JP2020524239A - 蒸発燃料蒸気エミッション制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年6月19日に出願された米国仮特許出願62/521,912および2018年6月14日に出願された米国仮特許出願62/685,174の優先権を主張し、その内容は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概ね、微粒子吸着材料を備えるシステムおよびそれを使用する方法に関する。より具体的には、本開示は、低保持容量微粒子吸着材料を備えるシステム、および蒸発燃料蒸気エミッション制御システムでそれを使用する方法に関する。
自動車の燃料システムからのガソリン燃料の蒸発は、炭化水素の大気汚染の主な原因である。このようなエミッションは、燃料システムによって生成される燃料蒸気を吸着するために活性炭を使用するキャニスタシステムによって制御されることができる。特定のエンジン動作モードでは、キャニスタシステムを周囲空気でパージして活性炭から燃料蒸気を脱着させることにより、吸着された燃料蒸気が活性炭から定期的に除去される。そして再生された炭素は、別の燃料蒸気を吸着する状態にある。
図1は、本明細書に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステムのいくつかの実施形態の非限定的な例を例示しており、少なくとも一つの吸着容積、例えば燃料側の吸着容積、および少なくとも一つのベント側の吸着容積(すなわち、最初の吸着体の下流)を有する単一のキャニスタを備える。キャニスタシステム100は、支持スクリーン102、隔壁103、燃料タンクからの燃料蒸気入口104、大気に通じるベントポート105、エンジンへのパージ出口106、燃料側の吸着容積201、および少なくとも一つのベント側の吸着容積202、203、204を備える。ただし、任意の特定の吸着容積は201、202、203、204のうちの一つまたは複数を備えることができることに留意されたい。すなわち、燃料側の吸着容積は201および202を備えることができ、および/またはベント側の吸着容積は203および204を備えることができる。吸着容積は、流体(例えば、空気、ガス、または燃料蒸気)が指向性を有して連続的に接触できるように(流体連通して)連結される。
別の態様では、説明は、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、巨視的細孔容積の微視的細孔容積に対する約150%を超える比、および約0.5g/dL未満の保持容量、または巨視的細孔容積の微視的細孔容積に対する約200%を超える比、および約1g/dL未満の保持容量、を有する少なくとも一つの燃料側の微粒子吸着容積と、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、巨視的細孔容積の微視的細孔容積に対する約150%を超える比、を有する微粒子吸着体を備える少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積と、を備え、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、0.5g/dL未満のブタン保持容量、または巨視的細孔容積の微視的細孔容積に対する約200%を超える比、および約1g/dL未満の保持容量を有する、一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムを提供する。特定の実施形態では、燃料側の微粒子吸着容積は、ベント側の微粒子吸着容積、または両方は、見かけの線形空気流速46cm/秒がベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される場合、40Pa/cm未満の流量制限特性を有する。更なる実施形態では、少なくとも一つの燃料側の微粒子吸着容積、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積、または両方は、40lpmの空気流下で0.3kPa未満の流量制限を有する。別の実施形態では、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、長さの直径に対する比が2以上である。更なる実施形態では、少なくとも一つの燃料側の吸着容積は、8g/dLより大きい公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/Lより大きい公称IAC、または両方を有する。
低保持容量微粒子吸着体は、少なくとも一つの外面と流体連通する少なくとも一つのチャネルを備えることができる。
低保持容量微粒子吸着材料は、吸着体の外面と流体連通する少なくとも一つの空洞またはチャネルを備えてもよい。低保持容量微粒子吸着体は、断面が中空形状を有してもよい。低保持容量微粒子吸着体の各部分は、約3.0mm以下の厚さを有することができる。中空形状の外壁は、3mm以下(例えば、約0.1mm〜約1.0mm)の厚さを有することができる。中空形状は、例えば、約3.0mm以下(例えば、約0.1mm〜約1.0mm)の厚さを有することができる外壁間に延在する内壁を有することができる。
別の態様では、本開示は、蒸発エミッション制御システムにおいて燃料蒸気エミッションを低減する方法を提供し、方法は、燃料蒸気を、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積の約150%を超える比(M/m)、を備え、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、約1〜0.25g/dL以下のブタン保持容量、粒子径が3〜6mm、または両方を備える、ベント側の微粒子吸着体の少なくとも一つの容積と接触させることを含む。
標準方法ASTM D 2854−09(2014)(以下「標準方法」)を使用して、規定の標準スクリーニング方法に従って測定された平均粒子径を用いて、測定シリンダー直径の微粒子材料の平均粒子直径に対する規定の最小比10を考慮して、微粒子吸着体の見かけ密度を測定することができる。
巨視的細孔容積は、水銀圧入ポロシメトリー法ISO 15901−1:2016によって測定される。実施例に使用した装置は、Micromeritics Autopore V(Norcross,GA)であった。用いた試料のサイズは約0.4gで、105℃のオーブンで少なくとも1時間前処理された。Washburnの式に用いられる水銀の表面張力と接触角は、それぞれ485ダイン/cmと130°であった。本明細書で言及されるマクロ細孔は、約100nm〜約100,000nmの直径を有するものである。
微視的細孔容積は、Micromeritics ASAP 2420(Norcross, GA)を用いて窒素ガス吸着法ISO 15901−2:2006による窒素吸着ポロシメトリーによって測定される。本明細書で言及されるミクロ細孔は、約100nm未満の直径を有する細孔である。試料調製手順は、10μmHg未満の圧力まで脱ガスすることであった。微視的細孔サイズの細孔容積の測定は、0.1gの試料の77Kの等温線の脱着枝からのものであった。窒素吸着等温線データをKelvinおよびHalseyの式で分析し、Barrett、Joyner、およびHalendaのモデル(「BJH」)に従って、円筒状細孔の細孔サイズを有する細孔容積の分布を測定した。非理想係数は0.0000620であった。密度変換係数は0.0015468であった。熱蒸散剛体球の直径は3.860Åであった。分子断面積は0.162nm2であった。計算に用いられた細孔径(D、Å)に関連する凝縮層の厚さ(Å)は、0.4977[ln(D)]2−0.6981ln(D)+2.5074であった。等温線の目標相対圧力は次のとおりであった:0.04、0.05、0.085、0.125、0.15、0.18、0.2、0.355、0.5、0.63、0.77、0.9、0.95、0.995、0.95、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25、0.2、0.15、0.12、0.1、0.07、0.05、0.03、0.01。実際の点は、それぞれ5mmHgまたは5%のいずれか厳しい方の絶対または相対圧力許容値範囲内で記録された。平衡化中の連続する圧力測定値間の時間は10秒であった。
吸着容積の直径Dは「円相当直径」であり、吸着容積の容積Vおよび蒸気経路長Lから導出される。直径Dは、(4V/πL)1/2として計算される円相当の寸法である。例えば、計算の一般的な例示として、200ccの吸着容積の蒸気経路長は10cmである。直径は[(4x200)/(10π)]1/2=5.0cmである。したがって、L/Dは10cm/5cm=2.0である。
流量制限は、図4に示すデバイスを用いて、所定の標準リットル/分(slpm)で長さ30mmの高密度充填ベッド全体の異なる形状の吸着粒子について圧力降下(Pa/cm)として測定された。具体的に、圧力降下(Pa/cm)は、10〜70slpm(11.5〜80.3cm/秒)の空気流範囲で、直径43mmのペレットベッドの中心で深さ30mmにわたって測定された。吸着体は、ASTM手順D2854に従って、ベッド長に沿って中点から測定して+/−15mmの穴が開けられた内径43mmのチューブ内に充填された。連続気泡発泡体を用いて、カーボンベッドを収容した。圧力パージのために、ポート1を通ってポート2の大気に圧縮空気を充填した。ポート3とポート4の間の圧力降下を測定した。真空パージでは、ポート1から真空を引き、圧力降下はポート3と4の間で測定された。流量は10〜70SLPM(11.5〜80.3cm/秒)から調整され、各調整で圧力降下を測定した。モノリスの場合、圧力降下(Pa/cm)は、10〜70slpmでモノリス全体で測定された。直径35mmのモノリスの場合、46cm/秒での圧力降下は30lpm流量での測定値から近似され、直径29mmのモノリスの場合、46cm/秒での圧力降下は20lpm流量での測定値から近似された。
本明細書で使用する用語「公称容積の見かけ密度」という用語は、吸着容積中の代表的な吸着体の質量を吸着体の公称容積で割ったものであり、ここで、容積の長さは、吸着体要素と最初に接触する蒸気流路の垂直面と、吸着体要素を排出する蒸気流路の垂直面との間のキャニスタシステム内のその場距離として定義される。
(A)吸着体要素の流路の長さ全体にわたる均一な吸着容量の粒状、ペレット状、または球状吸着体
標準方法ASTM D 2854(以下「標準法」)を用いて、微粒子吸着体、例えば燃料システムの蒸発エミッション制御に通常使用されるサイズと形状の粒状およびペレット状吸着体の公称容積の見かけ密度を測定することができる。標準方法を用いて、キャニスタシステムにある吸着体ベッドの質量の公称容積に対する比と同じ見かけ密度値を与える場合、吸着容積の見かけ密度を求めることができる。標準法による吸着体の質量は、増分吸着分析で用いられる代表的な吸着体の質量である。すなわち、吸着体試料としてどの代表材料を分析するかに応じて、吸着容積内の不活性バインダー、充填剤、および構造要素を同等に含めたり除外したりする。
(B)ハニカム吸着体、モノリス吸着体、または発泡吸着体
(1)円筒状のハニカム吸着体
円筒形ハニカム吸着体の見かけ密度は、Purification Cellutions、LLC(Waynesboro,Ga)の手順SOP500−115に従って求められる。吸着体の容積は、吸着体の断面積(A)と長さ(h)の積である。吸着体の長さ(h)は、吸着体に入る蒸気またはガス流に垂直な吸着体の前面と、蒸気またはガスが吸着体を出る吸着体の背面との間の距離として定義される。容積測定値は、公称容積の測定値であり、パージのためのベッド体積比の定義にも用いられる。円形断面の円筒形ハニカム吸着体の場合、吸着体の断面積はπd2/4によって求められ、ここで、dはハニカムのそれぞれの端の四点で測定された平均直径である。公称吸着容積と公称容積の見かけ密度は、次のように計算される。
公称容積の見かけ密度=部品質量/(h×A)、
「部品質量」は、代表的な吸着体試料の吸着特性について試験した吸着体の質量であり、不活性バインダーまたは吸着性バインダーおよび充填剤の代表的な割合を含む。
(2)プリーツ状吸着体、波形状吸着体、およびシート状吸着体
プリーツ状吸着体、波形状吸着体の場合、公称吸着容積には、プリーツおよび波形によって生じる全ての空隙が含まれる。容積測定値は、公称容積の測定値であり、パージのためのベッド体積比の定義にも用いられる。吸着体の公称容積および見かけ密度は、次のように計算される。
公称容積の見かけ密度=部品質量/(h×A)、
ここで、
「部品質量」は、代表的な吸着体試料の吸着特性について試験した吸着体の質量であり、不活性バインダーまたは吸着バインダーおよび充填剤の代表的な割合を含む。
非限定的な例として、図7は、積み重ねられた波形シート吸着モノリス111の容積の境界定義を示す。押出成形されたハニカムとしてこのようなモノリスを形成することも当業者の範囲内である。
図13は、ブタン吸着容量の測定に用いられる装置の簡略化された概略図を示す。これは当分野ではMcBain法として公知である。装置800は、試料管803内の試料パン801およびばね802、低真空ポンプ804、拡散ポンプ805、栓806、金属/Oリング真空弁807〜809、ブタンシリンダ810、圧力読み取りユニット811、および装置800の構成要素を連結する少なくとも一つの導管812を備える。
本明細書で使用する用語「公称増分吸着容量」は、以下の式、
公称増分吸着容量=[50vol%における吸着されたブタン−5vol%における吸着されたブタン]×公称容積の見かけ密度×1000、による吸着容量を指し:
ここで、
「50vol%における吸着されたブタン」は、50vol%のブタン濃度における、吸着体試料のグラム質量当りの吸着されたn−ブタンのグラム質量であり、
「5vol%における吸着されたブタン」は、5vol%のブタン濃度における、吸着体試料のグラム質量当りの吸着されたn−ブタンのグラム質量であり、
「公称容積の見かけ密度」は、本明細書で定義される通りである。
標準方法ASTM D5228−16を用いて、微粒子粒状および/またはペレット状の吸着体を含有する吸着容積のブタン作業容量(BWC)を測定することができる。保持容量(g/dL)は、容積ブタン活性(g/dL)[すなわち、重量ベースの飽和ブタン活性(g/100g)に見かけ密度(g/cc)を掛けたもの]と、BWC(g/dL)との差として計算される。
標準方法ASTM D5228を用いて、微粒子粒状および/またはペレット状の吸着体を含有する吸着容積の公称容積ブタン作業容量(BWC)を測定することができる。
公称容積のBWC(g/dL)=パージされたブタンの量(g)/公称吸着容積(dL)、
ここで、
パージされたブタンの量=充填後の試験アセンブリの質量−パージ後の試験アセンブリの質量、である。
本明細書で使用する用語「キャニスタのおおよその総蒸気充填量」は、2日間のダイアーナル試験中のキャニスタの総重量増加を指す。それは1日目の充填量(g)+2日目の充填量(g)−バックパージ(g)に等しい。
実施例1〜118の蒸発エミッション制御システムは、表1〜3(図14から16を参照のこと)に示されるように選択された量およびタイプの吸着体で組み立てられる。
表1に記載の例示的なメインキャニスタのいくつかの吸着容積の充填量と寸法を以下に示す。吸着容積201、202、203、204は、図1に示す容積を指す。表示「201+202」は、図1の図でキャニスタの右側に広がる単一の吸着容積を指す。表示「203+204」は、図1の図でキャニスタの左側に広がる単一の吸着容積を指す。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1500であり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1500であり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1500であり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1100であり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1100 LDであり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
201+202容積は1400ccのNUCHAR(登録商標)BAX 1500であり、201+202容積の蒸気流路の長さは16.7cmである。平均断面積は84cm2であり、円相当直径は10.3cmであり、L/Dは1.6である。
一態様では、本開示は、複数のチャンバーを有する一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、各チャンバーは容積を画定し、複数のチャンバーは流体連通し、流体または蒸気が一つのチャンバーから次のチャンバーへ一方向に流れることを可能し、少なくとも一つのチャンバーは少なくとも一つの微粒子吸着容積を備え、少なくとも一つの微粒子吸着容積は、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、および巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比を有する微粒子吸着体を備え、微粒子吸着容積は、微粒子吸着材料の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で40Pa/cm未満の流量制限特性を有する、蒸発エミッション制御キャニスタシステムを提供する。
Claims (91)
- 蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、
前記システムは、複数のチャンバーを有する一つまたは複数のキャニスタであって、各チャンバーは容積を画定し、前記複数のチャンバーは流体連通し、流体または蒸気が一つのチャンバーから次のチャンバーに一方向に流れることを可能にし、少なくとも一つのチャンバーは少なくとも一つの微粒子吸着容積を備える、一つまたは複数のキャニスタを備え、前記少なくとも一つの微粒子吸着容積は、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、および前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、を有する微粒子吸着体を備え、
前記微粒子吸着容積は、前記微粒子吸着材料の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で、40Pa/cm未満の流量制限特性を有する、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記少なくとも一つの微粒子吸着容積は、40lpmの空気流下で0.3kPa未満の流量制限、長さの直径に対する2以上の比、またはその両方を有する、請求項1に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記微粒子吸着容積は、(i)1.0g/dL未満の保持容量、(ii)前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約200%を超える比、もしくは(iii)長さの直径に対する2以上の比、または(iv)それらの組み合わせ、のうちの少なくとも一つを有する、請求項1または2に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記微粒子吸着容積は、少なくとも8g/dL(例えば、少なくとも10g/L)の公称ブタン作業容量、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で少なくとも35g/Lの公称増分吸着容量(IAC)、または両方を有する、請求項1、2、または3に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、2日間のダイアーナルブリージングロス(DBL)は、40g/時ブタン充填工程後に適用される315リットル以下のパージで50mg以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは40g/時ブタン充填工程後に適用される210リットル以下のパージで20mg以下である、請求項5に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは40g/時ブタン充填工程後に適用される150以下のベッド体積のパージで50mg以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される100以下のベッド体積のパージで20mg以下である、請求項7に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つの燃料側の微粒子吸着容積を備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つのベント側の後続吸着容積を備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記微粒子吸着容積は、前記燃料蒸気により連続的に接触できるように連結する単一のキャニスタ内または複数のキャニスタ内に設置される、請求項9〜10のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記微粒子吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、または両方は、8g/dL未満の公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/L未満の公称IAC、または両方を有する、請求項10に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、またはそれらの組み合わせは、活性炭、炭、ゼオライト、粘土、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、多孔質シリカ、モレキュラーシーブ、カオリン、チタニア、セリア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される吸着材料を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は活性炭ハニカムである、請求項13に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記活性炭は、木、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、亜炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、フルーツピット、フルーツストーン、ナッツシェル、ナッツピット、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される部材を含む材料に由来する、請求項13に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積内、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積内、または両方の内の前記吸着体の形態は、粒状、ペレット、球状、ハニカム、モノリス、ペレット状の円筒形、均一な形状の微粒子媒体、不均一な形状の微粒子媒体、押し出し形状の構造体媒体、巻回状形状の構造体媒体、折り畳まれた形状の構造体媒体、プリーツ状の構造体媒体、波形状の構造体媒体、流し込み形態の構造体媒体、接着形態の構造体媒体、不織布、織物、シート、紙、発泡体、中空円筒形、星形、ねじれらせん形、アスタリスク、形成されたリボン、またはそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は容積希釈体を備える、請求項12〜16のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記容積希釈体は、不活性スペーサー粒子、閉じ込められた空域、発泡体、繊維、スクリーン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される要素を含む、請求項17に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 加熱ユニットをさらに備える、請求項1〜18のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は保持容量が0.5g/dL未満である、請求項1に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、前記一つまたは複数のキャニスタは、
少なくとも一つの燃料側の吸着容積と、
直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、および前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、を有する微粒子吸着体を備える、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積と、を備え、
前記ベント側の吸着容積は、見かけの線形空気流速46cm/秒が前記ベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される場合、40Pa/cm未満の圧力降下の流量制限特性を有する、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、40lpmの空気流下で0.3kPa未満の流量制限を有する、請求項21に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は、(i)1.0g/dL未満の保持容量、(ii)巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積に対する約200%を超える比、(iii)長さの直径に対する2以上の比、または(iv)それらの組み合わせ、のうちの少なくとも一つを有する、請求項21または22に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積は、少なくとも8g/dL(例えば、少なくとも10g/L)の公称ブタン作業容量、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で少なくとも35g/Lの公称増分吸着容量(IAC)、または両方を有する、請求項21、22、または23に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のダイアーナルブリージングロス(DBL)は、40g/時ブタン充填工程後に適用される315リットル以下のパージで50mg以下である、請求項21〜24のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される210リットル以下のパージで20mg以下である、請求項25に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される150以下のベッド体積のパージで50mg以下である、請求項21〜24のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される100以下のベッド体積のパージで20mg以下である、請求項27に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記吸着容積は、前記燃料蒸気により連続的に接触できるように連結する単一のキャニスタ内または複数のキャニスタ内に設置される、請求項24〜28のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 単一のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項21〜29のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 複数のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項21〜29のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つのベント側の後続吸着容積をさらに備え、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は、8g/dL未満の公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/L未満の公称IAC、または両方を有する、請求項21〜31のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、またはそれらの組み合わせは、活性炭、炭、ゼオライト、粘土、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、多孔質シリカ、モレキュラーシーブ、カオリン、チタニア、セリア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される吸着材料を含む、請求項21〜32のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は活性炭ハニカムである、請求項32または33に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記活性炭は、木、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、亜炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、フルーツピット、フルーツストーン、ナッツシェル、ナッツピット、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む材料に由来する、請求項33に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、または両方の前記吸着体の形態は、粒状、ペレット、球状、ハニカム、モノリス、ペレット状の円筒形、均一な形状の微粒子媒体、不均一な形状の微粒子媒体、押し出し形状の構造体媒体、巻回状形状の構造体媒体、折り畳まれた形状の構造体媒体、プリーツ状の構造体媒体、波形状の構造体媒体、流し込み形態の構造体媒体、接着形態の構造体媒体、不織布、織物、シート、紙、発泡体、中空円筒形、星形、ねじれらせん形、アスタリスク、形成されたリボン、またはそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む、請求項21〜35のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は容積希釈体を備える、請求項32〜36のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記容積希釈体は、不活性スペーサー粒子、閉じ込められた空域、発泡体、繊維、スクリーン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される要素を含む、請求項37に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 加熱ユニットをさらに備える、請求項21〜38のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は保持容量が0.5g/dL未満である、請求項21に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、前記一つまたは複数のキャニスタは、
少なくとも一つの燃料側の吸着容積と、
直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、および前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、を有する微粒子吸着体を備える、少なくとも一つのベント側の低保持容量微粒子吸着容積と、を備え、
前記少なくとも一つのベント側の低保持容量微粒子吸着容積は、ブタン保持容量が0.5g/dL未満である、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、前記ベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で、40Pa/cm未満の圧力降下の流量制限特性を有する、請求項41に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は、(i)0.4g/dL未満の保持容量、(ii)巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積に対する約200%を超える比、(iii)長さの直径に対する2以上の比、または(iv)それらの組み合わせ、のうちの少なくとも一つを有する、請求項41または42に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積は、少なくとも8g/dL(例えば、少なくとも10g/L)の公称ブタン作業容量、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で少なくとも35g/Lの公称増分吸着容量(IAC)、または両方を有する、請求項41、42、または43に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のダイアーナルブリージングロス(DBL)は、40g/時ブタン充填工程後に適用される315リットル以下のパージで50mg以下である、請求項41〜44のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される210リットル以下のパージで20mg以下である、請求項45に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される150以下のベッド体積のパージで50mg以下である、請求項41〜44のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される100以下のベッド体積のパージで20mg以下である、請求項47に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記吸着容積は、前記燃料蒸気により連続的に接触できるように連結する単一のキャニスタ内または複数のキャニスタ内に設置される、請求項44〜48のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 単一のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項41〜49のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 複数のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項41〜50のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つのベント側の後続吸着容積をさらに備え、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は、8g/dL未満の公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/L未満の公称IAC、または両方を有する、請求項41〜51のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、またはそれらの組み合わせは、活性炭、炭、ゼオライト、粘土、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、多孔質シリカ、モレキュラーシーブ、カオリン、チタニア、セリア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される吸着材料を含む、請求項41〜52のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は活性炭ハニカムである、請求項53に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記活性炭は、木、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、亜炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、フルーツピット、フルーツストーン、ナッツシェル、ナッツピット、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む材料に由来する、請求項53に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、または両方の前記吸着体の形態は、粒状、ペレット、球状、ハニカム、モノリス、ペレット状の円筒形、均一な形状の微粒子媒体、不均一な形状の微粒子媒体、押し出し形状の構造体媒体、巻回状形状の構造体媒体、折り畳まれた形状の構造体媒体、プリーツ状の構造体媒体、波形状の構造体媒体、流し込み形態の構造体媒体、接着形態の構造体媒体、不織布、織物、シート、紙、発泡体、中空円筒形、星形、ねじれらせん形、アスタリスク、形成されたリボン、またはそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む、請求項51〜55のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は容積希釈体を備える、請求項52〜56のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記容積希釈体は、不活性スペーサー粒子、閉じ込められた空域、発泡体、繊維、スクリーン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される要素を含む、請求項57に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 加熱ユニットをさらに備える、請求項41〜58のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は保持容量が0.25g/dL未満である、請求項41に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、前記一つまたは複数のキャニスタは、
少なくとも一つの燃料側の吸着容積と、
直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約200%より大きい比、を有する微粒子吸着体を備える少なくとも一つのベント側の低保持容量微粒子吸着容積と、を備え、
前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、ブタン保持容量が1g/dL未満である、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、前記ベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で、40Pa/cm未満の圧力降下の流量制限特性を有する、請求項61に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は、(i)1.0g/dL未満の保持容量、(ii)巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積に対する約200%を超える比、(iii)長さの直径に対する2以上の比、または(iv)それらの組み合わせ、のうちの少なくとも一つを有する、請求項61または62に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積は、少なくとも8g/dL(例えば、少なくとも10g/L)の公称ブタン作業容量、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で少なくとも35g/Lの公称増分吸着容量(IAC)、または両方を有する、請求項61、62、または63に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のダイアーナルブリージングロス(DBL)は、40g/時ブタン充填工程後に適用される315リットル以下のパージで50mg以下である、請求項61〜64のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される210リットル以下のパージで20mg以下である、請求項65に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される150以下のベッド体積のパージで50mg以下である、請求項61〜64のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 2012 California Bleed Emissions Test Procedure(BETP)で測定すると、前記2日間のDBLは、40g/時ブタン充填工程後に適用される100以下のベッド体積のパージで20mg以下である、請求項67に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記吸着容積は、前記燃料蒸気により連続的に接触できるように連結する単一のキャニスタ内または複数のキャニスタ内に設置される、請求項64〜68のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 単一のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項61〜69のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 複数のベント側の微粒子吸着容積を備える、請求項61〜70のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つのベント側の後続吸着容積をさらに備え、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は、8g/dL未満の公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/L未満の公称IAC、または両方を有する、請求項61〜71のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、またはそれらの組み合わせは、活性炭、炭、ゼオライト、粘土、多孔質ポリマー、多孔質アルミナ、多孔質シリカ、モレキュラーシーブ、カオリン、チタニア、セリア、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される吸着材料を含む、請求項61〜72のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は活性炭ハニカムである、請求項73に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記活性炭は、木、木材粉塵、木粉、コットンリンター、泥炭、石炭、ココナッツ、亜炭、炭水化物、石油ピッチ、石油コークス、コールタールピッチ、フルーツピット、フルーツストーン、ナッツシェル、ナッツピット、おがくず、ヤシ、野菜、合成ポリマー、天然ポリマー、リグノセルロース材料、およびそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む材料に由来する、請求項73に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積、または両方の前記吸着体の形態は、粒状、ペレット、球状、ハニカム、モノリス、ペレット状の円筒形、均一な形状の微粒子媒体、不均一な形状の微粒子媒体、押し出し形状の構造体媒体、巻回状形状の構造体媒体、折り畳まれた形状の構造体媒体、プリーツ状の構造体媒体、波形状の構造体媒体、流し込み形態の構造体媒体、接着形態の構造体媒体、不織布、織物、シート、紙、発泡体、中空円筒形、星形、ねじれらせん形、アスタリスク、形成されたリボン、またはそれらの組み合わせ、からなる群から選択される部材を含む、請求項71〜75のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は容積希釈体を備える、請求項72〜76のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記容積希釈体は、不活性スペーサー粒子、閉じ込められた空域、発泡体、繊維、スクリーン、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される要素を含む、請求項77に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 加熱ユニットをさらに備える、請求項61〜78のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は保持容量が0.5g/dL未満である、請求項61に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムを燃料タンクに連結する燃料蒸気入口導管と、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムをエンジンの空気導入システムに連結する燃料蒸気パージ導管と、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムをベントし、蒸発エミッション制御キャニスタシステムにパージ用空気を吸気するためのベント導管と、または
それらの組み合わせ、のうちの少なくとも一つをさらに備える、請求項1〜80のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、
燃料を貯蔵するための燃料タンクと、
空気導入システムを有し、燃料を消費するように構成されるエンジンと、
少なくとも一つの燃料側の吸着容積を備える複数の吸着容積を備える一つまたは複数のキャニスタと、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、および約0.5g/dL以下の保持容量、を有する微粒子吸着体を備える少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積と、を備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムと、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムを前記燃料タンクに連結する燃料蒸気入口導管と、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムを前記エンジンの前記空気導入システムに連結する燃料蒸気パージ導管と、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムをベントし、前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムにパージ用空気を吸気するためのベントポートと、を備え、
前記蒸発エミッション制御キャニスタシステムは:
前記燃料蒸気入口導管から複数の吸着体を通ってベントポートまでの燃料蒸気流路、および、
前記ベントポートから前記複数の吸着容積および燃料蒸気パージ出口を通る空気流路によって画定される、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記システムは、ベント側の微粒子吸着容積からの上流、下流、または両方の少なくとも一つのベント側の後続吸着容積をさらに備える、請求項82に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 蒸発エミッション制御システムにおける燃料蒸気エミッションを低減する方法であって、前記方法は、
前記燃料蒸気を少なくとも一つの燃料側の吸着容積を備える複数の吸着容積と接触させることと、直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100nm以上の巨視的細孔、前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、および前記ベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で40Pa/cm未満の圧力降下の流量制限特性、を有する微粒子吸着体を備える少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積と、を有する方法。 - 一つまたは複数のキャニスタを備える蒸発エミッション制御キャニスタシステムであって、前記一つまたは複数のキャニスタは、
直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、および約1.0g/dL未満の保持容量、を有する微粒子吸着体を備える少なくとも一つの燃料側の吸着容積と、
直径約100nm未満の微視的細孔、直径約100〜100,000nmの巨視的細孔、前記巨視的細孔の容積の前記微視的細孔の容積に対する約150%より大きい比、を有する微粒子吸着体を備える、少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積と、を備え、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、前記ベント側の微粒子吸着容積の直径43mmのベッドに適用される見かけの線形空気流速46cm/秒の条件下で40Pa/cm未満の圧力降下の流量制限特性を有する、蒸発エミッション制御キャニスタシステム。 - 前記ベント側の微粒子吸着容積はブタン保持容量が1.0g/dL未満である、請求項84または85に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は、40lpmの空気流下で0.3kPa未満の流量制限を有する、請求項85に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記ベント側の微粒子吸着容積は、長さの直径に対する比が2以上である、請求項84または85に記載の蒸発エミッション制御システム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積は、8g/dLより大きい公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/Lより大きい公称IAC、または両方を有する、請求項85〜88のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 少なくとも一つのベント側の後続吸着容積をさらに備え、前記少なくとも一つのベント側の後続吸着容積は、8g/dL未満の公称BWC、25℃において5vol%〜50vol%のn−ブタンの蒸気濃度で35g/L未満の公称IAC、または両方を有する、請求項85〜89のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
- 前記少なくとも一つの燃料側の吸着容積、前記少なくとも一つのベント側の微粒子容積、またはその両方は、巨視的細孔の容積の微視的細孔の容積に対する約200%より大きい比を有し、前記少なくとも一つのベント側の微粒子吸着容積は1.0g/dL未満のブタン保持容量を有する、請求項85〜90のいずれか一項に記載の蒸発エミッション制御キャニスタシステム。
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