被部分封闭。在此实施例中，区域32(如图4A所示没有吸附介质38)通过建立多个紧固件44中的某些而部分封闭。此替代示例性实施例允许将吸附介质38添加到部分封闭的室中，这与其中在室52形成时吸附介质38就在封闭室52中的实施例不同。在添加吸附介质38以基本填充部分封闭的室之后，室52于是通过其余的多个紧固件44的建立和/或通过缝焊的完成(下面进一步描述)而基本/部分封闭(如图4C和4D所示)。
在另一替代示例性实施例中，可以形成一个室52以使其开始时被部分封闭。然后该室52可以用期望量的吸附介质38填充，并可以通过多个紧固件44的建立和/或通过缝焊的完成而基本/部分封闭。另外，单个室52可以形成为其中已经有吸附介质38。
在该方法的(多个)实施例中，使用预定量的吸附介质38。应该理解大部分量的吸附介质38包含在封闭室52内。所使用的吸附介质38的量可以取决于(除其它因素外)待吸附的被吸附物的量和吸附介质38的尺寸。在一个实施例中，所使用的预定量的吸附介质38的范围在约0.0155克/平方厘米/侧到约0.155克/平方厘米/侧(即约0.1克/平方英寸/侧到约1克/平方英寸/侧)之间。在一个非限制性示例中，封闭室52之一具有在封闭室52的每侧每平方厘米约0.0543克(即每侧每平方英寸约0.35克)碳粒吸附介质38。
应该理解，预定量的吸附介质38可以在室52内基本松散，并且不包括可能损害和/或以其它方式有害地影响介质38可用于吸附期望被吸附物的表面积的结合剂。松散的介质38以及没有结合剂可以大大增加和/或保持吸附介质38的吸附能力和/或效率，而不必增加在滤清器/构件10内布置的吸附介质38的量。
在一个对比示例中，将包括从Charlotte，North Carolina的AQFTechnologies LLC获得的浸渍过滤介质的活性炭的滤清器与滤清器10的一个实施例进行比较。两个滤清器对期望被吸附物的吸附具有基本相似的能力。为了具有相似的能力，两个滤清器将包括相同量的具有可用于吸附的表面积的碳。含AQF碳介质的滤清器在滤清器的每立方英寸包含约2.9克碳；而滤清器10的一个实施例在滤清器10的每立方英寸包含约4.7克碳。这样，为了使AQF滤清器包括与滤清器10同样多的碳，其必须制造得更大。AQF对比滤清器的这种尺寸增大至少部分由于附装到在AQF碳介质中使用的碳的聚合物纤维结合剂。
不受任何理论限制，相信封闭室52尺寸很小从而可以包含很小量的吸附介质38。应该理解，薄(小)层的吸附介质38可以使可用于吸附的介质38的表面积最大。吸附介质38的暴露表面积被增大，由此有利地在期望的被吸附物和吸附介质38之间提供更大的相互作用的可能性，导致将期望被吸附物捕获在吸附介质38中的更大的可能性。在一个非限制性示例中，吸附介质38的暴露表面积的范围在约193.5平方厘米到约1290平方厘米(即约30平方英寸到约200平方英寸)之间。
应该理解，滤清器/构件10可以具有任何合适的厚度。在一个非限制性实施例中，滤清器10具有约0.1875英寸(4762.5μm)的厚度。
现在参照图4D，该方法的一个实施例包括在滤清器/构件10中形成多个安装通孔56。应该理解，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10永久固定到可以使用滤清器10的装置(例如汽车进气系统)。在一个替代示例性实施例中，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10可拆卸地固定到可以使用滤清器10的装置。在一个非限制性示例中，通孔56适于接纳附装构件64，该附装构件64构造成将吸附滤清器10安装到期望表面。在一个替代非限制性示例中，通孔56适于接纳附装构件64例如热熔销(如图9和10中所见)，该附装构件64构造成将吸附滤清器10安装成与期望表面间隔一定距离。此非限制性示例可以有利地通过设置与期望表面之间的第二气体被吸附物流路而增大滤清器10的暴露表面积，该第二气体被吸附物流路与第一层30第二层34的外表面46、48之一气体连通。例如，现在参照图9和10，开口或通孔56可以构造成靠在附装构件64的肩部65上。第一气体被吸附物流路与第一层30和第二层34的外表面46、48中的另一个气体连通。应该理解，第一层30或第二层34可以面对期望表面。
图5A-5E一起示出了形成吸附滤清器/构件10(如图5D和5E所示)的替代示例性实施例的方法的一个实施例的流程图。
图5A图示了间隔开一定距离的第一层30和第二层34。该实施例的方法包括在第一层30和第二层34之间建立可选的聚合物材料的中间层42，如图5B所示。在一个实施例中，中间层42的厚度范围在约0.0065英寸(165.1μm)到约0.0125英寸(317.5μm)之间。在一个非限制性示例中，中间层42的厚度约0.0095英寸(241.3μm)。应该理解，中间层42可以是与第一层30和第二层34相同、相似或不同的(多种)材料。中间层42还可以对期望被吸附物基本可透过而对吸附介质38基本不可透过。在一个实施例中，中间层42的孔或网眼尺寸可以比第一层30和第二层34两者更能透过期望的气体被吸附物。此外，中间层42的孔尺寸大于第一层30和第二层34的孔尺寸，这还可以有利地对吸附介质38提供大大提高的悬浮性，从而基本上防止介质不期望地在滤清器/构件10内聚集。这样，提高的悬浮性可以增大吸附介质38的吸附期望被吸附物的可用表面积。在一个实施例中，孔尺寸的范围可以在约200μm到约1000μm之间。在另一非限制性实施例中，中间层42孔尺寸在约250μm到约350μm之间。与第一层30和第二层34的情况相同，期望中间层42聚合物材料在化学上与第一层30和第二层34足够相似以能够紧固到一起，如果这样的紧固是通过除机械手段之外的手段实现的话。
如图5B所示，增加中间层42就形成了位于第一层30和中间层42之间的第一区域36，并且还形成了位于中间层42和第二层34之间的第二区域40。应该理解，第一区域36和第二区域40的厚度可以取决于(除其它因素外)第一层30、第二层34和中间层42的定位。在一个实施例中，第一区域36和第二区域40中每一个的厚度的范围在约0.008英寸(203.2μm)到约0.12英寸(3048μm)之间。在一个具体非限制性示例中，第一区域36和第二区域40中每一个的厚度的范围在约0.02英寸(508μm)到约0.08英寸(2032μm)之间。
现在参照图5C，第一区域36和第二区域40可以适于填充预定量的前述吸附介质38。应该理解，在确定第一区域36和第二区域40的厚度时可以考虑许多因素。这些因素的示例包括但不限于待吸附的被吸附物的量、吸附介质38的吸附能力、区域36、40的厚度和长度、吸附介质38的颗粒尺寸、以及在紧固滤清器/构件10时(参见图5D和5E)区域36、40中期望有的吸附介质38的量。
应该理解，中间层42可以用作划分器，从而基本所有吸附介质38都不在滤清器/构件10的相同区域内。增加中间层42和分隔吸附介质38可以有利地方便紧固(例如焊接)工艺，因为第一层30和第二层34中的每一个可以紧固到中间层42。这样的紧固将穿过吸附介质38的厚度的一部分而到达层42；而在没有中间层42的情况下，层30、34的紧固可能基本上穿过吸附介质38的整个厚度(除非在将第一层30和第二层34彼此(部分或基本完全)结合之后将介质38添加到滤清器10)。中间层42还可以有利地在没有附加零件和/或成本的情况下增大滤清器/构件10的刚度。还相信这种刚度增大有助于避免需要框架来容纳滤清器/构件10。但是，应该理解如果为了特定的最终应用而期望框架，则也可以有利地在框架(未示出)内利用滤清器/构件10。
图5D和5E示出多个紧固件44将各个区域36、40划分成多个基本/部分封闭的第一室50和基本/部分封闭的第二室54。应该理解封闭的第一室50和第二室54中包含大多数或基本所有吸附介质38。相信多个室50、54类似于室52还有利地使吸附介质38在整个滤清器10中基本均匀地分布。
具体参照图5E，该方法的一个实施例包括在滤清器10中形成多个安装通孔56(如前参照图4D所述)。如所述的，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10可拆卸地固定或永久固定到可以使用滤清器10的装置(例如汽车进气系统)。通孔56还可以适于接纳附装构件64，这些附装构件64构造成将吸附滤清器10安装到期望表面或安装成与期望表面(其一个非限制性示例是汽车发动机进气系统12)间隔一定距离。
这里所公开的方法的(多个)实施例还可以按需要包括缝焊(并在下面进一步讨论)。另外，该方法可以包括将吸附滤清器/构件10冲切成预定形状。应该理解滤清器10可以按需要和/或特定最终应用所需被切成任何合适的尺寸和/或形状。图6示出适合于滤清器10的冲切形状的一个非限制性示例。在此图中，外线58表示冲切线，而线58内的线表示缝焊线。应该理解，切割滤清器10的尺寸和/或形状可以部分由滤清器10的最终应用确定。例如，如果滤清器10被结合在汽车进气系统12中，则期望将滤清器10的形状切割成基本上配合该特定系统。应该理解，滤清器10还可以切割成比将置于其中的装置更大。在此实施例中，滤清器10可以有利地被折叠并紧固成适合于将使用滤清器10的装置的尺寸。
另外，滤清器/构件10可以包括通过任何合适装置，例如通过活动铰链60(或任何其它合适铰接件)而连接到滤清器10的可选择性铰接的构件62。构件62可以有利地允许滤清器10大体适应期望表面。构件62可以有利地用层30、34、38、42形成。
在该方法的另一替代示例性实施例中，在定位和安放材料之前，将第一层30、第二层34和中间层42(在使用时)切成预定形状。于是，层30、34、42可以在滤清器10形成之前成形，这与其中形成滤清器10然后再切割成期望形状的实施例不同。
如前所述，滤清器/构件10可以适用于各种应用和/或装置。在一个非限制性示例中，滤清器10可以用于汽车进气系统12中以捕获碳氢化合物蒸发排放物。应该理解在使用滤清器10后，其可以再生以重新使用。滤清器10的再生可以通过增大的气流、温度摆动吸附(TSA)或压力摆动吸附(PSA)而实现。在TSA中，气体可以在较低的温度下吸附在吸附介质38中，并随后可以在温度升高时从吸附介质释放。但是在PSA中，气体可以在较高的压力下吸附在吸附介质38中，并随后可以在较低压力下从吸附介质38释放。
在这里所公开的方法的(多个)实施例中，应该理解各个部件30、34、38(和可选的42)可以顺序施加以形成材料堆叠，此堆叠被紧固以形成吸附滤清器/构件10。例如，聚合物材料的第二层34可以定位成底层；可以在第二层34上建立一层吸附介质38；中间层42可以可选地建立在吸附介质38的层上；可以在中间层42(如果使用的话)上建立附加的一层吸附介质38；并可以在该层(附加层)的吸附介质38上建立聚合物材料的第一层30。材料/层30、34、38和可选的42的堆叠随后可以紧固在预定位置中，以形成具有多个基本/部分封闭室52或者第一室50和第二室54的吸附滤清器10。
现在参照图7，示出滤清器10的一个替代示例性实施例。滤清器10包括聚合物的第一层30和第二层34以及其中具有吸附介质38(以虚线示出)的部分封闭室52。焊缝66如图所示绕外周边并如图所示绕活动铰链区域60’(应该理解活动铰链只是可以使用的合适铰接件60’的一个示例)延伸。另外，应该理解如果滤清器10基本永久形成为图8-10所示大体U形构造，则区域60’可以不是铰接件，而可以按需要是合适的连接壁/构件60’。围绕区域60’的焊缝66可以方便使用/弯曲区域60’来作为活动铰链60’。
可选地，可以分别在聚合物的第一层30和第二层34的外表面46、48中任一个或两者上布置标记。该标记可以通过任何合适工艺施加，并可以是所需的任何合适标记，其非限制性示例包括字母数字标记、图形标记等。如图所示，标记为“123Corp.，Jan.1,0000”。
在图8所示实施例中，蒸发排放物滤清器/碳氢化合物吸附器10被折叠成(或可选地，可以基本永久形成为)U形或其它构造(例如三角形、平行四边形、梯形等)，其中蒸发排放物滤清器10包括布置成与第二构件72面对间隔开的第一构件70，其中活动铰链60’可以限定第一构件70和第二构件72之间的区域的宽度，如果第一构件70和第二构件72彼此平行的话。或者，第一构件70和第二构件72相对于彼此成角度地定位。在此实施例中，第二构件72的通孔56构造成小于热熔销64的第一肩部74或靠在其上，而第一构件70的通孔56构造成小于热熔销64的第二肩部76或靠在其上。如图所示，第二肩部76小于第一肩部74，于是当碳氢化合物吸附器10定位在销64上时，肩部65将第一构件70和第二构件72定位成彼此分离并与壳体14的内表面分离，销64从该内表面开始延伸。之后，销64的一部分从第一构件70突出，并被热熔形成尺寸比第一构件70的开口更大的热熔部，从而基本上防止其拆除。这可能特别有利，因为进气系统12可以包括两件式的壳体14(其一半在图9中示出)，该壳体14能够被打开以更换脏的空气滤清器16。因此，滤清器10的基本永久固定防止其在空气滤清器16更换期间移出，因为滤清器10是通常不需要更换的装置。
应该理解滤清器10还可以安装成基本平坦的构造和/或任何其它所需的合适构造。尽管示出折叠/形成为第一聚合物层30的外表面46朝向外，但应该理解如果需要其可以折叠成使第二聚合物层34的外表面48朝向外。该实施例还示出通孔56的各种形状、尺寸和/或构造的示例。
现在参照图9和10，滤清器10示为安装在进气箱14的上表面中。热熔件示为附装构件64的非限制性示例。在如图9和10所示组装到期望表面(例如进气箱14)之后，可以可选地在热熔件64的从滤清器10向外突出的部分上使用任何合适的工艺，以基本防止(和/或使其困难)滤清器10从期望表面的拆除(对热熔件64的这种处理未在图9和10中示出)。
如上所述并如图10最清楚可见，滤清器10可以以“立起”方式附装到期望表面。这样，提供了多个气体被吸附物流路，一个在滤清器10和期望安装表面(例如进气箱14内部)之间，另一个在滤清器10和进气箱14的其余部分之间。这可以有利地使气体被吸附物所暴露到的吸附介质38的表面积最大。另外，在图10所示滤清器10的大致U形构造中，可以在滤清器10的两个相对构件之间有利地形成第三气体被吸附物流路，这两个构件可以通过连接构件/铰接件60’而间隔开预定距离。
形成滤清器10的一种非限制性方法包括：热成形第一聚合物层30(尽管应该理解如果需要第二聚合物层34可以是热成形层等等)以形成井(其将变成室52的表面)；将第二聚合物层34(或者第一聚合物层30，如果第二层34被热成形)焊接(例如超声焊接)到第一聚合物层30，形成紧固件44(其一个非限制性示例包括点焊)、部分封闭室52和焊缝66(但可选地留下暂时打开的区域68作为介质38进入的区域)；通过区域68用吸附介质38填充室52；通过焊接封闭区域68(如果有的话)；将滤清器10冲切成期望形状；以及在期望区域中冲出通孔56。应该理解可以在布置层34或30中的另一个之前或基本同时，将介质38布置在热成形层30或34上，并且两个层30、34可以紧固到一起(例如通过焊接)而吸附介质38位于其间。在此情况下，一般就不必留下暂时打开的区域68。
还应该理解可以按需要使用其它合适方法来形成根据这里所述的各个实施例的滤清器10。用于制造滤清器10的方法的某些合适的非限制性示例以及其一些优点如下。
上述热成形结构可以通过支承第一层材料(例如30或34)并随后使层30或34与成形模具80在受热的情况下接触而生成。如图11所示，模具80构造成提供滤清器10的特征。一些特征示为86，它们将变成井(后来形成室52)；而其它特征示为88，它们将变成其上/其中/穿过其布置紧固件44的区域。该方法的此步骤在片/层30和/或材料段中形成井(如上所述)。该井随后(或后来，这也如上所述)可以填充吸附介质38。然后可以通过热密封、振动焊接、声波焊接和/或类似手段施加基本平坦的第二片/层(例如34或30)，其中第二层布置在第一层上方，并且这两层布置在另一模具82上方，该模具82提供由焊接工艺(例如将第一层声波焊接到第二层)形成的特征/缝84。然后可以使用构造与滤清器10的周边匹配的模具模板将该组件冲切成最终的期望形状。
合适方法的另一示例是嵌模框架设计。这通过使用注入模制工具并嵌入预切成形的织物30或34而构成。模具随后提供框架以及所需的凹穴(以形成室52)。然后用吸附介质38填充凹穴，随后施加第二层织物34或30以保持介质38。
合适方法的另一示例是挤出成形的概念。该方法均匀地挤出介质38和合成纤维的混合物。然后，通过利用热，分别将挤出的合成外层30、34施加到各侧。然后可以将此挤出的垫块(mat)冲切成形。然后将冲切部分置于上述结构的任一个中，或者可以使外层足够明显以允许将边缘热密封或声波密封以保持介质38。
合适方法的另一示例是通过泡沫制造工艺形成并随后模切成形的泡沫构造。
热成形构造提供了凹穴的概念，此凹穴可以限制不增加附加部件(例如框架)时介质38在袋状构形下能够承受的加载应力。嵌模框架构造可以提供在气流变直情况下有用的刚度并提供用于介质38均匀分布的凹穴。整个基本均匀分布有非纺织外支承和相似内材料纤维的挤出成形构造在限定区域上提供高度受控的介质38的分布。泡沫构造提供了简化的制造工艺。
这些方法和吸附滤清器/构件10的(多个)实施例提供了许多优点，包括但不限于以下这些。滤清器10中所使用吸附介质38的量可以减少，同时有利地增大吸附介质的暴露的表面积。不受任何理论限制，相信此特性可以有利地增大与期望被吸附物的相互作用并随后将其捕获的可能性。另外，吸附滤清器10可以包括可选的中间层42，该中间层42基本上防止所有吸附介质38位于滤清器10的相同区域中，由此有利地帮助将层30、34每个都紧固到层42。另外，层42可以大大提高吸附介质38的悬浮性，从而有利地增大吸附介质38的可用表面积。中间层42还可以有利地对滤清器10提供刚度。另外，吸附滤清器10的实施例可以有利地具有足够的柔性，以方便滤清器10的安装，并同时保持足够刚度从而基本上不需要滤网和/或框架。这可以有利地减少对附加材料的需要，并由此可以导致制造成本的降低。另外，滤清器10的实施例包括松散的吸附介质38且不增加结合剂，由此大大增加和/或保持滤清器10的吸附能力。
虽然已经详细描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员很清楚可以对所公开的实施例进行修改。因此，前述说明应认为是示例性而非限制性的，并且本发明的真实范围由所附权利要求限定。
本发明的蒸发排放物滤清器基本上满足上述需要。本发明人出乎意料且幸运地发现了一种吸附滤清器/构件及其制造和使用方法(下面结合图3等进一步描述)，该吸附滤清器/构件减少了传统上所使用的吸附介质的量，同时增大了吸附介质暴露到期望的气体被吸附物的表面积，所述气体被吸附物的一个非限制性示例是蒸发碳氢化合物排放物。不受任何理论的限制，相信这可以有利地增加吸附介质与期望气体被吸附物(其一个非限制性示例是蒸发碳氢化合物排放物)的相互作用和对其的捕获。
现在参照图1，本发明的蒸发排放物滤清器总体标为10。蒸发排放物滤清器10可用于具有直接空气流路(箭头P)的发动机进气系统12。进气系统12包括含有传统空气滤清器16的壳体/进气箱14。空气滤清器16过滤掉进入发动机(未示出)的空气中的污染物。空气滤清器16大体具有容纳在柔性、半刚性或刚性框架中的折叠滤纸(pleatedpaper)作为其主要组成部分。空气滤清器16安装在壳体14内，并一般使用一次就丢弃。进气管18从车辆外引入空气到壳体/进气箱14，然后经由进气歧管(未示出)而到达发动机。
还参照图2，进气系统12可以可选地包括空气谐振器20。空气谐振器20可以附装到进气管18(如图所示)和/或壳体14并与其流体连通。应该理解如果使用可选的空气谐振器20，则认为无论空气谐振器20在进气管18的清洁侧C或肮脏侧D，或者附装到壳体14的清洁侧C或肮脏侧D和/或与其成为一体，本发明的蒸发排放物滤清器10都将基本上工作得同样好。
蒸发排放物滤清器10包括布置在进气系统12内基本上位于直接空气流路P之外的碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22。蒸发排放物滤清器10还可以包括用于将蒸发排放物滤清器10安装在进气系统12内的机构24。应该理解机构24可以包括任何合适的紧固件，包括但不限于粘合剂、钩和环紧固件、螺钉、铆接件、利用超声或摩擦焊接的紧固件、卡合滤清器10的柔性凸片等。另外，蒸发排放物滤清器10可以以安装成离开平坦表面(立起)的方式安装到进气箱14，从而使暴露到蒸发排放物的吸附剂构件22的量最大(这样一个实施例的非限制性示例在图10中示出)。
如果在发动机关机后进气系统中有碳氢化合物蒸汽，则将这些蒸汽保持在吸附剂构件22中直到发动机启动后空气流过进气系统12。通过系统12的气流的恢复基本上使吸附剂构件22再生。
应该理解本发明的蒸发排放物滤清器10可以布置在进气系统12的基本上位于直接流路P之外的任何合适区域中。在本发明的一个实施例中，滤清器10安装在空气谐振器20和/或空气滤清器壳体14内。
在本发明的一个替代示例实施例中，滤清器10安装在空气谐振器20内(如图2所见)。
在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的清洁空气侧C。
在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的肮脏空气侧D(如图1所见)。
另外，在本发明的一个实施例中，一个蒸发排放物滤清器10安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的清洁空气侧C，并且第二滤清器10(在图1中第二、第三和第四滤清器10以虚线示出)安装在空气滤清器壳体14内位于壳体14的肮脏空气侧D。尽管在图1中一个可选的滤清器10示出在进气箱/壳体14的底部，但应该理解不一定将滤清器10安装在该位置。
如图1所示，在本发明的另一实施例中，滤清器10安装在壳体14的至少三个内壁上。
应该理解吸附剂构件22可以包括任何合适的碳氢化合物蒸汽吸附材料。在本发明的一个实施例中，碳氢化合物蒸汽吸附材料的示例包括但不限于活性炭、沸石、环式糊精、疏水纤维素、液相吸附剂(例如硅油)和/或其混合物中至少之一。在本发明的一个非限制性实施例中，吸附剂构件22具有活性炭作为其主要组成部分。还应该理解碳氢化合物蒸汽吸附材料可以成任何合适形式并容纳/浸渍在任何合适介质内。
在一个实施例中，碳氢化合物蒸汽吸附材料可以由一个或多个精细网眼滤网包含。应该理解(多个)精细网眼滤网可以用任何合适材料形成，包括但不限于聚合物材料、金属材料和/或其混合物。合适聚合物材料的一个非限制性示例是聚偏二氯乙烯，其可以按商标名为SARAN从Midland，Michigan的Dow Chemical商业购得。
浸炭过滤结构的一些非限制性示例可从Charlotte，North Carolina的AQF Technologies LLC商业购得。吸附剂介质的其它合适的非限制性示例在美国专利No.5,486,410中公开，该专利通过引用而整体包含于此。’410专利除其它实施例外公开了一种具有尼龙护套和聚酯芯的复合成分过滤结构，其中活性炭颗粒结合到纤维基体，并且在该结构内包括微纤维网。另一合适吸附剂介质包括可从Columbus，Ohio的PICA USA，Inc.商业购得的活性炭。
还相信木基炭可以提供某些优点，例如在炭床的再生方面。
为了延长碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22的寿命，在某些情况下可能期望用可选的(多个)保护构件保护蒸发排放物滤清器10，所述保护构件例如铰接挡板26、百叶窗28、以上的组合等等。挡板26和百叶窗28分别在图1中半示意地以虚线示出。挡板26在发动机运行时基本上保持关闭，由此基本上保护吸附剂构件22免受水、碎屑和/或其它污染物的影响。然后挡板26在发动机关机时落下打开以允许可能存在的碳氢化合物蒸汽进入。百叶窗28设计成将水、碎屑和/或其它污染物偏转离开吸附剂构件22。
即使没有单独的保护构件26、28，本发明10在直接流路P之外的位置(即例如在进气箱14或谐振器20的较低流动区域中)也导致吸附剂构件22的较小应力和较少污染(与阻挡滤清器相比)，由此使得蒸发排放物滤清器10的寿命更长。
根据本发明实施例的用于在发动机关机后吸附来自汽车发动机进气系统12的碳氢化合物蒸汽的方法包括将蒸发排放物滤清器10操作性地基本布置在直接空气流路P之外且在空气谐振器20和空气滤清器壳体14的至少一个内的步骤，该蒸发排放物滤清器10包括碳氢化合物蒸汽吸附剂构件22。发动机关机后进气系统12中存在的碳氢化合物蒸汽基本上被保持在吸附剂构件22中，直到发动机启动后空气流过进气系统12。
至少部分由于碳氢化合物分子的布朗运动(例如分子的随机运动以及彼此之间和与壳体的碰撞)以及壳体的温度差和局限空间，碳氢化合物分子不在相同方向上行进，因此本发明的蒸发排放物滤清器10不必是阻挡式装置(即空气必须通过其的装置)。通过将蒸发排放物滤清器10基本上布置在直接空气流路之外和/或基本上布置在进气路径之外，该蒸发排放物滤清器10不必与空气滤清器16形成一体。这样，蒸发排放物滤清器10就不会降低进气系统12的流率(阻挡式装置会降低流率)。于是，将蒸发排放物滤清器10基本上布置在直接空气流路之外特别有利，且不会不利地影响进气系统12的性能。此外，因为蒸发排放物滤清器10不是阻挡式元件并且它仅仅在发动机关机期间吸附碳氢化合物并在发动机工作期间将其释放到进气路径中，所以蒸发排放物滤清器10不会被污损。这样，滤清器10不需要更换，因此可以永久固定到进气系统12。
为了进一步说明本发明，给出以下示例。应该理解这些示例提供用于解释目的，而不应理解为限制本发明的范围。
示例
在可选试验中，A)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)上布置36克从AQF Technologies LLC获得的浸渍滤清介质的活性炭；B)在进气箱14的三个内侧的每一侧上布置12克AQF活性炭，总共是36克活性炭，三个内侧是清洁侧的顶侧和相对两侧(类似于鞍形)；C)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)上布置36克从PICA USA，Inc.获得并保持在两层精细网眼滤网之间的活性炭；和D)在进气箱14的顶部内表面(清洁侧)和底部内表面(肮脏侧)上各布置18克AQF活性炭，总共36克活性炭。在每个可选试验中，允许1.5克汽油蒸汽进入进气系统12。与其中几乎0.04克碳氢化合物蒸汽被排放到大气的控制(没有吸附剂介质)相比，在四个试验的每一个中，少于约0.006克的碳氢化合物蒸汽被排放到大气。在四个试验中，显示出试验D在防止蒸发碳氢化合物排放物逸出方面更成功。
本发明进一步有利的在于可以对预期量的碳氢化合物蒸汽计算吸附剂介质/构件22的有效量。这样，可以在进气系统12内布置有效量的吸附剂构件22以吸附预期量的碳氢化合物蒸汽。
现在参照图3等，在替代示例性实施例中，吸附滤清器/构件10包括多个适于以基本均匀的厚度将吸附介质基本均匀分布在整个滤清器中的室。应该理解，该基本均匀的厚度可能相对较薄以使在捕获期望被吸附物(其非限制性示例是碳氢化合物蒸汽)中所利用的吸附介质的表面积最大。不受任何理论限制，认为这些室还可以对吸附介质提供大大提高的悬浮性，从而基本上防止介质不期望地在滤清器内成团。
在另一替代示例性实施例中，吸附滤清器/构件包括对滤清器大大增加刚度的中间层。
另外，吸附滤清器/构件的实施例可以有利地具有足够的柔性，以方便滤清器的安装，同时保持足够刚度，从而基本上不需要滤网和/或框架式构件。这可以有利地减少对附加材料的需要，由此可以导致滤清器重量的降低以及制造时间和/或成本的降低。
现在参照图3，示出制造吸附滤清器/构件的方法的实施例。一般地，该方法包括将第一聚合物材料定位成与第二聚合物材料间隔开一定距离以在第一材料和第二材料之间形成区域。该区域可以填充预定量的吸附介质。第一和第二材料随后紧固到一起，以将该区域划分成多个基本封闭或部分封闭的室。本文所用的“基本封闭”或“部分封闭”用于指吸附介质基本保持在室内。下面将参照图4A-4D、图5A-5E和图6进一步详细讨论滤清器/构件和方法的实施例。
图4A-4D一起表示示出形成吸附滤清器/构件10(如图4C和4D所示)的方法的实施例的工艺流程。
具体参照图4A，聚合物材料的第一层30(这里称为“第一层”或“第一材料”)定位成与聚合物材料的第二层34(这里称为“第二层”或“第二材料”)间隔开一定距离。聚合物材料的第一层30和第二层34可以是天然材料、合成材料和/或天然和合成材料的混合物。应该理解，可以使用任何能够形成为多孔材料的聚合物材料。在一个实施例中，聚合物材料被挤出成纤维而进行纺织。在一个替代示例性实施例中，聚合物材料是多孔非纺织材料。第一层30和第二层34可以是相同、相似或不同材料。但是，期望聚合物材料在化学上足够类似以可以紧固到一起，如果这样的紧固是通过除机械手段之外的手段实现的话。
一般地，用于第一层30和第二层34的多孔聚合物材料构造成具有这样的孔尺寸/网眼尺寸，其大到足以允许期望的被吸附物穿过，但小到足以防止吸附介质穿过。在一个实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约1μm到约2000μm之间。在另一实施例中，当使用具有相对较大平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳球(carbonpellet))时，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约200μm到约2000μm之间。在使用具有较小平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳粒(granular carbon))的另一实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约100μm到约200μm之间。在使用具有相对精细平均颗粒尺寸的吸附介质(例如碳粉)的另一实施例中，多孔聚合物材料的孔尺寸的范围可以在例如约1μm到约100μm之间。
应该理解，可以使用对期望被吸附物基本可透过但对吸附介质基本不可透过的任何合适的多孔聚合物材料。合适聚合物材料的某些非限制性示例包括但不限于聚酯、聚丙烯、乙烯共聚物、聚碳酸酯、乙缩醛、聚氯乙烯、聚酰胺和/或以上这些的混合物。应该理解层30、34可以具有任何合适的厚度。在一个实施例中，各个层30、34的厚度的范围可以在约0.007英寸(177.8μm)到约0.014英寸(355.6μm)之间。
如图4A所示，在第一层30和第二层34之间形成区域32。应该理解区域32的厚度可以取决于(除其它因素外)第一层30和第二层34的定位。在一个实施例中，区域32的厚度的范围在约0.016英寸(406.4μm)到约0.24英寸(6096μm)之间。现在参照图4B，区域32可以适于填充预定量的吸附介质38。应该理解，在确定应当使用的吸附介质38的量时可以考虑许多因素。这些因素包括但不限于期望吸附的被吸附物的量、吸附介质38的吸附能力、区域32的厚度和长度、吸附介质38的颗粒尺寸、以及在紧固滤清器10时(参见图4C和4D)区域32中期望有的吸附介质38的量。在一个非限制性示例中，吸附介质38的厚度约0.06英寸(1524μm)。
用于吸附介质38的合适材料的示例包括但不限于碳基材料、沸石、硅酸铝、硅胶、环式糊精、硅树脂和/或以上这些的混合物。应该理解在所列出的材料中，碳基材料可以具有最高的吸附能力。碳基材料的一个非限制性示例是木基碳材料。碳基材料的其它非限制性示例包括碳粉、碳粒或碳球。在一个实施例中，吸附介质38是活性炭。
一般地，碳粉的尺寸范围可以在约1μm到约100μm之间，碳粒的尺寸范围可以在约100μm到约200μm之间，而碳球的尺寸范围可以在约200μm到约3500μm之间。碳球的一个非限制性示例的尺寸范围在约1780μm到约3310μm之间。当然应该理解，碳可以具有比前述范围更大或更小的尺寸。
现在参照图4C，示出在建立多个紧固件或紧固区域44之后的吸附滤清器/构件10的实施例。本文中所用的紧固件44用于描述在蒸发排放物滤清器10的周边内的一个区域，其中通过单独工具的机械装置(例如铆接件等)、粘结(通过单独的粘合剂和/或使第一层30和第二层34彼此粘接)和/或实际焊接(例如声波焊接、振动焊接、热镦焊接和激光焊接等)将第一层30固定到第二层34，并且其中设有安装区域。根据本发明的一个示例性实施例，安装区域可以大到足以提供支承表面，以用于与热熔构件(heat staking member)或期望表面/壳体14(蒸发排放物滤清器10安装到其上)的其它机械紧固件的相互作用。例如参见图10。应该理解，其它紧固件44或紧固区域可以位于蒸发排放物滤清器10的周边内，其不会与壳体14的热熔销64接触并设置来帮助吸附介质38在蒸发排放物滤清器10的第一层30和第二层34内的基本均匀分布。
在本发明的一个示例性实施例中，材料30、34、38的堆叠可以在第一层30和第二层34的外表面46、48(如图6最清楚可见)上的预定位置通过任何合适紧固件44紧固，该紧固件44包括但不限于粘合剂、铆接件、焊接件和/或以上这些的组合。合适焊接技术的非限制性示例包括声波焊接(例如声波点焊或缝焊)、振动焊接、热镦焊接(使用阻抗加热以加热材料进行结合，类似于钎焊)和/或激光焊接。
应该理解，可以穿过第一层30、第二层34或穿过两层30、34进行紧固。如图4C所示，多个紧固件44从第一层30的外表面46延伸到第二层34的外表面48。在其中紧固前吸附介质38基本覆盖第一和/或第二层30、34的整个表面区域的实施例中，应该理解多个紧固件44也可以延伸穿过某些吸附介质38。
多个紧固件44将区域32划分成多个基本封闭和/或部分封闭的室52。应该理解，封闭室52中包含大多数或基本所有吸附介质38。相信多个室52还有利地提供了在整个滤清器/构件10中吸附介质38的基本均匀分布。应该理解，在本文所讨论的各个实施例中(其非限制性示例包括图7-10所示的(多个)实施例)，室52可以对彼此相对开放以允许吸附介质38在其间进行某种流动。
在该方法的一个替代示例性实施例中，室52(以及图5D和5E所示第一室50和第二室54)可以形成为使得它们开始时被部分封闭。在此实施例中，区域32(如图4A所示没有吸附介质38)通过建立多个紧固件44中的某些而部分封闭。此替代示例性实施例允许将吸附介质38添加到部分封闭的室中，这与其中在室52形成时吸附介质38就在封闭室52中的实施例不同。在添加吸附介质38以基本填充部分封闭的室之后，室52于是通过其余的多个紧固件44的建立和/或通过缝焊的完成(下面进一步描述)而基本/部分封闭(如图4C和4D所示)。
在另一替代示例性实施例中，可以形成一个室52以使其开始时被部分封闭。然后该室52可以用期望量的吸附介质38填充，并可以通过多个紧固件44的建立和/或通过缝焊的完成而基本/部分封闭。另外，单个室52可以形成为其中已经有吸附介质38。
在该方法的(多个)实施例中，使用预定量的吸附介质38。应该理解大部分量的吸附介质38包含在封闭室52内。所使用的吸附介质38的量可以取决于(除其它因素外)待吸附的被吸附物的量和吸附介质38的尺寸。在一个实施例中，所使用的预定量的吸附介质38的范围在约0.0155克/平方厘米/侧到约0.155克/平方厘米/侧(即约0.1克/平方英寸/侧到约1克/平方英寸/侧)之间。在一个非限制性示例中，封闭室52之一具有在封闭室52的每侧每平方厘米约0.0543克(即每侧每平方英寸约0.35克)碳粒吸附介质38。
应该理解，预定量的吸附介质38可以在室52内基本松散，并且不包括可能损害和/或以其它方式有害地影响介质38可用于吸附期望被吸附物的表面积的结合剂。松散的介质38以及没有结合剂可以大大增加和/或保持吸附介质38的吸附能力和/或效率，而不必增加在滤清器/构件10内布置的吸附介质38的量。
在一个对比示例中，将包括从Charlotte，North Carolina的AQFTechnologies LLC获得的浸渍过滤介质的活性炭的滤清器与滤清器10的一个实施例进行比较。两个滤清器对期望被吸附物的吸附具有基本相似的能力。为了具有相似的能力，两个滤清器将包括相同量的具有可用于吸附的表面积的碳。含AQF碳介质的滤清器在滤清器的每立方英寸包含约2.9克碳；而滤清器10的一个实施例在滤清器10的每立方英寸包含约4.7克碳。这样，为了使AQF滤清器包括与滤清器10同样多的碳，其必须制造得更大。AQF对比滤清器的这种尺寸增大至少部分由于附装到在AQF碳介质中使用的碳的聚合物纤维结合剂。
不受任何理论限制，相信封闭室52尺寸很小从而可以包含很小量的吸附介质38。应该理解，薄(小)层的吸附介质38可以使可用于吸附的介质38的表面积最大。吸附介质38的暴露表面积被增大，由此有利地在期望的被吸附物和吸附介质38之间提供更大的相互作用的可能性，导致将期望被吸附物捕获在吸附介质38中的更大的可能性。在一个非限制性示例中，吸附介质38的暴露表面积的范围在约193.5平方厘米到约1290平方厘米(即约30平方英寸到约200平方英寸)之间。
应该理解，滤清器/构件10可以具有任何合适的厚度。在一个非限制性实施例中，滤清器10具有约0.1875英寸(4762.5μm)的厚度。
现在参照图4D，该方法的一个实施例包括在滤清器/构件10中形成多个安装通孔56。应该理解，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10永久固定到可以使用滤清器10的装置(例如汽车进气系统)。在一个替代示例性实施例中，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10可拆卸地固定到可以使用滤清器10的装置。在一个非限制性示例中，通孔56适于接纳附装构件64，该附装构件64构造成将吸附滤清器10安装到期望表面。在一个替代非限制性示例中，通孔56适于接纳附装构件64例如热熔销(如图9和10中所见)，该附装构件64构造成将吸附滤清器10安装成与期望表面间隔一定距离。此非限制性示例可以有利地通过设置与期望表面之间的第二气体被吸附物流路而增大滤清器10的暴露表面积，该第二气体被吸附物流路与第一层30第二层34的外表面46、48之一气体连通。例如，现在参照图9和10，开口或通孔56可以构造成靠在附装构件64的肩部65上。第一气体被吸附物流路与第一层30和第二层34的外表面46、48中的另一个气体连通。应该理解，第一层30或第二层34可以面对期望表面。
图5A-5E一起示出了形成吸附滤清器/构件10(如图5D和5E所示)的替代示例性实施例的方法的一个实施例的流程图。
图5A图示了间隔开一定距离的第一层30和第二层34。该实施例的方法包括在第一层30和第二层34之间建立可选的聚合物材料的中间层42，如图5B所示。在一个实施例中，中间层42的厚度范围在约0.0065英寸(165.1μm)到约0.0125英寸(317.5μm)之间。在一个非限制性示例中，中间层42的厚度约0.0095英寸(241.3μm)。应该理解，中间层42可以是与第一层30和第二层34相同、相似或不同的(多种)材料。中间层42还可以对期望被吸附物基本可透过而对吸附介质38基本不可透过。在一个实施例中，中间层42的孔或网眼尺寸可以比第一层30和第二层34两者更能透过期望的气体被吸附物。此外，中间层42的孔尺寸大于第一层30和第二层34的孔尺寸，这还可以有利地对吸附介质38提供大大提高的悬浮性，从而基本上防止介质不期望地在滤清器/构件10内聚集。这样，提高的悬浮性可以增大吸附介质38的吸附期望被吸附物的可用表面积。在一个实施例中，孔尺寸的范围可以在约200μm到约1000μm之间。在另一非限制性实施例中，中间层42孔尺寸在约250μm到约350μm之间。与第一层30和第二层34的情况相同，期望中间层42聚合物材料在化学上与第一层30和第二层34足够相似以能够紧固到一起，如果这样的紧固是通过除机械手段之外的手段实现的话。
如图5B所示，增加中间层42就形成了位于第一层30和中间层42之间的第一区域36，并且还形成了位于中间层42和第二层34之间的第二区域40。应该理解，第一区域36和第二区域40的厚度可以取决于(除其它因素外)第一层30、第二层34和中间层42的定位。在一个实施例中，第一区域36和第二区域40中每一个的厚度的范围在约0.008英寸(203.2μm)到约0.12英寸(3048μm)之间。在一个具体非限制性示例中，第一区域36和第二区域40中每一个的厚度的范围在约0.02英寸(508μm)到约0.08英寸(2032μm)之间。
现在参照图5C，第一区域36和第二区域40可以适于填充预定量的前述吸附介质38。应该理解，在确定第一区域36和第二区域40的厚度时可以考虑许多因素。这些因素的示例包括但不限于待吸附的被吸附物的量、吸附介质38的吸附能力、区域36、40的厚度和长度、吸附介质38的颗粒尺寸、以及在紧固滤清器/构件10时(参见图5D和5E)区域36、40中期望有的吸附介质38的量。
应该理解，中间层42可以用作划分器，从而基本所有吸附介质38都不在滤清器/构件10的相同区域内。增加中间层42和分隔吸附介质38可以有利地方便紧固(例如焊接)工艺，因为第一层30和第二层34中的每一个可以紧固到中间层42。这样的紧固将穿过吸附介质38的厚度的一部分而到达层42；而在没有中间层42的情况下，层30、34的紧固可能基本上穿过吸附介质38的整个厚度(除非在将第一层30和第二层34彼此(部分或基本完全)结合之后将介质38添加到滤清器10)。中间层42还可以有利地在没有附加零件和/或成本的情况下增大滤清器/构件10的刚度。还相信这种刚度增大有助于避免需要框架来容纳滤清器/构件10。但是，应该理解如果为了特定的最终应用而期望框架，则也可以有利地在框架(未示出)内利用滤清器/构件10。
图5D和5E示出多个紧固件44将各个区域36、40划分成多个基本/部分封闭的第一室50和基本/部分封闭的第二室54。应该理解封闭的第一室50和第二室54中包含大多数或基本所有吸附介质38。相信多个室50、54类似于室52还有利地使吸附介质38在整个滤清器10中基本均匀地分布。
具体参照图5E，该方法的一个实施例包括在滤清器10中形成多个安装通孔56(如前参照图4D所述)。如所述的，安装通孔56可以适于帮助将吸附滤清器10可拆卸地固定或永久固定到可以使用滤清器10的装置(例如汽车进气系统)。通孔56还可以适于接纳附装构件64，这些附装构件64构造成将吸附滤清器10安装到期望表面或安装成与期望表面(其一个非限制性示例是汽车发动机进气系统12)间隔一定距离。
这里所公开的方法的(多个)实施例还可以按需要包括缝焊(并在下面进一步讨论)。另外，该方法可以包括将吸附滤清器/构件10冲切成预定形状。应该理解滤清器10可以按需要和/或特定最终应用所需被切成任何合适的尺寸和/或形状。图6示出适合于滤清器10的冲切形状的一个非限制性示例。在此图中，外线58表示冲切线，而线58内的线表示缝焊线。应该理解，切割滤清器10的尺寸和/或形状可以部分由滤清器10的最终应用确定。例如，如果滤清器10被结合在汽车进气系统12中，则期望将滤清器10的形状切割成基本上配合该特定系统。应该理解，滤清器10还可以切割成比将置于其中的装置更大。在此实施例中，滤清器10可以有利地被折叠并紧固成适合于将使用滤清器10的装置的尺寸。
另外，滤清器/构件10可以包括通过任何合适装置，例如通过活动铰链60(或任何其它合适铰接件)而连接到滤清器10的可选择性铰接的构件62。构件62可以有利地允许滤清器10大体适应期望表面。构件62可以有利地用层30、34、38、42形成。
在该方法的另一替代示例性实施例中，在定位和安放材料之前，将第一层30、第二层34和中间层42(在使用时)切成预定形状。于是，层30、34、42可以在滤清器10形成之前成形，这与其中形成滤清器10然后再切割成期望形状的实施例不同。
如前所述，滤清器/构件10可以适用于各种应用和/或装置。在一个非限制性示例中，滤清器10可以用于汽车进气系统12中以捕获碳氢化合物蒸发排放物。应该理解在使用滤清器10后，其可以再生以重新使用。滤清器10的再生可以通过增大的气流、温度摆动吸附(TSA)或压力摆动吸附(PSA)而实现。在TSA中，气体可以在较低的温度下吸附在吸附介质38中，并随后可以在温度升高时从吸附介质释放。但是在PSA中，气体可以在较高的压力下吸附在吸附介质38中，并随后可以在较低压力下从吸附介质38释放。
在这里所公开的方法的(多个)实施例中，应该理解各个部件30、34、38(和可选的42)可以顺序施加以形成材料堆叠，此堆叠被紧固以形成吸附滤清器/构件10。例如，聚合物材料的第二层34可以定位成底层；可以在第二层34上建立一层吸附介质38；中间层42可以可选地建立在吸附介质38的层上；可以在中间层42(如果使用的话)上建立附加的一层吸附介质38；并可以在该层(附加层)的吸附介质38上建立聚合物材料的第一层30。材料/层30、34、38和可选的42的堆叠随后可以紧固在预定位置中，以形成具有多个基本/部分封闭室52或者第一室50和第二室54的吸附滤清器10。
现在参照图7，示出滤清器10的一个替代示例性实施例。滤清器10包括聚合物的第一层30和第二层34以及其中具有吸附介质38(以虚线示出)的部分封闭室52。焊缝66如图所示绕外周边并如图所示绕活动铰链区域60’(应该理解活动铰链只是可以使用的合适铰接件60’的一个示例)延伸。另外，应该理解如果滤清器10基本永久形成为图8-10所示大体U形构造，则区域60’可以不是铰接件，而可以按需要是合适的连接壁/构件60’。围绕区域60’的焊缝66可以方便使用/弯曲区域60’来作为活动铰链60’。
可选地，可以分别在聚合物的第一层30和第二层34的外表面46、48中任一个或两者上布置标记。该标记可以通过任何合适工艺施加，并可以是所需的任何合适标记，其非限制性示例包括字母数字标记、图形标记等。如图所示，标记为“123Corp.，Jan.1,0000”。
在图8所示实施例中，蒸发排放物滤清器/碳氢化合物吸附器10被折叠成(或可选地，可以基本永久形成为)U形或其它构造(例如三角形、平行四边形、梯形等)，其中蒸发排放物滤清器10包括布置成与第二构件72面对间隔开的第一构件70，其中活动铰链60’可以限定第一构件70和第二构件72之间的区域的宽度，如果第一构件70和第二构件72彼此平行的话。或者，第一构件70和第二构件72相对于彼此成角度地定位。在此实施例中，第二构件72的通孔56构造成小于热熔销64的第一肩部74或靠在其上，而第一构件70的通孔56构造成小于热熔销64的第二肩部76或靠在其上。如图所示，第二肩部76小于第一肩部74，于是当碳氢化合物吸附器10定位在销64上时，肩部65将第一构件70和第二构件72定位成彼此分离并与壳体14的内表面分离，销64从该内表面开始延伸。之后，销64的一部分从第一构件70突出，并被热熔形成尺寸比第一构件70的开口更大的热熔部，从而基本上防止其拆除。这可能特别有利，因为进气系统12可以包括两件式的壳体14(其一半在图9中示出)，该壳体14能够被打开以更换脏的空气滤清器16。因此，滤清器10的基本永久固定防止其在空气滤清器16更换期间移出，因为滤清器10是通常不需要更换的装置。
应该理解滤清器10还可以安装成基本平坦的构造和/或任何其它所需的合适构造。尽管示出折叠/形成为第一聚合物层30的外表面46朝向外，但应该理解如果需要其可以折叠成使第二聚合物层34的外表面48朝向外。该实施例还示出通孔56的各种形状、尺寸和/或构造的示例。
现在参照图9和10，滤清器10示为安装在进气箱14的上表面中。热熔件示为附装构件64的非限制性示例。在如图9和10所示组装到期望表面(例如进气箱14)之后，可以可选地在热熔件64的从滤清器10向外突出的部分上使用任何合适的工艺，以基本防止(和/或使其困难)滤清器10从期望表面的拆除(对热熔件64的这种处理未在图9和10中示出)。
如上所述并如图10最清楚可见，滤清器10可以以“立起”方式附装到期望表面。这样，提供了多个气体被吸附物流路，一个在滤清器10和期望安装表面(例如进气箱14内部)之间，另一个在滤清器10和进气箱14的其余部分之间。这可以有利地使气体被吸附物所暴露到的吸附介质38的表面积最大。另外，在图10所示滤清器10的大致U形构造中，可以在滤清器10的两个相对构件之间有利地形成第三气体被吸附物流路，这两个构件可以通过连接构件/铰接件60’而间隔开预定距离。
形成滤清器10的一种非限制性方法包括：热成形第一聚合物层30(尽管应该理解如果需要第二聚合物层34可以是热成形层等等)以形成井(其将变成室52的表面)；将第二聚合物层34(或者第一聚合物层30，如果第二层34被热成形)焊接(例如超声焊接)到第一聚合物层30，形成紧固件44(其一个非限制性示例包括点焊)、部分封闭室52和焊缝66(但可选地留下暂时打开的区域68作为介质38进入的区域)；通过区域68用吸附介质38填充室52；通过焊接封闭区域68(如果有的话)；将滤清器10冲切成期望形状；以及在期望区域中冲出通孔56。应该理解可以在布置层34或30中的另一个之前或基本同时，将介质38布置在热成形层30或34上，并且两个层30、34可以紧固到一起(例如通过焊接)而吸附介质38位于其间。在此情况下，一般就不必留下暂时打开的区域68。
还应该理解可以按需要使用其它合适方法来形成根据这里所述的各个实施例的滤清器10。用于制造滤清器10的方法的某些合适的非限制性示例以及其一些优点如下。
上述热成形结构可以通过支承第一层材料(例如30或34)并随后使层30或34与成形模具80在受热的情况下接触而生成。如图11所示，模具80构造成提供滤清器10的特征。一些特征示为86，它们将变成井(后来形成室52)；而其它特征示为88，它们将变成其上/其中/穿过其布置紧固件44的区域。该方法的此步骤在片/层30和/或材料段中形成井(如上所述)。该井随后(或后来，这也如上所述)可以填充吸附介质38。然后可以通过热密封、振动焊接、声波焊接和/或类似手段施加基本平坦的第二片/层(例如34或30)，其中第二层布置在第一层上方，并且这两层布置在另一模具82上方，该模具82提供由焊接工艺(例如将第一层声波焊接到第二层)形成的特征/缝84。然后可以使用构造与滤清器10的周边匹配的模具模板将该组件冲切成最终的期望形状。
合适方法的另一示例是嵌模框架设计。这通过使用注入模制工具并嵌入预切成形的织物30或34而构成。模具随后提供框架以及所需的凹穴(以形成室52)。然后用吸附介质38填充凹穴，随后施加第二层织物34或30以保持介质38。
合适方法的另一示例是挤出成形的概念。该方法均匀地挤出介质38和合成纤维的混合物。然后，通过利用热，分别将挤出的合成外层30、34施加到各侧。然后可以将此挤出的垫块(mat)冲切成形。然后将冲切部分置于上述结构的任一个中，或者可以使外层足够明显以允许将边缘热密封或声波密封以保持介质38。
合适方法的另一示例是通过泡沫制造工艺形成并随后模切成形的泡沫构造。
热成形构造提供了凹穴的概念，此凹穴可以限制不增加附加部件(例如框架)时介质38在袋状构形下能够承受的加载应力。嵌模框架构造可以提供在气流变直情况下有用的刚度并提供用于介质38均匀分布的凹穴。整个基本均匀分布有非纺织外支承和相似内材料纤维的挤出成形构造在限定区域上提供高度受控的介质38的分布。泡沫构造提供了简化的制造工艺。
这些方法和吸附滤清器/构件10的(多个)实施例提供了许多优点，包括但不限于以下这些。滤清器10中所使用吸附介质38的量可以减少，同时有利地增大吸附介质的暴露的表面积。不受任何理论限制，相信此特性可以有利地增大与期望被吸附物的相互作用并随后将其捕获的可能性。另外，吸附滤清器10可以包括可选的中间层42，该中间层42基本上防止所有吸附介质38位于滤清器10的相同区域中，由此有利地帮助将层30、34每个都紧固到层42。另外，层42可以大大提高吸附介质38的悬浮性，从而有利地增大吸附介质38的可用表面积。中间层42还可以有利地对滤清器10提供刚度。另外，吸附滤清器10的实施例可以有利地具有足够的柔性，以方便滤清器10的安装，并同时保持足够刚度从而基本上不需要滤网和/或框架。这可以有利地减少对附加材料的需要，并由此可以导致制造成本的降低。另外，滤清器10的实施例包括松散的吸附介质38且不增加结合剂，由此大大增加和/或保持滤清器10的吸附能力。
虽然已经详细描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员很清楚可以对所公开的实施例进行修改。因此，前述说明应认为是示例性而非限制性的，并且本发明的真实范围由所附权利要求限定。