JP2011174384A - 燃料タンク、並びに同燃料タンクを具備する蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料蒸気の発生を抑制することのできる燃料タンクを提供する。
【解決手段】燃料タンク１００の内部には、貯留された燃料の温度が上昇するときに固体から液体に相変化する相変化物質を封入した潜熱蓄熱材１１０が燃料タンク１００の内周側底面に固定されて設けられている。相変化物質としては、パラフィン系炭化水素を適用する。潜熱蓄熱材１１０は、モータを備える駆動と、同駆動部を取り囲むリザーブカップとを備えた部ポンプモジュールの一部に固定されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、液体燃料を貯留する燃料タンク、並びに同燃料タンクを備える蒸発燃料処理装置に関する。

液体燃料を貯留する燃料タンクにあっては、燃料タンク内に貯留された燃料の液面から燃料が揮発し、燃料タンク内に燃料蒸気が発生する。
特許文献１には、燃料タンク内に発生した燃料蒸気を、機関運転中に内燃機関の吸気通路に導入して燃焼させる蒸発燃料処理装置が記載されている。こうした蒸発燃料処理装置にあっては、燃料タンク内で発生した燃料蒸気を、キャニスタに導き、キャニスタに内蔵された吸着材に一時的に吸着させる。そして、機関運転中に、キャニスタ内の空気を吸気通路に吸い出すとともに大気導入通路からキャニスタに空気を導入することにより吸着材に吸着している燃料を脱離させ、脱離した燃料を空気とともに吸気通路に導入するパージを実行し、吸着材から脱離した燃料を内燃機関で燃焼させる。これにより、燃料タンク内で発生した燃料蒸気を、大気中に放出させずに燃焼除去することができる。

特開２００４‐３０８４８３号公報

ところで、外気温の上昇等に伴って燃料タンク内に貯留されている燃料の温度が上昇した場合には、燃料タンク内で燃料が盛んに揮発するようになり、吸着材に大量の燃料が吸着されるようになるため、吸着材が飽和状態になりやすい。吸着材が飽和状態になってしまうと、吸着材に燃料をそれ以上吸着させることができなくなり、燃料蒸気がそのままキャニスタを通過して大気導入通路から大気中に放出されるようになってしまう。

尚、大容量の吸着材を備えたキャニスタを設けることにより、吸着材が飽和状態になってしまうことを抑制することもできる。しかし、そうした構成を採用した場合には、キャニスタが大型化し、蒸発燃料処理装置の大型化を招くこととなる。

そのため、キャニスタの大型化を抑制しつつ、燃料蒸気が大気中に放出されるようになることを効果的に抑制するためには、燃料蒸気の発生そのものを抑制することが望ましい。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は燃料蒸気の発生を抑制することのできる燃料タンク、並びに同燃料タンクを具備する蒸発燃料処理装置を提供することにある。

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、液体燃料を貯留する燃料タンクにおいて、同燃料タンク内に、貯留された燃料の温度が上昇するときに固体から液体に相変化する相変化物質を封入した潜熱蓄熱材を設けたことをその要旨とする。

燃料タンクに貯留された燃料は、その温度が高くなるほど、盛んに揮発するようになる。そのため、燃料の温度が高くなると、それに伴って燃料タンク内で燃料蒸気が大量に発生するようになる。

これに対して、上記請求項１に記載の発明にあっては、燃料の温度が上昇するときに固体から液体に相変化する相変化物質を封入した潜熱蓄熱材を、燃料タンク内に設けるようにしている。

固体から液体への相変化は潜熱によって周囲から熱を奪う吸熱反応である。そのため、上記請求項１に記載の構成によれば、外気温が高くなる等して燃料タンク内に貯留された燃料の温度が上昇するときに相変化物質が固体から液体に相変化し、その潜熱によって燃料の温度上昇が抑制されるようになる。

したがって、上記請求項１に記載の発明によれば、燃料の温度が上昇して燃料が盛んに揮発するようになることが抑制され、燃料蒸気の発生が抑制されるようになる。
尚、潜熱蓄熱材は、請求項２に記載されているように、相変化物質を金属の容器に封入することによって形成することができる。このように金属の容器に相変化物質を封入する構成を採用すれば、融解した液体状態の相変化物質が燃料に混合することを抑制することができ、繰り返し使用可能な潜熱蓄熱材を形成することができる。

また、相変化物質としては、請求項３に記載されているようにパラフィン系炭化水素を適用することができる。例えば、外気温の変化による燃料の温度上昇を抑制するためには、融点が外気温近傍（例えば、０℃〜４０℃）の温度範囲にある物質を相変化物質として適用することが望ましい。

パラフィン系炭化水素の中には、この温度範囲に融点を有するものがある。そのため、外気温の変化による燃料の温度上昇を抑制する上では、請求項３に記載されているように、融点が外気温近傍の温度範囲にあるパラフィン系炭化水素を相変化物質として適用することが好ましい。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料タンクにおいて、前記潜熱蓄熱材が、同燃料タンクの内周側底面に固定されていることをその要旨とする。
燃料タンクの上部に潜熱蓄熱材を固定した場合には、燃料タンク内に貯留されている燃料の量が少なくなったときに燃料と潜熱蓄熱材とが接触しなくなってしまい、燃料の温度上昇を抑制する効果が得られなくなってしまう。

これに対して、上記請求項４に記載されているように潜熱蓄熱材を燃料タンクの内周側底面に固定すれば、燃料タンク内に貯留されている燃料の量が少なくなっても、燃料と潜熱蓄熱材とが接触し続けるようになる。そのため、上記請求項４に記載の発明によれば、燃料タンク内に貯留されている燃料の量が少なくなった場合にも相変化物質の潜熱を利用して燃料の温度上昇を効果的に抑制することができるようになる。

尚、請求項５に記載されているように貯留される燃料の中に浸るようにポンプモジュールが配設されている燃料タンクにあっては、ポンプモジュールの一部に潜熱蓄熱材を固定する構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合には、ポンプモジュールに固定された潜熱蓄熱材が、貯留されている燃料に浸っている限り、相変化物質の潜熱を利用して燃料の温度上昇を抑制することができる。

また、ポンプモジュールに潜熱蓄熱材を固定する場合には、請求項６に記載されているように、リザーブカップの壁面に潜熱蓄熱材を固定することが望ましい。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料タンクと、燃料蒸気を吸着する吸着材を内蔵したキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを接続する排出通路と、内燃機関の吸気通路と前記キャニスタとを接続するパージ通路と、前記キャニスタに空気を導入する大気導入通路とを備え、機関運転中に、前記吸気通路内の負圧を利用して前記キャニスタ内の空気を前記吸気通路に吸い出させるとともに前記大気導入通路を通じて前記キャニスタ内に空気を導入して前記吸着材に吸着している燃料を脱離させるパージを実行し、脱離した燃料を空気とともに前記吸気通路に導入して前記内燃機関で燃焼させる蒸発燃料処理装置である。

吸着材に大量の燃料が付着して吸着材が飽和状態なってしまうと、吸着材にそれ以上燃料を吸着させることができなくなり、燃料蒸気がそのままキャニスタを通過して大気導入通路から大気中に放出されるようになってしまう。これに対して、大容量の吸着材を備えたキャニスタを設けることにより、吸着材が飽和状態になってしまうことを抑制する構成を採用することもできるが、そうした構成を採用した場合には、キャニスタが大型化し、蒸発燃料処理装置の大型化を招くこととなる。

この点、上記請求項７に記載の蒸発燃料処理装置は、上述したように燃料の温度上昇を抑制し、燃料蒸気の発生を抑制することのできる請求項１〜６に記載の燃料タンクを備えている。そのため、大容量の吸着材を備えたキャニスタを設けるようにしなくても、吸着材が飽和状態になってしまうことを抑制することができる。すなわち、上記請求項７に記載の蒸発燃料処理装置によれば、キャニスタの大型化や、蒸発燃料処理装置の大型化を抑制しつつ、吸着材が飽和状態になってしまうことを抑制することができるようになる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の構成に加え、機関停止中に前記排出通路を閉鎖する閉鎖バルブを備え、機関停止中に前記燃料タンクを密閉することをその要旨とする。

蒸発燃料処理装置にあっては、パージが実行されない機関停止中に排出通路を閉鎖し、燃料タンクを密閉するものもある。このように機関停止中に燃料タンクを密閉する構成を採用すれば、排出通路を閉鎖している間は燃料蒸気がキャニスタに導入されなくなる。そのため、吸着材が飽和状態になることを抑制することができるとともに、燃料蒸気がキャニスタを通過して大気中に放出されることを抑制することができるようになる。

ところが、燃料タンクを密閉すると、燃料蒸気の行き場がなくなるため、燃料の揮発に伴って燃料タンク内の圧力が上昇するようになる。そのため、上記のように燃料タンクを密閉する構成を採用する場合には、圧力の上昇に耐え得る強度を確保する必要があるが、強度を確保すべく、燃料タンクの肉厚を厚くすると、燃料タンクの重量の増大や製造コストの増大を招くこととなる。

これに対して上記請求項８に記載の発明のように、燃料の温度上昇を抑制し、燃料蒸気の発生を抑制することのできる請求項１〜６に記載の燃料タンクを備える請求項７に記載の蒸発燃料処理装置において、機関停止中に燃料タンクを密閉する構成を採用した場合には、燃料蒸気の発生による圧力上昇が抑制されるため、圧力上昇に耐え得る強度を容易に確保することができる。

すなわち、上記請求項８に記載の蒸発燃料処理装置によれば、強度を確保するための燃料タンクの重量の増大や製造コストの増大を抑制しつつ、燃料タンクを密閉する構成を採用することができ、吸着材が飽和状態になることや、燃料蒸気がキャニスタを通過して大気中に放出されることをより好適に抑制することができるようになる。

この発明の一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置の概略構成を示す模式図。 同実施形態にかかる蒸発燃料処理装置の燃料タンクに設けられた潜熱蓄熱材の断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は潜熱蓄熱材の固定方法を説明する説明図。 （ａ），（ｂ）は潜熱蓄熱材のその他の固定方法を説明する説明図。 潜熱蓄熱材をポンプモジュールに固定した状態を示す模式図。

以下、この発明にかかる燃料タンク並びに同燃料タンクを具備する蒸発燃料処理装置を、自動車に搭載される燃料タンク並びに蒸発燃料処理装置として具体化した一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。尚、図１は本実施形態にかかる蒸発燃料処理装置２００の概略構成を示している。

図１の下方に示されるように燃料タンク１００には、燃料タンク１００内に貯留された燃料を汲み上げるポンプモジュール１２０が設けられている。また、燃料タンク１００の上部には、燃料タンク１００内の圧力を検出する圧力センサ５１３が設けられている。

ポンプモジュール１２０は、燃料供給パイプ１２１を介して内燃機関１０の燃料噴射弁１１に接続されている。これにより、ポンプモジュール１２０によって燃料タンク１００から汲み上げられた燃料は、燃料供給パイプ１２１を通じて燃料噴射弁１１に供給されるようになっている。尚、ポンプモジュール１２０には、燃料タンク１００内に貯留された燃料に浮かぶフロート５１４ａの位置に応じて燃料タンク１００内に貯留された燃料の液位を検出するフューエルセンダーゲージ５１４が設けられている。

また、図１の右側に示されるように燃料タンク１００には、フューエルインレットパイプ１３０が取り付けられている。このフューエルインレットパイプ１３０の先端に位置する給油口１３０ａは、車両のボディに設けられたフューエルインレットボックス１３２内に収容されている。尚、フューエルインレットパイプ１３０には、燃料タンク１００の上部とフューエルインレットパイプ１３０の上流部とを接続する循環パイプ１３１が設けられている。

フューエルインレットボックス１３２には、フューエルリッド１３３が設けられている。給油時には、このフューエルリッド１３３を開放し、給油口１３０ａに取り付けられたキャップ１３０ｂを取り外すことにより、給油口１３０ａから燃料タンク１００内に燃料を注入することができるようになっている。

図１の上方に示されるように内燃機関１０の吸気通路２０には、燃料タンク１００から供給された燃料を噴射する燃料噴射弁１１が設けられている。吸気通路２０の入り口部分には、吸入される空気に含まれる細かな塵などを取り除くエアフィルタ２１が設けられている。

吸気通路２０におけるサージタンク２２よりも上流側の部分には、モータ２３によってその開度が調整され、内燃機関１０に吸入される空気の量である吸入空気量ＧＡを調量するスロットルバルブ２４が設けられている。また、吸気通路２０におけるスロットルバルブ２４よりも上流側の部分には、吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ５１０が設けられている。

図１の中央に示されるように内燃機関１０の吸気通路２０には、燃料タンク１００内に発生する燃料蒸気を処理する蒸発燃料処理装置２００が接続されている。蒸発燃料処理装置２００は、燃料蒸気を吸着する吸着材２１１を内蔵したキャニスタ２１０を備えている。尚、吸着材２１１は、燃料を吸着する活性炭である。

キャニスタ２１０は、排出通路２２０を介して燃料タンク１００の上部に接続されている。図１に示されるように、排出通路２２０の途中には、閉鎖バルブユニット２２１が設けられている。閉鎖バルブユニット２２１は、排出通路２２０における同閉鎖バルブユニット２２１を挟んで上流側に位置する部位と下流側に位置する部位との圧力差が非常に大きくなったときに開弁するリリーフバルブ２２１ａと、このリリーフバルブ２２１ａを迂回する通路を開閉する閉鎖バルブ２２１ｂとを備えている。尚、閉鎖バルブ２２１ｂは電子制御装置５００の制御指令に基づいて開弁状態と閉弁状態とが切り換えられる電磁駆動バルブである。

排出通路２２０にこうした閉鎖バルブユニット２２１が設けられていることにより、閉鎖バルブ２２１ｂが閉弁しているときには、排出通路２２０がリリーフバルブ２２１ａ及び同閉鎖バルブ２２１ｂによって閉鎖された状態となる。

図１の下方に示されるように、燃料タンク１００内における排出通路２２０の入り口部分には、ＯＲＶＲ（Ｏｎ‐Ｂｏａｒｄ Ｒｅｆｕｅｌｉｎｇ Ｖａｐｏｒ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ：車載型給油時燃料蒸気回収）バルブ２２２と、ロールオーバーバルブ２２３とが設けられている。

ＯＲＶＲバルブ２２２は、給油に伴う燃料の液面の上昇により、燃料タンク１００内の圧力が上昇したときに開弁する。これにより、液面上昇によって燃料タンク１００内の圧力が上昇したときに、燃料タンク１００内の燃料蒸気が排出通路２２０を通じてキャニスタ２１０に導入されるようになる。したがって、液面上昇による燃料タンク１００内の圧力上昇が抑制されて給油時にフューエルインレットパイプ１３０及び循環パイプ１３１を通じて燃料蒸気が大気中に放出されることが抑制されるようになる。

一方、ロールオーバーバルブ２２３は、車両が大きく傾いたときに閉弁し、液体の燃料が燃料タンク１００の外部に漏れ出すことを抑制する。
燃料タンク１００内の燃料蒸気は、リリーフバルブ２２１ａ及び閉鎖バルブ２２１ｂの少なくとも一方が開弁しており、且つＯＲＶＲバルブ２２２及びロールオーバーバルブ２２３の少なくとも一方が開弁しているときに、排出通路２２０を通じてキャニスタ２１０に導入される。そして、キャニスタ２１０に導入された燃料蒸気は、吸着材２１１に吸着されるようになる。

また、キャニスタ２１０には、車両のボディに設けられたフューエルインレットボックス１３２に連通する大気導入通路２３０が接続されている。この大気導入通路２３０の途中にはエアフィルタ２３１が設けられている。尚、大気導入通路２３０におけるエアフィルタ２３１よりも下流側の部分には大気導入通路２３０を閉鎖する状態と、大気導入通路２３０を閉鎖せずにキャニスタ２１０とフューエルインレットボックス１３２とを連通させる状態とを切り替える機能を有する負圧ポンプユニット２３２が設けられている。

更に、キャニスタ２１０には、吸気通路２０に連通されたパージ通路２４０が接続されている。図１に示されるようにパージ通路２４０の途中には電子制御装置５００からの指令に基づいて開弁状態と閉弁状態とが切り換えられるパージ制御バルブ２４１が設けられている。

車両を統括的に制御する電子制御装置５００には、上述したエアフロメータ５１０や、圧力センサ５１３、フューエルセンダーゲージ５１４が接続されているとともに、運転者によるアクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ５１１や、機関回転速度ＮＥを検出するクランクポジションセンサ５１２等の各種センサが接続されている。

電子制御装置５００は、これら各種センサから出力される信号に基づいて、各部に制御指令を出力し、蒸発燃料処理装置２００を含む車両の各部を統括的に制御する。
例えば、機関運転中には、クランクポジションセンサ５１２によって検出される機関回転速度ＮＥとアクセルポジションセンサ５１１によって検出されるアクセル操作量に基づいてモータ２３を制御することにより、スロットルバルブ２４を駆動して吸入空気量ＧＡを調量する。また、吸入空気量ＧＡにあわせて燃料噴射弁１１の開弁期間を制御して燃料噴射量を制御する。

更に、電子制御装置５００は、機関運転中に蒸発燃料処理装置２００を制御してキャニスタ２１０の吸着材２１１に吸着している燃料を脱離させ、脱離した燃料を空気とともに吸気通路２０に導入するパージを実行する。

具体的には、機関運転中にパージ制御バルブ２４１を開弁させ、吸気通路２０内の負圧によってキャニスタ２１０内の空気を、パージ通路２４０を通じて吸気通路２０に吸い出させる。

そして、このとき、負圧ポンプユニット２３２を、大気導入通路２３０を閉鎖せずにキャニスタ２１０とフューエルインレットボックス１３２とを連通させる状態に切り替え、大気導入通路２３０を通じてキャニスタ２１０に空気を導入する。これにより、吸着材２１１に吸着されていた燃料が脱離し、脱離した燃料がパージ通路２４０を通じて空気とともに吸気通路２０に導入されるようになる。

機関運転中にこのようなパージを適宜実行することにより、吸着材２１１に吸着している燃料が吸着材２１１から脱離するため、吸着材２１１が飽和状態になることを抑制することができる。また、脱離した燃料が空気とともに吸気通路２０に導入され、内燃機関１０で燃焼されるため、燃料タンク１００内で発生した燃料蒸気を、大気中に放出させずに燃焼除去することができる。

尚、本実施形態の蒸発燃料処理装置２００にあっては、給油時を除く機関停止中には、閉鎖バルブ２２１ｂを閉弁し、排出通路２２０を閉鎖するようにしている。これにより、機関停止中には基本的に燃料タンク１００が密閉された状態となり、燃料タンク１００内の圧力がリリーフバルブ２２１ａの開弁する圧力を超えない限り、燃料蒸気がキャニスタ２１０に導入されなくなる。

これにより、パージが実行されない機関停止中に燃料蒸気がキャニスタ２１０の吸着材２１１に吸着されて、吸着材２１１が飽和状態になってしまうことを抑制することができる。また、このように機関停止中に燃料タンク１００を密閉することにより、吸着材２１１に吸着しきれない燃料蒸気がそのままキャニスタを通過して大気中に放出されてしまうことを抑制することができる。

しかし、燃料タンク１００を密閉している間は、燃料タンク１００内で発生する燃料蒸気の行き場がないため、燃料蒸気の発生に伴って燃料タンク１００内の圧力が上昇するようになる。

燃料タンク１００内の圧力が大気圧よりも高い状態でキャップ１３０ｂが取り外され、給油口１３０ａが開放されると、燃料タンク１００内の燃料蒸気がフューエルインレットパイプ１３０を通じて大気中に放出されてしまう。そこで、本実施形態の蒸発燃料処理装置２００にあっては、給油時に、まず閉鎖バルブ２２１ｂを開弁し、燃料タンク１００内の燃料蒸気を排出通路２２０を通じてキャニスタ２１０に導入することにより、燃料タンク１００内の圧力を低下させる。そして、圧力センサ５１３によって検出される燃料タンク１００内の圧力に基づいて燃料タンク１００内の圧力が十分に低下したことを確認してからフューエルリッド１３３のロックを解除するようにしている。

このように燃料タンク１００内の圧力が十分に低下したことを確認してからフューエルリッド１３３のロックを解除するようにすれば、給油口１３０ａが開放されたときに、燃料タンク１００内の燃料蒸気がフューエルインレットパイプ１３０を通じて大気中に放出されてしまうことを抑制することができる。

ところで、外気温の上昇等に伴って燃料タンク１００内に貯留されている燃料の温度が上昇した場合には、燃料タンク１００内で燃料が盛んに揮発するようになり、吸着材２１１に大量の燃料が吸着されるようになる。そのため、燃料の温度が高い場合には、吸着材２１１が飽和状態になりやすくなる。吸着材２１１が飽和状態になってしまうと、吸着材２１１に燃料をそれ以上吸着させることができなくなり、燃料蒸気がそのままキャニスタ２１０を通過して大気導入通路２３０から大気中に放出されるようになってしまう。

尚、大容量の吸着材２１１を備えたキャニスタ２１０を設けることにより、吸着材２１１が飽和状態になってしまうことを抑制することもできる。しかし、そうした構成を採用した場合には、キャニスタ２１０が大型化し、蒸発燃料処理装置２００の大型化を招くこととなる。

そのため、キャニスタ２１０の大型化を抑制しつつ、燃料蒸気が大気中に放出されるようになることを効果的に抑制するためには、燃料タンク１００内における燃料蒸気の発生そのものを抑制することが望ましい。

そこで、本実施形態の蒸発燃料処理装置２００にあっては、図１の下方に示されるように燃料タンク１００の中に潜熱蓄熱材１１０を設け、燃料の温度上昇を抑制するようにしている。

図２は燃料タンク１００内に設けられた潜熱蓄熱材１１０の断面図である。図２に示されるように潜熱蓄熱材１１０は、金属の容器１１２の中に、相変化物質１１１を封入したものである。

本実施形態にかかる潜熱蓄熱材１１０にあっては、内包材である相変化物質１１１として融点が０℃〜４０℃の範囲にあるパラフィン系炭化水素を適用するようにしている。こうしたパラフィン形炭化水素としては、例えば、融点が１０℃のペンタデカン、融点が１８℃のヘキサデカン、融点が２８℃のオクタデカン、融点が４０℃のヘンイコサン等が挙げられる。本実施形態にかかる潜熱蓄熱材１１０にあっては、融点が１８℃であり、単位質量あたりの潜熱が比較的大きいヘキサデカンを相変化物質１１１として適用するようにしている。

尚、このように融点が０℃〜４０℃の範囲にある物質を相変化物質１１１として適用するのは、車両が使用される環境において固体から液体への相変化を生じさせ、その潜熱によって燃料の温度上昇を効果的に抑制するためである。したがって、相変化物質１１１としてどのような物質を適用するかは、車両が使用される環境における外気温等に応じて適宜変更することができる。

また、相変化物質１１１は、単体のみならず、使用される環境に適した融点にするために融点を調整するための添加材を添加したり、耐久性を高めるために過冷却防止材を添加したり、相分離防止材を添加したりして混合物として使用してもよい。

また、本実施形態にかかる潜熱蓄熱材１１０にあっては、容器１１２をステンレスで形成している。このようにステンレス製の容器１１２の中に相変化物質１１１を封入するのは、ステンレスが燃料に対する耐蝕性を備えているとともに、加工が容易なためである。

本実施形態の燃料タンク１００にあっては、このように、ステンレス製の容器１１２の中に相変化物質１１１としてヘキサデカンを封入した潜熱蓄熱材１１０が、図１に示されるように燃料タンク１００の内周側底面に固定されている。

尚、本実施形態の燃料タンク１００は、鋼板で形成されており、潜熱蓄熱材１１０は燃料タンク１００の底面にスポット溶接によって固定されている。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）固体から液体への相変化は潜熱によって周囲から熱を奪う吸熱反応である。外気温が高くなる等して燃料タンク１００内に貯留された燃料の温度が相変化物質１１１の融点（１８℃）を超えて上昇しようとすると、潜熱蓄熱材１１０に封入された相変化物質１１１が固体から液体に相変化する。そのため、このときには相変化物質１１１が融解するときの潜熱によって燃料の熱が奪われ、燃料の温度上昇が抑制されるようになる。

したがって、上記実施形態の燃料タンク１００によれば、燃料の温度が上昇して燃料が盛んに揮発するようになることが抑制され、燃料蒸気の発生が抑制されるようになる。
（２）ステンレス製の容器１１２に相変化物質１１１を封入しているため、融解した液体状態の相変化物質１１１が燃料に混合することを抑制することができる。また、ステンレスは樹脂等と比較して、熱を伝達しやすいため、上記のようにステンレス製の容器１１２に相変化物質１１１を封入した潜熱蓄熱材１１０を備える燃料タンク１００にあっては、相変化物質１１１と燃料との間で効率的に熱を伝達させ、燃料の温度上昇を効果的に抑制することができる。

（３）燃料タンク１００の上部に潜熱蓄熱材１１０を固定した場合には、燃料タンク１００内に貯留されている燃料の量が少なくなったときに燃料と潜熱蓄熱材１１０とが接触しなくなってしまい、燃料の温度上昇を抑制する効果が得られなくなってしまう。

これに対して、上記実施形態の燃料タンク１００にあっては、潜熱蓄熱材１１０を燃料タンク１００の内周側底面に固定するようにしている。そのため、燃料タンク１００内に貯留されている燃料の量が少なくなっても、燃料と潜熱蓄熱材１１０とが接触し続けるようになる。したがって、燃料タンク１００内に貯留されている燃料の量が少なくなった場合にも相変化物質１１１の潜熱によって燃料の温度上昇を効果的に抑制することができる。

（４）燃料の温度上昇に伴って燃料が盛んに揮発するようになり、吸着材２１１に大量の燃料が付着して吸着材２１１が飽和状態なってしまうと、吸着材２１１にそれ以上燃料を吸着させることができなくなり、燃料蒸気がそのままキャニスタ２１０を通過して大気導入通路２３０から放出されるようになってしまう。

これに対して、大容量の吸着材２１１を備えたキャニスタ２１０を設けることにより、吸着材２１１が飽和状態になってしまうことを抑制する構成を採用することもできるが、そうした構成を採用した場合には、キャニスタ２１０が大型化し、蒸発燃料処理装置２００の大型化を招くこととなる。

この点、上記実施形態にかかる蒸発燃料処理装置２００は、上述したように燃料の温度上昇を抑制し、燃料蒸気の発生を抑制することのできる燃料タンク１００を備えている。そのため、大容量の吸着材２１１を備えたキャニスタ２１０を設けるようにしなくても、吸着材２１１が飽和状態になってしまうことを抑制することができる。すなわち、上記実施形態の蒸発燃料処理装置２００によれば、キャニスタ２１０の大型化や、蒸発燃料処理装置２００の大型化を招くことなく、吸着材２１１が飽和状態になってしまうことを抑制することができるようになる。

（５）また、パージを実行する際には、スロットルバルブ２４の開度を小さくして吸気通路２０における空気の吸入抵抗を大きくすることにより、吸気通路２０におけるスロットルバルブ２４よりも下流側の部分に負圧を発生させる必要がある。すなわち、パージを実行する際には、内燃機関１０を負荷のかかった状態で運転させることになる。そのため、パージを実行しているときには、その分だけ燃料消費量が増大するようになる。

これに対して、上記実施形態の燃料タンク１００にあっては、燃料の温度上昇を抑制して、燃料蒸気の発生を抑制することができるため、パージを実行する頻度を少なくすることができる。したがって、パージの実行に伴う燃料消費量の増大を抑制することができる。

（６）上記実施形態の蒸発燃料処理装置２００のように、機関停止中に閉鎖バルブ２２１ｂを閉弁して燃料タンク１００を密閉する構成を採用すれば、燃料タンク１００を密閉している間は燃料蒸気がキャニスタ２１０に導入されなくなる。そのため、吸着材２１１が飽和状態になることを抑制することができるとともに、燃料蒸気がキャニスタ２１０を通過して大気中に放出されることを抑制することができる。

しかし、上述したように燃料タンク１００を密閉しているときには燃料蒸気の行き場がなくなるため、燃料の揮発に伴って燃料タンク１００内の圧力が上昇するようになる。そのため、燃料タンク１００を密閉する構成を採用した場合には、圧力上昇に耐え得る強度を確保する必要がある。しかし圧力上昇に耐え得る強度を確保すべく、燃料タンク１００の肉厚を厚くすると、燃料タンク１００の重量の増大や製造コストの増大を招くこととなる。

これに対して上記実施形態のように、潜熱蓄熱材１１０が設けられており、燃料の温度上昇を抑制して燃料蒸気の発生を抑制することのできる燃料タンク１００を備える蒸発燃料処理装置２００において、機関停止中に燃料タンク１００を密閉する構成を採用した場合には、燃料の温度上昇に伴う燃料蒸気の発生が抑制されるため圧力上昇が抑制される。したがって、圧力上昇に耐え得る強度を比較的容易に確保することができるようになる。

すなわち、上記実施形態の蒸発燃料処理装置２００によれば、強度を確保するための燃料タンク１００の重量の増大や製造コストの増大を抑制しつつ、燃料タンク１００を密閉する構成を採用することができ、吸着材２１１が飽和状態になることや、燃料蒸気がキャニスタ２１０を通過して大気中に放出されることをより好適に抑制することができる。

尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態にあっては、鋼板製の燃料タンク１００の底面に潜熱蓄熱材１１０を溶接で固定する構成を示したが、本発明は鋼板製の燃料タンク１００に限定して適用されるものではない。

例えば、樹脂製の燃料タンクに本発明を適用することもできる。しかし、樹脂製の燃料タンクに潜熱蓄熱材１１０を固定する場合には、潜熱蓄熱材１１０を溶接することができないため、潜熱蓄熱材１１０を固定する方法に工夫を施す必要がある。

例えば、図３（ｃ）に示されるように、樹脂で形成された固定プレート１５０に潜熱蓄熱材１１０を固定し、潜熱蓄熱材１１０が固定された固定プレート１５０を樹脂製の燃料タンクの中に溶着するようにすれば、樹脂製の燃料タンクの中に潜熱蓄熱材１１０を固定することができる。

尚、図３（ｃ）に示されるように固定プレート１５０と潜熱蓄熱材１１０とを一体に固定するためには、図３（ａ）に示されるように潜熱蓄熱材１１０の容器１１２に貫通孔１１３が形成されたフランジ１１２ａを設ける一方、固定プレート１５０に樹脂製の固定ピン１５１を設けるようにすればよい。

そして、図３（ｂ）に示されるようにフランジ１１２ａに形成された貫通孔１１３に固定ピン１５１を挿通させ、その状態で、熱を加えながら固定ピン１５１を潰して変形させる。これにより、図３（ｃ）に示されるように潜熱蓄熱材１１０と固定プレート１５０とを一体に固定することができる。

・また、その他、潜熱蓄熱材１１０を固定する方法としては、図４（ａ）に示されるように、潜熱蓄熱材１１０を固定する部分に同潜熱蓄熱材１１０を挟持する固定部材１５３を設け、図４（ｂ）に示されるように、この固定部材１５３の間に潜熱蓄熱材１１０を圧入する方法を採用することができる。

尚、このように固定部材１５３の間に潜熱蓄熱材１１０を圧入する構成を採用する場合には、図４（ａ）に示されるように固定部材１５３に凸部１５４を設けるとともに、潜熱蓄熱材１１０の容器１１２の外周面にこの固定部材１５３の凸部１５４が嵌合する凹部１１５を設けることが望ましい。

このように凸部１５４が設けられている固定部材１５３の間に、凹部１１５が設けられている潜熱蓄熱材１１０を圧入するようにすれば、固定部材１５３に設けられている凸部１５４が容器１１２に設けられている凹部１１５に嵌合し、潜熱蓄熱材１１０がより的確に固定されるようになる。

・潜熱蓄熱材１１０が燃料タンク１００内に貯留された燃料に接触するように配設されていれば、相変化物質１１１の潜熱を利用して燃料の温度上昇を抑制することができるため、潜熱蓄熱材１１０を固定する位置は適宜変更することができる。

例えば、図５に示されるように、ポンプモジュール１２０に潜熱蓄熱材１１０を固定するようにしてもよい。
尚、ポンプモジュール１２０のどの部分に潜熱蓄熱材１１０を配設してもよいが、燃料の温度上昇を効果的に抑制する上では、モータ１２３やサクションフィルタ１２４等を備えて構成される駆動部１２２を取り囲むように形成されているリザーブカップ１２５の壁面に潜熱蓄熱材１１０を固定することが望ましい。このように駆動部１２２を取り囲むように形成されているリザーブカップ１２５の壁面に潜熱蓄熱材１１０を固定する構成を採用すれば、潜熱蓄熱材１１０と燃料との接触面積を広くすることができ、燃料の温度上昇を効果的に抑制することができるようになる。

また、図５に示されるようにリザーブカップ１２５の壁面の内部に潜熱蓄熱材１１０を埋め込むように配設するようにしてもよいが、壁面の外周側や内周側に潜熱蓄熱材１１０を固定するようにしてもよい。

ところで、樹脂製の燃料タンクは、燃料蒸気が透過して大気中に漏れてしまうことを抑制するため、燃料を透過させないバリア層を挟んだ多層構造の樹脂によって形成されている。そのため、図３を参照して説明したように、潜熱蓄熱材１１０と一体に固定された樹脂製の固定プレート１５０を樹脂製の燃料タンクに溶着するようにした場合には、溶着の際に熱によってバリア層が破壊されてしまうおそれがある。

そのため、バリア層が傷ついてしまうことを抑制する上では、樹脂製の燃料タンク内に潜熱蓄熱材１１０を固定する際に、燃料タンクの壁面に溶着する方法以外の方法を適用することが望ましい。

これに対して、上記のように燃料タンク内に配設されるポンプモジュール１２０の一部に潜熱蓄熱材１１０を固定する構成を採用すれば、溶着によってバリア層を傷つけてしまうことなく、燃料タンク内に潜熱蓄熱材１１０を固定することができる。

・上記実施形態にあっては、燃料タンク１００内に潜熱蓄熱材１１０を一つだけ設ける構成を示したが、潜熱蓄熱材１１０はいくつ設けてもよい。
例えば、ポンプモジュール１２０と燃料タンク１００の内周側底面との双方に潜熱蓄熱材１１０を固定するようにしてもよい。

・上記実施形態にあっては、板状に形成された潜熱蓄熱材１１０を燃料タンク１００内に設ける構成を示したが、本発明は潜熱蓄熱材１１０の形状を、板状に限定するものではないため、潜熱蓄熱材１１０の形状は適宜変更することができる。

・上記実施形態にあっては、相変化物質１１１としてパラフィン系炭化水素を適用する例を示したが、相変化物質１１１はパラフィン系炭化水素に限定されるものではない。すなわち、使用される環境下において固体から液体に相変化し、その潜熱によって燃料の温度上昇を抑制することのできる物質であれば相変化物質１１１として適用する物質は適宜変更することができる。

・上記実施形態にあっては、相変化物質１１１をステンレス製の容器１１２に封入する構成を例示したが、容器１１２は相変化物質１１１を透過させない物質であれば、ステンレス以外の金属で形成されていてもよい。また、容器１１２は、金属以外の物質で形成されていてもよい。

しかし、燃料の温度上昇を効果的に抑制する上では、金属のように熱を伝達しやすい物質で容器１１２を形成することが望ましい。
・閉鎖バルブ２２１ｂを備え、機関停止中に排出通路２２０を閉鎖して燃料タンク１００を密閉する構成を示したが、本発明はこうした閉鎖バルブ２２１ｂを備える蒸発燃料処理装置２００に限定して適用されるものではない。

少なくとも、潜熱蓄熱材１１０を備える燃料タンク１００を備える構成を採用すれば、燃料の温度上昇が抑制されて温度上昇による燃料蒸気の発生が抑制されるようになる。そのため、閉鎖バルブ２２１ｂを備える構成を採用しなくても、潜熱蓄熱材１１０を備えていない燃料タンク１００を備える従来の蒸発燃料処理装置と比較すれば、吸着材２１１が飽和状態になることを抑制することができる。

尚、吸着材２１１が飽和状態になることや、大気導入通路２３０から燃料蒸気が放出されることをより的確に抑制する上では、上記実施形態のように、閉鎖バルブ２２１ｂを設け、機関停止中に燃料タンク１００を密閉する構成を採用することが望ましい。

・上記実施形態において示した燃料タンク１００の構成は本発明の実施例の一例である。少なくとも燃料タンク１００内に潜熱蓄熱材１１０が設けられていれば、燃料の温度上昇を抑制して燃料蒸気の発生を抑制することができる。すなわち、潜熱蓄熱材１１０が設けられていれば、燃料タンク１００のその他の部分の構成や、蒸発燃料処理装置２００のその他の部分の構成は、適宜変更することができる。

・尚、本発明にかかる燃料タンク１００や、この燃料タンク１００を具備する蒸発燃料処理装置２００は、ハイブリッド車等のように、アイドリングストップ機能を有する車両に搭載することが望ましい。

アイドリングストップ機能を有する車両にあっては、交差点における信号待ち等のときに自動的に内燃機関１０が停止される。そのため、アイドリングストップ機能を有する車両にあっては、内燃機関１０が停止される機会が多く、パージを実行する頻度が少なくなる。そのため、こうしたアイドリングストップ機能を有する車両にあっては、蒸発燃料処理装置２００の吸着材２１１が飽和状態になりやすい。

これに対して、本発明にかかる燃料タンク１００を適用すれば、上述したように燃料蒸気の発生を抑制することができるため、パージを実行する頻度が少なくなりやすいアイドリングストップ機能を有する車両にあっても、好適に吸着材２１１が飽和状態になることを抑制することができる。

１０…内燃機関、１１…燃料噴射弁、２０…吸気通路、２１…エアフィルタ、２２…サージタンク、２３…モータ、２４…スロットルバルブ、１００…燃料タンク、１１０…潜熱蓄熱材、１１１…相変化物質、１１２…容器、１１２ａ…フランジ、１１３…貫通孔、１１５…凹部、１５０…固定プレート、１５１…固定ピン、１５３…固定部材、１５４…凸部、１２０…ポンプモジュール、１２１…燃料供給パイプ、１２２…駆動部、１２３…モータ、１２４…サクションフィルタ、１２５…リザーブカップ、１３０…フューエルインレットパイプ、１３０ａ…給油口、１３０ｂ…キャップ、１３１…循環パイプ、１３２…フューエルインレットボックス、１３３…フューエルリッド、２００…蒸発燃料処理装置、２１０…キャニスタ、２１１…吸着材、２２０…排出通路、２２１…閉鎖バルブユニット、２２１ａ…リリーフバルブ、２１１ｂ…閉鎖バルブ、２２２…ＯＲＶＲバルブ、２２３…ロールオーバーバルブ、２３０…大気導入通路、２３１…エアフィルタ、２３２…負圧ポンプユニット、２４０…パージ通路、２４１…パージ制御バルブ、５００…電子制御装置、５１０…エアフロメータ、５１１…アクセルポジションセンサ、５１２…クランクポジションセンサ、５１３…圧力センサ、５１４…フューエルセンダーゲージ、５１４ａ…フロート。

Claims (8)

1. 液体燃料を貯留する燃料タンクにおいて、
   同燃料タンク内に、貯留された燃料の温度が上昇するときに固体から液体に相変化する相変化物質を封入した潜熱蓄熱材を設けた
   ことを特徴とする燃料タンク。
2. 請求項１に記載の燃料タンクにおいて、
   前記潜熱蓄熱材は、前記相変化物質を金属の容器に封入したものである
   ことを特徴とする燃料タンク。
3. 請求項１又は請求項２に記載の燃料タンクにおいて、
   前記相変化物質が、パラフィン系炭化水素である
   ことを特徴とする燃料タンク。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料タンクにおいて、
   前記潜熱蓄熱材が、同燃料タンクの内周側底面に固定されている
   ことを特徴とする燃料タンク。
5. 貯留されている燃料を汲み上げるポンプモジュールが、貯留される燃料の中に浸るように配設されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料タンクであって、
   前記潜熱蓄熱材が、前記ポンプモジュールの一部に固定されている
   ことを特徴とする燃料タンク。
6. 請求項５に記載の燃料タンクにおいて、
   前記ポンプモジュールは、モータを備える駆動部と、同駆動部を取り囲むリザーブカップとを備えるものであり、
   前記潜熱蓄熱材は、前記リザーブカップの壁面に固定されている
   ことを特徴とする燃料タンク。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料タンクと、燃料蒸気を吸着する吸着材を内蔵したキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタとを接続する排出通路と、内燃機関の吸気通路と前記キャニスタとを接続するパージ通路と、前記キャニスタに空気を導入する大気導入通路とを備え、
   機関運転中に、前記吸気通路内の負圧を利用して前記キャニスタ内の空気を前記吸気通路に吸い出させるとともに前記大気導入通路を通じて前記キャニスタ内に空気を導入して前記吸着材に吸着している燃料を脱離させるパージを実行し、脱離した燃料を空気とともに前記吸気通路に導入して前記内燃機関で燃焼させる
   蒸発燃料処理装置。
8. 機関停止中に前記排出通路を閉鎖する閉鎖バルブを備え、機関停止中に前記燃料タンクを密閉する
   請求項７に記載の蒸発燃料処理装置。

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