JP2005282481A - キャニスタ - Google Patents

Abstract

【課題】吸着時あるいは脱離時に、キャニスタの温度分布がより均一となるようにし、吸着量の向上を図る。
【解決手段】温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質として、相変化温度が雰囲気温度よりも高いｎ−エイコサン（融点３６℃）をメラミン等でマイクロカプセル化して粉末状の蓄熱剤とし、これを、バインダとともに押し出し成形して、成形蓄熱剤（Ａ）とする。ケース１内に、成形蓄熱剤（Ａ）を平均で２０wt％の配合割合となるように成形活性炭と混合して充填するが、大気開放口６側部分では３０wt％、蒸気流入口４側部分では１０wt％となるように、配合割合が連続的に変化している。吸着時には大気開放口６側が最も高温となるので、成形蓄熱剤（Ａ）により温度上昇が抑制され、各部の温度分布がより均一化する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば自動車用内燃機関の蒸発燃料の処理などに用いられる活性炭等の吸着材を利用したキャニスタに関する。

例えば自動車用内燃機関においては、車両の燃料タンクから蒸発した燃料蒸気の外部への放出を防止するために、燃料蒸気の吸着および脱離が可能なキャニスタが設けられており、車両停止後等に発生する燃料蒸気を一時的に吸着し、かつ、その後の運転中に、吸着していた燃料成分を新気とともに脱離させて内燃機関で燃焼処理するようになっている。ここで、活性炭等の吸着材を用いたキャニスタにおいては、燃料蒸気を吸着する際には、いわゆる発熱反応であるため、キャニスタの温度が上昇し、その温度上昇に伴って吸着性能が低下し、逆に、吸着した燃料成分が脱離する際には、いわゆる吸熱反応であるため、キャニスタの温度が低下し、その温度低下に伴って脱離性能が低下することが知られている。

このようなキャニスタの吸着時ならびに脱離時の温度変化を抑制するために、従来から、活性炭等の吸着材に蓄熱剤を混合することが検討されている。例えば、特許文献１には、金属等の比熱の大きな物質からなる蓄熱剤を吸着材に混合したキャニスタが開示されている。

しかし、キャニスタ内に多量の蓄熱剤を配合すると、本来の吸着作用に必要な吸着材の割合が相対的に減少するので、近時、上記の蓄熱剤として、相変化物質を利用したものが注目されている。例えば、特許文献２，３には、相変化に伴って潜熱の吸収および放出を生じる脂肪族炭化水素等の相変化物質をマイクロカプセル中に封入して粉末状の蓄熱剤とし、この粉末状の蓄熱剤を、吸着材と混合して一体に成形し、あるいは粒状の吸着材（活性炭）の表面に付着させて、潜熱蓄熱型吸着材としたものが開示されている。このような相変化に伴う潜熱を利用した蓄熱剤によれば、比較的少量の蓄熱剤でもって、燃料蒸気の吸着および脱離に伴う温度変化が抑制され、吸着性能および脱離性能の向上が図れる。
特開２００１−２４８５０４号公報 特開２００１−１４５８３２号公報 特開２００３−３１１１１８号公報

キャニスタは、直線状あるいはＵターン形状等に構成されるケース内の流路の流れ方向の一端に蒸気の流入・流出部が設けられ、他端に大気開放口が設けられるが、蒸気の吸着は、上記流入・流出部側の部分から上記大気開放口側へ向かって徐々に進行し、逆に、蒸気の脱離は、上記大気開放口側の部分から上記流入・流出部側へ向かって徐々に進行するので、吸着時および脱離時のキャニスタの温度分布は一様ではない。従って、蓄熱剤を各部に均一に配合したのでは、蓄熱作用による吸着量向上が必ずしも最良のものとならない。

また、相変化に伴う潜熱を利用した蓄熱剤は、キャニスタの温度変化によって相変化が生じないと、熱の吸収もしくは放出が得られないので、吸着時の温度上昇の抑制と脱離時の温度低下の抑制との双方の効果を得ることは、本質的に困難であり、相変化温度とキャニスタの使用条件下での雰囲気温度との関係から、吸着時もしくは脱離時のいずれか一方にのみ効果が得られることになる。従って、このような相変化物質に特有の性質を考慮して、キャニスタの蓄熱剤として利用する必要がある。

本発明のキャニスタは、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質を利用した蓄熱剤を、吸着材と混合してケース内に充填するとともに、流れ方向の一端に蒸気の流入・流出部を設け、かつ他端に大気開放口を設けたものであって、特に、上記蓄熱剤の配合割合が一様ではなく、上記流入・流出部側から上記大気開放口側の間の流れ方向に沿って、上記蓄熱剤の配合割合が変化している。

つまり、蒸気の吸着時あるいは脱離時のキャニスタの温度分布を考慮して、蓄熱剤の配合割合が各部で最適なものとなっている。

本発明では、好ましくは、キャニスタの使用条件下の雰囲気温度よりも相変化温度が高い蓄熱剤を用いるとともに、この蓄熱剤の配合割合が、上記大気開放口側で相対的に高くなっている。

あるいは、キャニスタの使用条件下の雰囲気温度よりも相変化温度が低い蓄熱剤を用いるとともに、この蓄熱剤の配合割合が、上記流入・流出部側で相対的に高くなっている。

つまり、発熱反応である吸着時には、吸着材の温度つまりキャニスタの温度が上昇する。潜熱を利用した蓄熱剤によって、この吸着時の温度上昇を抑制するには、吸着前の雰囲気温度に近い温度状態では相変化前（例えば固相）であって吸着による温度上昇により相変化（例えば液相への変化）する必要があるので、蓄熱剤としては、キャニスタの使用条件下で想定される雰囲気温度よりも相変化温度が高い蓄熱剤が必要である。そして、一般に、吸着時には、大気開放口側の温度が最も高く上昇するが、この大気開放口側の部分に蓄熱剤を多く配合すれば、潜熱として吸収できる熱量が大となる。従って、吸着時におけるキャニスタ各部の温度が、より均一な温度分布に近付く。

一方、吸熱反応である脱離時には、吸着材の温度つまりキャニスタの温度が低下する。潜熱を利用した蓄熱剤によって、この脱離時の温度低下を抑制するには、脱離前の雰囲気温度に近い温度状態では相変化前（例えば液相）であって脱離による温度低下により相変化（例えば固相への変化）する必要があるので、蓄熱剤としては、キャニスタの使用条件下で想定される雰囲気温度よりも相変化温度が低い蓄熱剤が必要である。そして、一般に、脱離時には、流入・流出部側の温度が最も低くなるが、この流入・流出部側の部分に蓄熱剤を多く配合すれば、潜熱として放出できる熱量が大となる。従って、脱離時におけるキャニスタ各部の温度が、より均一な温度分布に近付く。

また本発明では、各部の蓄熱剤の配合割合（吸着材と蓄熱剤との総量に対する蓄熱剤の割合）が、０〜４０wt％の範囲内にあることが望ましい。蓄熱剤が過度に多いと、本来の吸着作用を有する吸着材の割合が相対的に減少し、温度変化を抑制しても吸着量の面では却って不利となる。

本発明の一つの態様では、上記ケース内が上記流れ方向に沿って複数の領域に区画されており、各領域でそれぞれ蓄熱剤の配合割合が異なるように、配合割合が段階的に変化している。蓄熱剤を混合しない吸着材のみが収容される領域があってもよい。

なお、各領域はガスが通流可能な仕切壁によって物理的に区画されていてもよく、あるいは物理的な仕切壁を具備せずに複数の領域に区画された構成であってもよい。

また本発明の一つの態様では、複数の領域に明確に区画されることなく、蓄熱剤の配合割合が、上記の流れ方向に沿って、連続的に変化している。

上記蓄熱剤としては、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質を利用したものであれば、種々の形態のものを利用することが可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、前述した特許文献２あるいは特許文献３等に開示されているような温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入してなる微細な蓄熱剤を利用することができる。

そして、好ましくは、上記蓄熱剤は、相変化物質をマイクロカプセル中に封入してなる微細な蓄熱剤を、バインダとともに粒状に成形した成形蓄熱剤からなり、この成形蓄熱剤が、粒状の吸着材と混合して用いられる。

マイクロカプセル化した微細は蓄熱剤は、前述した特許文献２あるいは特許文献３等によって公知であり、上記相変化物質は、例えば、融点が１０℃〜８０℃の有機化合物および無機化合物からなる。例えば、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサンなどの直鎖の脂肪族炭化水素、天然ワックス、石油ワックス、ＬｉＮＯ₃・３Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ、Ｎａ₂ＨＰＯ₄・１２Ｈ₂Ｏなどの無機化合物の水和物、カプリン酸、ラウリル酸等の脂肪酸、炭素数が１２から１５の高級アルコール、バルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル等のエステル等が挙げられる。上記相変化物質は、上記から選ばれる２種類以上の化合物を併用してもよい。そして、これらを芯材料として、コアセルベーション法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法（界面反応法）等の公知の方法により、マイクロカプセルとしたものを用いることができる。マイクロカプセルの外殻としては、メラミン、ゼラチン、ガラス等の公知の材料が使用され得る。このマイクロカプセル化した蓄熱剤の粒子径は、数μｍ〜数十μｍ程度が好ましい。マイクロカプセルが過度に小さいと、カプセルを構成する外殻が占める割合が増え、溶解・凝固を繰り返す相変化物質の割合が相対的に減少するので、粉末状蓄熱剤の単位体積当たりの蓄熱量が低下する。逆に、マイクロカプセルが過度に大きくても、カプセルの強度が必要となってくるため、やはりカプセルを構成する外殻が占める割合が増え、粉末状蓄熱剤の単位体積当たりの蓄熱量が低下する。

本発明では、好ましくは、上記のマイクロカプセル化した粉末状蓄熱剤を、バインダとともに適宜な形状および寸法に成形し、粒状の成形蓄熱剤とする。このように蓄熱剤のみを成形することで、成形時のマイクロカプセルの破壊は最小限のものとなる。バインダとしては、種々のものを用いることができるが、最終的なキャニスタとして要求される温度や溶媒に対する安定性ならびに強度の上から、フェノール樹脂やアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。そして、この粒状の成形蓄熱剤を同じく粒状の吸着材と混合して用いることで、所期の蓄熱作用を確保しつつ、振動を受けたときの両者の分離を抑制することができる。さらに粒状をなす成形蓄熱剤や吸着材の間に適宜な間隙が確保され、吸着・脱離作用を損なうことがないとともに、キャニスタとしての圧力損失が少ない。また、吸着材の外表面が粉末状蓄熱剤によって覆われることがないので、吸着速度の低下等の悪影響を生じることがない。粒状の成形蓄熱剤の粒子径は、例えば、数百μｍ〜数ｍｍ程度とする。

粒状の成形蓄熱剤の大きさと粒状の吸着材の大きさは、両者の経時的な分離を抑制するとともにガスが流れる流路を適切に確保するために、なるべく同じ大きさもしくは近似した大きさであることが望ましい。具体的には、成形蓄熱剤の平均粒子径が、吸着材の平均粒子径の１０％〜３００％であることが望ましく、成形蓄熱剤の平均粒子径が、吸着材の平均粒子径の５０％〜１５０％であることがさらに望ましい。

上記吸着材としては、公知の種々のものを利用可能であるが、例えば、活性炭を用いることができる。そして、所定寸法に個々に成形したものを用いてもよく、あるいは、破砕した活性炭等の吸着材を、所定のメッシュに分類して用いてもよい。なお、同様に、粒状の成形蓄熱剤についても、当初から所定寸法に形成するほか、大きな寸法に成形したものを破砕して用いることも可能である。

好ましい形状としては、成形蓄熱剤および吸着材が、それぞれ、直径１〜３ｍｍでかつ長さ１〜５ｍｍの円柱状をなしている。この円柱状の成形蓄熱剤および吸着材は、例えば連続的に押し出したものを切断ないしは破断することによって容易に得られる。このような円柱状のもの同士を組み合わせることによって、経時的な両者の分離がより確実に抑制される。

この発明によれば、吸着時ないしは脱離時に、キャニスタの温度分布がより均一となるような形で潜熱の吸収による温度上昇の抑制あるいは潜熱の放出による温度低下の抑制を行うことができ、効果的に吸着量を向上させることができる。

以下、本発明の具体的な実施例について説明する。

メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアルデヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、pHを８に調整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液を得た。

pHを４．５に調整したスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００ｇ中に、相変化物質としてｎ−エイコサン８０gを溶解した混合液を、上記メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液に激しく攪拌しながら添加し、乳化を行ったのち、pHを９に調整してカプセル化を行った。このカプセル体分散液の溶媒を乾燥により除去し、メラミンの膜で覆われたｎ−エイコサンのマイクロカプセル粉末体（蓄熱剤）を得た。なお、ｎ−エイコサンの相変化温度つまり融点は、３６℃であり、これは、キャニスタの使用条件下の雰囲気温度を２５℃と想定した場合に、該雰囲気温度よりも高いものとなる。

この粉末状の蓄熱剤にバインダとしてカルボキシメチルセルロース水溶液を添加して、混合した後、円柱状に押し出し成形し、これを乾燥させるとともに切断して、直径約２ｍｍ、長さ１〜５ｍｍの円柱状成形蓄熱剤（Ａ）を得た。

また、同様の押し出し成形により、直径約２ｍｍ、長さ１〜５ｍｍの円柱状に成形された木質系成形活性炭を得た。

平均の配合割合として、上記の成形蓄熱剤（Ａ）が２０wt％、上記の成形活性炭が８０wt％、の割合となるように混合したものを、図１に示すように、ナイロン樹脂製の吸着材容量が９００ｃｃのケース１に充填し、キャニスタを得た。特に、蒸気流入口４および蒸気流出口５を備えた図左方の端部で、成形蓄熱剤（Ａ）が１０wt％、成形活性炭が９０wt％、となり、大気開放口６を備えた図右方の端部で、成形蓄熱剤（Ａ）が３０wt％、成形活性炭が７０wt％、となり、両者間で成形蓄熱剤（Ａ）の配合割合が連続的に変化するようにした。従って、ケース１の長手方向の中央部では、成形蓄熱剤（Ａ）が２０wt％、成形活性炭が８０wt％、となる。

なお、このような連続的に変化する分布は、ケース１内に充填する際に、成形蓄熱剤（Ａ）と成形活性炭とを混合しつつ充填するようにし、かつ両者の供給速度をそれぞれ充填中に変化させることにより、容易に実現できる。

実施例１と同じ成形蓄熱剤（Ａ）と成形活性炭とを用い、図２に示すように、ケース１内を、流れ方向に沿って３つの領域に区画するように、成形蓄熱剤（Ａ）の配合割合を段階的に変化させた。成形蓄熱剤（Ａ）を１０wt％、成形活性炭を９０wt％、の割合で均一に混合したものを、蒸気流入口４，蒸気流出口５側の第１領域１１に充填し、成形蓄熱剤（Ａ）を２０wt％、成形活性炭を８０wt％、の割合で均一に混合したものを、中央の第２領域１２に充填し、成形蓄熱剤（Ａ）を３０wt％、成形活性炭を７０wt％、の割合で均一に混合したものを、大気開放口６側の第３領域１３に充填した。
（比較例１）
実施例１，２で用いた円柱状の木質系成形活性炭のみを、実施例１，２と同じナイロン樹脂製のケース１に充填し、キャニスタとした。
（比較例２）
実施例１，２と同じ成形蓄熱剤（Ａ）を２０wt％、成形活性炭を８０wt％、の割合で均一に混合したものを、実施例１，２と同じナイロン樹脂製のケース１の全体に充填し、キャニスタを得た。

図３は、上記キャニスタのより具体的な構造を示すものであり、上記ケース１は円筒状をなし、一端が流入・流出部側端壁２によって閉塞されているとともに、他端が大気開放口側端壁３によって閉塞されている。上記流入・流出部側端壁２には、燃料タンクに接続される蒸気流入口４とエンジン吸気路に接続される蒸気流出口５とが並んで形成され、上記大気開放口側端壁３には、大気に開放される大気開放口６が形成されている。上記流入・流出部側端壁２の内側には、空間７を残すように周縁にフランジを備えた多孔板８と不織布等からなるシート状フィルタ部材９とが重ねて配置されている。上記大気開放口側端壁３の内側には、同様に、空間２３となる間隙を残して、平板状の多孔板２１とシート状フィルタ部材２２とが配置されており、２つのシート状フィルタ部材９，２２の間が、吸着材を充填する吸着材収容空間１０となっている。大気開放口側端壁３と上記多孔板２１との間には、複数の圧縮コイルばね２４が配設され、これによって、吸着材収容空間１０内に充填された吸着材に適宜な押圧力が付与されている。

実施例１では、上述のように、この吸着材収容空間１０に充填される成形活性炭と成形蓄熱剤（Ａ）との配合割合が連続的に変化する。また、実施例２では、上述のように、上記吸着材収容空間１０が、第１領域１１〜第３領域１３に区画され、それぞれに異なる配合割合の成形蓄熱剤と成形活性炭とが充填されているが、図３に示すように、各領域の間に、必ずしも物理的な仕切壁は必要ない。

図４は、上記キャニスタの異なる具体例を示しており、この構成例では、配合割合が段階的に異なる複数の領域の間に、それぞれの成形蓄熱剤が混合することのないように、物理的な仕切壁２６が設けられている。この仕切壁２６は、不織布等の通気性を有する円形のフィルタ部材からなり、隣接する領域の間に介在しているが、ケース１に対しては、特に固定されていない。なお、図４は、仕切壁２６により２つの領域に区画した構成を例示しているが、実施例２のように３つあるいはそれ以上の領域に区画することが可能である。

また、本発明は、図５に示すように、Ｕターン形状の流路を有するキャニスタにおいても、同様に適用することが可能である。すなわち、この構成例では、ケース１は、全体として直方体形状をなし、かつ中間の隔壁３１によって図上方の第１ケース部３２と図下方の第２ケース部３３とに分割されている。第１，第２ケース部３２，３３は、いずれも断面矩形の筒状をなし、第１ケース部３２の一端が流入・流出部側端壁２によって閉塞されているとともに、第２ケース部３３の一端が大気開放口側端壁３によって閉塞されている。上記流入・流出部側端壁２には、燃料タンクに接続される蒸気流入口４とエンジン吸気路に接続される蒸気流出口５とが並んで形成され、上記大気開放口側端壁３には、大気に開放される大気開放口６が形成されている。つまり、これら三者が、ケース１の同じ面に配置されている。上記流入・流出部側端壁２の内側には、空間７となる間隙を残して、多孔板８とシート状フィルタ部材９とが重ねて配置されており、上記大気開放口側端壁３の内側には、同様に、空間２３となる間隙を残して、平板状の多孔板２１とシート状フィルタ部材２２とが重ねて配置されている。

またケース１の他端に、連通部端壁３４が取り付けられているとともに、上記第１，第２ケース部３２，３３の他端開口面を覆うように、不織布等からなるフィルタ部材３５が配置されている。このフィルタ部材３５は、上記連通部端壁３４に設けられた複数個の突起部３４ａによって支持されており、これによって、連通部端壁３４とフィルタ部材３５との間に、第１ケース部３２と第２ケース部３３とを連通する連通路となる空間３６が形成されている。従って、第１ケース部３２内に、２つのフィルタ部材３５，９に挟まれた第１の吸着材収容空間１０ａが構成され、かつ第２ケース部３３内に、２つのフィルタ部材３５，２２に挟まれた第２の吸着材収容空間１０ｂが構成され、これら２つの吸着材収容空間１０ａ，１０ｂが、流路として実質的に直列に接続されている。なお、大気開放口側端壁３と多孔板２１との間、および流入・流出部側端壁２と多孔板８との間、の双方に、それぞれ複数の圧縮コイルばね２４が配設されている。

このようなＵターン形状のキャニスタにおいても、図３，図４のような直線状のキャニスタと比較して、キャニスタとしての本質は何ら変わるものではなく、上記実施例１あるいは実施例２の蓄熱剤の分布を同様に適用することができる。

図６は、上記のＵターン形状のキャニスタとして、上記実施例１の配合割合の分布を適用した例を示す。同様に、図７は、上記のＵターン形状のキャニスタとして、上記実施例２の配合割合の分布を適用した例を示す。

上記の各実施例と比較例２とを用いてキャニスタの吸着量を測定したところ、図８に示すような結果が得られた。

すなわち、成形活性炭に成形蓄熱剤（Ａ）を均一に配合した比較例２に比較して、成形蓄熱剤（Ａ）を最適な分布で配合した実施例１，２では、成形蓄熱剤（Ａ）の使用量が同様であるにも拘わらず、吸着量の大幅な向上がみられた。

なお、吸着量の測定方向は、次の通りである。まず、雰囲気温度２５℃の下で、図９に示す試験回路５１の燃料容器５３に試験用のキャニスタを接続し、エアフローメータ５２の入口５２ａ，５２ｂを通して所定流量（１．０Ｌ／min）の空気を、燃料容器５３内の液体燃料（ガソリン）５３ａ中に吹き込み、バブリングを発生させて、その燃料蒸気５３ｂをキャニスタに吸着させる。そして、キャニスタの大気開放口６側からの漏れ（破過）を、漏れ検知装置５４で測定し、漏れ量が２．０ｇとなるまで、吸着させる。次に、キャニスタを図１０に示す試験回路６１に組み替え、真空ポンプ６２およびエアフローメータ６３を用いて、キャニスタに大気開放口６側から空気を搬送し、ガソリン蒸気の脱離を行う。以上のガソリン蒸気の吸着・脱離を６回繰り返し、最終３回におけるガソリン蒸気の吸着量を平均して、各キャニスタの吸着量とした。

図１１は、実施例１，２および比較例１，２について、キャニスタ内の各部の温度分布、特に、吸着終了時の温度分布を測定した結果を示している。キャニスタ内の温度は、基本的に、成形活性炭のみを用いた比較例１に見られるように、吸着時には、雰囲気温度（２５℃）よりも温度上昇し、かつ大気開放口６側ほど高い温度となる。融点が３６℃である成形蓄熱剤（Ａ）の相変化物質は、雰囲気温度の下では固相であり、融点以上に温度上昇すると潜熱を吸収して液相に相変化するため、この成形蓄熱剤（Ａ）を含む実施例１，２および比較例２は、その潜熱吸収作用によって、比較例１よりも温度が低く抑制される。ここで、実施例１，２は、温度上昇が最も顕著な大気開放口６側部分において成形蓄熱剤（Ａ）により吸収し得る熱量が、比較例２よりも大となり、従って、この大気開放口６側部分での温度を、比較例２よりも低く抑制することができる。そのため、大気開放口６側部分における吸着材の吸着性能の低下を抑制できる。なお、蒸気流入口４，蒸気流出口５側部分についてみると、実施例１，２は比較例２よりも成形蓄熱剤（Ａ）が少ないため温度が高くなるが、絶対的な温度そのものが大気開放口６側部分よりも低いので、キャニスタ全体の吸着量に与える悪影響は相対的に小さく、キャニスタ全体の吸着量としては、上述したように、比較例２よりも向上することになる。

図１２に示すように、Ｕターン形状のキャニスタにおいて、上記の成形活性炭のみを第１の吸着材収容空間１０ａ内に充填し、上記の成形蓄熱剤（Ａ）と成形活性炭とを混合したものを、第２の吸着材収容空間１０ｂ内に充填した。特に、第２の吸着材収容空間１０ｂにおいて、第１の吸着材収容空間１０ａに連なる連通路（空間３６）側の端部で、成形蓄熱剤（Ａ）が０wt％、成形活性炭が１００wt％、となり、大気開放口６側の端部で、成形蓄熱剤（Ａ）が４０wt％、成形活性炭が６０wt％、となり、両者間で成形蓄熱剤（Ａ）の配合割合が連続的に変化するようにした。従って、キャニスタ全体としての平均的な配合割合としては、成形蓄熱剤（Ａ）が１０wt％、成形活性炭が９０wt％、となる。第１の吸着材収容空間１０ａにおける成形活性炭は、例えば粗悪燃料の使用などにより活性炭の劣化が著しいような場合に、前処理層として機能するものである。この場合、キャニスタ全体での成形蓄熱剤（Ａ）は、それだけ減少することになる。なお、Ｕターン形状のキャニスタに限られず、前述した直線状のキャニスタとして構成することも勿論可能である。

上記実施例１と同様の方法により、相変化物質としてｎ−ヘキサデカンを用いて、円柱状成形蓄熱剤（Ｂ）を得た。なお、ｎ−ヘキサデカンの相変化温度つまり融点は、１６℃であり、これは、キャニスタの使用条件下に想定される雰囲気温度（２５℃）よりも低いものとなる。

平均の配合割合として、上記の成形蓄熱剤（Ｂ）が２０wt％、上記の成形活性炭が８０wt％、の割合となるように混合したものを、図１３に示すように、ナイロン樹脂製のケース１に充填し、キャニスタを得た。特に、蒸気流入口４および蒸気流出口５を備えた図左方の端部で、成形蓄熱剤（Ｂ）が３０wt％、成形活性炭が７０wt％、となり、大気開放口６を備えた図右方の端部で、成形蓄熱剤（Ｂ）が１０wt％、成形活性炭が９０wt％、となり、両者間で成形蓄熱剤（Ｂ）の配合割合が連続的に変化するようにした。従って、ケース１の長手方向の中央部では、成形蓄熱剤（Ｂ）が２０wt％、成形活性炭が８０wt％、となる。つまり、実施例４は、実施例１に比較して、成形蓄熱剤の増減方向が逆となっている。

図１４は、実施例４および比較例１について、キャニスタ内の各部の温度分布、特に、脱離終了時の温度分布を測定した結果を示している。キャニスタ内の温度は、基本的に、成形活性炭のみを用いた比較例１に見られるように、脱離時には、雰囲気温度（２５℃）よりも温度低下し、かつ蒸気流出口５側ほど低い温度となる。融点が１６℃である成形蓄熱剤（Ｂ）の相変化物質は、雰囲気温度の下では液相であり、融点以下に温度低下すると潜熱を放出して固相に相変化するため、この成形蓄熱剤（Ｂ）を含む実施例４は、その潜熱放出作用によって、比較例１よりも温度が高く保たれる。ここで、実施例４は、温度低下が最も顕著な蒸気流出口５側部分において成形蓄熱剤（Ｂ）の配合割合が高いので、この部分の温度低下をより確実に抑制することができる。そのため、蒸気流出口５側部分での脱離が十分に行われ、該部分における吸着材の吸着性能の低下を抑制できる。

図１５に示すように、Ｕターン形状のキャニスタにおいて、上記の成形活性炭のみを第１の吸着材収容空間１０ａ内に充填し、上記の成形蓄熱剤（Ｂ）と成形活性炭とを混合したものを、第２の吸着材収容空間１０ｂ内に充填した。特に、第２の吸着材収容空間１０ｂにおいて、第１の吸着材収容空間１０ａに連なる連通路（空間３６）側の端部で、成形蓄熱剤（Ｂ）が４０wt％、成形活性炭が６０wt％、となり、大気開放口６側の端部で、成形蓄熱剤（Ｂ）が０wt％、成形活性炭が１００wt％、となり、両者間で成形蓄熱剤（Ｂ）の配合割合が連続的に変化するようにした。従って、キャニスタ全体としての平均的な配合割合としては、成形蓄熱剤（Ｂ）が１０wt％、成形活性炭が９０wt％、となる。この実施例５は、実施例３と同じく、第１の吸着材収容空間１０ａにおける成形活性炭が、例えば粗悪燃料の使用などにより活性炭の劣化が著しいような場合に、前処理層として機能するものである。なお、Ｕターン形状のキャニスタに限られず、前述した直線状のキャニスタとして構成することも勿論可能である。

以上、キャニスタの使用条件下での雰囲気温度を２５℃と想定して、相変化物質としてｎ−エイコサン（融点３６℃）およびｎ−ヘキサデカン（融点１６℃）を利用した各実施例を説明したが、自動車におけるキャニスタの配置等によって、雰囲気温度がより高い場合、あるいは逆により低い場合があり得るのは言うまでもなく、従って、相変化物質としては、想定される雰囲気温度を基準として、吸着時もしくは脱離時に相変化が生じるように、適宜に選定されるものである。

実施例１のキャニスタの説明図。 実施例２のキャニスタの説明図。 キャニスタのより具体的な構成を示す断面図。 キャニスタの具体的な構成の異なる例を示す断面図。 キャニスタの具体的な構成のさらに異なる例を示す断面図。 Ｕターン形状とした実施例１のキャニスタの説明図。 Ｕターン形状とした実施例２のキャニスタの説明図。 実施例および比較例の吸着量を示す特性図。 吸着時の試験回路を示す説明図。 脱離時の試験回路を示す説明図。 実施例および比較例の吸着終了時の温度分布を示す特性図。 実施例３のキャニスタの説明図。 実施例４のキャニスタの説明図。 実施例４および比較例の脱離終了時の温度分布を示す特性図。 実施例５のキャニスタの説明図。

符号の説明

１…ケース
４…蒸気流入口
５…蒸気流出口
６…大気開放口

Claims (8)

1. 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質を利用した蓄熱剤を、吸着材と混合してケース内に充填するとともに、流れ方向の一端に蒸気の流入・流出部を設け、かつ他端に大気開放口を設けたキャニスタにおいて、
   上記流入・流出部側から上記大気開放口側の間の流れ方向に沿って、上記蓄熱剤の配合割合が変化していることを特徴とするキャニスタ。
2. キャニスタの使用条件下の雰囲気温度よりも相変化温度が高い蓄熱剤を用いるとともに、この蓄熱剤の配合割合が、上記大気開放口側で相対的に高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のキャニスタ。
3. キャニスタの使用条件下の雰囲気温度よりも相変化温度が低い蓄熱剤を用いるとともに、この蓄熱剤の配合割合が、上記流入・流出部側で相対的に高くなっていることを特徴とする請求項１に記載のキャニスタ。
4. 各部の蓄熱剤の配合割合が、０〜４０wt％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のキャニスタ。
5. 上記ケース内が上記流れ方向に沿って複数の領域に区画されており、各領域でそれぞれ蓄熱剤の配合割合が異なるように、配合割合が段階的に変化していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のキャニスタ。
6. 蓄熱剤を混合しない吸着材のみが収容される領域を含むことを特徴とする請求項５に記載のキャニスタ。
7. 上記蓄熱剤の配合割合が、上記の流れ方向に沿って、連続的に変化していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のキャニスタ。
8. 上記蓄熱剤は、相変化物質をマイクロカプセル中に封入してなる微細な蓄熱剤を、バインダとともに粒状に成形した成形蓄熱剤からなり、この成形蓄熱剤が、粒状の吸着材と混合して用いられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のキャニスタ。

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