JP2014529543A - 液体燃料捕捉装置 - Google Patents

Abstract

車両燃料システム用の液体燃料捕捉装置であって、該装置は、燃料蒸気通路に接続可能な少なくとも１つのポートを備えた、閉鎖された空間を形成するハウジングと、前記空間からタンク内へ液体を排出することができる弁とを備え、ハウジングは、傾斜場面においてハウジング内の燃料（３）が、燃料蒸気回収システムに接続可能な出口ポート（５）に達することを防止するための少なくとも２つの保持手段（７）を有する。

Description

発明の分野
本発明は、車両燃料システム、より具体的には、時に膨張タンク又は膨張キャニスタとも称される液体燃料捕捉（Liquid Fuel Trap、LFT）に関する。

発明の背景
一般的に、車両システムは特に、フィラーネックを備えた燃料タンクと、様々な燃料弁と、点火システムに燃料を供給するための配管と、燃料蒸気処理システム（典型的には炭素フィルタ回収システムキャニスタ）とを有し、前記燃料蒸気処理システムへ、燃料蒸気が燃料タンクから流れ、次いで、点火システムに供給される燃料混合物の濃度を高めるために使用される。

燃料タンクからの燃料流体（液体、液滴、噴霧及び蒸気の状態である）は、適切な配管を介して接続された１つ以上の弁を通って、燃料蒸気回収部とタンクとの中間に位置する液体捕捉部へ流れる。

液体捕捉部は、液体タンクから流れてくる燃料流体を受け取り、この燃料流体は１つ以上の弁を通って流れ、圧力変化及び温度変化により比較的高速で流れ、これにより、燃料タンクから流れてくる蒸気は、この蒸気とともに、（ベンチュリ効果の結果として）液滴の状態のかなりの量の液体燃料をも運搬する。液体捕捉部は、液体燃料を捕捉し、蒸気回収システムに向かう燃料蒸気流を許容する。次いで、燃料タンク内の圧力が低下すると、液体燃料は燃料タンクへ戻る。

従来技術の説明
独国特許出願公開第１００５２３９９号明細書は、燃料タンクと、少なくとも１つの燃料ベント弁と、燃料回収システムと、少なくとも１つの燃料弁と液体燃料捕捉部との間に延びる液体燃料捕捉部とを備え、前記液体燃料捕捉部は、対応する少なくとも１つの燃料ベント弁に接続可能な入口ポートと、燃料蒸気回収システムに接続可能な出口ポートと、液体燃料を燃料タンクへ排出するための液体燃料排出アセンブリとを備えた、閉鎖された空間を備えた形成されたハウジングを有し、前記液体燃料排出アセンブリには、燃料推進機構が取り付けられている、車両燃料システムを開示している。

液体燃料捕捉部は、タンク内に取り付けられた様々な弁が内部に据え付けられている、即ちタンクの上壁から突出しておらず、液体捕捉部への弁に接続された管においてサイホンが生ぜしめられるような場合に重要である。このようなサイホンは、一方ではタンクを通気することを妨げ、他方では装置の排出を妨げる。

米国特許第６８６０２８６号明細書から液体燃料捕捉部が公知であり、この液体燃料捕捉部は、対応する燃料弁に接続可能な少なくとも１つの入口ポートと、燃料蒸気回収システムに接続可能な出口ポートと、閉鎖された空間からタンク内へ液体燃料を排出するように適応させられた液体燃料排出弁とを備える、閉鎖された空間を備えて形成されたハウジングを有する。ハウジングは、さらに、燃料タンクの上壁の内面に装置を取り付けるための結合設備を有する。少なくとも１つの入口ポートからの液体流は、出口ポートへ直接的に流れること又は飛び散ることを防止されている。この効果は、少なくとも１つの入口ポート及び出口ポートを異なるレベルにおいて、軸方向に逸らされて、すなわち軸方向に延びていないように設計することによっても達成され得る。つまり、閉鎖された空間は、複数のレベル付けされていないチャンバを備えて形成されていてよく、入口及び出口ポートは異なるレベルに取り付けられている。

このような設備は、傾斜場面において液体燃料がタンク通気システムから炭素キャニスタ内へ流出することを防止するために使用することができ、傾斜場面とは、車両の加速／減速などの状態及び（例えば車両の傾きにもよる）燃料タンク内の横方向及び高さ方向での液体燃料変位を生じる状態を意味する。

その欠点は、このような設備がかなり複雑であり、ひいてはコストがかかるということである。

本発明の目的は、傾斜場面において液体燃料が炭素キャニスタに侵入することを簡単な形式で防止することができる、車両の燃料システム用の液体燃料捕捉部を提供することである。

発明の概要
本発明によれば、車両燃料システム用の液体燃料捕捉装置が提供される。本発明による装置は、燃料蒸気通路に接続可能な少なくとも１つのポートを備えた閉鎖された空間を形成するハウジングと、前記空間からタンク内へ液体流体を排出することができる弁とを有する。さらにそれ以外に、ハウジングは、傾斜場面において、ハウジングにおける燃料が、燃料蒸気回収システムに接続可能な出口ポートに達することを防止するための少なくとも２つの保持手段を有する。したがって、少なくとも１つの入口ポートは少なくとも１つの対応する燃料弁に接続可能である。出口ポートは、一体化された部分が使用されるか、又はディーゼル部分が使用されるかに応じて、場合によっては燃料蒸気回収システムを通じて、環境と連通することができる燃料蒸気通路に接続可能である。さらに、液体燃料排出弁は、液体燃料を前記空間からタンク内へ排出するように適応させられている。

液体捕捉部は、場合によっては燃料蒸気回収システム、通常は炭素キャニスタを通じて、液体燃料が、タンク通気システムから、環境と連通することができる燃料蒸気通路内へ流出しないように保持するための、車両モータにおける特徴部である。液体捕捉部は、通常、弁を通過する液体燃料を捕捉するために、燃料蒸気弁と燃料蒸気回収システムとの間に取り付けられている。運転条件に応じて、液体捕捉部は、異なる使用可能な能力を提供する。

本発明によれば、保持手段により、液体燃料捕捉装置における燃料は、燃料蒸気システムに接続可能な出口ポートに達することを妨げられる。この形式において、燃料は、炭素キャニスタの重大な欠陥につながる恐れがある炭素キャニスタへの進入を妨げられる。

発明の好適な実施の形態において、保持手段は、少なくとも１つのバリヤを含む。

この場合、少なくとも１つのバリヤが、ハウジングにおいて、液体捕捉部の位置と、燃料蒸気ラインに接続可能な少なくとも１つのポートとの間に配置されていると有利である。

さらにそれ以外に、好適には、少なくとも１つのバリヤは、完全にハウジングの幅全体にわたってではなく、実質的にハウジングの幅全体にわたって延びている面である。

発明の別の好適な実施の形態では、パネルは、ハウジングの底部から上方へ、燃料蒸気通路に接続可能なポートへ向かう方向で約９０°以下の角度で延びている。

発明の別の好適な実施の形態において、保持手段は、複数のパネルを含む。

さらに、タンクからの燃料蒸気通路が最も低い箇所になるように液体捕捉部の底部が下方へ傾斜させられていると有利である。それにより、液体捕捉部が、液体捕捉部の底面の角度より小さな角度で（液体捕捉部出口に向かって）傾斜させられると、液体捕捉部内の全ての液体燃料はタンクへの燃料蒸気通路内へ自動的に戻る。

発明の上記及びその他の態様、特徴及び利点は、添付の図面に関連して読まれるべき例示的な実施の形態の以下の詳細な説明から明らかになる。

傾斜場面における保持手段を備えない液体捕捉部の概略図である。 図１の液体捕捉部と同じ傾斜場面における、本発明の好適な実施の形態による保持手段を備えた液体捕捉部の概略図である。 水平の位置における本発明の好適な実施の形態による液体捕捉部の概略図である。 異なる傾斜場面における図１の液体捕捉部を示している。 異なる傾斜場面における図１の液体捕捉部を示している。 異なる傾斜場面における図１の液体捕捉部を示している。 異なる傾斜場面における図１の液体捕捉部を示している。 図８ａ）は、燃料を含んだ、図７に示されかつ図７のものと同じ傾斜場面における液体捕捉部の断面図であり、図８ｂ）は、燃料を含まない、図７に示されかつ図７のものと同じ傾斜場面における液体捕捉部の断面図である。

典型的な実施の形態の詳細な説明
図１ａ）を参照すると、従来技術より公知の、１つの実施の形態による保持手段を一切備えない液体捕捉装置１の概略図が示されている。図１ａ）は、傾斜場面における液体捕捉装置１を示している。車両における液体捕捉装置の配置に応じて、図示された傾斜場面は、右転回、左転回又は加速状態であってよく、加速は、正の加速、又は制動状態である負の加速であってよい。

この図示した実施の形態では、燃料タンクからの燃料流体（液体、液滴、噴霧及び／又は蒸気の状態である）は、弁４及び６を通過して液体捕捉部２に流入し、液体捕捉部２は、車両の燃料蒸気回収部とタンクとの中間に配置されていてよい。

液体捕捉部２は、液体タンクから弁４及び６を介して燃料流体３を受け取り、この燃料流体３は、車両動力学、圧力変化及び温度変化により比較的高速で流れ、これにより、燃料タンクから流れる蒸気は、この蒸気とともに、液滴の状態のかなりの量の液体燃料３をも運搬する。液体捕捉部２は、液体燃料３を捕捉し、蒸気回収システムに向かう出口ポート５を通過する燃料蒸気流を許容する。次いで、液体燃料３は、燃料タンク内の圧力低下、弁４を通過する蒸気流の減少、又は単なる重力により、ベント弁若しくは充填制限弁４を通って燃料タンクへ戻る。

図１ｂ）には、図１ａ）の傾斜場面時に出口ポート５に達することを防止することができる液体の最大量が示されている。この形式において、燃料３は、炭素キャニスタに進入することを防止される。炭素キャニスタへの進入は、炭素キャニスタの重大な欠陥につながる恐れがある。

図１ｂ）から見て取れるように、本発明による車両燃料システム用の液体燃料捕捉装置１において、装置は、閉鎖された空間を形成するハウジングと、燃料蒸気システムに接続可能な少なくとも１つのポートを備えた燃料捕捉領域２と、前記空間からタンク内へ液体燃料を排出するように適応させられた蒸気ベント弁若しくは充填制限弁６とを有する。ハウジング若しくは燃料捕捉領域２は、複数の保持手段７を有し、これらの保持手段７は、弁装置４及び６と出口ポート５との間に配置されており、傾斜場面時にハウジング２内の燃料が出口ポート５に達することを防止する。保持手段７は、一種のバリヤである。図１ｂ）に示された実施の形態では、一種の保持リブがハウジング２に設けられている。パネル若しくはリブの形態のバリヤは、ハウジング２の幅全体にわたって完全に延びているわけではなく、実質的にハウジング２の幅全体にわたって延びており、図示した好適な実施の形態によれば、端部において屈曲部を有している。このような配列では、保持は、傾斜場面において"アクティブ"となるだけで、その他の動的状態においては燃料蒸気弁４及び６の性能に否定的に影響することはない。

ハウジング２におけるパネル若しくはリブ７は、好適には、ハウジング２の底部から上方へ角度を成して延びている。

図１ｂ）に示した実施の形態では、傾斜場面時における液体捕捉部２の容量を容易に増大させることができる。例えばフルブレーキングが行われなければならない場合、約１Ｇ以上の負の加速が発現し得る。本発明による構成の場合、液体捕捉部２の容量を、図１ａ）に示された配列と比較して、著しく増大させることができる。

図２には、図１の液体捕捉装置と同じ傾斜場面における、本発明の好適な実施の形態による保持手段７を備えた液体捕捉装置１の概略図が示されている。

図２に示された実施の形態では、保持手段７は、液体捕捉部２の底板から実質的に垂直に延びたＬ字形のアングルブラケットである。Ｌ字形のアングルブラケット７は、液体捕捉部２に交互に配置されている。

図２ｂ）には、図２ａ）の傾斜場面時に出口ポート５に達することを防止することができる液体の最大量が示されている。図１ｂ）と図２ｂ）とを比較すると、出口ポート５に達することなく液体捕捉部２に保持することができる液体３の量は、図１ｂ）の場合よりも、図２ｂ）の場合の方が大幅に多いことが明らかである。これは、特に保持手段７を有する本発明による液体保持装置１において、出口ポート５に達することを防止される液体の量が、従来技術より公知の実施の形態におけるよりも大幅に多いことを意味する。

図３ａ）には、水平の位置における本発明の好適な実施の形態による液体捕捉装置１の概略図が示されている。液体捕捉部には燃料３が満たされている。図３ｂ）は、再び、出口ポート５に達することなく液体捕捉部２に保持することができる燃料３の量を概略的に示している。

図３ａ）の装置は、図４ａ）にも示されているが、異なる傾斜場面において示されている。図４ｂ）は、液体捕捉部２に保持することができる燃料３の量の概略図である。

例えば、車両が左へ転回していると考えることができる状態が示されている。この状態では、液体捕捉部２における燃料３は、他方へ移動し、この場合の他方は右側を意味する。

図５は、車両の加速状態における燃料捕捉装置１の図を示しており、図６は、車両の制動状態における燃料捕捉装置１の図を示している。さらにそれに加えて、図７には、車両が右転回しているときの状態が示されている。ここで言及されている状態は、単なる例示であり、車両に取り付けられた液体捕捉装置の向きに依存することは明らかである。

図６は、加速状態における液体捕捉装置１の概略図であり、この加速状態は、この図示及び説明された実施の形態では負の加速状態、ひいては制動状態である。ここでは、制動状態において、多すぎない燃料３が燃料捕捉部２に存在することが示されている。

図８ａ）及び図８ｂ）は、燃料を含んだ、図７に示されかつ図７のものと同じ傾斜場面における液体捕捉部の断面図であり、図８ｃ）は、燃料を含まない、図７に示されかつ図７のものと同じ傾斜場面における液体捕捉部の断面図である。

液体捕捉部の前方への４５°の傾斜が図８ａ）に示されている。これは、加速によって生ぜしめられる状態であり得る。同様の状態が図８ｂ）に示されており、液体捕捉部は４５°を成している。これは、例えば、車両を山道に停車させる状態であり得る。

図８ｃ）において、断面図で見た液体捕捉装置の図は、燃料を含まない。

図示した実施の形態において、液体捕捉装置１は、燃料タンクから弁４又は６を介して燃料流体３を受け取る。液体捕捉部２は、液体燃料３を捕捉し、蒸気回収システムに向かう出口ポート５を通過する燃料蒸気流を許容する。次いで、液体燃料３は、燃料タンク内の圧力低下、弁６を通過する蒸気流の減少、又は重力により、ベント弁若しくは充填制限弁６を通って燃料タンクへ戻る。図８ｃ）に見て取れるように、発明の好適な実施の形態によれば、燃料蒸気弁６は、弁４よりも僅かに低い箇所に配置されている。これは、通常の傾斜場面において液体燃料３が極めて容易に排出されることを意味する。

図示された液体捕捉装置の傾斜場面は、これらの状態が、（例えば車両の傾斜によっても）液体捕捉部２内での横方向及び高さ方向の液体燃料３の変位を生ぜしめることを視覚化しており、これは、液体捕捉部２からの液体燃料３がこれらの状態においてタンク通気システムから、例えば出口ポート５を通って炭素キャニスタ内へ流出する恐れがあることを意味する。これは、燃料捕捉部における液体燃料３の量に依存し、傾斜場面の大きさにも依存する。

本発明による、上でさらに説明された"最悪のケース"の動的状態における液体捕捉能力を高めるために、必要とされるこれらの運転条件においてのみ、より利用可能な液体捕捉能力を生ぜしめるために、単純な保持手段が導入されている。全てのその他の動的状態においては、保持手段は、負の効果を示さない又は燃料蒸気弁の性能に負の影響を一切もたらさない。

前記実施の形態は、例示するためだけのものであり、発明によって規定される発明を制限しない。

図示された実施の形態とは対照的に、パネル若しくはリブ７は、ハウジング２の基部から４５°の角度で延びるように配置されていてもよい。さらに、この角度は、特定の顧客の要求に応じて異なることができる。

Claims (6)

1. 燃料蒸気通路に接続可能な少なくとも１つのポートを備えた、閉鎖された空間を形成するハウジングと、前記空間からタンク内へ液体燃料を排出することができる弁とを備える、車両燃料システム用の液体燃料捕捉装置において、前記ハウジングは、傾斜場面において前記ハウジング内の燃料（３）が、燃料蒸気回収システムに接続可能な出口ポート（５）に達することを防止するための少なくとも２つの保持手段（７）を有することを特徴とする、車両燃料システム用の液体燃料捕捉装置。
2. 前記保持手段（７）は、少なくとも１つのバリヤを含む、請求項１記載の液体燃料捕捉装置。
3. 前記少なくとも１つのバリヤ（７）は、前記ハウジングにおいて、前記液体捕捉部（２）の一部と、燃料蒸気ラインに接続可能な少なくとも１つのポート（５）との間に配置されている、請求項２記載の液体燃料捕捉装置。
4. 前記少なくとも１つのバリヤ（７）は、必ずしもハウジングの幅全体にわたって完全に延びているわけではないが、実質的にハウジングの幅全体にわたって延びている面を有する、請求項２又は３記載の液体燃料捕捉装置。
5. 前記面は、前記ハウジングの底部から上方へ約９０°以下の角度で、燃料蒸気通路に接続可能なポートに向かう方向に延びている、請求項４記載の液体燃料捕捉装置。
6. 前記保持手段（７）は、複数の面を含む、請求項１から５までのいずれか１項記載の液体燃料捕捉装置。

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