JP2000104630A

JP2000104630A - 内燃機関の蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JP2000104630A
Application number: JP10276814A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nakano; 中野　　勝; Yuji Chino; 雄司千野
Original assignee: Tennex Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料タンク４内の蒸発ガスを大気に放出せず
に燃料タンク４に回収する。【解決手段】燃料４の蒸発ガスを吸着する吸着剤が充
填され、蒸発ガス導入管２によって燃料タンク１に接続
されたキャニスタ３と、蒸発ガス導入管２に配設された
開閉制御可能な電磁弁５と、キャニスタ３に脱離ガス流
入管６によって接続された凝縮器７と、脱離ガス流入管
６に配設され、キャニスタ３に負圧を生じさせる吸引ポ
ンプ８と、凝縮器７と燃料タンク１とを接続し、凝縮器
７内で液化した燃料４を燃料タンク１に戻す導管９と、
キャニスタ３を加熱する加熱手段と、凝縮器７を冷却す
る冷却手段と、を備えている。これによって、燃料タン
ク１内に発生したの蒸発ガスは、外部に放出されること
なく燃料タンク１に回収され、エンジンの燃費が向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の蒸発燃
料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガソリンを燃料とする内燃機関において
は、燃料タンク内でガソリンが蒸発するのを防止するの
は極めて困難なため、活性炭を充填したキャニスタに、
燃料タンク内で蒸発したガソリンの蒸発ガスを一時的に
吸着させると共に、エンジン運転時には、キャニスタに
空気を吹き込むことによって、このキャニスタから蒸発
ガスを脱離させ、エンジンの燃料供給側に吸引して燃焼
させる技術が従来から知られている（例えば、実開昭５
８−６４８５４号公報等を参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の内燃機
関は、更なる燃費の向上、運転性の改善等によって、エ
ンジンの燃焼制御が高度化している。

【０００４】そのため、キャニスタに吸着したガソリン
の蒸発ガスをエンジンで燃焼処理すると混合気の空燃比
が狂って、エンジン出力の低下や、排気ガス中のエミッ
ションに増加等が生じ、所期のエンジン性能が得られな
くなる虞れがあり、また空燃比の変化を抑えようとする
と、キャニスタの性能回復が遅れてガソリンの蒸発ガス
が大気中に放出されてしまう虞れがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃料
の蒸発ガスを吸着する吸着剤が充填され、蒸発ガス導入
管によって燃料タンクに接続されたキャニスタと、上記
蒸発ガス導入管に配設された開閉制御可能なバルブと、
上記キャニスタに脱離ガス流入管によって接続され、蒸
発ガスを内部で液化させる凝縮器と、上記脱離ガス流入
管に配設され、上記キャニスタに負圧を生じさせる吸引
ポンプと、上記凝縮器と上記燃料タンクとを接続し、上
記凝縮器内で液化した燃料を燃料タンクに戻す導管と、
上記キャニスタを加熱する加熱手段と、上記凝縮器を冷
却する冷却手段と、を備えてなることを特徴としてい
る。燃料タンク内に発生した燃料の蒸発ガスは、バルブ
を開けることでキャニスタ内部に導入され吸着剤に吸着
する。そして、バルブを閉じ、吸引ポンプを作動させる
と共に、キャニスタを加熱して、吸着剤に吸着した蒸発
ガスを脱離する。このとき、凝縮器は冷却手段によって
冷却されており、脱離した蒸発ガスは、この凝縮器に導
入され冷却される。これによって、吸着剤に吸着された
蒸発ガスは、吸着剤から効率よく脱離すると共に、凝縮
器で液化されて大気に放出されることなく燃料タンクに
回収することができる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、通電するとペルチェ効果が生じる電子素子を上記キ
ャニスタと上記凝縮器との間に介装し、上記電子素子の
発熱面を上記加熱手段として上記キャニスタの外壁に当
接させると共に、吸熱面を上記冷却手段として上記凝縮
器の外壁に当接させたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、吸引ポ
ンプによって生じるキャニスタ内部の負圧と、加熱手段
によるキャニスタの加熱によって、吸着剤に吸着した蒸
発ガスを効率的に脱離することができるので、キャニス
タの性能を確実に再生させることができる。

【０００８】また、脱離した蒸発ガスは凝縮器で冷却、
液化され、燃料タンクに回収されるため、エンジンの燃
費を向上させることができ、また蒸発ガスが大気へ放出
されるのを防止することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、キャニス
タの加熱手段と凝縮器の冷却手段にペルチェ効果が得ら
れる電子素子を用いることによって、発熱面と吸熱面を
同時に得ることができ、伝熱効率が高く、騒音が皆無
で、しかも可動部分が無いので耐久性に優れ、部品点数
が少なくてすみ、ひいては装置全体を小型化することが
できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。図１は、本発明の蒸発燃料処理装置
の構成図を示している。

【００１１】燃料タンク１には、蒸発ガス導入管２によ
ってキャニスタ３が接続されている。

【００１２】このキャニスタ３の内部には多数のフィン
が放射状に設けられていると共に、燃料タンク１で発生
する燃料４の蒸発ガスを吸着する活性炭からなる吸着剤
が充填されている。そして、蒸発ガス導入管２には、開
閉制御が可能な電磁弁５が配設されている。

【００１３】上記キャニスタ３は、脱離ガス流入管６に
よって凝縮器７が接続されている。

【００１４】この脱離ガス流入管６には、上記キャニス
タ３に負圧を生じさせる吸引ポンプ８が配設されてい
る。そして、上記凝縮器７は、導管９によって上記燃料
タンク１に接続されていると共に、この凝縮器７の内部
には多数のフィンが設けられている。

【００１５】また、上記キャニスタ３と上記凝縮器７と
の間には、通電するとペルチェ効果により発熱作用と吸
熱作用が同時に得られる電子素子１０が配設されてい
る。そして、上記電子素子１０のペルチェ効果によって
発熱作用が生じ加熱面となる一方の面が上記キャニスタ
３の外壁に当接し、このキャニスタ３内部に配設されて
いる多数のフィンに発熱が伝達され、速やかに吸着剤を
加熱すると共に、上記電子素子１０のペルチェ効果によ
って吸熱作用が生じ冷却面となる他方の面が上記凝縮器
７の外壁に当接し、この凝縮器７内部に配設されている
多数のフィンに冷却熱が伝達され、速やかに上記凝縮器
７全体を冷却する。

【００１６】尚、１１はチェック弁であり、燃料タンク
１に取り付けられ、燃料タンク１内の圧力が所定より低
くなった時に外部と連通する。また、１２はリリーフ弁
であり、キャニスタ３に取り付けられ、燃料タンク１内
の圧力が所定より高くなった時に外部と連通する。

【００１７】この蒸発燃料処理装置は、エンジンが停止
した時に、上記電磁弁５が開き、上記吸引ポンプ８が停
止した状態となって、燃料タンク１内に発生した燃料４
の蒸発ガスが上記キャニスタ３に流入し、キャニスタ３
内部の吸着剤に吸着する。

【００１８】そして、エンジンが始動すると、上記電磁
弁５が閉じられ、上記吸引ポンプ８が作動して上記キャ
ニスタ３内部が負圧になり吸着剤から脱離した蒸発ガス
が上記凝縮器７に圧送される。このとき、上記電子素子
１０には電流が流され、ペルチェ効果によって上記キャ
ニスタ３に当接した電子素子１０の加熱面が発熱して、
キャニスタ３が加熱されると共に、上記凝縮器７に当接
した上記電子素子１０の冷却面が吸熱して、この凝縮器
７が冷却され、蒸発ガスは凝縮器７内で液化する。

【００１９】このような実施例の構成においては、キャ
ニスタ３内に吸着された蒸発ガスが、外部に放出される
ことなく、燃料タンク１に回収されるのでエンジンの燃
費を向上させることができると共に、蒸発ガスがエンジ
ンに吸入されることもないので、空燃比が狂うことがな
く、エンジンの排ガス性能や運転性が損なわれることを
防止することができる。

【００２０】吸着剤に吸着された蒸発ガスの脱離率は、
図２に示すように、温度と、吸引負圧に比例して大きく
なる。つまり、キャニスタ３内部に設けられたフィンに
よって、電子素子１０で発生した熱が効果的に吸着剤に
伝わるため、吸着剤から蒸発ガスを効率良く脱離させる
ことができると共に、キャニスタ３の性能回復を速やか
に行うことができる。

【００２１】また、外部から外気を導入せずに、吸引ポ
ンプ８の負圧を利用して吸着剤に吸着した蒸発ガスを脱
離するため、脱離した蒸発ガスは希釈されることなく高
濃度で凝縮器７に送られるので、凝縮器７で効率良く液
化することができる。更に、凝縮器７内部に設けられた
フィンを通して、蒸発ガスの温度が電子素子１０に効率
よく吸熱されるので、蒸発ガスの液化を容易に行うこと
ができる。

【００２２】そして、電子素子１０の発熱面をキャニス
タ３の加熱手段とし、電子素子１０の吸熱面を凝集器７
の冷却手段としているので、部品点数を少なくでき、ひ
いては装置全体を小型化することができる。

【００２３】尚、吸着剤に使用される材料は活性炭に限
るものではなく、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン
共重合体のように、燃料４の蒸発ガスを繰り返し吸着、
脱離することができる吸着剤であればよい。

【００２４】また、燃料タンク１と凝縮器７との位置関
係によって、凝縮器７内で液化した燃料４が燃料タンク
１に円滑に回収されない場合は、上記導管９にポンプを
設置して、液化した燃料４を強制的に燃料タンク１に送
液するようにしてもよい。

【００２５】そして、電磁弁５の開閉の切換え条件は、
上記実施例に限定されるものではなく、例えば、エンジ
ン運転中の所定時間毎に電磁弁５の開閉を行い、この電
磁弁５が閉ざされた際に吸引ポンプ８を作動させ、キャ
ニスタ３で蒸発ガスの吸着と脱離が行われるように制御
することも可能である。

【００２６】また、本実施例のようにキャニスタ３と凝
縮器７との間に単一の電子素子１０を配設するのではな
く、キャニスタ３及び凝縮器７にそれぞれ異なる電子素
子を当接させるようにすることも可能である。

【００２７】そして、キャニスタ３の加熱手段及び凝縮
器７の冷却手段は、ペルチェ効果が生じる電子素子１０
以外の手段を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸発燃料処理装置に構成図。

【図２】キャニスタに充填された吸着剤の温度別の脱離
率と吸引負圧の相関図。

【符号の説明】

３…キャニスタ５…電磁弁７…凝縮器８…吸引ポンプ１０…電子素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料の蒸発ガスを吸着する吸着剤が充填
され、蒸発ガス導入管によって燃料タンクに接続された
キャニスタと、上記蒸発ガス導入管に配設された開閉制
御可能なバルブと、上記キャニスタに脱離ガス流入管に
よって接続され、蒸発ガスを内部で液化させる凝縮器
と、上記脱離ガス流入管に配設され、上記キャニスタに
負圧を生じさせる吸引ポンプと、上記凝縮器と上記燃料
タンクとを接続し、上記凝縮器内で液化した燃料を燃料
タンクに戻す導管と、上記キャニスタを加熱する加熱手
段と、上記凝縮器を冷却する冷却手段と、を備えてなる
内燃機関の蒸発燃料処理装置。
【請求項２】通電するとペルチェ効果が生じる電子素
子を上記キャニスタと上記凝縮器との間に介装し、上記
電子素子の発熱面を上記加熱手段として上記キャニスタ
の外壁に当接させると共に、吸熱面を上記冷却手段とし
て上記凝縮器の外壁に当接させたことを特徴とする請求
項１に記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。