JP2004529805A - 燃料タンク - Google Patents

Abstract

本発明は自動車用の燃料タンク（１）に関する。このタンクは、タンクの通気及び排気手段と給油用の燃料注入管（３）とを備えている。燃料注入管（３）に連通する再循環管路（１２）も設けられている。本発明による燃料タンク（１）は再循環管路（１２）がタンクの内部における燃料注入管（３）の出口領域で該注入管（３）に接続されていることを特徴とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用の燃料タンクに関し、特にタンクの通気及び排気手段、少なくとも１つの注入管、及び少なくとも１つの再循環管路を備え、自動車の給油中にタンク内から炭化水素含有蒸気及び気体が燃料注入管を介して再循環できるように再循環管路を注入管と連通させた形式の燃料タンクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の燃料タンクに関して、給油中に燃料タンク内の容積部から不可避的に散逸する気体が浄化されないまま大気中に逃げることを確実に阻止するように燃料タンクからの排気系を燃料蒸気フィルタとしての活性炭フィルタに接続することは従来から行われている。この場合、熱の影響或いは燃料の揺動及びスロッシング運動によって遊離されるガスも当然に排気系から放出される。通常、燃料蒸気フィルタとして機能する活性炭フィルタは自動車エンジンにより吸引される燃焼用空気によって再生される。このような活性炭フィルタは容量が限られており、それはコストとスペース上の理由で活性炭フィルタを極力小型のものとすることが望ましいからである。これは、炭化水素含有ガスによるフィルタの負担を極めて低く抑えられている場合、即ちフィルタを通過する気体の体積流量が比較的少ない場合に限って可能なことでしかない。
【０００３】
活性炭フィルタを通過する気体の流量は当然のことながら給油時に最大となる。この場合、燃料タンクは毎分３０〜６０リットルの流量で燃料を受け入れる必要があるので、相応する体積流量のガスもしくは空気が必然的に同時排出されることになる。このような状況において活性炭フィルタの負担を極力低く抑制するために、タンクの燃料注入口に所謂再循環管路を接続することが知られており、給油中に活性炭フィルタに導かれる気体をこの再循環管路により燃料注入口又は燃料注入管を通して再循環させている。
即ち、給油中に給油ノズルから流出する燃料の噴流に随伴してくる周囲空気は、活性炭フィルタを介して再び大気中に開放される前に再循環管路を介して活性炭フィルタの手前で分岐され、再び燃料注入管に通される。従って、活性炭フィルタの形態の燃料蒸気フィルタには、燃料によって押しのけられた容積分の気体全量が流れるわけではない。
【０００４】
このような構成において、燃料注入管内を流れる気体もしくは再循環する気体の流量には限界があり、特に主として再循環管路の管径によって上限が制限される。通常、再循環管路は給油ノズルのほぼ流出口が位置する領域でタンクの燃料注入口近傍に通じている。給油中においては、いずれにしても炭化水素含有蒸気又はガスがタンクから燃料注入口を介して大気中に散逸することは避けなければならない。この目的で、燃料注入管の周面の少なくとも一部の領域を弾性変形可能とし、この弾性変形可能領域が未拡開状態で管内狭隘部を形成するように構成したものが知られている。これにより、給油される燃料噴流との衝突によってのみ注入管の管内断面積の拡開を果たすようにし、給油中の燃料タンク内に存在する気体又は蒸気が燃料注入管を介して外部へ散逸することを防止している。このような構成は例えば下記の特許文献１に「液体シール」として述べられている。これに代わるものとしては、燃料注入管の出口側端部に燃料タンクの底部にまで達する筒状延長部を設けることが知られており、この延長部の先端はタンク内に生じている液面下の静圧によって通常は閉鎖状態に保持されるようになっている。
【特許文献１】
独国特許出願公開第１９７１６８１２号明細書
【０００５】
以上に述べた従来技術においては、再循環管路の管径が大きすぎると、実際に燃料注入管内へ引き込まれるのは再循環管路から燃料注入管内に流出してくるガスの一部のみとなり、残りの大部分は注入管から大気中に散逸する虞がある。これは、前述の液体シールの有効性を低下させるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、タンクへの給油中に燃料注入管及びタンク注入系統を介して燃料蒸気又は炭化水素含有ガスが大気中に散逸することを確実に防止しながら、同時に燃料蒸気フィルタの通過流量を極力簡単な手段で低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、本発明によれば、再循環管路をタンク内部における燃料注入管の出口領域で該注入管に接続することによって解決される。これによって様々な利点が得られる。即ち、一方では再循環管路の管径をかなり大きく選ぶことが可能となり、再循環流量の比率を高くすることが可能となる。更に、このような再循環管路の接続配置によって再循環管路を完全に燃料タンク内部に配置してしまうことができ、従ってタンク外部への炭化水素透過の発生原因となる箇所をタンク内部に閉じ込めてしまうことができる。よく知られているように、燃料タンクの外部に配置される管路や接続部は気体炭化水素の放出原因箇所であり、そのような箇所は極力少なくしなければならない。
【０００８】
再循環管路は、その一端部、即ち燃料注入管から遠い方の端部で燃料蒸気フィルタの上流側に設けられた排気管路に接続されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、燃料注入管の出口側領域で一種のベンチュリ効果を利用するので、燃料タンク内に配置される比較的大径の再循環管路によって燃料蒸気フィルタの手前から大部分の気体又は蒸気を注入管経由でタンク内へ極めて効率的に再循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
再循環管路は除滴容器に接続されていると有利である。このような除滴容器は、微細な分散状態の液体炭化水素が燃料蒸気フィルタに流入しないように燃料蒸気フィルタの上流側に設けられているのが常である。再循環管路は除滴容器の吐出管路として構成されていると特に好ましい。
【００１１】
この場合、再循環管路は、給油中に燃料タンクと除滴容器との液面レベル間の落差に対抗して或いはこれら液面レベル間に僅かなレベル差を残して除滴容器を積極的に空にするように燃料注入管と除滴容器との間に接続しておくとよい。
【００１２】
再循環管路を介して除滴容器を積極的に空にすることは、除滴容器が燃料タンク内部に配置されている場合に特に有意義である。この場合、除滴容器内の液面と燃料タンク内の液面との間に大きなレベル差は殆ど生じない。除滴容器のこのような配置が好ましい理由は、これによってタンク壁に必要となる接続個所の数が最少限に減じるからである。これはまた、タンクにおける炭化水素の放出原因箇所を減じるという特に有利な利点をもたらすものである。
【００１３】
望ましくは、炭化水素漏洩防止機能の検査のために再循環管路内を加圧する加圧手段を更に備えていてもよい。これにより、本来はタンクの外側に配設されていた車載診断管路ＯＢＤが不要となり、給油操作が完了した後の再循環管路がその機能を引き受けることができるようになる。
【００１４】
この場合、排気管路には遮断弁を設けておくことが望ましい。
【００１５】
また、除滴容器は、漏洩シール検査用の加圧手段として設けられたポンプの吐出口側に接続されていることが好ましい。除滴容器は少なくとも１つの第２出口を備え、この第２出口は燃料タンク内部で開口していると共に逆止弁で閉鎖されていることが好ましい。
【００１６】
本発明を図示の実施例に基づいて詳述すれば以下の通りである。
【実施例】
【００１７】
図示の実施例においては、符号１で示す燃料タンクは押出ブロー成形されたプラスチックタンクからなり、その壁部２は流体炭化水素の透過に対して実質的に封止されている。但し、本発明はこれに限定されるものはでなく、燃料タンク１は同様に金属薄板で構成することもでき、或いはプラスチック材の射出成形品などで多部品結合構成とすることもできる。
【００１８】
燃料タンク１は、燃料注入管３と、タンク１内に配置された燃料送給ユニット４とを備えている。燃料送給ユニット４は、周知の如く図示しない燃料供給ポンプを内部に配置したリザーバとしてのサージポット５を有している。給油時及び自動車運転時のいずれにおいても燃料タンク１内からの排気を行うために排気弁６と７が設けられており、そのうち排気弁６は特に給油時に機能する給油排気弁であり、もう一つの排気弁７は燃料タンク内から常に持続的に排気するための主排気弁である。これらの排気弁６と７は、それぞれフロート式の重力作動形の弁として構成されており、燃料タンク１内の液面が所定レベルを超えたとき、又はロールオーバー状態、即ち自動車の転倒時に、符号８で示す排気管路を閉鎖する。これらの排気弁６及び７はそれぞれ排気管路８を介して除滴容器９に接続されており、除滴容器からは主排気管路１０が活性炭フィルタの形式の燃料蒸気フィルタ１１へ通じている。
【００１９】
図示の実施例では除滴容器９は燃料タンク１内に配置されており、燃料蒸気中に分散している液体炭化水素を凝縮して除去可能としている。この目的で除滴容器９は破線で図示したようにラビリンス状の複数区画からなる内部構造を備えている。
【００２０】
注入管３の出口側端部近傍位置に符号１２で示す再循環管路が接続されており、この再循環管路は、まずなによりも燃料タンク１への給油中に燃料タンク１内に存在する気体をタンク内へ再循環させるためのものである。燃料タンクへの給油時には、注入される燃料によって相応する体積の気体がタンク内から押しのけられ、この気体は給油時排気弁６から除滴容器９内に流入して主排気管路１０と燃料蒸気フィルタ１１を介して少なくとも一部が大気中に放出されることになるが、この気体の他の大部分は、給油中の注入管内の燃料噴流によって注入管出口側端部近傍の再循環管路接続開口部にベンチュリー効果による吸引力が生成されているので、この吸引力によって除滴容器９から注入管内に吸引され、注入管３の出口側端部からタンク内に再び送り込まれる。従って、この除滴容器９から再循環管路を介して注入管に吸引される気体の相応量だけ注入管３へ外部から取り込まれる周囲空気の量が減少することになり、結果として燃料蒸気フィルタの負荷が相応して減少することになる。再循環管路を燃料タンク１内部に配置することにより再循環管路を比較的大径の管で構成することができ、それによって最終的に燃料蒸気フィルタ１１を通過する気体の流量を相応して少流量に抑えることができる。
【００２１】
図１はタンクへの給油中の様子を例示している。一点鎖線で簡略に示唆したように、再循環管路１２を燃料タンク１の内部で主排気管路１０に直結しても同様の作用効果が得られる。
【００２２】
但し、図示の実施例では再循環管路１２が同時に除滴容器９のための凝縮液吐出管路の機能も果たすようになっている。更に再循環管路１２は燃料タンク１及び注入管３の漏洩シール検査を行うための診断用管路としても機能させることができ、これについて説明すれば以下の通りである。
【００２３】
図２に示すように、自動車燃料タンクの使用中は除滴容器９内に凝縮液が溜まることになる。除滴容器９内の液面と燃料タンク１内の液面との間のレベル差はタンク内が燃料で満たされている時には比較的小さいので、この液面レベル間の落差により除滴容器９から凝縮燃料を吐出させるのは困難である。そこで、本実施例においては、給油時に注入管内を流れる燃料噴流によって注入管出口側端部近傍の再循環管路１２の接続開口部に生じる吸引力を利用し、除滴容器９内の凝縮燃料を再循環管路から吸引して注入管からタンク内へ排出し、除滴容器を積極的に空にするようにしている。除滴容器９から再循環管路１２への出口部分には逆止弁１６が設けられており、これにより再循環管路側から除滴容器内への燃料の万一の流入が確実に阻止されるようになっている。
【００２４】
本発明による再循環管路１２の配置構成は、車載診断管路ＯＢＤの目的にもこれを利用することができる。この場合、自動車燃料タンク系統全体の漏洩シール検査と漏洩表示のために燃料タンク１が或る圧力勾配状態におかれるが、本実施例の場合は燃料タンク内が外部余地高い圧力にされる。この圧力勾配が或る基準時間よりも早く減じてしまうと系統に漏洩が存在することを示す信号が発生される。注入管３は一般に例えば逆止弁や遮断弁等（図面には注入管の出口側端部に設けられたブローバック弁のみを示す）によって末端側で閉鎖されているので、注入管３の容積自体は燃料タンク１の主容積とは分離された容積であり、従って相応の診断用管路に接続されていなければならない。本実施例ではこの目的に再循環管路１２を利用することができ、それによって注入管のための個別のＯＢＤ用管路を省略することができるようになっている。
【００２５】
図示するように、漏洩シール検査のために燃料タンク１の内部にはＯＢＤポンプ１３が設けられており、このポンプの吐出口側は除滴容器９に接続されている。主排気管路１０には燃料蒸気フィルタ１１の手前に遮断弁１４が設けられており、漏洩シール検査に際してはこの遮断弁で主排気管路１０を閉鎖できるようになっている。除滴容器９には第２出口１５がタンク内部に開口して設けられており、この第２出口には再循環管路への第１出口と同様に逆止弁１６が設けられている。再循環管路１２を一点鎖線で示したように主排気管路１０に直結した場合は、除滴容器９内の凝縮燃料はこの第２出口１５を介してタンク内へ排出される。除滴容器内の凝縮燃料を積極的に排出する操作は例えば独国実用新案第２００１９９６８号明細書により公知であり、ここではその全内容を参考にする。
【００２６】
除滴容器９内の各逆止弁１６は所謂マッシュルーム弁で構成されており、ゴム製の栓状弁体が除滴容器９の出口孔をほぼ無圧で閉鎖している。従って各逆止弁１６は燃料タンク１内よりも除滴容器９内の圧力が低下すると閉じ、その他の場合には開いている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による燃料タンクの給油中における模式構成図である。
【図２】図１に示す燃料タンクの漏洩シール検査（ＯＢＤ機能）中における模式構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：燃料タンク
２：タンク壁部
３：燃料注入管
４：燃料送給ユニット
５：サージポット
６：給油排気弁
７：主排気弁
８：排気管路
９：除滴容器
１０：主排気管路
１１：燃料蒸気フィルタ
１２：再循環管路
１３：ＯＢＤポンプ
１４：遮断弁
１５：第２出口
１６：逆止弁

Claims (11)

1. 自動車用の燃料タンクであって、タンクの通気及び排気手段と、少なくとも１つの燃料注入管と、少なくとも１つの再循環管路とを備え、給油中にタンク内から炭化水素含有蒸気及びガスが燃料注入管を介してタンクへ再循環できるように再循環管路が燃料注入管と通じているものにおいて、再循環管路（１２）が、タンク内部における燃料注入管（３）の出口領域で該注入管に接続されていることを特徴とする燃料タンク。
2. 再循環管路（１２）が燃料注入管（３）から遠い方の端部で燃料蒸気フィルタ（１１）の上流側の排気管路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
3. 再循環管路（１２）が除滴容器（９）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料タンク。
4. 再循環管路（１２）が除滴容器（９）の吐出管路として構成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料タンク。
5. 再循環管路（１２）が、給油中に燃料タンク（１）と除滴容器（９）との液面レベル間の落差に対抗して或いはこれら液面レベル間に僅かなレベル差を残して除滴容器（９）を積極的に空にするように燃料注入管（３）と除滴容器（９）との間に接続されていることを特徴とする請求項３又は４のいずれか１項に記載の燃料タンク。
6. 再循環管路（１２）が完全に燃料タンク内部に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料タンク。
7. 除滴容器が燃料タンク内部に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の燃料タンク。
8. 機能検査のために再循環管路（１２）内を加圧する加圧手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の燃料タンク。
9. 排気管路中に遮断弁（１４）が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の燃料タンク。
10. 除滴容器（９）が漏洩シール検査用のポンプの吐出口側に接続されていることを特徴とする請求項８又は９のいずれか１項に記載の燃料タンク。
11. 除滴容器（９）が少なくとも１つの第２出口を備え、該第２出口が燃料タンク（１）内部で開口していると共に逆止弁（１６）で閉鎖されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料タンク。