JP2011064101A - Evaporation fuel adsorbent and canister - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸発燃料吸着体及びキャニスタに関する。 The present invention relates to an evaporated fuel adsorber and a canister.
燃料タンク等で発生した蒸発燃料ガスを処理するためのキャニスタでは、活性炭(蒸発燃料吸着体)の温度変化を抑制することが望ましい。たとえば特許文献1には、表面に蓄熱材をまぶして固着した活性炭や、蓄熱材を練りこみペレット状に成形した活性炭が記載されている。
In a canister for treating evaporated fuel gas generated in a fuel tank or the like, it is desirable to suppress temperature change of activated carbon (evaporated fuel adsorbent). For example,
しかし、特許文献1の活性炭では、蓄熱材が活性炭の表面に露出しているため、振動等で活性炭が擦れあって摩耗したときに、露出した蓄熱材が脱落することがある。
However, in the activated carbon of
本発明は上記事実を考慮し、蓄熱材の脱落を抑制可能な蒸発燃料吸着体と、この蒸発燃料吸着体を備えたキャニスタを得ることを課題とする。 This invention considers the said fact and makes it a subject to obtain the evaporative fuel adsorber which can suppress omission of a thermal storage material, and a canister provided with this evaporative fuel adsorber.
請求項1に記載の発明では、蒸発燃料の吸着及び脱離を行う活性炭により形成された活性炭本体と、前記活性炭本体の温度変化を抑制する複数の蓄熱部材が一体化され、活性炭本体に内蔵された蓄熱成形体と、を有する。 In the first aspect of the present invention, the activated carbon main body formed of activated carbon that adsorbs and desorbs the evaporated fuel and a plurality of heat storage members that suppress the temperature change of the activated carbon main body are integrated and incorporated in the activated carbon main body. And a heat storage molded body.
この蒸発燃料吸着体では、活性炭本体が活性炭により形成されており、蒸発燃料の吸着及び脱離を行う。また、蓄熱成形体を構成する蓄熱部材により、蒸発燃料吸着時の活性炭本体の温度上昇、及び、蒸発燃料脱離時の活性炭本体の温度低下が抑制される。 In this evaporated fuel adsorbent, the activated carbon main body is formed of activated carbon, and the evaporated fuel is adsorbed and desorbed. Moreover, the heat storage member which comprises a heat storage molded object suppresses the temperature rise of the activated carbon main body at the time of vaporization fuel adsorption | suction, and the temperature fall of the activated carbon main body at the time of vaporization fuel detachment | desorption.
複数の蓄熱部材は一体化されて蓄熱成形体とされており、しかも、活性炭本体に内蔵されている。すなわち、複数の蓄熱部材はいずれも、活性炭本体の表面に露出していないか、若しくは露出部分が少なっている状態で一体化されている。したがって、活性炭本体が擦れあったような場合でも、蓄熱部材の脱落が抑制される。 The plurality of heat storage members are integrated into a heat storage molded body, and are incorporated in the activated carbon main body. That is, all of the plurality of heat storage members are not exposed on the surface of the activated carbon main body or are integrated in a state where the exposed portions are few. Therefore, even when the activated carbon main body is rubbed, dropping of the heat storage member is suppressed.
なお、ここでいう「内蔵」とは、活性炭本体の表面から内側に入り込んだ位置にあること、すなわち、蓄熱部材の少なくとも一部は、活性炭本体の表面に露出しない構造になっていることをいう。 Note that the term “built-in” as used herein means that the inner wall of the activated carbon body is located inside, that is, the heat storage member is not exposed to the surface of the activated carbon body. .
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記活性炭本体が筒状に形成され、前記蓄熱成形体が前記活性炭本体の内側に収容されている。
In invention of Claim 2, in the invention of
このように、筒状に活性炭本体を形成し、その内部には、蓄熱成形体を収容することで、簡単な構造で、蓄熱部材が活性炭本体に内蔵された構造の蒸発燃料吸着体が得られる。 In this way, the activated carbon main body is formed in a cylindrical shape, and the heat storage molded body is accommodated therein, thereby obtaining an evaporative fuel adsorber having a simple structure and a structure in which the heat storage member is built in the main body of the activated carbon. .
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の発明において、前記蓄熱成形体が、筒状に形成された前記活性炭本体の軸方向端部から内側に入り込んだ位置に配置されている。 In invention of Claim 3, in the invention of Claim 2, the said heat storage molded object is arrange | positioned in the position which entered inside from the axial direction edge part of the said activated carbon main body formed in the cylinder shape.
このように、蓄熱成形体を、活性炭本体の軸方向端部から内側に入り込んだ位置に配置することで、蓄熱部材が活性炭本体の軸方向端部から露出しなくなるので、蓄熱部材の脱落がより確実に抑制される。 In this way, by disposing the heat storage molded body at a position that goes inward from the axial end of the activated carbon main body, the heat storage member is not exposed from the axial end of the activated carbon main body, so that the heat storage member is more easily dropped. Suppressed reliably.
請求項4に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記蓄熱成形体が、前記活性炭本体によってその外側の全面を覆われている。
In invention of Claim 4, in the invention of
このように、蓄熱成形体の外側の全面を活性炭本体によって覆ってしまうことで、蓄熱部材の脱落がより確実に抑制される。 Thus, the fall of a heat storage member is suppressed more reliably by covering the whole surface of the outside of a heat storage molded object with an activated carbon main body.
請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の蒸発燃料吸着体を備え、導入された蒸発燃料の前記活性炭本体による吸着と、吸着された蒸発燃料の活性炭本体からの脱離を行う。
The invention according to claim 5 includes the evaporated fuel adsorbent according to any one of
このキャニスタでは、導入された蒸発燃料ガスが蒸発燃料吸着体で吸着されるが、吸着時の温度上昇は、蓄熱部材によって抑制され、吸着能力の低下が防止される。また、吸着された蒸発燃料の脱離時には、温度低下が蓄熱部材によって抑制され、脱離能力の低下が防止される。 In this canister, the introduced evaporative fuel gas is adsorbed by the evaporative fuel adsorbent, but the temperature rise at the time of adsorption is suppressed by the heat storage member, and a decrease in the adsorption capacity is prevented. Further, at the time of desorption of the adsorbed evaporated fuel, the temperature decrease is suppressed by the heat storage member, and the decrease of the desorption capability is prevented.
蒸発燃料吸着体は活性炭により形成された活性炭本体を備えており、複数の蓄熱部材が、活性炭本体に内蔵されている。したがって、活性炭本体が擦れあったような場合でも、蓄熱部材の脱落が抑制され、活性炭の温度変化を抑制する効果を維持できる。 The evaporative fuel adsorber has an activated carbon main body formed of activated carbon, and a plurality of heat storage members are built in the activated carbon main body. Accordingly, even when the activated carbon main body is rubbed, the heat storage member is prevented from falling off, and the effect of suppressing the temperature change of the activated carbon can be maintained.
本発明は上記構成としたので、蓄熱材の脱落を抑制可能な蒸発燃料吸着体と、この蒸発燃料吸着体を備えたキャニスタが得られる。 Since the present invention has the above-described configuration, an evaporative fuel adsorber that can suppress the dropout of the heat storage material and a canister including the evaporative fuel adsorber are obtained.
図1(A)には、本発明の第一実施形態のキャニスタ12が示されている。このキャニスタ12は、略箱状に形成されたキャニスタ本体14を有している。キャニスタ本体14の内部には、一端壁14A及び他端壁14Bのそれぞれに対して平行に、不織布等で略板状に構成されたフィルタ膜16、18が備えられている。
FIG. 1A shows a
また、キャニスタ本体14の一端壁14Aからは、フィルタ膜18に達する隔壁20が延出されている。この隔壁20とフィルタ膜16、18により、キャニスタ本体14内には第一吸着室22と第二吸着室24とが構成されている。そして、第一吸着室22から、フィルタ膜18と他端壁14Bの間の空間28を経て第二吸着室24に至る方向F1と、その反対方向F2を含む、略U字状の気体流動経路が構成されている。
A
キャニスタ本体14には、第一吸着室22に対応する位置に、図示しない燃料タンクに接続された導入配管32が設けられている。また、同じく第一吸着室22に対応する位置に、図示しないエンジンに接続された排出配管34が設けられている。さらに、第二吸着室24に対応する位置には、大気と連通された大気連通配管36が設けられている。
The
給油時等には燃料タンク内で蒸発燃料ガスが生じるが、この蒸発燃料ガスは、導入配管32を経てキャニスタ12に導入される。そして、導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分は、後述する蒸発燃料吸着体30で吸着され、浄化された空気が大気連通配管36を経て大気開放される。また、車両走行時等には、蒸発燃料吸着体30に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管36を経て導入された空気と共に、排出配管34からエンジンに送られるようになっている。
Evaporated fuel gas is generated in the fuel tank at the time of refueling or the like, and this evaporated fuel gas is introduced into the
図1(B)に示すように、これら第一吸着室22及び第二吸着室24には、多数の蒸発燃料吸着体30が充填されている。図2(A)及び(B)にも詳細に示すように、蒸発燃料吸着体30のそれぞれは、本実施形態では円筒状に形成された活性炭本体38と、その内部に収容(内蔵)された円柱状の蓄熱成形体40と、を有している。すなわち、蒸発燃料吸着体30は、外層の活性炭本体38と、内層の蓄熱成形体40との2層で構成されている。本実施形態では、蓄熱成形体40の軸方向の長さL2は、活性炭本体38の軸方向の長さL1と同程度とされており、活性炭本体38の軸方向端面38Eと、蓄熱成形体40の軸方向端面38Eとが面一になる(少なくとも、蓄熱成形体40は活性炭本体38の内部から突出しない)構造とされている。
As shown in FIG. 1B, the
活性炭本体38は、蒸発燃料を吸着及び脱離する作用を有する活性炭を混錬し、所望の形状(本実施形態では円筒状)とすることで形成されており、全表面において活性炭が連続している。したがって、活性炭本体38は、特にその表面の全体で蒸発燃料を吸着及び脱離する。
The activated carbon
蓄熱成形体40は、複数の蓄熱材カプセル42を有している。蓄熱材カプセル42は、図3にも詳細に示すように、樹脂又はセラミック等で成形した球殻状のマイクロカプセル44の内部に、相変化する蓄熱材46を封入することで構成されている。そして、多数の蓄熱材カプセル42をバインダーで接合して固め、全体として、図2(A)及び(B)に示すような、蓄熱材カプセル42が一体化されたマイクロカプセル群48としている。このマイクロカプセル群48を、活性炭本体38の内部に収容可能な形状、本実施形態では円柱状に成形し、蓄熱成形体40としている。蓄熱成形体40は、外周面の全面に渡って、活性炭本体38の内周面に接触している。
The heat storage molded
また、本実施形態では、上記したように、活性炭本体38の軸方向端面38Eと蓄熱成形体40の軸方向端面38Eとが面一になるように、蓄熱成形体40が活性炭本体38に内蔵されている。したがって、蓄熱成形体40の軸方向端面38Eは活性炭本体38の表面から露出するが、これ以外の部分(実質的に、蓄熱成形体40を構成する蓄熱材カプセル42の殆ど)は、活性炭本体38の表面から露出していない。
In the present embodiment, as described above, the heat storage molded
なお、マイクロカプセル44を接合するバインダーとしては、例えば軟質樹脂を用いることができる。軟質樹脂のバインダーを用いると、熱による膨張時あるいは収縮時に、活性炭本体38と蓄熱成形体40との寸法変化がバインダーによって吸収できる。本実施形態では特に、バインダーとして、線膨張係数が活性炭本体38と同程度の軟質樹脂を用いており、膨張時あるいは収縮時に、活性炭本体38と蓄熱成形体40との間にズレや歪みが生じないようになっている。
In addition, as a binder which joins the
このような構造とされた蒸発燃料吸着体30が、図1(A)に示すように、キャニスタ本体14の第一吸着室22及び第二吸着室24に充填されている。フィルタ膜18と他端壁14Bの間の空間28にはコイルバネ26が配置されており、フィルタ膜16が、第一吸着室22と第二吸着室24の容積を縮小する方向に付勢されている。これにより、蒸発燃料吸着体30も、所定の充填密度に維持された状態となっている。
The evaporated
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
本実施形態のキャニスタ12では、図1(A)に矢印F1で示すように、給油時等に導入配管32を経て導入された蒸発燃料ガスの蒸発燃料成分が、蒸発燃料吸着体30で吸着され、浄化された空気が大気連通配管36を経て大気に開放される。また、図1(A)に矢印F2で示すように、車両走行時等には、蒸発燃料吸着体30に吸着された蒸発燃料成分が脱離され、大気連通配管36を経て導入された空気と共に、排出配管34からエンジンに送られる。
In the
ここで一般に、活性炭を含んだ蒸発燃料吸着体30では、蒸発燃料ガスの吸着時には活性炭本体38の温度が上昇して吸着能力が低下し、脱離時には活性炭本体38の温度が低下して脱離能力が低下する。本実施形態では、蒸発燃料吸着体30が蓄熱成形体40を内蔵しているので、蒸発燃料の吸着時には活性炭本体38から蓄熱成形体40に熱が移動し、活性炭本体38の温度上昇が抑制される。また、脱離時には蓄熱成形体40から活性炭本体38に熱が移動し、活性炭本体38の温度低下が抑制される(以下、吸着時の温度上昇抑制効果と脱離時の温度低下抑制効果をまとめて保温効果という)。これにより、蒸発燃料吸着体30の温度変化に伴う性能低下が防止される。
Here, in general, in the evaporated
特に本実施形態では、全ての蒸発燃料吸着体30のそれぞれにおいて、蓄熱成形体40が内蔵されている。したがって、第一吸着室22及び第二吸着室24のいずれにおいても、活性炭本体38に対し均等に、蓄熱成形体40による保温効果が作用し、活性炭本体38の吸着性能、脱離性能が維持される。
In particular, in this embodiment, each of the evaporated
しかも、本実施形態では、蓄熱成形体40が、外周面の全面に渡って、活性炭本体38の内周面に接触する構造としている。蓄熱成形体40と活性炭本体38との接触面積が広く確保できるので、蓄熱成形体40と活性炭本体38との間で熱を効率的に移動させることができる。
And in this embodiment, it is set as the structure where the thermal storage molded
また、本実施形態の蒸発燃料吸着体30では、蓄熱成形体40が活性炭本体38に内蔵されており、実質的に、内層側の蓄熱成形体40が外層側の活性炭本体38により周囲を保護されている。第一吸着室22及び第二吸着室24の内部では、蒸発燃料吸着体30同士が接触して摩耗することがあるため、たとえば蓄熱成形体40を構成している蓄熱材カプセル42が蒸発燃料吸着体30の表面に多数露出していると、摩耗によってこれらの露出した蓄熱材カプセル42が蒸発燃料吸着体30から脱落するおそれがある。しかし、本実施形態では、蓄熱成形体40(蓄熱材カプセル42)が活性炭本体38の内部に収容されることで、蓄熱材カプセル42の脱落が抑制されているので、蓄熱成形体40による保温効果の低下も抑制される。これにより、蒸発燃料吸着体30の吸着性能、脱離性能も安定する。
Further, in the evaporated
しかも、蓄熱材46が封入された多数の蓄熱材カプセル42をバインダーで接合して固めることにより、一体化された蓄熱成形体40を成形し、この蓄熱成形体40を活性炭本体38の内側に収容している。したがって、複数の蓄熱材カプセル42が活性炭本体38に分散されている(一体化されていない)構造として、蓄熱材カプセル42の脱落をより効果的に抑制できる。
In addition, a large number of heat
なお、第1実施形態の蒸発燃料吸着体30の製造方法は特に限定されないが、たとえば、内側(中心)に長尺状(長い円柱の棒状)の蓄熱成形体40を保持した状態で、活性炭が混錬された活性炭本体38を押し出して長尺状とし、これを(蓄熱成形体40と活性炭本体38とをまとめて)一定長さで切断することで、蒸発燃料吸着体30が得られる。
In addition, although the manufacturing method of the
図4(A)及び(B)には、本発明の第2実施形態の蒸発燃料吸着体60が示されている。なお、以下の各実施形態においては、蒸発燃料吸着体の構造のみが第1実施形態と異なっており、第1実施形態と同一の構成要素部材等については、同一符号を付して、適宜説明を省略する。また、第2実施形態以降では、キャニスタの全体的構成も第1実施形態と略同一とされる。
4A and 4B show an evaporated
第2実施形態の蒸発燃料吸着体60では、円筒状の活性炭本体38に円柱状の蓄熱部材62が内蔵されているが、蓄熱部材62の軸方向の長さL2が、活性炭本体38の軸方向の軸方向の長さL1よりも短くされており、蓄熱部材62の軸方向端面62Eが、活性炭本体38の軸方向端面38Eよりも、軸方向内側に位置している。換言すれば、活性炭本体38の内側には、蓄熱成形体40の軸方向両端に、空洞部64が構成されている。
In the evaporated
第2実施形態の蒸発燃料吸着体60はこのように、蓄熱成形体40が活性炭本体38よりも軸方向内側に入り込んだ構造とされているので、第1実施形態の蒸発燃料吸着体30と比較して、蓄熱部材62の軸方向端面62Eの摩耗の可能性がさらに低くなる。すなわち、第1実施形態よりも、さらに、蓄熱部材62(蓄熱材カプセル42)の脱落を抑制できる。
As described above, the evaporated
なお、第2実施形態の蒸発燃料吸着体60においても、第1実施形態の蒸発燃料吸着体30と略同様の製造方向で製造可能であるが、蓄熱部材62はあらかじめ完成品としての長さL2に切断しておき、この蓄熱部材62を一点間隔を空けて所定方向に送りながら、その周囲に活性炭本体38を押し出して長尺状とした後、蓄熱部材62の中間部分で活性炭本体38を切断すればよい。ただし、第2実施形態の蒸発燃料吸着体60では、長尺状の活性炭本体を切断する位置の特定が難しい(蓄熱部材62の中間部分からずれないようにする必要がある)ことがある。この点で、第1実施形態の蒸発燃料吸着体30の方が製造に関しては容易である。
The
図5(A)及び(B)には、本発明の第3実施形態の蒸発燃料吸着体70が示されている。第3実施形態の蒸発燃料吸着体70では、第2実施形態と同様に蓄熱部材62の軸方向の長さL2が活性炭本体38の軸方向の軸方向の長さL1よりも短くされているが、第2実施形態において空洞部64となっていた部分も活性炭が配置された活性炭本体72の形状とされている。
FIGS. 5A and 5B show an evaporated
したがって、第3実施形態では、蓄熱部材62の表面(周囲)を活性炭本体72で完全に覆っていることになる。このため、第2実施形態よりも、さらに、蓄熱部材62(蓄熱材カプセル42)の脱落を抑制できる。
Therefore, in the third embodiment, the surface (surrounding) of the
なお、第3実施形態の蒸発燃料吸着体70の製造方法も特に限定されず、たとえば、第2実施形態の蒸発燃料吸着体60を一旦製造しておき、これに対しさらに空洞部64に活性炭を充填してもよい。また、最初に円柱状の蓄熱部材62(長さL2)を形成し、その周囲に活性炭をコーティングして、全体として円柱状の蒸発燃料吸着体70を成形してもよい。
The method for manufacturing the evaporated
図6(A)には、本発明の第4実施形態の蒸発燃料吸着体80を備えたキャニスタ92が示されている。また、図6(B)及び図7には、第4実施形態の蒸発燃料吸着体80が示されている。第4実施形態の蒸発燃料吸着体80では、全体形状を略球形とし、蓄熱部材84としても、多数の蓄熱材カプセル42を全体として略球形になるように接合している。すなわち、第4実施形態の蒸発燃料吸着体80では、略球形の蓄熱部材84の周囲に、略一定の厚みを有する活性炭本体82がコーティングされている。そして、図6(A)に示すように、蒸発燃料吸着体80がキャニスタ本体14の第一吸着室22及び第二吸着室24に充填されることで、第4実施形態のキャニスタ92が構成されている。
FIG. 6A shows a
したがって、第4実施形態の蒸発燃料吸着体80においても、第3実施形態の蒸発燃料吸着体70と同様に、蓄熱部材84の表面(周囲)を活性炭本体82で完全に覆っている。このため、第2実施形態よりも、さらに、蓄熱部材84(蓄熱材カプセル42)の脱落を抑制できる。
Therefore, also in the evaporated
第4実施形態の蒸発燃料吸着体80の製造方法も特に限定されないが、たとえば、最初に蓄熱材カプセル42をバインダー等で接合して略球形の蓄熱部材84を成形し、この蓄熱部材84の周囲に(必要に応じて蓄熱部材84を回転させながら)活性炭を略一定の厚みでコーティングして、活性炭本体82を構成すればよい。
The manufacturing method of the evaporated
なお、上記各実施形態では、本発明の蓄熱部材として、略球形の蓄熱材カプセル42により構成されたものを挙げているが、蓄熱材カプセル42の形状は球形に限定されず、他の形状でもよい。ただし、略球形とすれば、蓄熱材46の温度変化による蓄熱材カプセル42の内圧変化に対する耐圧性を、他の形状よりも高く確保できる。
In each of the above embodiments, the heat storage member of the present invention is configured by a substantially spherical heat
また、蓄熱部材(マイクロカプセル群48)の形状も、上記では円柱状及び略球形のものを挙げているが、これに限定されない。第1〜第3実施形態のように、蓄熱部材を円柱状とすれば、活性炭本体と広く均一に接触させることができるので、活性炭本体38吸着性能、脱離性能を向上させることが可能になる。また、第4実施形態のように、蓄熱部材を略球形としても、活性炭本体と均一に接触させることができるので、活性炭本体38吸着性能、脱離性能を向上させることが可能になる。
In addition, the shape of the heat storage member (microcapsule group 48) is also exemplified as a cylindrical shape and a substantially spherical shape in the above, but is not limited thereto. If the heat storage member has a columnar shape as in the first to third embodiments, the activated carbon
12 キャニスタ
14 キャニスタ本体
16 フィルタ膜
18 フィルタ膜
22 第一吸着室
24 第二吸着室
30 蒸発燃料吸着体
38 活性炭本体
40 蓄熱成形体
42 蓄熱材カプセル(蓄熱部材)
44 マイクロカプセル
46 蓄熱材
48 マイクロカプセル群
60 蒸発燃料吸着体
62 蓄熱部材
64 空洞部
70 蒸発燃料吸着体
72 活性炭本体
80 蒸発燃料吸着体
82 活性炭本体
84 蓄熱部材
12
44
Claims (5)
前記活性炭本体の温度変化を抑制する複数の蓄熱部材が一体化され、活性炭本体に内蔵された蓄熱成形体と、
を有する蒸発燃料吸着体。 An activated carbon body formed of activated carbon that performs adsorption and desorption of evaporated fuel;
A plurality of heat storage members that suppress the temperature change of the activated carbon main body are integrated, and a heat storage molded body built in the activated carbon main body,
An evaporative fuel adsorber having
前記蓄熱成形体が前記活性炭本体の内側に収容されている請求項1に記載の蒸発燃料吸着体。 The activated carbon body is formed in a cylindrical shape,
The evaporated fuel adsorbent according to claim 1, wherein the heat storage molded body is accommodated inside the activated carbon main body.
導入された蒸発燃料の前記活性炭本体による吸着と、吸着された蒸発燃料の活性炭本体からの脱離を行うキャニスタ。 The fuel vapor adsorbent according to any one of claims 1 to 4, comprising:
A canister that adsorbs the introduced evaporated fuel by the activated carbon main body and desorbs the adsorbed evaporated fuel from the activated carbon main body.
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