JP2001323847A - 燃料蒸気処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸着剤に吸着回収された燃料を、その吸着剤か
ら速やかに離脱させて燃料供給系に戻すことができる燃
料蒸気処理装置を提供する。 【解決手段】燃料タンク１１内で揮発した燃料蒸気を導
入通路１２を介してキャニスタケース１３ａ内に導入
し、そのキャニスタケース１３ａ内に配設された吸着剤
容器１５内の吸着剤１９にて吸着する。エンジン作動中
の所定時間毎のタイミングで、電動モータ２０により吸
着剤容器１５を強制回転させ、吸着剤１９に吸着されて
いる燃料を遠心力にて分離する。吸着剤１９から分離さ
れた燃料をキャニスタケース１３ａ内から戻流通路１２
を介して燃料タンク１１に戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの燃料
タンク内で発生した燃料蒸気を処理する燃料蒸気処理装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の燃料蒸気処理装置として
は、例えば、実開昭６３−１１５５６８号公報（第１従
来構成）及び特開平１１−２６４３４８号公報（第２従
来構成）に開示されるような構成のものが知られてい
る。

【０００３】すなわち、第１従来構成においては、キャ
ニスタケース内に吸着剤容器が回転可能に支持され、そ
の吸着剤容器内に活性炭等の吸着剤が収容されている。
吸着剤容器の内周面にはウェイトが取り付けられ、この
ウェイトによって吸着剤容器の重量バランスが偏倚され
ている。そして、車両運転中に吸着剤容器に対して重力
加速度が加わったとき、その吸着剤容器が重量バランス
の偏倚によって回転され、燃料タンク内で揮発してキャ
ニスタケース内に導入される燃料蒸気が、吸着剤容器内
の吸着剤に均一に吸着回収されるようになっている。

【０００４】一方、第２従来構成においては、燃料タン
クに連通管を介してキャニスタが接続され、そのキャニ
スタ内には活性炭等の吸着剤が設けられている。また、
連通管には電磁開閉弁及び遠心分離器が接続されてい
る。そして、燃料タンクへの燃料給油時に、電磁開閉弁
が開弁されるとともに遠心分離器が作動され、燃料タン
ク内で揮発した燃料蒸気が遠心分離器を通してキャニス
タに導入される。これにより、燃料蒸気中のガソリン成
分が遠心分離器により分離回収された後、残ったガソリ
ン成分がキャニスタ内の吸着剤にて過飽和状態に陥るこ
となく吸着回収されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１従来構成では、エンジン作動に伴う吸気管負圧により
キャニスタケース内が吸引され、吸着材容器内の吸着剤
に吸着している燃料が離脱されてエンジンの吸気系に排
出されるようになっている。また、第２従来構成では、
燃料タンクに対する燃料給油終了後に、遠心分離器が停
止された状態で、遠心分離器内に溜まった燃料がキャニ
スタに導入される。そして、このキャニスタ内の燃料
が、エンジン作動に伴う吸気管負圧により、キャニスタ
内から吸引されてエンジンの吸気系に排出されるように
なっている。

【０００６】ところで、近年の車両用エンジンにおいて
は、理論空燃比より薄い混合気を燃焼させるリーン燃焼
を行うものや、ガソリンエンジンと電動モータとを併用
するようにしたものが提案されている。これらのエンジ
ンにおいては、エンジン側の負圧が低減したり、負圧の
発生機会が減少したりするため、キャニスタ内の吸着剤
からの燃料離脱が不十分になって、吸着剤が過飽和状態
に陥りやすくなるという問題があった。

【０００７】また、キャニスタから多量の燃料蒸気をエ
ンジンの吸気系に排出するようにすることで、空気と燃
料との混合比が不安定になって、エンジンに対する燃料
の供給量制御に悪影響を及ぼすという問題もあった。

【０００８】この発明は、前記のような従来技術におけ
る問題点を解決するためになされたものである。その目
的は、吸着剤に吸着回収された燃料を、その吸着剤から
速やかに離脱させて燃料供給系に戻すことができる燃料
蒸気処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、燃料供給系から導入通路を介して
導入される燃料蒸気を、吸着剤にて吸着するようにした
燃料蒸気処理装置において、前記吸着剤を収容する吸着
剤容器の回転により吸着剤に吸着された燃料を遠心力に
て分離させる分離手段と、吸着剤から分離された燃料を
燃料供給系に戻す戻流通路とを設けたことを要旨とす
る。

【００１０】上記構成によれば、分離手段にて吸着剤容
器が回転されることにより、吸着剤容器内の吸着剤に吸
着している燃料を遠心力にて速やかに分離させることが
できるとともに、戻流通路を通じて燃料供給系に戻すこ
とができる。また、エンジン側の負圧が低減したり、同
負圧の発生機会が減少したりする場合があっても、燃料
を吸着剤から確実に離脱させて燃料供給系に戻すことが
できるようになる。また、吸着剤からの燃料離脱が不十
分になって、吸着剤が過飽和状態に陥ったり、エンジン
に対する燃料の供給量制御に悪影響を及ぼしたりするの
を抑制することができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の燃料蒸気処理装置において、前記分離手段は、前記吸
着剤容器を強制的に回転させる強制回転手段を有するこ
とを要旨とする。

【００１２】上記構成によれば、吸着剤容器を強制的に
回転させることで吸着剤に吸着された燃料を遠心分離さ
せるため、例えば車両運転中に加わる振動により吸着剤
容器を回転させる場合に比べ、燃料を遠心分離させる上
で好適な回転速度で吸着剤容器を回転させることができ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の燃料蒸気処理装置において、前記強制回転手段は、電
動モータであることを要旨とする。上記構成によれば、
吸着剤容器を電動モータにより回転させるため、請求項
２に記載の発明を具体化することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求
項３のいずれかに記載の燃料蒸気処理装置において、前
記戻流通路は導入通路と兼用していることを要旨とす
る。上記構成によれば、吸着剤から分離された燃料を燃
料供給系に戻すための戻流通路を、燃料蒸気を導入する
ための導入通路と各別に設ける必要がなく、装置の構成
を簡略化することができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求
項４のいずれかに記載の燃料蒸気処理装置において、前
記吸着剤容器には中空状の回転軸を設け、その回転軸の
端部を大気に開放させたことを要旨とする。

【００１６】上記構成によれば、燃料蒸気を吸着剤で濾
過した後の空気を、中空状の回転軸を通して大気中へ容
易に放出することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の燃料蒸気処理装置
を具体化した一実施の形態について図１及び図２を併せ
参照して説明する。この燃料蒸気処理装置は、図示しな
いガソリンエンジンとこれも図示しない電動モータとを
搭載する車両に備えられている。

【００１８】図１に示すように、本実施の形態の燃料蒸
気処理装置は、キャニスタ１３、電動モータ２０、導入
通路１２等を備えている。キャニスタ１３は、燃料タン
ク１１内で発生した燃料蒸気を導入通路１２等を介して
捕集するものである。

【００１９】燃料タンク１１はエンジンに対する燃料供
給系を構成し、その上壁部には導入通路としての導入通
路１２の一端部が接続されている。燃料タンク１１の上
部には円筒状をなすキャニスタケース１３ａが配設さ
れ、その周壁下端部には導入通路１２の他端部が接続さ
れている。導入通路１２の途中には開閉弁１４が接続さ
れ、燃料タンク１１内の圧力が所定値を越えたとき、こ
の開閉弁１４が開弁されて、燃料タンク１１内で揮発し
た燃料蒸気が導入通路１２を介してキャニスタケース１
３ａ内に導入されるようになっている。

【００２０】図１及び図２に示すように、キャニスタケ
ース１３ａ内には円筒状の吸着剤容器１５が、キャニス
タケース１３ａを貫通する回転軸１６を介して一対のベ
アリング１７により回転可能に支持されている。各ベア
リング１７の内側においてキャニスタケース１３ａの上
下壁内面にはシール部材１８が配設され、これらのシー
ル部材１８により回転軸１６の外周とキャニスタケース
１３ａの回転軸貫通口との間がシールされている。

【００２１】前記吸着剤容器１５は、上下一対の端板１
５ａ，１５ｂと、網板等よりなる外筒部１５ｃとから構
成され、その内部には活性炭等よりなる吸着剤１９が充
填収容されている。回転軸１６は、吸着剤容器１５の中
心に貫通固定された中空状の第１軸部１６ａと、その第
１軸部１６ａの下端に嵌着された第２軸部１６ｂとから
構成されている。第１軸部１６ａの外周には複数の小孔
１６ｃが形成され、上端には大気に開放する放出口１６
ｄが形成されている。小孔１６ｃは、第１軸部１６ａに
おいて吸着剤容器１５に覆われる部分のみに形成されて
いる。また、外筒部１５ｃの内周面や第１軸部１６ａに
おいて小孔１６ｃが形成された部分はいずれも図示しな
い不織布によって覆われている。この不織布により吸着
剤１９が小孔１６ｃを通過して第１軸部１６ａの内部に
入り込んだり、外筒部１５ｃを通過して吸着剤容器１５
の外部に飛散したりするのが防止される。

【００２２】そして、前記燃料タンク１１から導入通路
１２を通じてキャニスタケース１３ａ内に導入された燃
料蒸気が、吸着剤容器１５の外周から中心に向かって流
れて、吸着剤１９に吸着されるようになっている。ま
た、吸着剤１９で燃料蒸気を濾過した後の空気が、中空
状の回転軸１６を通して放出口１６ｄから大気中へ放出
されるようになっている。

【００２３】図１及び図２に示すように、前記キャニス
タケース１３ａの下部には電動モータ２０が配設され、
そのモータ軸２０ａがカップリング２１を介して回転軸
１６の第２軸部１６ｂに連結されている。そして、エン
ジンの作動中において、所定時間毎等のタイミングで、
この電動モータ２０の回転により吸着剤容器１５が強制
的に回転されて、吸着剤１９に吸着保持されている燃料
が遠心力にて分離されるようになっている。

【００２４】また、この実施の形態においては、導入通
路１２によって、キャニスタケース１３ａから燃料タン
ク１１に燃料を戻すための戻流通路が兼用されるように
なっている。そして、吸着剤１９から分離された燃料
が、キャニスタケース１３ａ内から戻流通路を兼用する
導入通路１２を介して燃料タンク１１に戻されるように
なっている。

【００２５】次に、上記のように構成された燃料蒸気処
理装置の作用を説明する。燃料タンク１１に対する燃料
給油時等において、燃料タンク１１内で燃料蒸気が発生
して、その内部圧力が所定値を越えて上昇すると、開閉
弁１４が開弁される。これにより、燃料タンク１１内の
燃料蒸気が導入通路１２を介してキャニスタケース１３
ａ内に導入され、吸着剤容器１５の外周から中心に向か
って流れて、吸着剤１９に吸着される。そして、吸着剤
１９で燃料蒸気が濾過された後の空気は、中空状の回転
軸１６を通じて放出口１６ｄから大気中へ放出される。

【００２６】また、エンジンの作動中において、例えば
所定時間毎等のタイミングで、電動モータ２０が回転さ
れる。これにより、吸着剤容器１５が回転されて、吸着
剤１９に吸着保持されている燃料が遠心力にて、その吸
着剤１９から分離される。そして、吸着剤１９から分離
された燃料は、キャニスタケース１３ａ内から導入通路
１２を介して燃料タンク１１側に流出する。このとき、
開閉弁１４が閉弁された状態にあると、燃料は開閉弁１
４の手前の導入通路１２内に一時的に溜められ、その後
の開閉弁１４の開弁によって燃料タンク１１内に戻され
る。

【００２７】この実施形態によれば、次のような効果を
得ることができる。 （１）電動モータ２０にて吸着剤容器１５が回転される
ことにより、吸着剤容器１５内の吸着剤１９に吸着して
いる燃料を遠心力にて速やかに分離させることができる
とともに、戻流通路を介して燃料タンク１１に戻すこと
ができる。また、吸気通路負圧の発生機会が減少して
も、燃料を吸着剤１９から確実に離脱させて燃料タンク
１１に戻すことができるようになる。また、吸着剤から
の燃料離脱が不十分になって、吸着剤が過飽和状態に陥
ったり、エンジンに対する燃料の供給量制御に悪影響を
及ぼしたりするのを抑制することができる。また、エン
ジンの運転状態に関係なく燃料を吸着剤１９から遠心分
離させることができるようになる。

【００２８】（２）吸着剤容器１５を強制的に回転させ
ることで吸着剤１９に吸着された燃料を遠心分離させる
ため、例えば車両運転中に加わる振動により吸着剤容器
１５を回転させる場合に比べ、燃料を遠心分離させる上
で好適な回転速度で吸着剤容器１５を回転させることが
できる。

【００２９】（３）電動モータ２０を用いることにより
所望の回転速度で吸着剤容器１５を回転させることがで
きる。 （４）吸着剤１９から分離された燃料を燃料タンク１１
に戻すための戻流通路を、導入通路１２と各別に設ける
必要がなく、装置の構成を簡略化することができる。

【００３０】（５）燃料蒸気を吸着剤１９で濾過した後
の空気を、中空状の回転軸１６を通して大気中へ容易に
放出することができる。 （６）エンジン始動中において、吸着剤容器１５を所定
時間毎に強制回転させるため、吸着剤１９の量を少なく
することができて、キャニスタ１３の小型化を図ること
ができる。

【００３１】なお、上記実施の形態は、例えば次のよう
にその構成を変更することもできる。 ・上記実施の形態では、ガソリンエンジンと電動モータ
とを搭載するハイブリッド車両に備えらる燃料蒸気処理
装置の例を示したがこれには限定されない。本発明は、
揮発性のある燃料を用いるエンジンであれば適用するこ
とができる。

【００３２】・上記実施の形態では、吸着剤１９に吸着
した燃料を遠心分離により吸着剤１９から分離し、その
分離した燃料を燃料タンク１１に戻すようにしたが、本
発明は、従来用いられるタイプの燃料蒸気処理装置、す
なわち吸着剤に吸着した燃料をキャニスタ内に導入した
大気に含ませてエンジンの吸気通路へ排出する装置にも
適用することができる。この場合、キャニスタ１３及び
吸気通路を連通するパージ通路と、このパージ通路の途
中に設けられて同通路の開閉を行うパージ制御弁とが設
けられる。

【００３３】・上記実施の形態では、吸着剤容器１５を
強制回転させるタイミングを所定時間毎としたが、この
タイミングには限定されない。これを例えば、機関温度
が所定値以上になったとき、車両の走行開始からの走行
距離が所定値以上になったとき、吸着剤１９の重量が所
定値以上になったとき、あるいは燃料タンク１１に対す
る燃料給油のとき、エンジン始動時等の他のタイミング
で、吸着剤容器１５を回転させるようにしてもよい。

【００３４】・上記実施形態において、電動モータ２０
を低速回転と高速回転とに切換え可能に構成し、燃料タ
ンク１１に対する燃料給油時等においては、電動モータ
２０の低速回転切換えにより、吸着剤容器１５を低速で
回転させて、吸着剤容器１５内の吸着剤１９に燃料蒸気
が均一に吸着回収されるようにし、エンジンの作動中の
所定時間おき等のタイミングでは、電動モータ２０の高
速回転切換えにより、吸着剤容器１５を高速で回転させ
て、吸着剤１９に吸着保持されている燃料が遠心分離さ
れるようにしてもよい。

【００３５】・上記実施形態において、電動モータ２０
の回転速度を可変とし、吸着剤１９に吸着された燃料の
量等に応じて電動モータ２０の回転速度を変更するよう
にしてもよい。

【００３６】・上記実施の形態では、外筒部１５ｃの内
周面や第１軸部１６ａの外周面に不織布を設けたが、こ
の不織布に代えて、例えばワイヤメッシュ等を設けるよ
うにしてもよい。

【００３７】・上記実施の形態では、第１軸部１６ａを
吸着剤容器１５の中心に貫通固定したが、この回転軸１
６を、例えば吸着剤容器１５の中心に貫通固定すること
なく、吸着剤容器１５の上下両端板１５ａ，１５ｂの中
央外面に突設してもよい。

【００３８】・上記実施の形態では、戻流通路を導入通
路１２と兼用することとしたが、この戻流通路を導入通
路１２と別に設けるようにしてもよい。 ・上記実施の形態では、電動モータ２０により吸着剤容
器１５を強制回転させるようにしたが、これを例えば、
クランクシャフト等の駆動力により吸着剤容器１５を強
制回転させることとしてもよい。この場合、回転軸１６
とクランクシャフトとの間にクラッチを設けて上記駆動
力の伝達を断続可能にするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態の燃料蒸気処理装置を示す部分破
断正面図。

【図２】図１の一部を拡大して示す部分破断正面図。

【符号の説明】

１１…燃料タンク、１２…導入通路、１３…キャニス
タ、１３ａ…キャニスタケース、１４…開閉弁、１５…
吸着剤容器、１６…回転軸、１６ａ…第１軸部、１６ｂ
…第２軸部、１６ｃ…小孔、１６ｄ…放出口、１９…吸
着剤、２０…電動モータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料供給系から導入通路を介して導入され
   る燃料蒸気を、吸着剤にて吸着するようにした燃料蒸気
   処理装置において、 前記吸着剤を収容する吸着剤容器の回転により吸着剤に
   吸着された燃料を遠心力にて分離させる分離手段と、吸
   着剤から分離された燃料を燃料供給系に戻す戻流通路と
   を設けたことを特徴とする燃料蒸気処理装置。
2. 【請求項２】前記分離手段は、前記吸着剤容器を強制的
   に回転させる強制回転手段を有することを特徴とする請
   求項１に記載の燃料蒸気処理装置。
3. 【請求項３】前記強制回転手段は、電動モータであるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の燃料蒸気処理装置。
4. 【請求項４】前記戻流通路は導入通路と兼用しているこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料蒸
   気処理装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の燃料蒸気
   処理装置において、 前記吸着剤容器には中空状の回転軸を設け、その回転軸
   の端部を大気に開放させたことを特徴とする燃料蒸気処
   理装置。