CN104279090A - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种将从大气口向大气放出的燃料成分的吹走量抑制得较低的蒸发燃料处理装置。蒸发燃料处理装置(1)在内部形成能够供流体流通的通路(3)，在该通路的一端侧形成罐口(4)和吹扫口(5)，在上述通路的另一端侧形成大气口(6)，在上述通路内设有4个以上的填充有能够吸附燃料成分的吸附材料的吸附层，其中，该蒸发燃料处理装置具有主吸附层(11)和设于该主吸附层的靠大气口侧的区域，在该区域中设有与该主吸附层不同的3个以上的吸附层(12、13、14)和使该3个以上的吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部(31、32)，使上述区域内的至少1个分开部(32)的容积大于夹着该分开部的吸附层(13、14)的容积的总和。

Description

蒸发燃料处理装置
技术领域
本发明涉及一种蒸发燃料处理装置。
背景技术
以往，为了防止来自汽车的燃料箱等的蒸发燃料被放出到大气中，采用临时吸附蒸发燃料中的燃料成分的蒸发燃料处理装置(以下也称作吸附罐)。
作为该吸附罐，公知有一种这样的吸附罐：具有外壳，该外壳在其内部形成有能够供流体流通的通路，在该通路的一端侧形成有罐口和吹扫口，在该通路的另一端侧形成有大气口，在该外壳的通路内串联地配置填充有活性炭的4个吸附层，在相邻的吸附层之间形成有不填充上述活性炭的空间(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－146793号公报
在上述以往技术的吸附罐中，分开部的容积小于相邻的吸附层的容积，无法充分地确保分开部的容积，因此存在这样的问题：在分开部中无法充分地抑制燃料成分向大气口侧的扩散，很难提高防止燃料成分向大气吹走的性能。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种与上述以往的吸附罐相比能够减少燃料成分从大气口向外部的吹走的蒸发燃料处理装置。
为了解决上述课题，技术方案1所述的发明是一种蒸发燃料处理装置，其在内部形成能够供流体流通的通路，在该通路的一端侧形成罐口和吹扫口，在上述通路的另一端侧形成大气口，在上述通路内设有4个以上的填充有能够吸附燃料成分的吸附材料的吸附层，其特征在于，
该蒸发燃料处理装置具有主吸附层和设于该主吸附层的靠大气口侧的区域，
在该区域中设有与该主吸附层不同的3个以上的吸附层和使该3个以上的吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，
使上述区域内的至少1个分开部的容积大于夹着该至少1个分开部的吸附层的容积(填充有吸附材料的空间的容积)的总和。
根据技术方案1所述的发明，技术方案2所述的发明的特征在于，在夹着容积大于夹着上述分开部的吸附层的容积的总和的分开部的两个吸附层中，使位于大气口侧的吸附层的容积小于另一个吸附层的容积。
根据技术方案1或2所述的发明，技术方案3所述的发明的特征在于，在上述区域中，使最接近大气口的分开部的容积大于夹着该最接近大气口的分开部的吸附层的容积的总和。
根据技术方案1～3中任一项所述的发明，技术方案4所述的发明的特征在于，在上述区域中，使分开部的容积越靠大气口侧则越大。
根据技术方案1～4中任一项所述的发明，技术方案5所述的发明的特征在于，在上述区域中，由美国ASTM D5228标准的丁烷工作容量为14.5g/dL以上的活性炭构成位于最靠大气口侧的吸附层。
根据技术方案1～5中任一项所述的发明，技术方案6所述的发明的特征在于，在上述蒸发燃料处理装置中，由破碎炭构成设于最靠罐口侧的吸附层。
根据技术方案1～6中任一项所述的发明，技术方案7所述的发明的特征在于，上述区域内的吸附层的容积为上述蒸发燃料处理装置的吸附层的总容积的12％以下。
根据技术方案1～7中任一项所述的发明，技术方案8所述的发明的特征在于，上述区域内的吸附层的与通路的流通方向正交的截面积与上述主吸附层的与通路的流通方向正交的截面积之比被包含在1：2.5～1：4.5的范围内。
本发明通过在主吸附层和设于该主吸附层的靠大气口侧的区域中设置与主吸附层不同的3个以上的吸附层和使该3个以上的吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，使该分开部中的至少1个分开部的容积大于夹着该至少1个分开部的吸附层的容积的总和，与上述以往的吸附罐相比能够抑制在该分开部处向大气口侧的扩散，与上述以往的吸附罐相比能够减少向大气的吹走量，提高吹走性能。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施例1的蒸发燃料处理装置的概略图。
图2是用于说明本发明的实施例3的蒸发燃料处理装置的概略图。
图3是用于说明本发明的实施例4的蒸发燃料处理装置的概略图。
图4是用于说明本发明的实施例5的蒸发燃料处理装置的概略图。
图5是用于说明本发明的实施例6的蒸发燃料处理装置的概略图。
具体实施方式
根据附图说明用于实施本发明的方式。
实施例1
图1表示本发明的实施例1。
如图1所示，本发明的蒸发燃料处理装置1具有外壳2，在该外壳2的内部形成有能够供流体流通的通路3，在上述外壳2中的通路3的一端的侧端部形成有罐口4和吹扫口5，在该通路3的另一端的侧端部形成有大气口6。
上述通路3中串联地配置有四个吸附层、即第1吸附层11、第2吸附层12、第3吸附层13、第4吸附层14，这四个吸附层填充有能够吸附蒸发了的燃料成分的吸附材料。在本实施例中，作为上述吸附材料使用活性炭。
如图1所示，在上述外壳2内形成有与上述罐口4和吹扫口5连通的主室21和与大气口6连通的副室22，主室21和副室22利用分隔壁划分出。主室21和副室22利用在外壳2内的与大气口6侧相反的一侧形成的空间23而相连通，流体在通路3内流动时，在空间23中折回而以大致字母U形流动。
上述罐口4连通于未图示的燃料箱的上部气室，上述吹扫口5通过未图示的吹扫控制阀(VSV)连接于发动机的吸气通路。利用电子控制单元(ECU)控制该吹扫控制阀的开度，在发动机运转过程中，基于A/F传感器等的测量值等来控制吹扫。上述大气口6通过未图示的通路与外部相连通。
在上述主室21内以预定密度填充有作为上述吸附材料的活性炭，构成上述四个吸附层11～14中的、作为容积最大的主吸附层的第1吸附层11。作为该活性炭，能够使用造粒炭、破碎炭，在本实施例中使用破碎炭。另外，为了易于理解第1吸附层11由活性炭构成的情形，在附图中记载了使用造粒炭。
在上述外壳2中的罐口4和吹扫口5之间设有从外壳2的内侧面到达上述第1吸附层11的一部分的挡板15。利用该挡板15，在罐口4和吹扫口5之间流动的流体通过第1吸附层11流通。
上述第1吸附层11的靠罐口4侧被由无纺布等构成的过滤器16覆盖，上述第1吸附层11的靠吹扫口5侧被由无纺布等构成的过滤器17覆盖。此外，在第1吸附层11的靠空间23的侧面设有覆盖其整个面的由聚氨酯等构成的过滤器18，在该过滤器18的靠空间23侧设有具有许多个连通孔的板19。利用弹簧等施力部件20对该板19向罐口4侧施力。
在上述副室22的靠空间23侧形成有以预定密度填充有作为上述吸附材料的活性炭的第2吸附层12。作为该活性炭，能够使用造粒炭、破碎炭，在本实施例中使用造粒炭。
在第2吸附层12的靠空间23侧设有覆盖其整体的由聚氨酯等构成的过滤器26。在上述过滤器26的靠空间23侧设有板27，该板27在整个面大致均等地设有许多个连通孔。利用弹簧等施力构件28对该板27向大气口6侧施力。
在上述板19、27和外壳2的盖板30之间形成有上述空间23，利用该空间23，上述第1吸附层11和第2吸附层12相连通。
在上述副室22的比第2吸附层12靠大气口6侧形成有以预定密度填充有作为上述吸附材料的活性炭的第3吸附层13。作为该活性炭，能够使用造粒炭、破碎炭，在本实施例中使用造粒炭。
在上述第2吸附层12的靠大气口6的侧端面和第3吸附层13的靠空间23的侧端面之间设有使吸附层12和吸附层13分开预定距离的第1分开部31。第1分开部31的形状任意地设定。
在该第1分开部31的靠第2吸附层12的侧端部和靠第3吸附层13的侧端部设有覆盖其整体的由聚氨酯等构成的过滤器35、36。在该过滤器35和过滤器36之间设有能够使过滤器35、36分开预定距离的空间形成构件37。
在上述副室22的比第3吸附层13靠大气口6侧形成有以预定密度填充有作为上述吸附材料的活性炭的第4吸附层14。作为该活性炭，能够使用造粒炭、破碎炭，在本实施例中使用美国ASTM D5228标准的丁烷工作容量(BWC)为14.5g/dL以上的高性能活性炭。另外，作为构成第4吸附层14的活性炭，也可以使用与构成第2吸附层12、第3吸附层13的活性炭同样的活性炭。在第4吸附层14的靠大气口6侧设有覆盖其整个端面的由无纺布等构成的过滤器34。
在上述第3吸附层13的靠大气口6的侧端面和第4吸附层14的靠空间23的侧端面之间设有使吸附层13和吸附层14分开预定距离的第2分开部32。第2分开部32的形状任意地设定。
在该第2分开部32的靠第3吸附层13的侧端部和靠第4吸附层14的侧端部设有覆盖其整体的由聚氨酯等构成的过滤器38、39。在该过滤器38和过滤器39之间设有能够使过滤器38、39分开预定距离的空间形成构件40。
在上述分开部31、32中未设置吸附材料。
另外，分开部31、32只要能够使相邻的吸附层分开预定距离即可，既可以仅由例如聚氨酯等的过滤器形成，也可以仅由空间形成构件37、40构成。
将作为最接近大气口6的分开部的第2分开部32的容积Vα设定得大于作为夹着该第2分开部32的吸附层的第3吸附层13的容积V3和第4吸附层14的容积V4的总和。而且，就该夹着该第2分开部32的吸附层的容积而言，大气口侧6的吸附层的容积被设定得较小。即，第4吸附层14的容积V4被设定得小于第3吸附层13的容积V3。在本实施例中，将第2分开部32的容积Vα设定为200mL，将第4吸附层14的容积V4设定为35mL，将第3吸附层13的容积V3设定为45mL。
此外，将副室22的分开部的容积设定为越接近大气口6侧则越大。即，将第2分开部32的容积Vα设定得大于第1分开部31的容积Vβ，在本实施例中，将第2分开部32的容积Vα设定为200mL，将第1分开部31的容积Vβ设定为180mL。
此外，将副室22的吸附层的容积设定为越接近大气口6则越小。即，第4吸附层14的容积V4小于第3吸附层13的容积V3，第3吸附层13的容积V3被设定得小于第2吸附层12的容积V2。在本实施例中，将第4吸附层14的容积V4设定为35mL，将第3吸附层13的容积V3设定为45mL，将第2吸附层12的容积V2设定为150mL。
此外，将第1分开部31的容积Vβ设定得小于作为夹着该第1分开部31的吸附层的第2吸附层12的容积V2和第3吸附层13的容积V3的总和。
并且，上述副室22内的吸附层12、13、14的容积的总和被设定为蒸发燃料处理装置1内的所有吸附层的容积的总和的12％以下。在本实施例中，将第1吸附层的容积V1设定为2800mL，将吸附层12、13、14的容积的总和(V2+V3+V4)设定为230mL，将吸附层12、13、14的容积的总和设定为第1吸附层11的容积的8.2％。
此外，上述副室22内的吸附层12、13、14的与通路3的流通方向正交的各自的截面积与上述蒸发燃料处理装置的区域之外的主室21的第1吸附层11的与通路3的流通方向正交的截面积之比被设定在1：2.5～1：4.5的范围。
另外，在第2吸附层12、第3吸附层13以及第4吸附层14中，既可以使与通路3的流通方向正交的方向的各自的截面积在通路3的整个流通方向上全部相同，也可以设为越朝向大气口6侧则越小。
权利要求书中的区域在本实施例1中相当于上述副室22。
利用上述结构，从罐口4流入到蒸发燃料处理装置1内的含有蒸发燃料的气体被各吸附层11～14内的吸附材料吸附了燃料成分，之后，从大气口6被放出到大气中。
另一方面，在发动机运转过程中的吹扫控制时，利用电子控制单元(ECU)使吹扫控制阀开放，利用吸气通路内的负压从大气口6被吸入到蒸发燃料处理装置1内的空气向与上述相反的方向流动，从吹扫口5被供给到发动机的吸气通路。此时，被各吸附层11～14内的吸附材料吸附着的燃料成分脱离，与空气一同被供给到发动机。
本发明的蒸发燃料处理装置1通过具有上述构造·结构而起到以下的作用·效果。
通过使作为最接近大气口6的分开部的第2分开部32的容积Vα大于作为夹着该第2分开部32的吸附层的第3吸附层13的容积V3和第4吸附层14的容积V4的总和，能够使最接近大气口6的第2分开部32内的滞留时间比上述以往的吸附罐更长。由此，能够充分地确保由脱离引起的气体的温度变化最大的、通过了第4吸附层14后的气体的温度上升(恢复)量，能够使流入到相邻的吸附层中的气体的温度比以往的吸附罐更高，能够将该吸附材料的燃料成分的脱离性能保持得较高。
并且，通过使作为最接近大气口6的分开部的第2分开部32的容积Vα大于作为夹着该第2分开部32的吸附层的第3吸附层13的容积V3和第4吸附层14的容积V4的总和，能够与夹着该第2分开部32的吸附层13、14的容积V3、V4相对应地充分确保接近大气口6的第2分开部32的容积，抑制燃料成分在第2分开部32处扩散，与上述以往的吸附罐相比降低燃料成分向大气的吹走量，能够提高吹走性能。
此外，将副室2的吸附层的容积设定为越接近大气口6则越小。即，通过使第4吸附层14的容积V4小于第3吸附层13的容积V3，第3吸附层13的容积V3小于第2吸附层12的容积V2，能够减少吹扫后的燃料成分的残留量，能够提高吹走性能。
实施例2
在上述实施例1中，使第1分开部31的容积Vβ小于作为夹着该第1分开部31的吸附层的第2吸附层12的容积V2和第3吸附层13的容积V3的总和，但也可以将第1分开部31的容积Vβ设定得大于作为夹着该第1分开部31的吸附层的第2吸附层12的容积V2和第3吸附层13的容积V3的总和。
例如在图1的构造中，将第2分开部32的容积Vα设定为200mL，将第1分开部31的容积Vβ设定为180mL，将空间23的容积Vγ设定为410mL，将第4吸附层14的容积V4设定为30mL，将第3吸附层13的容积V3设定为40mL，将第2吸附层12的容积V2设定为120mL，将第1吸附层11的容积Vl设定为2050mL。
由于其他的构造与上述实施例1是同样的，因此省略其说明。
此外，在本实施例2中，也起到与上述实施例1同样的作用、效果。
并且，通过使第1分开部31的容积Vβ大于夹着该第1分开部31的吸附层12、13的容积V2、V3的总和，与上述实施例1相比较，能够进一步抑制燃料成分在第1分开部31处扩散，进一步降低燃料成分向大气的吹走量，能够进一步提高吹走性能。
实施例3
在上述实施例1、2中，在外壳2内形成有在空间23中折回1次的字母U形的通路3，但例如，如图2所示，也可以将外壳2内的通路设为形成为折回两次的字母N形的通路41。
本实施例3的主室21的构造与上述实施例1、2的主室21是同样的。
在本实施例3中，相当于权利要求书中的区域的副室42形成为在空间43中折回的字母U形，副室42的一端连通于空间23，在该副室42的另一端设有大气口6。
在副室42的空间23和空间43之间设有与上述实施例1同样的第2吸附层12、第3吸附层13，在第2吸附层12和第3吸附层13之间设有第1分开部31。此外，在空间43的大气口6侧设有与上述实施例1的第4吸附层14同样的第4吸附层14。在第4吸附层14和第3吸附层13之间设有第2分开部32。
吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系与上述实施例1、2同样地设定。
由于其他的构造与上述实施例1、2是同样的，因此，对与上述同样的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
此外，在本实施例3中，也起到与上述实施例1、2同样的作用、效果。
实施例4
在上述实施例1～3中，将通路3、41形成为字母U形或者字母N形，但也可以使该通路变形，例如，如图3所示，也可以在外壳2内做成形成为折回3次的字母W形的通路51。
图3所示的本实施例4的主室21的构造与上述实施例1、2的主室21是同样的。在本实施例4中，相当于权利要求书中的区域的副室52形成为在空间53、54中折回两次的字母N形，副室52的一端连通于空间23，在该副室52的另一端设有大气口6。
在副室52的空间23和空间53之间设有与上述实施例1、2同样的第2吸附层12、第3吸附层13，在第2吸附层12和第3吸附层13之间设有第1分开部31。此外，在空间53和空间54之间设有与上述实施例1的第4吸附层14同样的第4吸附层14。在第4吸附层14和第3吸附层13之间设有第2分开部32。
吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系与上述实施例1、2同样地设定。
由于其他的构造与上述实施例1、2是同样的，因此，对与上述同样的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
此外，在本实施例4中，也起到与上述实施例1、2同样的作用、效果。
实施例5
在上述实施例1、2中，将外壳2内的通路3形成为在空间23中折回1次的字母U形，但例如，如图4所示，也可以将外壳内的通路形成为不折回的字母I形。
例如，如图4所示，本实施例5是将本发明应用于主室21和副室22不在空间中折回而以直线状排列的蒸发燃料处理装置的实施例。
在本实施例5中，也具有3个吸附层和使该3个吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，上述吸附层越是接近大气口6，吸附层的容积越小，上述分开部越是接近大气口6，分开部的容积越大，使最接近大气口6的分开部的容积大于夹着该最接近大气口6的分开部的吸附层的容积的总和，在作为主吸附层的第1吸附层11的大气口6侧设有作为区域的副室。
更优选的是，对于设于作为区域的副室的任一个分开部，也将其容积设定得大于夹着该任一个分开部的吸附层的容积的总和。
吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系与上述实施例1、2同样地设定。
由于其他的构造与上述实施例1、2是同样的，因此，对与上述同样的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
此外，在本实施例5中，也起到与上述实施例1、2同样的作用、效果。
实施例6
图5表示本发明的实施例6的一例子。
本实施例6的蒸发燃料处理装置61具有主体吸附罐62和副吸附罐63，主体吸附罐62和副吸附罐63利用连通管64连通。
在主体吸附罐62内形成有与上述实施例1同样的主室21和副宝22，在主室21内设有第1吸附层11，在副室22内设有与上述实施例1同样的第2吸附层12、第3吸附层13，在第2吸附层12和第3吸附层13之间设有第1分开部31。此外，在副吸附罐63内设有与上述实施例1同样的第4吸附层14。在第3吸附层13和第4吸附层14之间的、在副室22和副吸附罐63的整个范围内形成有第2分开部66。
权利要求书的区域在本实施例6中相当于将主体吸附罐62内的副室22和副吸附罐63组合而成的分区70。
吸附层11、12、13、14和分开部31、66之间的相互关系与上述实施例1、2同样地设定。
在本实施例6中，由于连通管64内的与通路3的流通方向正交的截面积较小，在该部分流速增大，在该部分的滞留时间变短，因此，优选的是，对于使第3吸附层13和第4吸附层14分开的第2分开部66的容积的除了上述连通管64内的容积之外的容积，使用通路3的除与通路3的流通方向正交的截面积比大气口6的截面积小的部分的容积之外的容积，以上述实施例1、2的相互关系成立的方式形成吸附层11、12、13、14和分开部31、66。
由于其他的构造与上述实施例1、2是同样的，因此，对与上述同样的部分标注相同的附图标记，省略其说明。
此外，在本实施例6中，也起到与上述实施例1、2同样的作用、效果。
其他实施例
另外，在上述实施例1～6中，在主室21内仅设有作为主吸附层的第1吸附层11，但也可以在主室21内设置多个吸附层，并且在该多个吸附层中的相邻的吸附层之间设置将这些吸附层分开的分开部。
此外，也可以在区域22、42、52、70内串联地设置4个以上的吸附层，在该4个以上的吸附层中的相邻的吸附层之间设置将这些吸附层各自分开的分开部。在这种情况下，在区域内的至少1个分开部中，将该至少1个分开部的容积设定得大于夹着该至少1个分开部的两个吸附层的容积的总和，使越接近大气口的吸附层的容积越小。
优选的是，在位于最靠大气口的位置的分开部中，将该位于最靠大气口的位置的分开部的容积设定得大于夹着该位于最靠大气口的位置的分开部的两个吸附层的容积的总和，使越接近大气口的吸附层的容积越小。
还优选的是，区域内的分开部的容积越接近大气口6则越大。
此外，具有与主吸附层不同的3个以上的吸附层和使该3个以上的吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，在至少1个分开部中，将使该至少1个分开部的容积大于夹着该至少1个分开部的两个吸附层的容积总和的区域设在主吸附层的大气口6侧，只要满足以上条件，则蒸发燃料处理装置整体的形状、吸附层、分开部、空间等的数量和形状、排列等就能够任意地设定。
附图标记说明
1、61、蒸发燃料处理装置；3、41、51、通路；4、罐口；5、吹扫口；6、大气口；11、主吸附层；11、12、13、14、吸附层；31、32、66、分开部。

Claims (8)

1.一种蒸发燃料处理装置，其在内部形成能够供流体流通的通路，在该通路的一端侧形成罐口和吹扫口，在上述通路的另一端侧形成大气口，在上述通路内设有4个以上的填充有能够吸附燃料成分的吸附材料的吸附层，其特征在于，
该蒸发燃料处理装置具有主吸附层和设于该主吸附层的靠大气口侧的区域，
在该区域中设有与该主吸附层不同的3个以上的吸附层和使该3个以上的吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，
使上述区域内的至少1个分开部的容积大于夹着该至少一个分开部的吸附层的容积的总和。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在夹着容积大于夹着上述分开部的吸附层的容积的总和的分开部的两个吸附层中，使位于大气口侧的吸附层的容积小于另一个吸附层的容积。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在上述区域中，使最接近大气口的分开部的容积大于夹着该最接近大气口的分开部的吸附层的容积的总和。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在上述区域中，使分开部的容积越靠大气口侧则越大。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在上述区域中，由美国ASTM D5228标准的丁烷工作容量为14.5g/dL以上的活性炭构成位于最靠大气口侧的吸附层。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在上述蒸发燃料处理装置中，由破碎炭构成设于最靠罐口侧的吸附层。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
上述区域内的吸附层的容积为上述蒸发燃料处理装置的吸附层的总容积的12％以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
上述区域内的吸附层的与通路的流通方向正交的截面积与上述主吸附层的与通路的流通方向正交的截面积之比被包含在1：2.5～1：4.5的范围内。
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