CN105793550A - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

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秋山孝典
高松浩司
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Aisan Industry Co Ltd
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Abstract

在蒸发燃料处理装置中，在内部形成有能够供流体流动的通路(3)，在通路(3)上，设置有设置了主吸附层(11)的主室(21)，并且在主室(21)的靠大气口(6)的一侧设置有副室(22)，在副室(22)内从主吸附层(11)侧依次串联设置有第1吸附层(12)、第2吸附层(13)以及第3吸附层(14)，并且设置有使该相邻的吸附层分开的分开部(31、32)，第1吸附层(12)的容积为主吸附层(11)的容积的4.0％以上8.5％以下，第2吸附层(13)的容积为主吸附层(11)的容积的1.2％以上3.0％以下，第3吸附层(14)的容积为主吸附层(11)的容积的0.9％以上2.2％以下，从而将从大气口向大气排放的蒸发燃料的吹送量抑制得较低。

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排放到大气中，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)。
作为这样的吸附罐，公知有图6所示那样的吸附罐101，该吸附罐101具有形成有罐口102、吹扫口103以及大气口104的外壳105，在该外壳105内形成有与罐口102和吹扫口103相连通的主室106和与大气口104相连通的副室107，主室106和副室107在与大气口104相反的相反侧部连通，在主室106内形成有填充了活性炭的第1吸附层111，在副室107内串联地设置有填充了活性炭的第2吸附层112、第3吸附层113以及第4吸附层114，在第2吸附层112和第3吸附层113之间、第3吸附层113和第4吸附层114之间设置有隔板121、122(例如，参照专利文献1)。
在该吸附罐101中，通过使第4吸附层114的容积比其他的吸附层111、112、113的容积小，从而减少向大气的吹送。
专利文献1：(日本)特开2002-235610号公报
发明内容
发明要解决的问题
在以往技术的吸附罐101中，只是将第4吸附层114的容积设定为第1吸附层111的容积的2.0％～4.8％。即使将第4吸附层114的容积设定为该容积，在第2吸附层112、第3吸附层113的容积过大或者过小的情况下，在吹扫之后，也有可能产生向大气的吹送。
于是，本发明的目的在于提供一种蒸发燃料处理装置，该蒸发燃料处理装置与以往的吸附罐相比，能够减少蒸发燃料成分从大气口向外部的吹送。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明是一种蒸发燃料处理装置，该蒸发燃料处理装置的内部形成有能够供流体流动的通路，在该通路的一端侧形成有罐口和吹扫口，在其另一端侧形成有大气口，在通路内设置有四个填充了能够吸附燃料成分的吸附材料的吸附层，该蒸发燃料处理装置的特征在于，
在该通路上，设置有设置了主吸附层的主室，并且在该主室的靠大气口的一侧设置有副室，
在副室内，从主吸附层侧依次串联设置有第1吸附层、第2吸附层以及第3吸附层，并且设置有使该第1吸附层、第2吸附层以及第3吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，
第1吸附层的容积为主吸附层的容积的4.0％以上8.5％以下，第2吸附层的容积为主吸附层的容积的1.2％以上3.0％以下，第3吸附层的容积为主吸附层的容积的0.9％以上2.2％以下。
在本发明中，也可以是，第2吸附层的容积比第1吸附层的容积小，并且第3吸附层的容积比第2吸附层的容积小。
在本发明中，也可以是，在副室中，吸附层的容积的总和比分开部的容积的总和小。
在本发明中，也可以是，在副室中，越靠近大气口侧的分开部，容积越大。
在本发明中，也可以是，越靠近大气口的分开部，使相邻的吸附层的分开距离形成得越长。
在本发明中，也可以是，在副室中，由基于ASTMD5228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近大气口侧的吸附层。
在本发明中，也可以是，在蒸发燃料处理装置中，由破碎碳构成设置于最靠近罐口侧的吸附层。
发明的效果
本发明设置有四个吸附层，通过将第1吸附层的容积设为主吸附层的容积的4.0％以上8.5％以下、将第2吸附层的容积设为主吸附层的容积的1.2％以上3.0％以下，并且将第3吸附层的容积设为主吸附层的容积的0.9％以上2.2％以下，与以往的吸附罐101相比，能够使其脱离性能提高，并且减少向大气的吹送，从而能够使吹送性能提高。
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2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3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4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5的蒸发燃料处理装置的概略图。
图6是表示以往的蒸发燃料处理装置的概略结构剖视图。
具体实施方式
根据附图说明用于实施本发明的实施方式。
(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，并且在该外壳2的内部形成有能够供流体流动的通路3，在外壳2中的通路3的一端侧端部形成有罐口4和吹扫口5，在另一端侧端部形成有大气口6。
在通路3中串联配置有填充了能够吸附蒸发燃料成分的吸附材料的四个吸附层、即主吸附层11、第1吸附层12、第2吸附层13以及第3吸附层14。在本实施例中，使用活性炭作为吸附材料。
如图1所示，在外壳2内形成有与罐口4和吹扫口5相连通的主室21和与大气口6相连通的副室22，主室21和副室22借助形成在外壳2内的位于与大气口6侧相反的一侧的部分内的空间23相连通，当气体在通路3内流动之际，在空间23中折回而以大致字母U字状流动。
罐口4与未图示的燃料箱的上部气室相连通，吹扫口5经由未图示的吹扫控制阀(VSV)与发动机的进气通路相连。该吹扫控制阀的开度由电子控制单元(ECU)控制，在发动机运转过程中，基于A/F传感器等的测量值等来进行吹扫控制。上述大气口6经由未图示的通路与外部相连通。
在主室21内以规定密度填充作为吸附材料的活性炭而形成主吸附层11，主吸附层11被设定为在四个吸附层11、12、13、14中容积最大。作为主吸附层11的活性炭，能够使用造粒碳、破碎碳，在本实施例中使用了破碎碳。
在外壳2中的位于罐口4和吹扫口5之间的部分设置有从外壳2的内侧面到达上述主吸附层11的一部分的挡板15。利用挡板15使得在罐口4和吹扫口5之间流动的流体经由主吸附层11流通。
主吸附层11的靠罐口4的一侧被由无纺布等构成的过滤器16覆盖，主吸附层11的靠吹扫口5的一侧被由无纺布等构成的过滤器17覆盖。此外，在主吸附层11的靠空间23的侧面设置有覆盖该整个面的由聚氨酯等构成的过滤器18，在过滤器18的下侧设置有具有许多个连通孔的板19。利用弹簧等施力部件20对板19向罐口4侧施力。
在副室22的靠空间23的一侧形成有以规定密度填充了作为吸附材料的活性炭而成的第1吸附层12。作为该活性炭，能够使用造粒碳、破碎碳，在本实施例中使用了造粒碳。
在第1吸附层12的靠空间23的一侧设置有覆盖其整体的由聚氨酯等构成的过滤器26。在过滤器26的靠空间23的一侧设置有板27，该板27在整个面上大致均匀地设置有许多个连通孔。利用弹簧等施力构件28对板27向大气口6侧施力。
在板19、27和外壳2的盖板30之间形成有空间23，利用空间23使得主吸附层11和第1吸附层12相连通。
在副室22中的第1吸附层12的靠大气口6的一侧形成有以规定密度填充了作为吸附材料的活性炭而成的第2吸附层13。作为该活性炭，能够使用造粒碳、破碎碳，在本实施例中使用了造粒碳。
在第1吸附层12的靠大气口6的侧端面和第2吸附层13的靠空间23的侧端面之间设置有用于使吸附层12和吸附层13分开规定距离L1的第1分开部31。
在第1分开部31的靠第1吸附层12侧的端部和靠第2吸附层13侧的端部上设置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之间设置有能够使过滤器35、36分开规定距离的空间形成构件37。
在副室22中的第2吸附层13的靠大气口6的一侧形成有以规定密度填充作为吸附材料的活性炭而成的第3吸附层14。作为该活性炭，能够使用造粒碳、破碎碳，在本实施例中使用了ASTMD5228标准的丁烷工作容量(BWC)为14.5g/dL以上的高性能活性炭。在第3吸附层14的靠大气口6的一侧设置有覆盖其整个端面的由无纺布等构成的过滤器34。
在第2吸附层13的靠大气口6侧的端面和第3吸附层14的靠空间23侧的端面之间设置有用于使吸附层13和吸附层14分开规定距离L2的第2分开部32。
在第2分开部32的靠第2吸附层13侧的端部和靠第3吸附层14侧的端部设置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之间设置有能够使用过滤器38、39分开规定距离的空间形成构件40。
在分开部31、32未设置吸附材料。
此外，分开部31、32只要能够使相邻的吸附层分开规定距离即可，例如可以仅由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。
将第1吸附层12的容积V1设定为主吸附层11的容积V0的4.0％以上8.5％以下、将第2吸附层13的容积V2设定为主吸附层11的容积V0的1.2％以上3.0％以下、将第3吸附层14的容积V3设定为主吸附层11的容积V0的0.9％以上2.2％以下。如果使任一个吸附层12、13、14的容积比上述范围大，那么在吹扫之后，该吸附层的蒸发燃料成分的残存量变多，蒸发燃料成分从该吸附层向下游侧泄露的量变多，向大气吹送的量变多，引起吹送性能恶化。此外，如果使任一个吸附层12、13、14的容积比上述范围小，那么在该吸附层中无法获得针对蒸发燃料成分的充分的吸附性能，造成向大气的吹送量变大，引起吹送性能恶化。
此外，设定为第2吸附层13的容积V2比第1吸附层12的容积V1小、第3吸附层14的容积V3比第2吸附层13的容积V2小。即、副室22内的吸附层的容积以吸附层越靠近大气口6侧越小的方式设定。
此外，第2分开部32的容积V5设定为比第1分开部31的容积V4大。即、副室22内的分开部的容积以分开部越靠近大气口6侧越大的方式设定。
此外，副室22内的吸附层12、13、14的容积的总和(V1+V2+V3)设定为比副室22内的分开部31、32的容积的总和(V4+V5)小。
此外，第2吸附层13和第3吸附层14之间的分开距离L2设定为比第1吸附层12和第2吸附层13之间的分开距离L1长。即、在副室2中，分开部越靠近大气口6则相邻的吸附层的分开距离形成得越长。
虽然将第1吸附层12、第2吸附层13以及第3吸附层14中的、与其轴线正交的截面积任意设定为全部相同等，但优选的是，吸附层越靠近大气口6侧，吸附层的截面积越小。
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被排放到大气。
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)使吹扫控制阀打开，利用进气通路内的负压从大气口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供给到发动机的进气通路。此时，被各吸附层11～14内的吸附材料所吸附的燃料成分脱离，与空气一同供给到发动机。
接下来，说明蒸发燃料处理装置1中的吹送量的测量方法。
首先，在使规定量的蒸发了的汽油成分从罐口4流入到蒸发燃料处理装置1内之后，长时间放置直至吸附材料中的蒸发燃料成分的吸附、脱离稳定为止，并且在进行了吹扫之后放置规定时间。接下来，在使丁烷从罐口4流入蒸发燃料处理装置1内并且吸附在了吸附材料之后，放置直至吸附材料的温度恒定为止，之后进行吹扫并放置半日。接下来，将蒸发燃料处理装置1与汽油箱相连，以模拟外部气体温度变化的方式使温度变化并且测量吹送量。吹送量是通过检测从大气口6排出的HC浓度、并且将其换算成重量而导出的。
该吹送量将25mg作为基准值，使各吸附层11～14的容积变化来进行吹送量的测量。
在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的6.6％、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的2.2％、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的1.1％的情况下，吹送量为19mg，处于基准值以下。
在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的7.0％、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的2.3％、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的1.2％的情况下，吹送量为23mg，处于基准值以下。
在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的4.0％、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.3％、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的1.0％的情况下，吹送量为17mg，处于基准值以下。
这样一来，在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的4.0％以上8.5％以下、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.2％以上3.0％以下、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的0.9％以上2.2％的情况下，吹送量为基准值以下。
另一方面，在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的10.0％、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.3％、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的0.4％的情况下，吹送量为90mg，大大超过了基准值。
此外，在第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的5.0％、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.4％、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的0.5％的情况下，吹送量为110mg，大大超过基准值。
这样一来，在吸附层12、13、14的至少一个吸附层不满足第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的4.0％以上8.5％以下、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.2％以上3.0％以下、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的0.9％以上2.2％以下的条件的情况下，吹送量就会大大超过基准值。
本发明的蒸发燃料处理装置1由于具有上述构造和结构，而发挥出以下的作用和效果。
由于第1吸附层12的容积V1为主吸附层11的容积V0的4.0％以上8.5％以下、第2吸附层13的容积V2为主吸附层11的容积V0的1.2％以上3.0％以下、第3吸附层14的容积V3为主吸附层11的容积V0的0.9％以上2.2％以下，能够使各吸附层的容积最优化，与以往的吸附罐101相比，能够使脱离性能提高，能够进一步减少向大气的吹送从而提高吹送性能。
而且，在副室22内的吸附层的容积为吸附层越靠近大气口6侧越小的情况下，在吹扫之后，越靠近大气口6侧的吸附层就越能够进一步减少燃料成分的残留量，从而进一步减小向大气的吹送，能够使吹送性能提高。
通过使副室22内的吸附层12、13、14的容积的总和(V1+V2+V3)小于分开部31、32的容积的总和(V4+V5)，相比以往的吸附罐101，能够使吸附层中由于蒸发燃料成分的脱离而温度降低了的气体在分开部内的滞留时间更长，因此，能够增加因脱离而降低了温度的气体的温度上升(恢复)量。由此，相比以往的吸附罐101，能够使流入位于该吸附层的靠罐口4的一侧的吸附层的气体的温度更高，能够确保该吸附材料的蒸发燃料成分的脱离性能较高。由此，相比以往的吸附罐101，使得吹扫之后的蒸发燃料处理装置1内的燃料成分的残留量减少，从而能够减少向大气的吹送量并且提高吹送性能。
此外，通过使第2吸附层13和第3吸附层14之间的分开距离L2比第1吸附层12和第2吸附层13之间的分开距离L1长，使得气体在靠近大气口6的分开部的滞留时间变长，增加吹扫之际因蒸发燃料成分的脱离而降低了温度的气体的温度的上升量，从而能够使蒸发燃料处理装置1的脱离性能提高。
(实施例2)
在实施例1中，在外壳2内形成有在空间23中折回一次的字母U形的通路3，但例如，如图2所示，也可以是在外壳2内形成为折回两次的字母N形的通路41。
本实施例2的主室21的构造与实施例1的主室21的构造相同。本实施例2的副室42形成为在空间43中折回的字母U形，副室42的一端与空间23相连通，在副室42的另一端设置有大气口6。
在副室42中的位于空间23和空间43之间的部分设置有与实施例1相同的第1吸附层12、第2吸附层13，在第1吸附层12和第2吸附层13之间设置有第1分开部31。此外，在空间43的靠大气口6的一侧设置有与实施例1的第3吸附层14相同的第3吸附层14。在第3吸附层14和第2吸附层13之间设置有第2分开部32。
吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系设定为与实施例1相同。在实施例2中，与实施例1中的第2吸附层13和第3吸附层14之间的分开距离L2相当的距离就是第2吸附层13的靠大气口6侧的端面和第3吸附层14的靠罐口4侧的端面的轴向的分开距离。即、如图2所示，是第2吸附层13的靠大气口6侧的端面和空间43的靠罐口5侧的端面之间的距离L2'与空间43的靠大气口6侧的端面和第3吸附层14的靠罐口4侧的端面之间的距离L2"的总和(L2'+L2")。
其他的构件与实施例1相同，对于与实施例1相同的构件标注相同的附图标记而省略其说明。
在本实施例2中，也发挥与实施例1相同的作用和效果。
(实施例3)
而且，外壳2内的通路也可以是与实施例1、2的通路3、41不同的形状，例如，如图3所示，也可以在外壳2内做成形成为折回三次的字母W形的通路51。
本实施例3的主室21的构造与实施例1的主室21相同。本实施例3的副室52在空间53、54中形成为折回两次的字母N形，副室52的一端与空间23相连通，在副室52的另一端设置有大气口6。
在副室52中的位于空间23和空间53之间的部分设置有与实施例1相同的第1吸附层12、第2吸附层13，在第1吸附层12和第2吸附层13之间设置有第1分开部31。此外，在空间53和空间54之间设置有与实施例2的第3吸附层14相同的第3吸附层14。在第3吸附层14和第2吸附层13之间设置有第2分开部32。
吸附层11、12、13、14与分开部31、32之间的相互关系设定为与上述实施例2相同。
其他的构件与实施例1、2相同，对于与上述实施例1、2相同的构件标注相同的附图标记而省略其说明。
在本实施例3中，也发挥与实施例1、2相同的作用和效果。
(实施例4)
在实施例1中，将外壳2内的通路3形成为在空间23中折回一次的字母U形，但例如，如图4所示，也可以将外壳内的通路形成为没有折回的字母I形。
例如，如图4所示，本实施例4是主室21和副室22不在空间中折回而是排列成直线状的蒸发燃料处理装置。
在本实施例4中，具有三个吸附层和使相邻的吸附层分开的分开部的副室被设置在主吸附层11的靠大气口6的一侧。
吸附层11、12、13、14与分开部31、32之间的相互关系设定为与实施例1相同。
其他的构件与实施例1相同，对于与上述实施例1相同的构件标注相同的附图标记而省略其说明。
在本实施例4中，也发挥出与实施例1相同的作用和效果。
(实施例5)
图5表示本发明的实施例5。
本实施例5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通过连通管64相连通。
与实施例1相同，在主体吸附罐62内形成有主室21和第1副室65，在主室21内设置有主吸附层11，在第1副室65内设置有与实施例1相同的第1吸附层12、第2吸附层13，在第1吸附层12和第2吸附层13之间设置有第1分开部31。
此外，在副吸附罐63内形成有第2副室66，在第2副室66内设置有与实施例1相同的第3吸附层14。在第2吸附层13和第3吸附层14之间，沿着第1副室65和第2副室66形成有第2分开部67。
实施例1的副室指的是主体吸附罐62内的第1副室65和副吸附罐63内的第2副室66。
吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系设定为与实施例1相同。在该相互关系中，优选的是，在流路截面积较小的连通管64中，为了使在该部分流速增加而滞留时间变短，以第2分开部67的容积使用除该连通管64以外的空间的距离或者容积而使实施例1的相互关系成立的方式形成吸附层11、12、13、14和分开部31、67。例如，实施例1中的第2吸附层13和第3吸附层14之间的分开距离L2就是图5的L3+L4。
其他的构件与实施例1相同，对于与上述实施例1相同的构件标注相同的附图标记而省略其说明。
在本实施例5中，也发挥与实施例1相同的作用和效果。
(其他的实施例)
如果将吸附层11、12、13、14和分开部31、32之间的相互关系设定为与实施例1相同，那么就能够在上述实施例以外任意设定蒸发燃料处理装置整体的形状、吸附层、分开部、空间等的形状、排列等。
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、12、13、14：吸附层；22、42、52、65、66：副室；31、32、67：分开部。

Claims (7)

1.一种蒸发燃料处理装置，该蒸发燃料处理装置的内部形成有能够供流体流动的通路，在该通路的一端侧形成有罐口和吹扫口，在所述通路的另一端侧形成有大气口，在所述通路内设置有四个填充了能够吸附燃料成分的吸附材料的吸附层，其特征在于，
在所述通路上，设置有设置了主吸附层的主室，并且在该主室的靠大气口的一侧设置有副室，
在所述副室内，从所述主吸附层侧依次串联设置有第1吸附层、第2吸附层以及第3吸附层，并且设置有使该第1吸附层、第2吸附层以及第3吸附层中的相邻的吸附层分开的分开部，
所述第1吸附层的容积为所述主吸附层的容积的4.0％以上8.5％以下，所述第2吸附层的容积为所述主吸附层的容积的1.2％以上3.0％以下，所述第3吸附层的容积为所述主吸附层的容积的0.9％以上2.2％以下。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
所述第2吸附层的容积比所述第1吸附层的容积小，所述第3吸附层的容积比所述第2吸附层的容积小。
3.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在所述副室中，吸附层的容积的总和比分开部的容积的总和小。
4.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在所述副室中，越靠近大气口侧的分开部，容积越大。
5.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在所述副室中，越靠近大气口的分开部，使相邻的吸附层的分开距离形成得越长。
6.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在所述副室中，由基于ASTMD5228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近大气口侧的吸附层。
7.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
在所述蒸发燃料处理装置中，由破碎碳构成设置于最靠近罐口侧的吸附层。
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