JP2022040713A - Evaporated fuel treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料タンクで発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus that processes evaporative fuel generated in a fuel tank.
上記した蒸発燃料処理装置に関連する技術が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された蒸発燃料処理装置は、ケーシングを備えており、そのケーシングに燃料タンクの気層部に接続されるタンクポートと、エンジンの吸気通路に接続されるパージポートと、大気開放される大気ポートとが形成されている。ケーシング内は、略U字形に折り返されたガス通路となっており、そのガス通路の一端側にタンクポート、及びパージポートが形成されている。また、前記ガス通路の他端側に大気ポートが形成されている。ケーシング内には、タンクポート、及びパージポート側から順番に第1収容室、通路部、第2収容室、及び第3収容室が形成されている。 Patent Document 1 describes a technique related to the above-mentioned evaporated fuel processing apparatus. The evaporative fuel processing apparatus described in Patent Document 1 includes a casing, which includes a tank port connected to the air layer portion of the fuel tank, a purge port connected to the intake passage of the engine, and open to the atmosphere. An atmospheric port is formed. The inside of the casing is a gas passage folded back in a substantially U shape, and a tank port and a purge port are formed on one end side of the gas passage. Further, an atmospheric port is formed on the other end side of the gas passage. In the casing, a first accommodation chamber, a passage portion, a second accommodation chamber, and a third accommodation chamber are formed in order from the tank port and the purge port side.
ケーシングの第1収容室、第2収容室には、活性炭等の粒状の吸着材が充填されている。また、大気ポートに最も近い第3収容室には、吸着エレメントが収納されている。吸着エレメントは、通気性を有する一対の不織布シート間に吸着層を挟み込んだ三層構造のシート状に形成されている。前記吸着層は、吸着材と、吸着材の温度変化を抑制する蓄熱材とをホットメルト系バインダで固定したものが使用されている。このように、大気ポートに最も近い第3収容室に吸着材と、吸着材の温度変化を抑制する蓄熱材とが収納されているため、吸着材の蒸発燃料吸着性能、あるいは蒸発燃料脱離性能を良好に保持できる。この結果、蒸発燃料の脱離後、吸着材に残存する蒸発燃料を減少させることができ、大気ポートから漏れる蒸発燃料を減らすことができる。 The first and second storage chambers of the casing are filled with a granular adsorbent such as activated carbon. Further, the adsorption element is housed in the third storage chamber closest to the atmospheric port. The suction element is formed in the form of a three-layer structure in which a suction layer is sandwiched between a pair of breathable nonwoven fabric sheets. As the adsorption layer, a material in which an adsorbent and a heat storage material that suppresses a temperature change of the adsorbent are fixed with a hot melt binder is used. In this way, since the adsorbent and the heat storage material that suppresses the temperature change of the adsorbent are stored in the third storage chamber closest to the atmospheric port, the evaporative fuel adsorption performance or the evaporative fuel desorption performance of the adsorbent Can be held well. As a result, it is possible to reduce the amount of evaporative fuel remaining in the adsorbent after the desorption of the evaporative fuel, and it is possible to reduce the amount of evaporative fuel leaking from the atmospheric port.
特許文献1に記載の蒸発燃料処理装置では、大気ポートに最も近い第3収容室には、不織布シート間に吸着層を挟み込んだ三層構造の吸着エレメントが収容されている。さらに、吸着層は、吸着材と蓄熱材とをホットメルト系バインダで固定することにより形成される。このため、第3収容室に収容される吸着材と蓄熱材との収容構造が複雑になりコストが掛かる。また、前記収容構造が複雑なため第3収容室の容積が大きくなる。 In the evaporative fuel processing apparatus described in Patent Document 1, the adsorption element having a three-layer structure in which the adsorption layer is sandwiched between the non-woven fabric sheets is accommodated in the third accommodation chamber closest to the atmospheric port. Further, the adsorption layer is formed by fixing the adsorbent and the heat storage material with a hot melt binder. Therefore, the accommodation structure of the adsorbent and the heat storage material accommodated in the third accommodation chamber becomes complicated and costly. Further, since the accommodation structure is complicated, the volume of the third accommodation chamber becomes large.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、大気ポート側の収容部に収容される吸着材と蓄熱材との収容構造を簡単にして低コスト化を図ること。また、大気ポート側の収容部の容積を小さくすることである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to simplify the accommodation structure of the adsorbent and the heat storage material accommodated in the accommodation portion on the atmosphere port side. To reduce costs. In addition, the volume of the accommodating portion on the atmosphere port side is to be reduced.
上記した課題は、各発明によって解決される。第1の発明は、燃料タンクの気層部に連通されるタンクポートと、エンジンの吸気通路に連通されるパージポートと、大気開放される大気ポートとが形成されているケーシングと、前記ケーシング内に充填されており、前記タンクポートから流入した蒸発燃料を吸着可能、あるいは吸着した蒸発燃料を脱離可能な吸着材とを有する蒸発燃料処理装置であって、前記ケーシングの内部が前記大気ポートから前記パージポート、及び前記タンクポート間で複数の収容部に区分されて、各々の収容部に前記吸着材が充填されており、前記ケーシングの前記大気ポートに最も近い収容部には、ポリプロピレン製のペレット状蓄熱材が前記吸着材と混合した状態で収納されている。 The above-mentioned problems are solved by each invention. The first invention is a casing in which a tank port communicated with a gas layer portion of a fuel tank, a purge port communicated with an intake passage of an engine, and an atmospheric port open to the atmosphere are formed, and the inside of the casing. It is an evaporative fuel processing apparatus having an adsorbent that is filled in and can adsorb the evaporative fuel that has flowed in from the tank port or can desorb the adsorbed evaporative fuel, and the inside of the casing is from the atmospheric port. The purge port and the tank port are divided into a plurality of accommodating portions, each accommodating portion is filled with the adsorbent, and the accommodating portion of the casing closest to the atmospheric port is made of polypropylene. The pellet-shaped heat storage material is stored in a state of being mixed with the adsorbent.
本発明によると、ケーシングの大気ポートに最も近い収容部には、吸着材と、その吸着材の温度変化を抑制するポリプロピレン製の蓄熱材が収納されている。このため、吸着材の温度変化が抑制されることで、吸着材の蒸発燃料吸着性能、あるいは蒸発燃料脱離性能を良好に保持できる。これにより、蒸発燃料の脱離後、ケーシングの大気ポートに最も近い収容部に収納されている吸着材に残存する蒸発燃料を減少させることができる。この結果、大気ポートから漏れる蒸発燃料を減らすことができる。また、ポリプロピレン製のペレット状蓄熱材を採用することで構造の複雑化を抑制することができる。さらに、ポリプロピレン製のペレット状蓄熱材と吸着材とが混合された状態でケーシングの収容部に収納されているため、吸着材と蓄熱材との収容構造が簡単である。さらに、前記収容構造が簡単なため大気ポート側の収容部の容積も小さくできる。 According to the present invention, the adsorbent and the polypropylene heat storage material that suppresses the temperature change of the adsorbent are housed in the accommodating portion closest to the atmospheric port of the casing. Therefore, by suppressing the temperature change of the adsorbent, the evaporative fuel adsorption performance or the evaporative fuel desorption performance of the adsorbent can be well maintained. This makes it possible to reduce the amount of evaporative fuel remaining in the adsorbent housed in the accommodating portion closest to the atmospheric port of the casing after the evaporative fuel is desorbed. As a result, the amount of evaporative fuel leaking from the atmospheric port can be reduced. Further, by adopting a pellet-shaped heat storage material made of polypropylene, it is possible to suppress the complication of the structure. Further, since the polypropylene pellet-shaped heat storage material and the adsorbent are stored in the casing in a mixed state, the storage structure of the adsorbent and the heat storage material is simple. Further, since the accommodation structure is simple, the volume of the accommodation portion on the atmosphere port side can be reduced.
第2の発明によると、ケーシングの大気ポートに最も近い収容部において、吸着材に混合される前記蓄熱材の量は、前記吸着材の容量を100%とした場合に20%以上である。このため、蒸発燃料の吸着、あるいは脱離に伴う吸着材の温度変化を効果的に抑制できる。この結果、蒸発燃料の脱離後の吸着材に残存する蒸発燃料を確実に減少させることができ、大気ポートから漏れる蒸発燃料を減らすことができる。 According to the second invention, the amount of the heat storage material mixed with the adsorbent in the accommodating portion closest to the atmospheric port of the casing is 20% or more when the capacity of the adsorbent is 100%. Therefore, it is possible to effectively suppress the temperature change of the adsorbent due to the adsorption or desorption of the evaporated fuel. As a result, the amount of evaporative fuel remaining in the adsorbent after desorption of the evaporative fuel can be surely reduced, and the amount of evaporative fuel leaking from the atmospheric port can be reduced.
[実施形態1]
以下、図1、図2に基づいて、本発明の実施形態1に係る蒸発燃料処理装置について説明する。本実施形態に係る蒸発燃料処理装置は、自動車等の車両に搭載されるキャニスタ10である。ここで、図1に示す前後左右は、キャニスタ10の前後左右を表しており、搭載方向を限定するものではない。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the evaporated fuel treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The evaporative fuel processing device according to the present embodiment is a
<キャニスタ10の構成について>
キャニスタ10は、図1に示すように、略四角形の箱状に形成された樹脂製のケーシング12を備えている。ケーシング12は、ケーシング本体13と、そのケーシング本体13の後側開口13xを塞ぐ蓋部材14とから構成されている。ケーシング本体13は、角筒部13aと、角筒部13aの右側に配置されている円筒部13bとを備えている。ケーシング本体13の角筒部13aと円筒部13bとは、前後方向に平行に延びており、隔壁13cを介して相互に連結されている。また、ケーシング本体13は、角筒部13aの前端を塞ぐ前端壁13dと、円筒部13bの前端を塞ぐ前端壁13eとを備えている。ケーシング本体13において隔壁13cによって仕切られた内部空間は、ケーシング本体13と蓋部材14間に形成された連通室15によって相互に連通されている。これにより、ケーシング12の内部には、角筒部13aによる内部空間と連通室15と円筒部13bによる内部空間とからなるU字状のガス通路が形成される。
<About the configuration of the
As shown in FIG. 1, the
ケーシング本体13の角筒部13aの前端壁13dには、角筒部13aの内部空間に連通するタンクポート17とパージポート18とが前方に突出するように形成されている。タンクポート17は、車両の燃料タンク(図示省略)の気層部に連通されている。パージポート18は、エンジンの吸気通路に連通されている。また、ケーシング本体13の円筒部13bの前端壁13eには、円筒部13bの内部空間に連通する大気ポート19が前方に突出するように形成されている。大気ポート19は大気に開放されている。ケーシング本体13の角筒部13aの内部空間は、前端壁13dの近傍位置が仕切壁13fによってタンクポート17側とパージポート18側とに仕切られている。そして、仕切壁13fによって仕切られた部分の前端には、それぞれ前端フィルタ20が設置されている。
The
ケーシング本体13の角筒部13aの後端開口部13hには、例えば、樹脂製の通気性を有する多孔板21がその後端開口部13hを塞ぐように設置されている。多孔板21の前面側には後端フィルタ22が積層されている。また、多孔板21と蓋部材14との間には、多孔板21を前方に付勢するバネ部材23が介装されている。このように、ケーシング本体13の角筒部13a内には、前端フィルタ20と後端フィルタ22との間に第1収容部41が形成される。
At the rear end opening 13h of the
ケーシング本体13の円筒部13bにおける前端壁13eの内側には、前端フィルタ31が設置されている。また、円筒部13bの内部空間には、円筒部13b内を横断するように横断フィルタ32が前部寄りの位置に設置されている。さらに、円筒部13bの後端開口部13jには、例えば、樹脂製の通気性を有する多孔板33がその後端開口部13jを塞ぐように設置されている。多孔板33の前面側には後端フィルタ34が積層されている。また、多孔板33と蓋部材14との間には、多孔板33を前方に付勢するバネ部材35が介装されている。このように、ケーシング本体13の円筒部13b内には、前端フィルタ31と横断フィルタ32との間に第3収容部43が形成され、横断フィルタ32と後端フィルタ34との間に第2収容部42が形成される。
A
ケーシング本体13の角筒部13aにおける前端フィルタ20と後端フィルタ22間の第1収容部41には、蒸発燃料を吸着し、あるいは吸着した蒸発燃料を脱離可能な吸着材Cが充填されている。また、ケーシング本体13の円筒部13bにおける前端フィルタ31と横断フィルタ32間の第3収容部43には、吸着材Cと、前記吸着材Cの温度変化を抑制するポリプロピレン製の蓄熱材Pが混合された状態で充填されている。さらに、ケーシング本体13の円筒部13bにおける横断フィルタ32と後端フィルタ34間の第2収容部42には、吸着材Cが充填されている。
The first
<キャニスタ10の一般的な機能について>
車両のエンジンが停止している状態では、燃料タンク内で発生した蒸発燃料は空気と共にキャニスタ10のタンクポート17から第1収容部41に流入し、蒸発燃料が第1収容部41の吸着材Cに吸着される。さらに、第1収容部41の吸着材Cを通過した蒸発燃料は連通室15を通り、第2収容部42の吸着材C、及び第3収容部43の吸着材Cに吸着される。そして、ほとんど空気のみからなるガスが大気ポート19から大気中に放出される。次に、エンジンが駆動されてパージ処理を行なう条件が満たされると、エンジンの吸気負圧がキャニスタ10のパージポート18を介してケーシング12内に加わる。これにより、大気ポート19から空気がパージエアとして第3収容部43に導入される。パージエアは、第3収容部43から第2収容部42、連通室15、及び第1収容部41を流れ、パージポート18からエンジンの吸気通路に導かれる。パージエアが第3収容部43、第2収容部42、及び第1収容部41を通過する過程で、吸着材Cがパージエアによりパージされ、吸着された蒸発燃料が吸着材Cから脱離する。そして、吸着材Cから脱離した蒸発燃料がパージエアと共にエンジンの吸気通路に導かれ、前記エンジンの燃焼室で燃焼される。
<General functions of
When the engine of the vehicle is stopped, the evaporative fuel generated in the fuel tank flows into the first
<吸着材C、及び蓄熱材Pについて>
吸着材Cは、粉末状の活性炭を所定サイズに成形したペレットであり、粒径が、例えば、2mm~2.5mmに設定されている。ここで、吸着材Cは、蒸発燃料の吸着時に熱が発生して温度が高くなる。そして、吸着材Cは、温度が上昇するにつれて徐々に吸着能力が低下する。また、吸着材Cは、蒸発燃料の脱離時に熱が奪われて温度が低くなる。そして、吸着材Cは、温度が低下するにつれて徐々に脱離能力が低下する。このため、吸着材Cの吸着能力、及び脱離能力を低下させないようにするためには、吸着材Cの温度変化を抑制する必要がある。
<About the adsorbent C and the heat storage material P>
The adsorbent C is a pellet obtained by molding powdered activated carbon into a predetermined size, and the particle size is set to, for example, 2 mm to 2.5 mm. Here, the adsorbent C generates heat when adsorbing the evaporated fuel, and the temperature rises. Then, the adsorption capacity of the adsorbent C gradually decreases as the temperature rises. Further, the heat of the adsorbent C is taken away when the evaporative fuel is desorbed, and the temperature becomes low. Then, the desorption ability of the adsorbent C gradually decreases as the temperature decreases. Therefore, in order not to reduce the adsorption capacity and the desorption capacity of the adsorbent C, it is necessary to suppress the temperature change of the adsorbent C.
吸着材Cの脱離能力が低下すると、吸着材Cをパージして蒸発燃料を脱離させた後も、吸着材Cに残存する蒸発燃料が比較的多くなる。吸着材Cに残存する蒸発燃料が多いと、蒸発燃料が大気ポート19から大気中に放散し易くなる。この対策として、本実施形態に係るキャニスタ10では、大気ポート19に最も近い第3収容部43に吸着材Cとポリプロピレン製の蓄熱材P(比熱大)とを混合した状態で充填することで、吸着材Cの脱離能力の低下を抑制している。ここで、蓄熱材Pは、ポリプロピレン樹脂のペレットであり、粒径が吸着材Cの粒径に等しくなるように、例えば、2mm~2.5mmに設定されている。これにより、吸着材Cと蓄熱材Pとを均一に混合できるようになる。
When the desorption ability of the adsorbent C decreases, the amount of evaporative fuel remaining in the adsorbent C becomes relatively large even after the adsorbent C is purged to desorb the evaporated fuel. If there is a large amount of evaporative fuel remaining in the adsorbent C, the evaporative fuel is likely to be released into the atmosphere from the
<吸着材Cと蓄熱材Pとの混合割合について>
次に、図2に基づいて、吸着材Cと蓄熱材Pとの混合割合について説明する。図2は、吸着材Cの容量に対する蓄熱材Pの容量の割合(ペレット混合割合)と、大気ポート19からの蒸発燃料の漏れ量との関係を表すグラフである。ここで、例えば、ペレット混合割合が20%とは、吸着材Cの容量を100%とした場合に蓄熱材Pの容量の割合が20%であることを表している。ペレット混合割合が40%とは、同様に、吸着材Cの容量を100%とした場合に蓄熱材Pの容量の割合が40%であることを表している。また、蒸発燃料の漏れ量は、蒸発燃料の主成分であるハイドロカーボンHCの空気中の濃度を濃度計で実際に計測することにより求めている。図2に示すように、ペレット混合割合が0%、即ち、第3収容部43内に吸着材Cのみが充填されている場合には、蒸発燃料の漏れ量が22mgであった。しかし、第3収容部43内の吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合を増加させるにつれて、吸着材Cの温度変化、及び蒸発燃料の脱離性能の低下が抑制されて、大気ポート19からの蒸発燃料の漏れ量が減少するようになる。
<About the mixing ratio of the adsorbent C and the heat storage material P>
Next, the mixing ratio of the adsorbent C and the heat storage material P will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ratio of the capacity of the heat storage material P to the capacity of the adsorbent C (pellet mixing ratio) and the amount of leaked fuel from the
したがって、大気ポート19からの蒸発燃料の漏れ量を低下させる観点からは、吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合が大きい方が好ましい。しかし、吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合を必要以上に大きくすると、第3収容部43の容積が不必要に大きくなる。このため、本実施形態では、蒸発燃料の漏れ量を約20mg程度に抑えられるようにし、さらに第3収容部43の容積を必要最小限に抑えるために、吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合を吸着材Cが100%に対して20%~23%になるようにしている。また、蓄熱材Pとして使用されるポリプロピレン樹脂は、比重が約0.9であり、一般的に蓄熱材として使用されるポリアミド樹脂(比重 約1.12)と比較して軽量である。このため、キャニスタ10の軽量化を図ることができる。
Therefore, from the viewpoint of reducing the amount of the evaporated fuel leaking from the
<実施形態1に係る用語と本発明に係る用語との対応>
本実施形態に係るキャニスタ10のケーシング12における第3収容部43が本発明の大気ポートに最も近い収容部に相当する。
<Correspondence between the term according to the first embodiment and the term according to the present invention>
The third
<本実施形態に係るキャニスタ10の長所について>
本実施形態に係るキャニスタ10によると、ケーシング12の第3収容部43(大気ポートに最も近い収容部)には、吸着材Cと、その吸着材Cの温度変化を抑制するポリプロピレン製の蓄熱材Pが収納されている。このため、吸着材Cの温度変化が抑制されることで、吸着材Cの蒸発燃料吸着性能、あるいは蒸発燃料脱離性能を良好に保持できる。これにより、蒸発燃料の脱離後、第3収容部43に収納されている吸着材Cに残存する蒸発燃料を減少させることができ、大気ポート19から漏れる蒸発燃料を減らすことができる。また、ポリプロピレン製の蓄熱材Pは、吸着材Cと混合した状態でケーシング12の第3収容部43に収納されているため、吸着材Cと蓄熱材Pとの収容構造が簡単である。さらに、前記収容構造が簡単なため第3収容部43の容積も小さくできる。
<About the advantages of the
According to the
また、第3収容部43の吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合は、吸着材Cを100%とした場合に、20%以上である。このため、蒸発燃料の脱離後の吸着材Cに残存する蒸発燃料を減少させることができ、大気ポート19から漏れる蒸発燃料を減らすことができる。また、吸着材Cと蓄熱材Pとはペレット状に形成されて等しいサイズであるため、吸着材Cに対して蓄熱材Pを偏在しないように均一に混合することができる。
Further, the mixing ratio of the heat storage material P to the adsorbent C of the third
<変更例>
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、第3収容部43の吸着材Cに対する蓄熱材Pの混合割合を、吸着材Cを100%とした場合に、20%~23%にする例を示した。しかし、蓄熱材Pの混合割合を23%~30%程度にすることも可能である。また、本実施形態では、吸着材Cのペレットと蓄熱材Pペレットとの粒径を2mm~2.5 mmに設定する例を示した。しかし、吸着材Cのペレットと蓄熱材Pペレットとの粒径が等しい状態で、前記粒径を適宜変更することも可能である。
<Change example>
Here, the present invention is not limited to the above embodiment, and changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, an example is shown in which the mixing ratio of the heat storage material P to the adsorbent C of the third
10・・・キャニスタ(蒸発燃料処理装置)
12・・・ケーシング
13・・・ケーシング本体
14・・・蓋部材
17・・・タンクポート
18・・・パージポート
19・・・大気ポート
41・・・第1収容部
42・・・第2収容部
43・・・第3収容部(大気ポートに最も近い収容部)
C・・・・吸着材
P・・・・蓄熱材
10 ... Canister (evaporated fuel processing device)
12 ...
C ... Adsorbent P ... Heat storage material
Claims (2)
前記ケーシングの内部が前記大気ポートから前記パージポート、及び前記タンクポート間で複数の収容部に区分されて、各々の収容部に前記吸着材が充填されており、
前記ケーシングの前記大気ポートに最も近い収容部には、ポリプロピレン製のペレット状蓄熱材が前記吸着材と混合した状態で収納されている蒸発燃料処理装置。 A casing in which a tank port communicating with the air layer of the fuel tank, a purge port communicating with the intake passage of the engine, and an atmosphere port open to the atmosphere are formed, and the casing is filled. An evaporative fuel processing apparatus having an adsorbent capable of adsorbing evaporative fuel flowing in from the tank port or desorbing adsorbed evaporative fuel.
The inside of the casing is divided into a plurality of accommodating portions between the atmospheric port, the purge port, and the tank port, and each accommodating portion is filled with the adsorbent.
An evaporative fuel treatment device in which a polypropylene pellet-shaped heat storage material is stored in a state of being mixed with the adsorbent in a housing portion of the casing closest to the atmospheric port.
前記ケーシングの前記大気ポートに最も近い収容部において、前記吸着材に混合される前記蓄熱材の量は、前記吸着材の容量を100%とした場合に20%以上である蒸発燃料処理装置。 The evaporative fuel processing apparatus according to claim 1.
An evaporative fuel treatment apparatus in which the amount of the heat storage material mixed with the adsorbent in the accommodating portion closest to the atmosphere port of the casing is 20% or more when the capacity of the adsorbent is 100%.
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