CN113383156A - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

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Abstract

蒸发燃料处理装置包括：流路，其供在燃料箱内产生的蒸发燃料流动；第1吸附材料，其配置于所述流路且由活性炭形成，以便吸附在所述流路中流动的蒸发燃料；以及第2吸附材料，其配置于所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分且由多孔性金属络合物形成，以便吸附通过所述第1吸附材料而在所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分中流动的蒸发燃料。

Description

蒸发燃料处理装置
技术领域
本说明书中公开的技术涉及一种蒸发燃料处理装置。
背景技术
专利文献1公开有一种蒸发燃料处理装置。专利文献1的蒸发燃料处理装置包括：流路，其供在燃料箱内产生的蒸发燃料流动；以及吸附材料，其为了吸附在流路中流动的蒸发燃料而配置于流路并由活性炭形成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-096309号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的蒸发燃料处理装置中，存在利用由活性炭形成的吸附材料无法充分地处理蒸发燃料的情况。因此，存在较多地含有蒸发燃料的气体向大气放出的情况。本说明书提供一种能够充分地处理蒸发燃料的技术。
用于解决问题的方案
本说明书中公开的蒸发燃料处理装置包括：流路，其供在燃料箱内产生的蒸发燃料流动；第1吸附材料，其配置于所述流路且由活性炭形成，以便吸附在所述流路中流动的蒸发燃料；以及第2吸附材料，其配置于所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分且由多孔性金属络合物形成，以便吸附通过所述第1吸附材料而在所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分中流动的蒸发燃料。
根据该结构，能够利用由活性炭形成的第1吸附材料吸附蒸发燃料。另外，能够利用由多孔性金属络合物形成的第2吸附材料吸附通过了第1吸附材料的蒸发燃料。首先，利用活性炭吸附蒸发燃料，然后，利用吸附能力与活性炭的吸附能力不同的多孔性金属络合物吸附蒸发燃料，从而能够充分地处理在燃料箱内产生的蒸发燃料。
也可以是，所述第2吸附材料在配置于所述流路以便吸附在所述流路中流动的蒸发燃料的多个吸附材料中配置于最下游侧。
根据该结构，能够在接近大气的最下游侧的位置利用多孔性金属络合物吸附蒸发燃料。因此，能够充分地处理蒸发燃料。
也可以是，所述多孔性金属络合物具有在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度成为门通浓度以上时，蒸发燃料的吸附量增大的性质。也可以是，所述门通浓度在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中为2.5vol％以下。
根据该结构，对于多孔性金属络合物而言，蒸发燃料的吸附量增大的门通浓度成为适当的浓度，因此能够利用多孔性金属络合物充分地吸附蒸发燃料，能够减小向大气放出的烃的量。
也可以是，所述多孔性金属络合物具有要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度越高，则蒸发燃料的吸附量越多的性质。也可以是，对于所述多孔性金属络合物而言，在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中，当烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量为0.50g/dL以下，并且，当烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量为2.0g/dL以上。
根据该结构，能够利用多孔性金属络合物充分地吸附蒸发燃料，能够减少向大气放出的烃的量。
也可以是，在连续两昼夜的DBL试验中，通过所述第2吸附材料而在所述流路的比所述第2吸附材料靠下游侧的部分中流动的蒸发燃料所含有的烃的总重量为20mg以下。
根据该结构，能够减少向大气放出的烃的量。能够满足DBL试验中的严格的标准。
也可以是，蒸发燃料处理装置还包括壳体，该壳体包括收纳所述第1吸附材料的第1室和收纳所述第2吸附材料的第2室。
根据该结构，由于能够在一个壳体内收纳第1吸附材料和第2吸附材料，因此能够使蒸发燃料处理装置成为简单的结构。
附图说明
图1是实施例所涉及的蒸发燃料处理装置的示意图。
图2是实施例所涉及的吸附罐的剖视图。
图3是表示第1实施例的多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量的一个例子的图表。
图4是表示使用了试验例1～4的多孔性金属络合物的情况下的、在比第2吸附材料靠下游侧的大气通路中流动的蒸发燃料(即，自大气通路向大气放出的蒸发燃料)所含有的烃的总重量的图表。
图5是另一实施例所涉及的蒸发燃料处理装置的示意图。
图6是表示第2实施例的多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量的一个例子的图表。
图7是表示试验例5～8的多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量的图表。
图8是表示使用了试验例5～8的多孔性金属络合物的情况下的、在比第2吸附材料靠下游侧的大气通路中流动的蒸发燃料(即，自大气通路向大气放出的蒸发燃料)所含有的烃的总重量的图表。
具体实施方式
(第1实施例)
参照附图说明实施例所涉及的蒸发燃料处理装置1。图1是实施例所涉及的蒸发燃料处理装置1的示意图。如图1所示，蒸发燃料处理装置1包括燃料箱30和吸附罐40。另外，蒸发燃料处理装置1包括箱通路71、大气通路72以及吹扫通路73。图1所示的蒸发燃料处理装置1例如搭载于汽油车等车辆。
燃料箱30能够收纳例如汽油等燃料f。自省略图示的注入口向燃料箱30内注入燃料f。燃料箱30内的燃料f含有烃。例如，燃料f含有碳数为4以下的烃(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)中的至少一种烃(例如丁烷)。燃料箱30内的燃料f也可以含有碳数为5以上的烃。燃料箱30内的燃料f含有一种或两种以上的烃。
在燃料箱30内配置有燃料泵82。在燃料泵82连接有燃料通路81。燃料泵82将燃料箱30内的燃料f向燃料通路81喷出。喷出到燃料通路81的燃料f通过燃料通路81向车辆的发动机100供给。
燃料箱30内的燃料f有时在燃料箱30内蒸发。例如，有时在搭载有蒸发燃料处理装置1的车辆的行驶过程中燃料f蒸发。另外，有时在搭载有蒸发燃料处理装置1的车辆的停车过程中燃料f蒸发。由于燃料f在燃料箱30内蒸发，因而在燃料箱30内产生蒸发燃料。
在燃料箱30连接有箱通路71的上游端部。含有在燃料箱30内产生的蒸发燃料的气体向箱通路71流入。箱通路71的下游端部连接于吸附罐40。流过箱通路71的气体向吸附罐40流入。箱通路71将含有在燃料箱30内产生的蒸发燃料的气体自箱通路71向吸附罐40引导。此外，在本说明书中，将燃料箱30侧设为上游侧，将与燃料箱30相反的一侧(大气侧)设为下游侧，并进行说明。
接着，说明吸附罐40。图2是实施例所涉及的吸附罐40的剖视图。如图2所示，吸附罐40包括壳体43和多个端口(箱端口44、大气端口45以及吹扫端口46)。壳体43和多个端口(箱端口44、大气端口45以及吹扫端口46)由树脂形成。壳体43和多个端口(箱端口44、大气端口45以及吹扫端口46)一体地形成。
壳体43包括壳体主体50和分隔壁53。壳体主体50和分隔壁53一体地形成。分隔壁53配置于壳体主体50内。分隔壁53对壳体主体50内的空间进行分隔。利用分隔壁53分隔壳体主体50内的空间，从而在壳体主体50内形成有第1室41和第2室42。在第1室41收纳有第1吸附材料10。在第2室42收纳有第2吸附材料20。对于第1吸附材料10和第2吸附材料20，之后详细地进行说明。
第1室41位于比第2室42靠上游侧(燃料箱30侧)的位置(参照图1)。在第1室41配置有第1多孔板51和一对第1过滤器61。第1多孔板51配置于第1室41的下游端部。在第1多孔板51形成有多个孔(省略图示)。在第1室41中流动的气体通过形成于第1多孔板51的多个孔。一对第1过滤器61配置于第1室41的上游端部和下游端部。第1吸附材料10被夹在一对第1过滤器61之间。各第1过滤器61用于去除在第1室41中流动的气体所含有的异物。
第2室42位于比第1室41靠下游侧(与燃料箱30相反的一侧(大气侧))的位置(参照图1)。在第2室42配置有第2多孔板52和一对第2过滤器62。第2多孔板52配置于第2室42的上游端部。在第2多孔板52形成有多个孔(省略图示)。向第2室42流入的气体通过形成于第2多孔板52的多个孔。一对第2过滤器62配置于第2室42的上游端部和下游端部。第2吸附材料20被夹在一对第2过滤器62之间。各第2过滤器62用于去除在第2室42中流动的气体所含有的异物。
在第1室41与第2室42之间形成有中间室47。利用第1多孔板51和第2多孔板52分隔壳体主体50内的空间，从而在壳体主体50内形成有中间室47。
吸附罐40的箱端口44设于与形成于壳体43的第1室41相邻的位置。箱端口44与第1室41连通。另外，在箱端口44连接有箱通路71的下游端部。箱通路71和第1室41经由箱端口44连通。流过箱通路71的气体通过箱端口44向第1室41流入。
吸附罐40的大气端口45设于与形成于壳体43的第2室42相邻的位置。大气端口45与第2室42连通。另外，在大气端口45连接有大气通路72的上游端部。第2室42和大气通路72经由大气端口45连通。流过第2室42的气体通过大气端口45向大气通路72流入。
大气通路72的下游端部向大气开放(参照图1)。流过大气通路72的气体向大气放出。另外，在进行后述的蒸发燃料的脱离的情况下，大气中的空气自大气通路72的下游端部向大气通路72流入。流入到大气通路72的空气流过大气通路72并通过大气端口45向形成于壳体43的第2室42流入。在大气通路72配置有空气过滤器75。空气过滤器75用于去除向大气通路72流入的空气所含有的异物。
吸附罐40的吹扫端口46设于与形成于壳体43的第1室41相邻的位置。吹扫端口46与第1室41连通。另外，在吹扫端口46连接有吹扫通路73的上游端部。第1室41和吹扫通路73经由吹扫端口46连通。流过第1室41的气体通过吹扫端口46向吹扫通路73流入。
吹扫通路73的下游端部连接于进气通路90。流过吹扫通路73的气体向进气通路90流入。在吹扫通路73设有阀74。阀74用于对吹扫通路73进行开闭。在阀74为开状态时，气体在吹扫通路73中流动。也可以在吹扫通路73配置有泵(省略图示)。
进气通路90的上游端部向大气开放。大气中的空气向进气通路90流入。进气通路90的下游端部连接于车辆的发动机100。流过进气通路90的空气向发动机100流入。
接着，对第1吸附材料10和第2吸附材料20进行说明。第1吸附材料10填充于第1室41。第1吸附材料10由活性炭形成。构成第1吸附材料10的活性炭具有吸附蒸发燃料的能力。在含有蒸发燃料的气体通过第1吸附材料10的过程中，气体所含有的蒸发燃料的一部分被活性炭吸附。另外，被活性炭吸附了的蒸发燃料在空气通过第1吸附材料10的过程中自活性炭脱离到空气中(即，蒸发燃料被吹扫)。活性炭的形状例如为颗粒状、单块状等。作为活性炭，例如能够使用颗粒炭、破碎炭等。作为活性炭，例如能够使用煤炭类、木质类的活性炭。
第2吸附材料20填充于第2室42。第2吸附材料20由多孔性金属络合物形成。构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物具有吸附蒸发燃料的能力。在含有蒸发燃料的气体通过第2吸附材料20的过程中，气体所含有的蒸发燃料的一部分被多孔性金属络合物吸附。另外，被多孔性金属络合物吸附了的蒸发燃料在空气通过第2吸附材料20的过程中，自多孔性金属络合物脱离到空气中(即，蒸发燃料被吹扫)。多孔性金属络合物的形状例如为颗粒状、单块状、或涂布于具有透气性的基材的状态的薄膜等。
图3是表示构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量的一个例子的图表。如图3所示，构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物具有在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)中的至少一种烃(例如丁烷)的浓度成为门通(日文：ゲートオープン)浓度以上时，蒸发燃料的吸附量急剧增大的性质。在图3所示的例子中，当烃(例如丁烷)的浓度成为G1％以上时，多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量急剧增大。G1％为门通浓度。此外，也可以将图3所示的G2％与G3％之间的任一浓度视作门通浓度。
对多孔性金属络合物而言，在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度成为门通浓度以上时，细孔的构造变化而成为门通状态。对多孔性金属络合物而言，在成为门通状态时，在蒸发燃料被吸附于细孔时的外部刺激的作用下，骨架中的细孔的构造、大小发生变化。此外，外部刺激例如为化学的刺激、物理的刺激等。对多孔性金属络合物而言，在成为门通状态时，吸附蒸发燃料的能力急剧增大。
构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物中的门通浓度在大气压环境且是20℃以上40℃以下的温度环境中为2.5vol％以下。在图3所示的例子中，为G1＝2.5。大气压环境例如为85kPa～101.3kPa。
多孔性金属络合物的门通浓度例如能够通过求得蒸发燃料所含有的烃(例如丁烷)的浓度与多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量之间的关系来确定。例如，通过使蒸发燃料所含有的烃(例如丁烷)的浓度依次变化，并在各浓度下测量蒸发燃料的吸附量，从而能够确定门通浓度。多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量急剧增大时的烃的浓度为门通浓度。与小于门通浓度的范围相比较，在门通浓度以上的范围内，多孔性金属络合物中的蒸发燃料的吸附量明显增大。例如，蒸发燃料的吸附量成为3倍。此外，用于确定门通浓度的方法没有特别限定。
构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物也可以包含自属于周期表1～13族的金属的离子中选择的至少一种金属离子和阴离子性配体。作为多孔性金属络合物中使用的属于周期表1～13族的金属的离子，例如能够使用锰离子、钴离子、镍离子、铜离子以及锌离子等。作为多孔性金属络合物中使用的阴离子性配体，例如为自脂肪族单羧酸根离子、芳香族单羧酸根离子、芳香杂环单羧酸根离子、脂肪族二羧酸根离子、芳香族二羧酸根离子、芳香杂环二羧酸根离子、芳香族三羧酸根离子以及芳香族四羧酸根离子中选择的任意者
接着，对蒸发燃料处理装置1的动作进行说明。首先，说明蒸发燃料的吸附。在上述的蒸发燃料处理装置1中，含有由燃料箱30内的燃料f产生的蒸发燃料的气体自燃料箱30向箱通路71流入。流过箱通路71的含有蒸发燃料的气体通过吸附罐40的箱端口44向壳体主体50内的第1室41流入。流入到第1室41的含有蒸发燃料的气体通过被收纳于第1室41的第1吸附材料10向中间室47流入。在含有蒸发燃料的气体通过第1吸附材料10的过程中，第1吸附材料10吸附气体所含有的蒸发燃料的一部分。蒸发燃料被构成第1吸附材料10的活性炭吸附。未被活性炭吸附的蒸发燃料自第1室41向中间室47流入。
然后，通过第1吸附材料10而流入到中间室47的含有蒸发燃料的气体向第2室42流入。流入到第2室42的含有蒸发燃料的气体通过被收纳于第2室42的第2吸附材料20并通过大气端口45向大气通路72流入。在含有蒸发燃料的气体通过第2吸附材料20的过程中，第2吸附材料20吸附气体所含有的蒸发燃料的一部分。蒸发燃料被构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物吸附。未被多孔性金属络合物吸附的蒸发燃料自第2室42向大气通路72流入。
通过第2吸附材料20而流入到大气通路72的含有蒸发燃料的气体之后向大气放出。未被第1吸附材料10(活性炭)和第2吸附材料20(多孔性金属络合物)吸附的蒸发燃料向大气放出。
接着，对蒸发燃料的脱离进行说明。在上述的蒸发燃料处理装置1中，当设于吹扫通路73的阀74成为开状态时，成为气体能够通过吹扫通路73的状态。另外，当搭载有蒸发燃料处理装置1的车辆的发动机100工作时，在进气通路90中流动的空气被吸入于发动机100，而在进气通路90产生负压。于是，气体自吹扫通路73向进气通路90流入。与此同时，大气中的空气向大气通路72流入。流入到大气通路72的空气之后通过吸附罐40的大气端口45向壳体主体50内的第2室42流入。流入到第2室42的空气通过被收纳于第2室42的第2吸附材料20向中间室47流入。在空气通过第2吸附材料20的过程中，吸附于第2吸附材料20的蒸发燃料自第2吸附材料20脱离到空气中。即，蒸发燃料被吹扫。含有被吹扫出的蒸发燃料的空气自第2室42向中间室47流入。
流入到中间室47的含有蒸发燃料的空气之后向第1室41流入。流入到第1室41的空气通过被收纳于第1室41的第1吸附材料10并通过吹扫端口46向吹扫通路73流入。在空气通过第1吸附材料10的过程中，吸附于第1吸附材料10的蒸发燃料自第1吸附材料10脱离到空气中。即，蒸发燃料被吹扫。含有被吹扫出的蒸发燃料的空气自第1室41向吹扫通路73流入。
流入到吹扫通路73的含有蒸发燃料的空气之后通过吹扫通路73而向进气通路90流入。流入到进气通路90的含有蒸发燃料的空气被吸入于发动机100。
接着，对DBL(Diurnal Breathing Loss：昼间换气损失)试验进行说明。DBL试验为测量搭载有蒸发燃料处理装置1的车辆在连续一昼夜的停车时向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量的试验。
在此次的试验中，对于上述的蒸发燃料处理装置1，假定连续两昼夜的车辆的停车时，并测量向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量。即，进行连续两昼夜的DBL试验。
(试验条件)
在DBL试验中，蒸发燃料处理装置1中的构成第1吸附材料10的活性炭设为丁烷工作容量(BWC)为11.5g/dl的活性炭。活性炭的容量设为2500cc。
如上所述，蒸发燃料处理装置1中的构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物具有在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度成为门通浓度以上时，吸附量增大的性质。在DBL试验中，使用了试验例1～试验例4的多孔性金属络合物。在使用了试验例1的多孔性金属络合物的情况下，将门通浓度设为1.5vol％。在使用了试验例2的多孔性金属络合物的情况下，将门通浓度设为2.0vol％。在使用了试验例3的多孔性金属络合物的情况下，将门通浓度设为2.5vol％。在使用了试验例4的多孔性金属络合物的情况下，将门通浓度设为3.0vol％。试验例1～4中的门通浓度为在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中测量出的值。本试验的门通浓度设为基于丁烷的浓度测量出的值。试验例1～试验例4的多孔性金属络合物的容量设为100cc。
在此次的试验中，首先，(1)使第1吸附材料10和第2吸附材料20吸附蒸发燃料，使第1吸附材料10和第2吸附材料20成为穿透状态。接着，(2)使构成第1吸附材料10的活性炭的容量(2500cc)的100倍的容量(250000cc)的空气通过大气通路72、第2室42、第1室41以及吹扫通路73而流动。由此，对吸附于第1吸附材料10和第2吸附材料20的蒸发燃料进行吹扫。
接着，(3)进行连续两昼夜的DBL试验。在连续两昼夜的DBL试验中，假定连续两昼夜的车辆的停车时，测量流过比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72的蒸发燃料所含有的烃的总重量。在连续两昼夜的车辆的停车时，在连续两昼夜的室外温度的作用下燃料箱30内的燃料f蒸发而产生蒸发燃料。在燃料箱30内产生的蒸发燃料的一部分在通过第1吸附材料10和第2吸附材料20的过程中被第1吸附材料10和第2吸附材料20吸附。未被第1吸附材料10和第2吸附材料20吸附的蒸发燃料通过第2吸附材料20而在比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流动，并自大气通路72向大气放出。在连续两昼夜的DBL试验中，能够测量在两个昼夜间自大气通路72向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量。在使用了试验例1～4的多孔性金属络合物的情况下，分别测量在两个昼夜间向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量。
在搭载有蒸发燃料处理装置的车辆中，向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的量优选较少。在美国加利福尼亚州的低公害汽车的标准中，在连续两昼夜的DBL试验中，向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量具有被限制为20mg以下的情况。
(试验结果)
图4是表示在连续两昼夜的DBL试验中在比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流动的蒸发燃料(即，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料)所含有的烃的总重量的图表。图4所示的图表表示使用试验例1～4的多孔性金属络合物的情况下的烃的总重量。如图4所示，在使用了试验例1～3的多孔性金属络合物的情况下，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量为20mg以下。在使用了试验例4的多孔性金属络合物的情况下，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量多于20mg。
对于使用了试验例1～3的多孔性金属络合物的蒸发燃料处理装置1，在连续两昼夜的DBL试验中，向大气放出的蒸发燃料(通过第2吸附材料20而在比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流动的蒸发燃料)所含有的烃的总重量为20mg以下。在使用了试验例1～3的多孔性金属络合物的情况下，能够满足美国加利福尼亚州的低公害汽车的标准。
以上，对实施例所涉及的蒸发燃料处理装置1进行了说明。根据上述的说明可明确的是，蒸发燃料处理装置1包括配置于第1室41的由活性炭形成的第1吸附材料10，以便吸附在第1室41中流动的蒸发燃料。另外，蒸发燃料处理装置1包括配置于第2室42的由多孔性金属络合物形成的第2吸附材料20，以便吸附通过第1吸附材料10而在比第1吸附材料10靠下游侧的第2室42中流动的蒸发燃料。
根据该结构，能够利用由活性炭形成的第1吸附材料10吸附蒸发燃料。另外，能够利用由多孔性金属络合物形成的第2吸附材料20吸附通过了第1吸附材料10的蒸发燃料。在流路的上游侧利用活性炭吸附蒸发燃料，然后，在流路的下游侧利用吸附能力与活性炭的吸附能力不同的多孔性金属络合物吸附蒸发燃料，从而能够充分地处理在燃料箱30内产生的蒸发燃料。能够减少向大气放出的蒸发燃料的量。
构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物具有在蒸发燃料所含有的烃(例如，丁烷)的浓度成为门通浓度以上时，吸附量增大的性质。门通浓度在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中为2.5vol％以下。根据该结构，由于多孔性金属络合物的门通浓度成为适当的浓度，因此，能够利用多孔性金属络合物充分地吸附蒸发燃料，能够减少向大气放出的烃的量。
另外，在上述的蒸发燃料处理装置1中，在连续两昼夜的DBL试验中，在比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流动的蒸发燃料所含有的烃的总重量为20mg以下。根据该结构，能够减少向大气放出的烃的量。能够满足DBL试验中的严格的标准。
另外，在上述的蒸发燃料处理装置1中，吸附罐40的壳体43包括收纳第1吸附材料10的第1室41和收纳第2吸附材料20的第2室42。根据该结构，能够在一个壳体43内收纳第1吸附材料10和第2吸附材料20，因此能够使蒸发燃料处理装置1成为简单的结构。
(对应关系)
上述的箱通路71、第1室41、第2室42以及大气通路72为供蒸发燃料流动的流路的一个例子。
以上，对一实施例进行了说明，但具体的形态并不限定于上述实施例。在以下的说明中，对与上述的说明中的结构同样的结构，标注相同的附图标记并省略说明。
在另一实施例中，如图5所示，蒸发燃料处理装置1也可以还包括下游侧吸附罐60。下游侧吸附罐60包括壳体63和多个端口(吸附罐端口64和大气端口65)。壳体63和多个端口(吸附罐端口64和大气端口65)由树脂形成。壳体63和多个端口(吸附罐端口64和大气端口65)一体地形成。在壳体63内形成有收纳室66。在收纳室66收纳有第2吸附材料20。在位于比下游侧吸附罐60靠上游侧的位置的吸附罐40的第2室42收纳有第3吸附材料13。第3吸附材料13由与第1吸附材料10同样的活性炭构成。第2吸附材料20配置于比第1吸附材料10和第3吸附材料13靠下游侧的位置。第2吸附材料20在多个吸附材料(第1吸附材料10、第3吸附材料13以及第2吸附材料20)中配置于最下游侧(大气侧)。
下游侧吸附罐60的吸附罐端口64与收纳室66连通。另外，在吸附罐端口64连接有中间通路76的下游端部。中间通路76和收纳室66经由吸附罐端口64连通。中间通路76的上游端部连接于上游侧吸附罐40的大气端口45。中间通路76和第2室42经由上游侧吸附罐40的大气端口45连通。流过上游侧吸附罐40的第2室42的气体通过大气端口45向中间通路76流入。流过中间通路76的气体通过下游侧吸附罐60的吸附罐端口64向收纳室66流入。
下游侧吸附罐60的大气端口65与收纳室66连通。另外，在大气端口65连接有大气通路72的上游端部。收纳室66和大气通路72经由大气端口65连通。流过收纳室66的气体通过大气端口65向大气通路72流入。
在该结构中，在含有蒸发燃料的气体通过被收纳于上游侧吸附罐40的第2室42的第3吸附材料13的过程中，第3吸附材料13吸附气体所含有的蒸发燃料的一部分。蒸发燃料被构成第3吸附材料13的活性炭吸附。未被活性炭吸附的蒸发燃料向中间通路76流入。
通过第3吸附材料13而流入到中间通路76的含有蒸发燃料的气体之后向下游侧吸附罐60的收纳室66流入。流入到收纳室66的含有蒸发燃料的气体通过被收纳于收纳室66的第2吸附材料20并通过大气端口65向大气通路72流入。在含有蒸发燃料的气体通过第2吸附材料20的过程中，第2吸附材料20吸附气体所含有的蒸发燃料的一部分。蒸发燃料被构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物吸附。未被多孔性金属络合物吸附的蒸发燃料向大气通路72流入。
在上述的结构中，在多个吸附材料(第1吸附材料10、第2吸附材料20以及第3吸附材料13)中，第2吸附材料20配置于最下游侧。根据该结构，在靠近大气的最下游侧的位置，能够利用多孔性金属络合物吸附蒸发燃料。因此，能够充分地处理蒸发燃料。
(对应关系)
上述的箱通路71、第1室41、第2室42、中间通路76、收纳室66以及大气通路72为供蒸发燃料流动的流路的一个例子。
(第2实施例)
在上述的第1实施例中，构成第2吸附材料20的多孔性金属络合物为在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃(例如丁烷)的浓度成为门通浓度以上时，蒸发燃料的吸附量增大的结构。多孔性金属络合物并不限定于该结构。
在第2实施例中，多孔性金属络合物具有要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度越高，则蒸发燃料的吸附量越多的性质。另外，如图6所示，对于第2实施例的多孔性金属络合物而言，在烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量为0.50g/dL以下，并且在烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量为2.0g/dL以上。烃的浓度和蒸发燃料的吸附量为大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中的值。温度环境可以为20℃以上40℃以下的温度的任一温度。
第2实施例的多孔性金属络合物例如为MIL-100(Cr)、MIL-101(Cr)、UiO-67。MIL-100(Cr)例如可列举M3O(F，OH)(BTC)2。MIL-101(Cr)例如可列举M3O(F，OH)(BDC)3。UiO-67例如可列举Zr6O4(OH)4(BPDC)6或Zr6O6(BPDC)6。
以下记载制备多孔性金属络合物的方法的例子。对于MIL-101(Cr)，在使用四甲基氢氧化铵(TMAOH)的碱性的条件下制成。在碱性溶液(TMAOH，5mL，0.05mol/L)中添加1mmol的H2BDC(166mg)，在室温下搅拌10分钟。在该溶液中添加1mmol的Cr(NO3)3·9H2O(400mg)，将pH维持为6.0～6.5。将其反应混合物搅拌20分钟之后，转移到23mL的由PTFE衬里的高压釜，以180℃的温度加热24小时。在逐渐冷却到成为室温之后，重复进行离心分离，收集其绿色的粉状物，并使用蒸馏水和甲醇完全地进行清洗。MIL-101(Cr)也被称作FMOF-1或MIL-101。在MIL-101(Cr)中，以Cr为中心的构造单元CBU(Cluster Building Unit：簇构筑单元)的大小例如为
Figure BDA0003197212070000141
左右。
(DBL试验)
使用第2实施例的多孔性金属络合物进行连续两昼夜的DBL试验。在第2实施例的DBL试验中，使用了试验例5～试验例8的多孔性金属络合物。对于试验例5和6的多孔性金属络合物，如图7所示，在烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量为0.50g/dL以下，并且在烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量为2.0g/dL以上。
对于试验例7的多孔性金属络合物，如7所示，在烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量为0.50g/dL以下。另外，对于试验例7的多孔性金属络合物，在烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量小于2.0g/dL。
对于试验例8的多孔性金属络合物，如图7所示，烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量多于0.50g/dL。另外，对于试验例8的多孔性金属络合物，在烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量为2.0g/dL以上。
试验例5～8中的烃的浓度和蒸发燃料的吸附量为在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境(本试验中为25℃)中测量出的值。本试验的烃的浓度设为基于丁烷的浓度测量出的值。试验例5～8的多孔性金属络合物的容量设为100cc。第2实施例的DBL试验中的其他的试验条件与第1实施例的DBL试验中的试验条件相同。
(试验结果)
图8是表示连续两昼夜的DBL试验中在蒸发燃料处理装置1(参照图1)的比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流动的蒸发燃料(即，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料)所含有的烃的总重量的图表。图8所示的图表表示使用了试验例5～8的多孔性金属络合物的情况下的烃的总重量。如图8所示，在使用了试验例5和6的多孔性金属络合物的情况下，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量为20mg以下。具体而言，在试验例5中，烃的总重量为12mg，在试验例6中，烃的总重量为18mg。
另外，在使用了试验例7和8的多孔性金属络合物的情况下，自大气通路72向大气放出的蒸发燃料所含有的烃的总重量多于20mg。具体而言，在试验例7中，烃的总重量为180mg，在试验例8中，烃的总重量为120mg。
对于使用了试验例5和6的多孔性金属络合物的蒸发燃料处理装置1，在连续两昼夜的DBL试验中，向大气放出的蒸发燃料(通过第2吸附材料20而在比第2吸附材料20靠下游侧的大气通路72中流过的蒸发燃料)所含有的烃的总重量为20mg以下。在使用了试验例5和6的多孔性金属络合物的情况下，能够满足美国加利福尼亚州的低公害汽车的标准。
以上，详细地说明了本发明的具体例，但这些仅是例示，并不用于限定权利要求书。在权利要求书所述的技术中，包含对以上例示的具体例进行的各种各样的变形、变更而成的技术。本说明书或附图中说明的技术要素单独或利用各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时权利要求所记载的组合。另外，本说明书或附图中例示的技术能够同时达成多个目的，而达成其中一个目的自身就具有技术上的有用性。
附图标记说明
1、蒸发燃料处理装置；10、第1吸附材料；13、第3吸附材料；20、第2吸附材料；30、燃料箱；40、吸附罐；41、第1室；42、第2室；43、壳体；44、箱端口；45、大气端口；46、吹扫端口；47、中间室；50、壳体主体；51、第1多孔板；52、第2多孔板；53、分隔壁；60、下游侧吸附罐；61、第1过滤器；62、第2过滤器；63、壳体；64、吸附罐端口；65、大气端口；66、收纳室；71、箱通路；72、大气通路；73、吹扫通路；74、阀；75、空气过滤器；76、中间通路；81、燃料通路；82、燃料泵；90、进气通路；100、发动机。

Claims (6)

1.一种蒸发燃料处理装置，其中，
该蒸发燃料处理装置包括：
流路，其供在燃料箱内产生的蒸发燃料流动；
第1吸附材料，其配置于所述流路且由活性炭形成，以便吸附在所述流路中流动的蒸发燃料；以及
第2吸附材料，其配置于所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分且由多孔性金属络合物形成，以便吸附通过所述第1吸附材料而在所述流路的比所述第1吸附材料靠下游侧的部分中流动的蒸发燃料。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其中，
所述第2吸附材料在配置于所述流路以便吸附在所述流路中流动的蒸发燃料的多个吸附材料中配置于最下游侧。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其中，
所述多孔性金属络合物具有在要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度成为门通浓度以上时，蒸发燃料的吸附量增大的性质，
所述门通浓度在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中为2.5vol％以下。
4.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置，其中，
所述多孔性金属络合物具有要吸附的蒸发燃料所含有的碳数为4以下的烃中的至少一种烃的浓度越高，则蒸发燃料的吸附量越多的性质，在大气压环境且20℃以上40℃以下的温度环境中，当烃的浓度为0.050vol％以下时，蒸发燃料的吸附量为0.50g/dL以下，并且，当烃的浓度为5.0vol％以上时，蒸发燃料的吸附量为2.0g/dL以上。
5.根据权利要求3或4所述的蒸发燃料处理装置，其中，
在连续两昼夜的DBL试验中，通过所述第2吸附材料而在所述流路的比所述第2吸附材料靠下游侧的部分中流动的蒸发燃料所含有的烃的总重量为20mg以下。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的蒸发燃料处理装置，其中，
该蒸发燃料处理装置还包括壳体，该壳体包括收纳所述第1吸附材料的第1室和收纳所述第2吸附材料的第2室。
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