DE112020000342T9

DE112020000342T9 - Verdampfter-kraftstoff-bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE112020000342T9
Application number: DE112020000342.6T
Authority: DE
Inventors: Masanobu SHINAGAWA; Hiroaki Kitanaga; Rina Kondo
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-12-16
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: DE112020007581B4; CN113383156B; CN113383156A; US20220106930A1; US11408378B2; DE112020000342T5; JP7071546B2; WO2020162558A1; DE112020000342B4; JPWO2020162558A1

Abstract

Eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung kann einen Strömungsdurchgang, durch den verdampfter Kraftstoff strömt, der in einem Kraftstofftank erzeugt wird; ein erstes Adsorptionsmittel, das aus Aktivkohle gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs angeordnet ist, der in dem Strömungsdurchgang strömt; und ein zweites Adsorptionsmittel, das aus einem porösen Metallkomplex gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang auf einer stromabwärtigen Seite des ersten Adsorptionsmittels zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs angeordnet ist, der durch das erste Adsorptionsmittel hindurchgetreten ist und in dem Strömungsdurchgang auf der stromabwärtigen Seite des ersten Adsorptionsmittels strömt, aufweisen.

Description

QUERVERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 8. Februar 2019 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-021910 , deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die hier offenbarte Ausgestaltung betrifft eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung.
HINTERGRUND
Die Patentliteratur 1 beschreibt eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung. Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung der Patentliteratur 1 enthält einen Strömungsdurchgang, durch den verdampfter Kraftstoff strömt, der in einem Kraftstofftank erzeugt wird, und ein Adsorptionsmittel, das aus Aktivkohle gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der in dem Strömungsdurchgang strömt, angeordnet ist.
Patentliteratur 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-096309
ZUSAMMENFASSUNG
Technisches Problem
In der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung des Patentdokuments 1 kann das Adsorptionsmittel, das aus der Aktivkohle gebildet ist, nicht in der Lage sein, den verdampften Kraftstoff ausreichend zu bearbeiten. Infolgedessen kann Gas, das eine große Menge an verdampftem Kraftstoff enthält, ins Freie abgelassen werden. Die Offenbarung hierin sieht eine Ausgestaltung für ein ausreichendes Bearbeiten von verdampftem Kraftstoff vor.
Lösung des technischen Problems
Eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung, die hierin offenbart ist, enthält einen Strömungsdurchgang, durch den verdampfter Kraftstoff strömt, der in einem Kraftstofftank erzeugt wird; ein erstes Adsorptionsmittel, das aus Aktivkohle gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der in dem Strömungsdurchgang strömt, angeordnet ist; und ein zweites Adsorptionsmittel, das aus einem porösen Metallkomplex gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des ersten Adsorptionsmittels angeordnet ist zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der durch das erste Adsorptionsmittel geströmt ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des ersten Adsorptionsmittels strömt.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der verdampfte Kraftstoff von dem ersten Adsorptionsmittel, das aus der Aktivkohle gebildet ist, adsorbiert werden. Ferner kann der verdampfte Kraftstoff, der durch das erste Adsorptionsmittel geströmt ist, von dem zweiten Adsorptionsmittel, das aus dem porösen Metallkomplex gebildet ist, adsorbiert werden. Durch Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs zuerst durch die Aktivkohle und anschließendes Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs durch den porösen Metallkomplex, der eine andere Adsorptionsfähigkeit als die Aktivkohle aufweist, kann der verdampfte Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank erzeugt wird, ausreichend bearbeitet werden.
Das zweite Adsorptionsmittel kann auf einer Seite angeordnet sein, die am weitesten stromabwärts liegt, aus einer Vielzahl von Adsorptionsmitteln, die in dem Strömungsdurchgang zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs angeordnet sind, der in dem Strömungsdurchgang strömt.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der verdampfte Kraftstoff durch den porösen Metallkomplex an einer Position auf der Seite, die am weitesten stromabwärts und am nächsten zur Freiluft liegt, adsorbiert werden. Infolgedessen kann der verdampfte Kraftstoff ausreichend bearbeitet werden.
Der poröse Metallkomplex kann eine Eigenschaft aufweisen, bei der eine Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich erhöht, wenn eine Konzentration wenigstens eines Typs an Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierendem verdampftem Kraftstoff enthalten ist, aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen gleich oder höher als eine Durchflussöffnungskonzentration (gate opening concentration) wird. Die Durchflussöffnungskonzentration kann in einer Atmosphärendruckumgebung und einer Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder geringer 2,5 Vol% oder geringer sein.
Gemäß dieser Ausgestaltung, da die Durchflussöffnungskonzentration, bei der die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich in dem porösen Metallkomplex erhöht, auf eine geeignete Konzentration eingestellt ist, kann der verdampfte Kraftstoff ausreichend durch den porösen Metallkomplex adsorbiert werden, und eine Menge der Kohlenwasserstoffe, die ins Freie abgelassen werden, kann reduziert werden.
Der poröse Metallkomplex kann eine Eigenschaft aufweisen, bei der eine Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs größer wird, wenn eine Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierenden Kraftstoff enthalten ist, aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen höher wird. In einer Atmosphärendruckumgebung und einer Temperaturumgebung von 20 °C oder höher oder 40 °C oder geringer kann die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs 0,50 g/dL oder geringer sein, wenn die Konzentration des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff 0,05 Vol% oder geringer ist, und die Adsorptionsmenge von verdampftem Kraftstoff beträgt 2,0 g/dL oder höher, wenn die Konzentration des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff 5,0 Vol% oder höher ist.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der verdampfte Kraftstoff auch ausreichend von dem porösen Metallkomplex adsorbiert werden, und die Menge des Kohlenwasserstoffs, der ins Freie abgelassen wird, kann reduziert werden.
In einem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte kann ein Gesamtgewicht des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoffen, der in dem verdampften Kraftstoff enthalten ist, der durch das zweite Adsorptionsmittel geströmt ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels strömt, 20 mg oder geringer sein.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Menge der Kohlenwasserstoffe, die ins Freie abgelassen werden, reduziert werden. Der strenge Standard des DBL-Tests kann erfüllt werden.
Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung kann ferner ein Gehäuse aufweisen, das eine erste Kammer, in die das erste Adsorptionsmittel aufgenommen ist, und eine zweite Kammer enthält, in die das zweite Adsorptionsmittel aufgenommen ist.
Gemäß dieser Ausgestaltung können das erste und zweite Adsorptionsmittel beide in ein einziges Gehäuse aufgenommen sein, folglich kann die Ausgestaltung der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung einfach sein.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Behälters gemäß der Ausführungsform;
3 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Adsorptionsmenge von verdampftem Kraftstoff durch einen porösen Metallkomplex einer ersten Ausführungsform zeigt;
4 ist Graph, der ein Gesamtgewicht von Kohlenwasserstoffen zeigt, die in verdampftem Kraftstoff enthalten sind, der durch einen Freiluftdurchgang stromabwärts eines zweiten Adsorptionsmittels strömt (d.h. verdampfter Kraftstoff, der aus dem Freiluftdurchgang ins Freie abzulassen ist), wenn poröse Metallkomplexe aus Experimentbeispielen 1 bis 4 verwendet werden;
5 ist eine schematische Ansicht einer Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung einer weiteren Ausführungsform;
6 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Adsorptionsmenge von verdampftem Kraftstoff durch einen porösen Metallkomplex einer zweiten Ausführungsform zeigt;
7 ist ein Graph, der eine Adsorptionsmenge von verdampftem Kraftstoff durch poröse Metallkomplexe aus Experimentbeispielen 5 bis 8 zeigt; und
8 ist ein Graph, der ein Gesamtgewicht von Kohlenwasserstoffen zeigt, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der durch einen Freiluftdurchgang stromabwärts eines zweiten Adsorptionsmittels strömt (d.h. verdampfter Kraftstoff, der aus dem Freiluftdurchgang ins Freie abzulassen ist), wenn die porösen Metallkomplexe wie in den Experimentbeispielen 5 bis 8 verwendet werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
(Erste Ausführungsform)
Eine Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt schematisch die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, weist die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 einen Kraftstofftank 30 und einen Behälter 40 auf. Ferner weist die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 auch einen Tankdurchgang 71, einen Freiluftdurchgang 72 und einen Spüldurchgang 73 auf. Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, ist in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Fahrzeug mit Benzinbetrieb, montiert.
Der Kraftstofftank 30 ist zum Speichern von Kraftstoff f, wie beispielsweise Benzin, ausgebildet. Der Kraftstoff f wird in den Kraftstofftank 30 über einen Einlass (nicht gezeigt) eingefüllt. Der Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 enthält Kohlenwasserstoffe. Zum Beispiel enthält der Kraftstoff f wenigstens einen Typ von Kohlenwasserstoff (wie beispielsweise Butan) aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen (Methan, Ethan, Propan, Butan). Der Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 kann Kohlenwasserstoff mit fünf oder mehr Kohlenstoffatomen enthalten. Der Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 enthält einen Typ oder zwei Typen oder mehr von Kohlenwasserstoffen.
Eine Kraftstoffpumpe 82 ist in dem Kraftstofftank 30 angeordnet. Ein Kraftstoffdurchgang 81 ist mit der Kraftstoffpumpe 82 verbunden. Die Kraftstoffpumpe 82 ist zum Ablassen des Kraftstoffs f in dem Kraftstofftank 30 in den Kraftstoffdurchgang 81 ausgebildet. Der Kraftstoff f, der in den Kraftstoffdurchgang 81 abgelassen wird, wird einem Motor 100 des Fahrzeugs durch den Kraftstoffdurchgang 81 zugeführt.
Der Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 kann innerhalb des Kraftstofftanks 30 verdampfen. Zum Beispiel kann der Kraftstoff f verdampfen, während sich das Fahrzeug, in dem die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 montiert ist, fortbewegt. Der Kraftstoff f kann auch verdampfen, während das Fahrzeug, in dem die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 montiert ist, geparkt ist. Verdampfter Kraftstoff wird in dem Kraftstofftank 30 durch den Kraftstoff f erzeugt, der in dem Kraftstofftank 30 verdampft.
Ein stromaufwärtiges Ende des Tankdurchgangs 71 ist mit dem Kraftstofftank 30 verbunden. Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in dem Kraftstofftank 30 erzeugt wird, strömt in den Tankdurchgang 71. Ein stromabwärtiges Ende des Tankdurchgangs 71 ist mit dem Behälter 40 verbunden. Das Gas, das durch den Tankdurchgang 71 geströmt ist, strömt in den Behälter 40. Der Tankdurchgang 71 leitet das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in dem Kraftstofftank 30 erzeugt wird, von dem Kraftstofftank 30 zu dem Behälter 40. In der Offenbarung hierin erfolgt eine Beschreibung unter Berücksichtigung einer Seite, wo der Kraftstofftank 30 angeordnet ist, als eine stromaufwärtige Seite und die gegenüberliegende Seite von dem Kraftstofftank (Freiluftseite) als eine stromabwärtige Seite.
Als Nächstes wird der Behälter 40 beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht des Behälters 40 der Ausführungsform. Wie in 2 gezeigt, weist der Behälter 40 ein Gehäuse 43 und eine Vielzahl von Anschlüssen (ein Tankanschluss 44, ein Freiluftanschluss 45 und ein Spülanschluss 46) auf. Das Gehäuse 43 und die Vielzahl von Anschlüssen (der Tankanschluss 44, der Freiluftanschluss 45 und der Spülanschluss 46) sind aus Harz gebildet. Das Gehäuse 43 ist integral mit der Vielzahl von Anschlüssen (der Tankanschluss 44, der Freiluftanschluss 45 und der Spülanschluss 46) ausgebildet.
Das Gehäuse 43 weist einen Gehäusekörper 50 und eine Trennwand 53 auf. Der Gehäusekörper 50 ist integral mit der Trennwand 53 ausgebildet. Die Trennwand 53 ist in dem Gehäusekörper 50 angeordnet. Die Trennwand 53 trennt einen Räumen im Inneren des Gehäusekörpers 50. Eine erste Kammer 41 und eine zweite Kammer 42 sind innerhalb des Gehäusekörpers 50 dadurch definiert, dass der Raum in dem Gehäusekörper 50 durch die Trennwand 53 unterteilt ist. Ein erstes Adsorptionsmittel 10 ist in der ersten Kammer 41 aufgenommen. Ein zweites Adsorptionsmittel 20 ist in der zweiten Kammer 42 aufgenommen. Das erste Adsorptionsmittel 10 und das zweite Adsorptionsmittel 20 werden später im Detail beschrieben.
Die erste Kammer 41 befindet sich stromaufwärts von (auf der Seite des Kraftstofftanks 30 relativ zu) der zweiten Kammer 42 (siehe 1). Eine erste poröse Platte 51 und ein Paar erster Filter 61 sind in der ersten Kammer 41 angeordnet. Die erste poröse Platte 51 ist an einem stromabwärtigen Ende der ersten Kammer 41 angeordnet. Eine Vielzahl von Poren (nicht gezeigt) ist in der ersten porösen Platte 51 ausgebildet. Gas, das in die erste Kammer 41 strömt, strömt durch die Vielzahl von Poren, die in der ersten porösen Platte 51 ausgebildet sind. Die ersten Filter 61 sind an einem stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Ende der ersten Kammer 41 angeordnet. Das erste Adsorptionsmittel 10 ist zwischen dem Paar erster Filter 61 angeordnet. Die ersten Filter 61 sind zum Entfernen von Fremdkörpern ausgebildet, die in dem Gas enthalten sind, das in die erste Kammer 41 strömt.
Die zweite Kammer 62 befindet sich stromabwärts von (auf der gegenüberliegenden Seite von dem Kraftstofftank 30 (Freiluftseite) relativ zu) der ersten Kammer 41 (siehe 1). Eine zweite poröse Platte 52 und ein Paar zweiter Filter 62 sind in der zweiten Kammer 42 angeordnet. Die zweite poröse Platte 52 ist an einem stromaufwärtigen Ende der zweiten Kammer 42 angeordnet. Eine Vielzahl von Poren (nicht gezeigt) ist in der zweiten porösen Platte 52 ausgebildet. Gas, das in die zweite Kammer 42 strömt, strömt durch die Vielzahl von Poren, die in der zweiten porösen Platte 52 ausgebildet sind. Die zweiten Filter 62 sind an einem stromaufwärtigen bzw. stromabwärtigen Ende der zweiten Kammer 42 angeordnet. Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist zwischen dem Paar von zweiten Filtern 62 angeordnet. Die zweiten Filter 62 sind zum Entfernen von Fremdkörpern ausgebildet, die in dem Gas enthalten sind, das in die zweite Kammer 42 strömt.
Eine Zwischenkammer 47 ist zwischen der ersten Kammer 41 und der zweiten Kammer 42 definiert. Die Zwischenkammer 47 ist in dem Gehäusekörper 50 dadurch definiert, dass der Raum in dem Gehäusekörper 50 durch die erste poröse Platte 51 und die zweite poröse Platte 52 unterteilt ist.
Der Tankanschluss 44 des Behälters 40 befindet sich an die erste Kammer 41 des Gehäuses 43 angrenzend. Der Tankanschluss 44 steht mit der ersten Kammer 41 in Verbindung. Das stromabwärtige Ende des Tankdurchgangs 71 ist mit dem Tankanschluss 44 verbunden. Der Tankdurchgang 71 steht mit der ersten Kammer 41 durch den Tankanschluss 44 in Verbindung. Das Gas, das durch den Tankdurchgang 71 geströmt ist, strömt durch den Tankanschluss 44 in die erste Kammer 41.
Der Freiluftanschluss 45 des Behälters 40 befindet sich an die zweite Kammer 42 des Gehäuses 43 angrenzend. Der Freiluftanschluss 45 steht mit der zweiten Kammer 42 in Verbindung. Ein stromaufwärtiges Ende des Freiluftdurchgangs 72 ist mit dem Freiluftanschluss 45 verbunden. Die zweite Kammer 42 steht mit dem Freiluftdurchgang 72 durch den Freiluftanschluss 45 in Verbindung. Das Gas, das durch die zweite Kammer 42 geströmt ist, strömt durch den Freiluftanschluss 45 in den Freiluftdurchgang 72.
Ein stromabwärtiges Ende des Freiluftdurchgangs 72 ist ins Freie offen (siehe 1). Das Gas, das durch den Freiluftdurchgang 72 geströmt ist, wird ins Freie abgelassen. Wenn der verdampfte Kraftstoff desorbiert (was später beschrieben werden wird), strömt Luft aus dem Freien in den Freiluftdurchgang 72 von dem stromabwärtigen Ende des Freiluftdurchgangs 72. Die Luft, die in den Freiluftdurchgang 72 geströmt ist, strömt durch den Freiluftdurchgang 72 in die zweite Kammer 42 des Gehäuses 43 durch den Freiluftanschluss 45. Ein Luftfilter 75 ist auf dem Freiluftdurchgang 72 angeordnet. Der Luftfilter 75 ist zum Entfernen von Fremdkörpern ausgebildet, die in der Luft enthalten sind, die in den Freiluftdurchgang 72 strömt.
Der Spülanschluss 46 des Behälters 40 befindet sich an die erste Kammer 41 des Gehäuses 43 angrenzend. Der Spülanschluss 46 steht mit der ersten Kammer 41 in Verbindung. Ein stromaufwärtiges Ende des Spüldurchgangs 73 ist mit dem Spülanschluss 46 verbunden. Die erste Kammer 41 steht mit dem Spüldurchgang 73 durch den Spülanschluss 46 in Verbindung. Das Gas, das durch die erste Kammer 41 geströmt ist, strömt durch den Spülanschluss 46 in den Spüldurchgang 73.
Ein stromabwärtiges Ende des Spüldurchgangs 73 ist mit einem Ansaugdurchgang 90 verbunden. Das Gas, das durch den Spüldurchgang 73 geströmt ist, strömt in den Ansaugdurchgang 90. Ein Ventil 74 ist auf dem Spüldurchgang 73 angeordnet. Das Ventil 74 ist zum Öffnen und Schließen des Spüldurchgangs 73 ausgebildet. Wenn das Ventil 74 sich in einem geöffneten Zustand befindet, strömt Gas durch den Spüldurchgang 73. Eine Pumpe (nicht gezeigt) kann auf dem Spüldurchgang 73 angeordnet sein.
Ein stromaufwärtiges Ende des Ansaugdurchgangs 90 ist ins Freie offen. Luft aus dem Freien strömt in den Ansaugdurchgang 90. Ein stromabwärtiges Ende des Ansaugdurchgangs 90 ist mit Motor 100 des Fahrzeugs verbunden. Die Luft, die durch den Ansaugdurchgang 90 geströmt ist, strömt in den Motor 100.
Als Nächstes werden das erste Adsorptionsmittel 10 und das zweite Adsorptionsmittel 20 beschrieben. Das erste Adsorptionsmittel 10 ist in der ersten Kammer 41 angeordnet. Das erste Adsorptionsmittel 10 ist aus Aktivkohle gebildet. Die Aktivkohle, die das erste Adsorptionsmittel 10 bildet, weist eine Fähigkeit auf, den verdampften Kraftstoff zu adsorbieren. Während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das erste Adsorptionsmittel 10 strömt, wird ein Teil des verdampften Kraftstoffs in dem Gas durch die Aktivkohle adsorbiert. Ferner, während Luft durch das erste Adsorptionsmittel 10 strömt, wird der verdampfte Kraftstoff, der auf der Aktivkohle adsorbiert wird, aus der Aktivkohle in die Luft desorbiert (d.h., der verdampfte Kraftstoff wird gespült). Die Aktivkohle kann zum Beispiel in der Form von Pellets oder als Monolith vorliegen. Gekörnter Kohlenstoff oder zerkleinerter Kohlenstoff können zum Beispiel als die Aktivkohle verwendet werden. Steinkohlebasierte oder holzbasierte Aktivkohle kann zum Beispiel als die Aktivkohle verwendet werden.
Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist in der zweiten Kammer 42 angeordnet. Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist aus einem porösen Metallkomplex gebildet. Der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, weist eine Fähigkeit auf, den verdampften Kraftstoff zu adsorbieren. Während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt, wird ein Teil des verdampften Kraftstoffs in dem Gas von dem porösen Metallkomplex adsorbiert. Ferner, während Luft durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt, wird der verdampfte Kraftstoff, der auf dem porösen Metallkomplex adsorbiert wird, aus dem porösen Metallkomplex in die Luft desorbiert (d.h., der verdampfte Kraftstoff wird gespült). Zum Beispiel kann der poröse Metallkomplex in Form von Pellets oder als Monolith vorliegen oder kann in Form einer dünnen Schicht, bei der der poröse Metallkomplex auf ein Substrat mit Luftdurchlässigkeit aufgebracht ist, vorliegen.
3 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs in dem porösen Metallkomplex zeigt, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet. Wie in 3 gezeigt, weist der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, eine Eigenschaft auf, bei der die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich signifikant erhöht, wenn eine Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff (wie beispielsweise Butan), der in dem zu adsorbierenden verdampften Kraftstoff enthalten ist, aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen (Methan, Ethan, Propan, Butan) gleich oder höher als eine Durchflussöffnungskonzentration wird. Bei dem in 3 gezeigten Beispiel erhöht sich die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs in dem porösen Metallkomplex signifikant, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe (wie beispielsweise Butan) G1% oder mehr wird. G1% ist die Durchflussöffnungskonzentration. Eine der Konzentrationen zwischen G2% und G3%, die in 3 gezeigt sind, können als die Durchflussöffnungskonzentration festgelegt werden.
Wenn die Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierenden verdampften Kraftstoff enthalten ist, aus den Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen gleich oder höher als die Durchflussöffnungskonzentration wird, ändern sich dadurch Mikroporenstrukturen und der poröse Metallkomplex geht in einen Durchflussöffnungszustand über. Wenn der poröse Metallkomplex in den Durchflussöffnungszustand übergeht, ändern sich die Strukturen und Größen der Mikroporen in einer Grundstruktur/einem Rahmen davon infolge externer Stimuli, die erzeugt werden, wenn der verdampfte Kraftstoff in den Mikroporen adsorbiert wird. Die externen Stimuli können zum Beispiel chemische Stimuli oder physikalische Stimuli sein. Mit Eintreten des porösen Metallkomplexes in den Durchflussöffnungszustand erhöht sich die Fähigkeit des porösen Metallkomplexes zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs signifikant.
Die Durchflussöffnungskonzentration des porösen Metallkomplexes, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, beträgt 2,5 Vol% oder weniger in einer Atmosphärendruckumgebung und einer Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder geringer. In dem in 3 gezeigten Beispiel, G1 = 2,5. Die Atmosphärendruckumgebung kann zum Beispiel 85 kPa bis 101,3 kPa betragen.
Die Durchflussöffnungskonzentration des porösen Metallkomplexes kann zum Beispiel durch Erhalten eines Zusammenhangs zwischen der Konzentration der Kohlenwasserstoffe (wie beispielsweise Butan), die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, und der Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs in dem porösen Metallkomplex bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Durchflussöffnungskonzentration durch fortlaufendes Ändern der Konzentration der Kohlenwasserstoffe (wie beispielsweise Butan), die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, und Messen der Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs für jedes Konzentrationsniveau bestimmt werden. Die Kohlenwasserstoffkonzentration, bei der die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich in dem porösen Metallkomplex signifikant erhöht, ist die Durchflussöffnungskonzentration. In einem Bereich gleich oder höher als die Durchflussöffnungskonzentration erhöht sich die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs in dem porösen Metallkomplex signifikant verglichen zu einem Bereich, der geringer als die Durchflussöffnungskonzentration ist. Zum Beispiel verdreifacht sich die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs. Ein Verfahren zum Bestimmen der Durchflussöffnungskonzentration ist nicht besonders beschränkt.
Der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, kann wenigstens einen Typ von Metallionen, die aus Metallionen ausgewählt sind, die zu Gruppen 1 bis 13 im Periodensystem gehören, und ein anionisches Ligand enthalten. Die Metallionen, die zu den Gruppen 1 bis 13 in dem Periodensystem gehören, die in dem porösen Metallkomplex verwendet werden, können zum Beispiel ein Mangan-Ion, ein Kobalt-Ion, ein Nickel-Ion, ein Kupfer-Ion und ein Zink-Ion sein. Das anionische Ligand, das in dem porösen Metallkomplex verwendet wird, kann zum Beispiel ausgewählt werden aus der Gruppe, die aus einem aliphatischen Monocarboxylat-Ion, aromatischen Monocarboxylat-Ion, heteroaromatischen Monocarboxylat-Ion, aliphatischen Dicarboxylat-Ion, aromatischen Dicarboxylat-Ion, heteroaromatischen Dicarboxylat-Ion, aromatischen Tricarboxylat-Ion und einem aromatischen Tetracarboxylat-Ion besteht.
Als Nächstes wird der Betrieb der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 beschrieben. Zunächst wird die Adsorption des verdampften Kraftstoffs beschrieben. In der oben erwähnten Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 strömt das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der aus dem Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 erzeugt wird, aus dem Kraftstofftank 30 in den Tankdurchgang 71. Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in den Tankdurchgang 71 geströmt ist, strömt in die erste Kammer 41 in dem Gehäusekörper 50 durch den Tankanschluss 44 des Behälters 40. Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in die erste Kammer 41 geströmt ist, strömt durch das erste Adsorptionsmittel 10, das in der ersten Kammer 41 aufgenommen ist, in die Zwischenkammer 47. Während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das erste Adsorptionsmittel 10 strömt, adsorbiert das erste Adsorptionsmittel 10 einen Teil des verdampften Kraftstoffs in dem Gas. Der verdampfte Kraftstoff wird auf der Aktivkohle adsorbiert, die das erste Adsorptionsmittel 10 bildet. Der verdampfte Kraftstoff, der nicht von der Aktivkohle adsorbiert wurde, strömt aus der ersten Kammer 41 in die Zwischenkammer 47.
Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in die Zwischenkammer 47 durch das erste Adsorptionsmittel 10 geströmt ist, strömt in die zweite Kammer 42. Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in die zweite Kammer 42 geströmt ist, strömt durch das zweite Adsorptionsmittel 20, das in der zweiten Kammer 42 aufgenommen ist, in den Freiluftdurchgang 72 durch den Freiluftanschluss 55. Während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt, adsorbiert das zweite Adsorptionsmittel 20 einen Teil des verdampften Kraftstoffs in dem Gas. Der verdampfte Kraftstoff wird auf dem porösen Metallkomplex adsorbiert, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet. Der verdampfte Kraftstoff, der nicht von dem porösen Metallkomplex adsorbiert wurde, strömt aus der zweiten Kammer 42 in den Freiluftdurchgang 72.
Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in den Freiluftdurchgang 72 durch das zweite Adsorptionsmittel 20 geströmt ist, wird ins Freie abgelassen. Der verdampfte Kraftstoff, der weder von dem ersten Adsorptionsmittel 10 (Aktivkohle) noch dem zweiten Adsorptionsmittel 20 (poröser Metallkomplex) adsorbiert wurde, wird ins Freie abgelassen.
Als Nächstes wird das Desorbieren des verdampften Kraftstoffs beschrieben. In der obigen Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 kann Gas durch den Spüldurchgang 73 strömen, wenn das Ventil 74 auf dem Spüldurchgang 73 sich in dem geöffneten Zustand befindet. Ferner, wenn der Motor 100 des Fahrzeugs, in dem die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 montiert ist, beginnt zu arbeiten, wird Luft, die in den Ansaugdurchgang 90 strömt, in den Motor 100 hineingesaugt, und ein Unterdruck wird auf den Ansaugdurchgang 90 aufgebracht. Dadurch strömt das Gas aus dem Spüldurchgang 73 in den Ansaugdurchgang 90. Zusammen damit strömt Luft aus dem Freien in den Freiluftdurchgang 72. Die Luft, die in den Freiluftdurchgang 72 geströmt ist, strömt in die zweite Kammer 42 in dem Gehäusekörper 50 durch den Freiluftanschluss 45 des Behälters 40. Die Luft, die durch die zweite Kammer 42 geströmt ist, strömt durch das zweite Adsorptionsmittel 20, das in die zweite Kammer 42 aufgenommen ist, in die Zwischenkammer 47. Während die Luft durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt, wird der verdampfte Kraftstoff, der auf dem Adsorptionsmittel 20 adsorbiert wird, von dem zweiten Adsorptionsmittel 20 in die Luft desorbiert. Das heißt, der verdampfte Kraftstoff wird gespült. Die Luft, die den gespülten verdampften Kraftstoff enthält, strömt aus der zweiten Kammer 42 in die Zwischenkammer 47.
Die Luft, die den gespülten verdampften Kraftstoff enthält, der in die Zwischenkammer 47 geströmt ist, strömt in die erste Kammer 41. Die Luft, die in die erste Kammer 41 geströmt ist, strömt durch das erste Adsorptionsmittel 10, das in der ersten Kammer 41 aufgenommen ist, in den Spüldurchgang 73 durch den Spülanschluss 46. Während die Luft durch das erste Adsorptionsmittel 10 strömt, wird der verdampfte Kraftstoff, der auf dem ersten Adsorptionsmittel 10 adsorbiert wird, von dem ersten Adsorptionsmittel 10 in die Luft desorbiert. Das heißt, der verdampfte Kraftstoff wird gespült. Die Luft, die den gespülten verdampften Kraftstoff enthält, strömt aus der ersten Kammer 41 in den Spüldurchgang 73.
Die Luft, die den verdampften Kraftstoff enthält, der in den Spüldurchgang 73 geströmt ist, strömt durch den Spüldurchgang 73 in den Ansaugdurchgang 90. Die Luft, die den verdampften Kraftstoff enthält, der in den Ansaugdurchgang 90 geströmt ist, wird in den Motor 100 gesogen.
Als Nächstes wird ein Tagesatmungsverlust (Diurnal Breathing Loss, DBL)-Test beschrieben. Der DBL-Test ist ein Test zum Messen eines Gesamtgewichts von Kohlenwasserstoffen, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der ins Freie abgelassen wird, während das Fahrzeug, in dem die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 montiert ist, über einen Tag und eine Nacht geparkt ist.
In dem vorliegenden Test wurde das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der ins Freie abgelassen wird, mit Bezug auf die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 gemessen unter der Annahme, dass das Fahrzeug über zwei Tage und zwei Nächte geparkt ist. Das heißt, der DBL-Test wurde über zwei Tage und zwei Nächte durchgeführt.
(Testbedingung)
In dem DBL-Test wurde eine Aktivkohle mit einer Butan-Arbeitskapazität (BWC) von 11,5 g/dl als die Aktivkohle, die das erste Adsorptionsmittel 10 bildet, in der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 verwendet. Ein Volumen der Aktivkohle wurde auf 2500 ccm festgesetzt.
Wie vorher erwähnt, weist der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 in der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 bildet, die Eigenschaft auf, bei der die Adsorptionsmenge sich erhöht, wenn die Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierenden verdampften Kraftstoff enthalten ist, aus den Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen gleich oder höher als die Durchflussöffnungskonzentration wird. In dem DBL-Test wurden poröse Metallkomplexe, wie in den Experimentbeispielen 1 bis 4, verwendet. Wenn der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 1 verwendet wurde, wurde die Durchflussöffnungskonzentration auf 1,5 Vol% festgesetzt. Wenn der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 2 verwendet wurde, wurde die Durchflussöffnungskonzentration auf 2,0 Vol% festgesetzt. Wenn der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 3 verwendet wurde, wurde die Durchflussöffnungskonzentration auf 2,5 Vol% festgesetzt. Wenn der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 4 verwendet wurde, wurde die Durchflussöffnungskonzentration auf 3,0 Vol% festgesetzt. Die Durchflussöffnungskonzentrationen in den Experimentbeispielen 1 bis 4 sind Werte, die in der Atmosphärendruckumgebung und der Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder niedriger gemessen wurden. Die Durchflussöffnungskonzentrationen in dem vorliegenden Test wurden auf Werte festgesetzt, die basierend auf einer Butankonzentration gemessen wurden. Volumen der porösen Metallkomplexe in den Experimentbeispielen 1 bis 4 wurden auf 100 ccm festgesetzt.
In dem vorliegenden Test wurde zunächst (1) verdampfter Kraftstoff auf dem ersten Adsorptionsmittel 10 und dem zweiten Adsorptionsmittel 20 adsorbiert, und dann wurden das erste Adsorptionsmittel 10 und das zweite Adsorptionsmittel 20 in einen Durchbruchszustand (break through state) gebracht. Dann (2) wurde Luft in ein Volumen (250000 ccm) 100 mal das Volumen (2500 ccm) der Aktivkohle, die das erste Adsorptionsmittel 10 bildet, durch den Freiluftdurchgang 72, die zweite Kammer 42, die erste Kammer 41 und den Spüldurchgang 73 geleitet. Der verdampfte Kraftstoff, der auf dem ersten Adsorptionsmittel 10 und dem zweiten Adsorptionsmittel 20 adsorbiert wurde, wurde dadurch gespült.
Dann (3) wurde der DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte ausgeführt. In dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächste wurde das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe gemessen, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt, unter der Annahme, dass das Fahrzeug über zwei Tage und zwei Nächte geparkt ist. Wenn das Fahrzeug über zwei Tage und zwei Nächte geparkt ist, verdampft der Kraftstoff f in dem Kraftstofftank 30 infolge von Außentemperaturen über die zwei Tage und zwei Nächte, und der verdampfte Kraftstoff wird dadurch erzeugt. Ein Teil des verdampften Kraftstoffs, der in dem Kraftstofftank 30 erzeugt wird, wird von dem ersten Adsorptionsmittel 10 und dem zweiten Adsorptionsmittel 20 adsorbiert, während der verdampfte Kraftstoff durch das erste Adsorptionsmittel 10 und das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt. Der verdampfte Kraftstoff, der nicht von dem ersten Adsorptionsmittel 10 oder dem zweiten Adsorptionsmittel 20 adsorbiert wurde, strömt durch das zweite Adsorptionsmittel 20, strömt in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 und wird aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abgelassen. In dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte kann das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der aus dem Freiluftdurchgang 72 während dieser zwei Tage und zwei Nächte ins Freie abgelassen wird, gemessen werden. Das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der ins Freie abgelassen wird, wurde während dieser zwei Tage und zwei Nächte für jeden der Fälle gemessen, bei dem die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 1 bis 4 verwendet werden.
In dem Fahrzeug, in dem die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 montiert ist, ist es wünschenswert, dass eine geringere Menge von Kohlenwasserstoffen, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, ins Freie abgelassen wird. Unter den Kriterien für saubere Fahrzeuge in dem Staat Kalifornien der Vereinigten Staaten kann das Gesamtgewicht von Kohlenwasserstoffen, die im verdampften Kraftstoff enthalten sind, der ins Freie abgelassen wird, in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte auf 20 mg oder weniger beschränkt werden.
(Testergebnis)
4 ist ein Graph, der das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe zeigt, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt (d.h. in dem verdampften Kraftstoff, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abzulassen ist). Der Graph, der in 4 gezeigt ist, zeigt das Gesamtgewicht von Kohlenwasserstoffen, wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 1 bis 4 verwendet werden. Wie in 4 gezeigt ist, wenn die porösen Metallkomplexe in den Experimentbeispielen 1 bis 3 verwendet werden, beträgt das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abgelassen wird, 20 mg oder weniger. Wenn der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 4 verwendet wird, überschreitet das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abgelassen wird, 20 mg.
Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1, die einen aus den porösen Metallkomplexen der Experimentbeispiele 1 bis 3 verwendet, weist das Gesamtgewicht von Kohlenwasserstoffen, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind (verdampfter Kraftstoff, der durch das zweite Adsorptionsmittel 20 geströmt ist und in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt), von 20 mg oder weniger auf in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte. Wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 1 bis 3 verwendet werden, können die Kriterien für saubere Fahrzeuge in dem Staat Kalifornien der Vereinigten Staaten erfüllt werden.
Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 der Ausführungsform wurde oben beschrieben. Wie aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich ist, weist die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 das erste Adsorptionsmittel 10 auf, das aus der Aktivkohle gebildet ist, die in der ersten Kammer 41 zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs angeordnet ist, der in der ersten Kammer 41 strömt. Ferner weist die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 das zweite Adsorptionsmittel 20 auf, das aus dem porösen Metallkomplex ist, der in der zweiten Kammer 42 zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs angeordnet ist, der durch das erste Adsorptionsmittel 10 geströmt ist und in die zweite Kammer 42 stromabwärts des ersten Adsorptionsmittels 10 strömt.
Gemäß dieser Ausgestaltung kann der verdampfte Kraftstoff von dem ersten Adsorptionsmittel 10, das aus der Aktivkohle gebildet ist, adsorbiert werden. Ferner kann der verdampfte Kraftstoff, der durch das erste Adsorptionsmittel 10 hindurchgetreten ist, von dem zweiten Adsorptionsmittel 20, das aus dem porösen Metallkomplex gebildet ist, adsorbiert werden. Durch Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs durch die Aktivkohle auf einer stromaufwärtigen Seite des Strömungsdurchgangs und ein anschließendes Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs durch den porösen Metallkomplex mit einer anderen Adsorptionsfähigkeit als die Aktivkohle auf einer stromabwärtigen Seite des Strömungsdurchgangs kann der verdampfte Kraftstoff, der in dem Kraftstofftank 30 erzeugt wird, ausreichend bearbeitet werden. Die Menge des verdampften Kraftstoffs, der ins Freie abgelassen wird, kann reduziert werden.
Der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, weist die Eigenschaft auf, bei der die Adsorptionsmenge sich erhöht, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe (wie beispielsweise Butan), die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, gleich oder höher als die Durchflussöffnungskonzentration wird. Die Durchflussöffnungskonzentration beträgt 2,5 Vol% oder weniger in der Atmosphärendruckumgebung und der Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder niedriger. Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Durchflussöffnungskonzentration mit Bezug auf den porösen Metallkomplex auf eine geeignete Konzentration optimiert, durch die der verdampfte Kraftstoff ausreichend durch den porösen Metallkomplex adsorbiert werden kann, und die Menge von Kohlenwasserstoffen, die ins Freie abgelassen werden, kann reduziert werden.
Ferner ist bei der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 wie oben das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt, 20 mg oder weniger in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Menge von Kohlenwasserstoffen, die ins Freie abgelassen wird, reduziert werden. Strenge Kriterien, die in dem DBL-Test festgesetzt sind, können erfüllt werden.
Ferner weist bei der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 wie oben das Gehäuse 43 des Behälters 40 die erste Kammer 41, in die das erste Adsorptionsmittel 10 aufgenommen ist, und die zweite Kammer 42, in die das zweite Adsorptionsmittel 20 aufgenommen ist, auf. Gemäß dieser Ausgestaltung können das erste Adsorptionsmittel 10 und das zweite Adsorptionsmittel 20 in einem einzigen Gehäuse 43 aufgenommen werden, folglich kann die Ausgestaltung der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 einfach sein.
(Entsprechender Zusammenhang)
Der Tankdurchgang 71, die erste Kammer 41, die zweite Kammer 42 und der Freiluftdurchgang 72 sind Beispiele eines Strömungsdurchgangs, in dem verdampfter Kraftstoff strömt.
Obwohl eine Ausführungsform beschrieben worden ist, sind spezifische Aspekte nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt. In der folgenden Beschreibung werden Elementen, die identisch zu denen sind, die in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben wurden, dieselben Bezugszeichen gegeben, und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
In einer weiteren Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, kann die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 ferner einen stromabwärtigen Behälter 60 aufweisen. Der stromabwärtige Behälter 60 weist ein Gehäuse 63 und eine Vielzahl von Anschlüssen (Behälteranschluss 64 und Freiluftanschluss 65) auf. Das Gehäuse 63 und die Vielzahl von Anschlüssen (Behälteranschluss 64 und Freiluftanschluss 65) sind aus Harz gebildet. Das Gehäuse 63 ist integral mit der Vielzahl von Anschlüssen (Behälteranschluss 64 und Freiluftanschluss 65) ausgebildet. Eine Aufnahmekammer 66 ist in dem Gehäuse 63 definiert. Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist in der Aufnahmekammer 66 aufgenommen. Ein drittes Adsorptionsmittel 13 ist in der zweiten Kammer 42 des Behälters 40 stromaufwärts des stromabwärtigen Behälters 60 aufgenommen. Das dritte Adsorptionsmittel 13 ist aus derselben Aktivkohle gebildet wie das erste Adsorptionsmittel 10. Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist stromabwärts von sowohl dem ersten Adsorptionsmittel 10 als auch dem dritten Adsorptionsmittel 13 angeordnet. Das zweite Adsorptionsmittel 20 ist auf einer Seite angeordnet, die am meisten stromabwärts liegt (Freiluftseite) aus der Vielzahl von Adsorptionsmitteln (erstes Adsorptionsmittel 10, drittes Adsorptionsmittel 13 und zweites Adsorptionsmittel 20).
Der Behälteranschluss 64 des stromabwärtigen Behälters 60 steht mit der Aufnahmekammer 66 in Verbindung. Ferner ist ein stromabwärtiges Ende eines Zwischendurchgangs 76 mit dem Behälteranschluss 64 verbunden. Der Zwischendurchgang 76 und die Aufnahmekammer 66 stehen miteinander durch den Behälteranschluss 64 in Verbindung. Ein stromaufwärtiges Ende des Zwischendurchgangs 76 ist mit dem Freiluftanschluss 45 des stromaufwärtigen Behälters 40 verbunden. Der Zwischendurchgang 76 und die zweite Kammer 42 stehen miteinander durch den Freiluftanschluss 45 des stromaufwärtigen Behälters 40 in Verbindung. Das Gas, das in die zweite Kammer 42 des stromaufwärtigen Behälters 40 geströmt ist, strömt in den Zwischendurchgang 76 durch den Freiluftanschluss 45. Das Gas, das in den Zwischendurchgang 76 geströmt ist, strömt in die Aufnahmekammer 66 durch den Behälteranschluss 64 des stromabwärtigen Behälters 60.
Der Freiluftanschluss 65 des stromabwärtigen Behälters 60 steht mit der Aufnahmekammer 66 in Verbindung. Ferner ist das stromaufwärtige Ende des Freiluftdurchgangs 72 mit dem Freiluftanschluss 65 verbunden. Die Aufnahmekammer 66 und der Freiluftdurchgang 72 stehen miteinander durch den Freiluftanschluss 65 in Verbindung. Das Gas, das in die Aufnahmekammer 66 geströmt ist, strömt durch den Freiluftanschluss 65 in den Freiluftdurchgang 72.
Bei dieser Ausgestaltung, während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das dritte Adsorptionsmittel 13 strömt, das in die zweite Kammer 72 des stromaufwärtigen Behälters 40 aufgenommen ist, adsorbiert das dritte Adsorptionsmittel 13 einen Teil des verdampften Kraftstoffs, der in dem Gas enthalten ist. Der verdampfte Kraftstoff wird auf der Aktivkohle, die das dritte Adsorptionsmittel 13 bildet, adsorbiert. Der verdampfte Kraftstoff, der nicht von der Aktivkohle adsorbiert wurde, strömt in den Zwischendurchgang 76.
Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der durch das dritte Adsorptionsmittel 13 geströmt ist und in den Zwischendurchgang 76 geströmt ist, strömt dann in die Aufnahmekammer 66 des stromabwärtigen Behälters 60. Das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, der in die Aufnahmekammer 66 geströmt ist, strömt durch das zweite Adsorptionsmittel 20, das in der Aufnahmekammer 66 aufgenommen ist, und strömt in den Freiluftdurchgang 72 durch den Freiluftanschluss 65. Während das Gas, das den verdampften Kraftstoff enthält, durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt, adsorbiert das zweite Adsorptionsmittel einen Teil des verdampften Kraftstoffs, der in dem Gas enthalten ist. Der verdampfte Kraftstoff wird in dem porösen Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, adsorbiert. Der verdampfte Kraftstoff, der nicht von dem porösen Metallkomplex adsorbiert wurde, strömt in den Freiluftdurchgang 72.
Bei der obigen Ausgestaltung ist das zweite Adsorptionsmittel 20 auf der Seite angeordnet, die am meisten stromabwärts liegt, aus der Vielzahl von Adsorptionsmitteln (erstes Adsorptionsmittel 10, zweite Adsorptionsmittel 20 und drittes Adsorptionsmittel 13). Gemäß dieser Ausgestaltung kann der verdampfte Kraftstoff von dem porösen Metallkomplex adsorbiert werden an einer Position auf der Seite, die am meisten stromabwärts nahe der Freiluft liegt. Infolgedessen kann der verdampfte Kraftstoff ausreichend bearbeitet werden.
(Entsprechender Zusammenhang)
Der Tankdurchgang 71, die erste Kammer 41, die zweite Kammer 42, der Zwischendurchgang 76, die Aufnahmekammer 66 und der Freiluftdurchgang 72 wie oben sind Beispiele des Strömungsdurchgangs, in dem der verdampfte Kraftstoff strömt.
(Zweite Ausführungsform)
In der ersten Ausführungsform wie oben ist der poröse Metallkomplex, der das zweite Adsorptionsmittel 20 bildet, derart ausgebildet, dass die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich erhöht, wenn die Konzentration des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierendem verdampften Kraftstoff enthalten ist (wie beispielsweise Butan), aus den Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen gleich oder höher als die Durchflussöffnungskonzentration wird. Der poröse Metallkomplex ist nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt.
In der zweiten Ausführungsform weist der poröse Metallkomplex eine Eigenschaft auf, bei der die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs größer ist, wenn die Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem zu adsorbierenden Kraftstoff enthalten ist, aus den Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen höher ist. Ferner, wie in 6 gezeigt, weist der poröse Metallkomplex der zweiten Ausführungsform die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 0,50 g/dL oder weniger auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 0,050 Vol% oder weniger beträgt, und weist die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 2,0 g/dL oder höher auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 5,0 Vol% oder höher ist. Die Kohlenwasserstoffkonzentration und die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sind Werte in der Atmosphärendruckumgebung und in der Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder geringer. Die Temperaturumgebung kann jede Temperatur von 20 °C bis 40 °C sein.
Der poröse Metallkomplex der zweiten Ausführungsform kann zum Beispiel MIL-100(Cr), MIL-101(Cr), oder UiO-67 sein. MIL-100(Cr) kann zum Beispiel M₃O(F,OH)(BTC)₂ sein. MIL-101(Cr) kann zum Beispiel M₃0(F,OH)(BDC)₃ sein. UiO-67 kann zum Beispiel Zr₆O₄(OH)₄(BPDC)₆ oder Zr₆O₆(BPDC)₆ sein.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Bereitstellen des porösen Metallkomplexes wird nachfolgend beschrieben. MIL-101(Cr) wurde unter einer Basisbedingung erstellt, die Tetramethylammoniumhydroxid (TMAOH) verwendet. 1 mmol of H₂BDC (166 mg) wurde zu einer alkalischen Lösung (TMAOH, 5 mL, 0,05 mol/L) hinzugefügt, und die Lösung wurde für 10 Minuten bei Raumtemperatur verrührt. 1 mmol von Cr(NO₃)₃•9H₂O (400mg) wurde zu dieser Lösung hinzugefügt, und der pH-Wert wurde zwischen 6,0 und 6,5 gehalten. Die Reaktionsmischung wurde für 20 Minuten gerührt, zu einem Autoklaven bewegt, der mit 23 mL PTFE ausgekleidet ist, und für 24 Stunden bei einer Temperatur von 180 °C erwärmt. Dann wurde es allmählich bis auf Raumtemperatur abgekühlt und über mehrere Male zentrifugal getrennt. Grünes Pulver, das daraus resultierte, wurde gesammelt und vollständig gereinigt unter Verwendung von destilliertem Wasser und Methanol. MIL-101(Cr) wird auch bezeichnet als FMOF-1 oder MIL-101. In MIL-101(Cr) kann eine Größe einer Struktureinheit Cluster-Baueinheit (CBU) mit Cr in ihrer Mitte zum Beispiel 6 bis 7 Å sein.
(DBL-Test)
Der DBL-Test wurde über zwei Tage und zwei Nächste ausgeführt unter Verwendung des porösen Metallkomplexes der zweiten Ausführungsform. In dem DBL-Test in der zweiten Ausführungsform wurden poröse Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 bis 8 verwendet. Wie in 7 gezeigt, weisen die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 und 6 die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 0,50 g/dL oder weniger auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 0,050 Vol% oder geringer ist, und die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 2,0 g/dL oder höher auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 5,0 Vol% oder höher ist.
Wie in 7 gezeigt, weist der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 7 die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 0,50 g/dL oder weniger auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 0,05 Vol% oder geringer ist. Ferner weist der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 7 die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von weniger als 2,0 g/dL auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe eine zuverlässige Konzentration von 5,0 Vol% oder höher ist.
Wie in 7 gezeigt, weist der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 8 die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs größer als 0,50 g/dL auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 0,050 Vol% oder geringer ist. Ferner weist der poröse Metallkomplex des Experimentbeispiels 8 die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs von 2,0 g/dL oder mehr auf, wenn die Konzentration der Kohlenwasserstoffe 5,0 Vol% oder höher ist.
Die Kohlenwasserstoffkonzentration und die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs in den Experimentbeispielen 5 bis 8 sind Werte, die unter der Atmosphärendruckumgebung und der Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder geringer (25 °C im vorliegenden Test) gemessen wurden. Werte, die basierend auf einer Butan-Konzentration gemessen wurden, wurden als die Kohlenwasserstoffkonzentration in dem vorliegenden Test verwendet. Das Volumen jedes der porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 bis 8 betrug 100 ccm. Die weiteren Testbedingungen in dem DBL-Test der zweiten Ausführungsform waren dieselben Testbedingungen wie der DBL-Test aus der ersten Ausführungsform.
(Testergebnis)
8 ist ein Graph, der das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe zeigt, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt (d.h. in dem verdampften Kraftstoff, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abzulassen ist) in der Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1 (siehe 1) in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte. Der Graph, der in 8 gezeigt ist, zeigt das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 bis 8 verwendet werden. Wie in 8 gezeigt, wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 und 6 verwendet werden, ist das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abgelassen wird, 20 mg oder weniger. Genauer beträgt das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe 12 mg in dem Experimentbeispiel 5 und 18 mg in dem Experimentbeispiel 6.
Auf der anderen Seite, wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 7 und 8 verwendet werden, überschreitet das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind, der aus dem Freiluftdurchgang 72 ins Freie abgelassen wird, 20 mg. Genauer beträgt das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe 180 mg in dem Experimentbeispiel 7 und 120 mg in dem Experimentbeispiel 8.
Die Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung 1, die einen der porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 und 6 verwendet, weist das Gesamtgewicht der Kohlenwasserstoffe, die in dem verdampften Kraftstoff enthalten sind (verdampfter Kraftstoff, der durch das zweite Adsorptionsmittel 20 strömt und in den Freiluftdurchgang 72 stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels 20 strömt) von 20 mg oder weniger in dem DBL-Test über zwei Tage und zwei Nächte auf. Wenn die porösen Metallkomplexe der Experimentbeispiele 5 und 6 verwendet werden, können die Kriterien für saubere Fahrzeuge in dem Staat Kalifornien der Vereinigten Staaten erfüllt werden.
Spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden detailliert beschrieben, jedoch sind diese lediglich beispielhafte Angaben und beschränken folglich nicht den Umfang der Ansprüche. Die Ausgestaltung, die in den Ansprüchen beschrieben ist, beinhaltet Modifikationen und Variationen der spezifischen oben präsentierten Beispiele. Technische Merkmale, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben werden, können allein oder in diversen Kombinationen technisch zweckdienlich sein und sind nicht auf die ursprünglich beanspruchten Kombinationen beschränkt. Ferner kann die Ausgestaltung, die in der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Zielen erreichen, und eine technische Bedeutung davon besteht im Erreichen eines jeden solcher Ziele.
Bezugszeichenliste

1:: Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung,
10:: erstes Adsorptionsmittel,
13:: drittes Adsorptionsmittel,
20:: zweites Adsorptionsmittel, 30: Kraftstofftank,
40:: Behälter,
41:: erste Kammer,
42:: zweite Kammer,
43:: Gehäuse,
44:: Tankanschluss,
45:: Freiluftanschluss,
46:: Spülanschluss,
47:: Zwischenkammer,
50:: Gehäusekörper,
51:: erste poröse Platte,
52:: zweite poröse Platte,
53:: Trennwand,
60:: stromabwärtiger Behälter,
61:: erste Filter,
62:: zweite Filter,
63:: Gehäuse,
64:: Behälteranschluss,
65:: Freiluftanschluss,
66:: Aufnahmekammer,
71:: Tankdurchgang,
72:: Freiluftdurchgang,
73:: Spüldurchgang,
74:: Ventil,
75:: Luftfilter,
76:: Zwischendurchgang,
81:: Kraftstoffdurchgang,
82:: Kraftstoffpumpe,
90:: Ansaugdurchgang,
100:: Motor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019021910 [0001]
JP 2018096309 [0004]

Claims

Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung, mit: einem Strömungsdurchgang, durch den verdampfter Kraftstoff, der in einem Kraftstofftank erzeugt wird, strömt; einem ersten Adsorptionsmittel, das aus einer Aktivkohle gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der in dem Strömungsdurchgang strömt, angeordnet ist; und einem zweiten Adsorptionsmittel, das aus einem porösen Metallkomplex gebildet ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des ersten Adsorptionsmittels zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der durch das erste Adsorptionsmittel geströmt ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des ersten Adsorptionsmittels strömt, angeordnet ist.
Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das zweite Adsorptionsmittel auf einer Seite angeordnet ist, die am weitesten stromabwärts liegt, aus einer Vielzahl von Adsorptionsmitteln, die in dem Strömungsdurchgang angeordnet sind, zum Adsorbieren des verdampften Kraftstoffs, der in dem Strömungsdurchgang strömt.
Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der poröse Metallkomplex eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs sich erhöht, wenn eine Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem verdampften Kraftstoff enthalten ist, der zu adsorbieren ist, aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen gleich oder höher als eine Durchflussöffnungskonzentration wird, und die Durchflussöffnungskonzentration 2,5 Vol% oder weniger in einer Atmosphärendruckumgebung und einer Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder niedriger beträgt.
Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der poröse Metallkomplex eine Eigenschaft aufweist, bei der eine Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs größer wird, wenn eine Konzentration wenigstens eines Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem verdampften Kraftstoff enthalten ist, der zu adsorbieren ist, aus Kohlenwasserstoffen mit vier oder weniger Kohlenstoffatomen höher ist, und in einer Atmosphärendruckumgebung und einer Temperaturumgebung von 20 °C oder höher und 40 °C oder niedriger die Adsorptionsmenge des verdampften Kraftstoffs 0,50 g/dL oder geringer ist, wenn die Konzentration des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff 0,050 Vol% oder weniger ist, und die Adsorptionsmenge von verdampftem Kraftstoff 2,0 g/dL oder höher ist, wenn die Konzentration des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff 5,0 Vol% oder höher ist.
Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der in einem DBL-Test zwei Tage und zwei Nächte ein Gesamtgewicht des wenigstens einen Typs von Kohlenwasserstoff, der in dem verdampften Kraftstoff enthalten ist, der durch das zweite Adsorptionsmittel geströmt ist und in dem Strömungsdurchgang stromabwärts des zweiten Adsorptionsmittels strömt, 20 mg oder weniger ist.
Verdampfter-Kraftstoff-Bearbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: einem Gehäuse, das eine erste Kammer, in die das erste Adsorptionsmittel aufgenommen ist, und eine zweite Kammer, in die das zweite Adsorptionsmittel aufgenommen ist, enthält.