JP2968334B2 - 内燃機関の燃料タンクに用いられる空気抜き装置 - Google Patents

内燃機関の燃料タンクに用いられる空気抜き装置

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Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 本発明は請求項１の上位概念に記載した形式の内燃機
関の燃料タンクに用いられる空気抜き装置から出発す
る。
このような形式の空気抜き装置は、燃料タンク内で揮
発する燃料、つまり特に燃料タンクへの燃料充てん時や
内燃機関の高温停止段階において生じるような燃料蒸気
が大気中に逃出するのではなく、燃料蒸気フイルタに貯
えられるようにするために働く。内燃機関の運転中で
は、内燃機関の吸込装置によつて燃料フイルタを介して
吸い込まれる新しい空気による掃気によつて、フイルタ
の再生が行なわれる。この場合、燃料を負荷された掃気
空気は燃焼のために内燃機関に調量されて供給される
（ドイツ連邦共和国特許3346103号明細書、同第3802664
号明細書）。
米国では、このような空気抜き装置の性能を証明する
ために空気抜き装置にいわゆる「オン・ボード・リフユ
ーエリング・テスト（On−Road Refueling Test）」が
行なわれている。このオン・ボード・リフユーエリング
・テストでは、燃料の揮発と共に遊離された炭化水素に
対する規定された限界値が維持されなければならない。
このようなテストでは、完全負荷された燃料蒸気フイル
タから出発して、内燃機関の所定数の運転サイクルと、
各運転サイクルの間に介在する停止段階とが実施され
る。最後の停止段階の後に燃料タンクが充てんされる。
この場合に、フイルタ出口で測定された炭化水素値が限
界値よりも下に位置していなければならない。
燃料蒸気フイルタのまだ許容可能な容積においてこの
限界値を維持するためには、内燃機関の停止段階で生じ
た燃料蒸気を内燃機関の運転段階中に再び除去して、テ
ストサイクルの終了時に燃料蒸気フイルタの所定の負荷
状態、つまり燃料蒸気フイルタがまだ燃料補給時に生じ
る燃料蒸気量を信頼性良く吸収できるような負荷状態を
得ることが必要となる。燃料フイルタの再生時に規定の
燃料蒸気質量を排出するために必要となる掃気空気量は
燃料蒸気フイルタの負荷軽減が増大するにつれて、つま
り燃料蒸気フイルタの負荷度が減少するにつれて指数的
に増大する。すなわち、燃料蒸気を再びフイルタから除
去するためには、燃料蒸気フイルタがテストサイクル内
の内燃機関の停止段階の間に達成する負荷状態が比較的
僅かであつても、内燃機関の後続の運転段階では極めて
大きな掃気空気量が必要となる訳である。
発明の利点 請求項１の特徴部に記載した本発明による空気抜き装
置には従来のものに比べて次のような利点がある。すな
わち、比較的小さな全フイルタ容積を維持して、内燃機
関の運転段階における燃料蒸気フイルタの再生のために
必要となる掃気空気量が小さくなる。フイルタを２つの
フィルタ部分に分割することは、第１のフイルタ部分を
極めて小さく形成することを可能にするので、この第１
のフイルタ部分は内燃機関の各停止段階において極めて
高い負荷度に達し、これによつて極めて僅かな掃気空気
量によつて信頼性良くかつ、確実に内燃機関の後続の運
転段階の間に再び負荷軽減され得る。第２のフイルタ部
分は十分に大きく設定され得るので、この第２のフイル
タ部分は内燃機関の停止段階と共に終了するテストサイ
クルの終了時に（つまり完全に負荷された第１のフイル
タ部分において）、燃料補給時に発生する燃料蒸気容量
を吸収することができる。両フイルタ部分の間の拡散を
阻止する接続により、第１のフイルタ部分がまだ最大負
荷されていない場合には燃料蒸気はまだ第２のフイルタ
部分に到達しないようになり、したがつて、第２のフイ
ルタ部分の早期の僅かな燃料負荷物しか生じず、このよ
うな燃料負荷物は個々のテストサイクル時の掃気空気量
が僅かであるので除去不可能である。掃気空気は常に第
２のフイルタ部分の出口を介して吸い込まれて、両フイ
ルタ部分を燃料蒸気とは逆の方向で貫流し、これによ
り、燃料負荷物は内燃機関の吸込システムを介して内燃
機関の燃焼室に到達する。
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載し
た空気抜き装置の有利な改良が可能になる。
第１のフイルタ部分の容積は空気抜き装置の性能を試
験するための規定されたテストの条件に適合され得ると
有利であるので、各テストサイクルにおいて第１のフイ
ルタ部分は、生じた燃料量によつて極めて高い、ほぼ最
大の負荷状態にまで達する。この負荷状態は後続のテス
トサイクルにおいて僅かな掃気空気によつて再び完全に
減少し、それからこのテストサイクルの終了時に内燃機
関の停止段階において前記負荷状態は再び達成される。
最後のテストサイクルの終了時に、第１のフイルタ部分
は飽和状態にまで負荷されている。第２のフイルタ部分
の容積は、完全に飽和されてもはや吸収力のない第１の
フイルタ部分において、テスト条件下での燃料タンクの
燃料補給時に生じる、揮発された燃料量を結合して、大
きな飽和度にまで達するように設定されている。
本発明の有利な構成では、両フイルタ部分が別個の容
器に収納され、両容器は拡散を阻止するように互いに接
続されている。このことは、極めて小さな第１のフイル
タ部分を機関室に配置して、これにより燃料蒸気フイル
タの再生または脱着を補助する手段、たとえば加熱を容
易に実現することができるという利点を有している、し
かし両フイルタ部分は拡散を阻止する接続部と共に、唯
一つの容器にも収納され得る。
両フイルタ部分の間の拡散を阻止する接続部は種々の
形式で構成され得る。
本発明の有利な別の構成では、このような接続部が比
較的長い管によつて実現される。しかし、このような接
続部を電磁弁または負圧制御される弁によつて形成する
ことも可能である。電磁弁は内燃機関の運転時に開放さ
れて、両フイルタ部分を互いに接続する。内燃機関の停
止段階時の電磁弁の遮断状態において、この電磁弁は、
燃料タンクへの燃料補給時における充てん圧よりも下に
ある所定の圧力が越えられると、第１のフイルタ部分か
ら第２のフイルタ部分に向かう方向で開く。
図 面 以下に、本発明を図示の実施例につき詳しく説明す
る。
第１図は内燃機関の燃料タンクに接続された空気抜き
装置の概略図を示している。
第２図は第２実施例による空気抜き装置の概略図を示
している。
実施例の説明 第１図には符号10で燃料タンクが示されている。この
燃料タンクは燃料充てん管片11と空気抜き管片12とを有
しており、両管片は燃料タンクの上側に配置されてい
る。燃料タンク10のための概略的にのみ図示した空気抜
き装置は２つの容器13,14を有しており、これらの容器
はそれぞれ活性炭15,16を充てんされている。活性炭15,
16を充てんされた容器13,14は活性炭フイルタの２つの
フイルタ部分17,18を形成しており、この活性炭フイル
タに燃料タンク10内で揮発した燃料を結合させることが
できる。両容器13,14は比較的長い管19を介して互いに
接続されており、この管は第１のフイルタ部分17から第
２のフイルタ部分18への燃料拡散を阻止している。第１
の容器13は空気抜き導管20を介して燃料タンク10の空気
抜き管片12に接続されている。空気抜き導管20は容器13
の中央に配置された中空室21の内部に開口しており、こ
の中空室は活性炭15の内部で円筒状のふるい22によつて
形成されている。容器13の互いに向かい合つて位置する
両端面には、入口23と出口24とが設けられている。出口
24には管19が接続されており、入口23は吸込導管29によ
つて掃気空気制御装置25を介して吸込装置26と接続され
ている。掃気空気制御装置25は、燃料を負荷された掃気
空気を内燃機関の燃料−空気混合気に調量して混加する
ために働く。掃気空気制御装置の例はドイツ連邦共和国
特許第3802664号明細書に記載されている。活性炭16を
いつぱいに充てんされた容器14は同じく互いに向かい合
つて位置する両端面に入口27と出口28とを有している。
入口27は管19と接続されており、出口28は掃気空気の流
入のために働く。
いわゆる「オン・ボード・リフユーエリング・テス
ト」とは、３つのテストサイクルと、続いて行なわれる
規定値分だけのタンクの加熱とから成る。この方法は相
前後して３回実施される。テストの終了時には、規定さ
れた量の燃料がタンクに充てんされる。各テストサイク
ルは設定された条件下の内燃機関の運転段階と、続いて
行なわれる内燃機関の１時間の停止段階とを有してい
る。容器13内の活性炭15の容量は、各テストサイクルの
終了時にフイルタ部分17が極めて高い負荷状態に達する
ように設定されている。次の運転サイクルの運転段階に
おいて、容器13はまず新しい空気によつて掃気され、ひ
いては活性炭15が再生されて、これにより内燃機関の停
止段階において再び燃料蒸気を負荷されるようになる。
第３のテストサイクルの終了時に、つまり加熱の後に、
フイルタ部分17は飽和度に達するまで燃料蒸気を負荷さ
れている。管19は、前記３つのテストサイクルの間に燃
料蒸気が拡散によつて容器13から容器14に流入してしま
うことを阻止している。容器14内の活性炭16の容量は、
３×３のテストサイクル後に、タンクへの燃料充てん時
に生じる燃料蒸気がフイルタ部分18を飽和度に達するま
で負荷するように設定されている。
内燃機関の各運転段階において、吸込装置26によつて
吸込圧が形成され、これによつて掃気空気が容器14の出
口28を介して流入して、活性炭16と管19と容器13内の活
性炭15とを貫流し、これによつて最終的に燃料負荷物は
掃気空気制御装置25を介して調量されて内燃機関の吸込
装置26に流入する。この場合に、両容器13,14内の活性
炭15,16が再生されるので、フイルタ部分17,18から成る
燃料蒸気フイルタは内燃機関の次の停止段階において、
揮発した燃料を燃料補給時に生じた燃料蒸気量を含めて
吸収し、これによつて環境大気中への逃出を阻止するこ
とができる。
第２図に概略的に示した空気抜き装置では、両フイル
タ部分17,18が唯一つの容器30にまとめられている。容
積の小さい第１のフイルタ部分17は容積の大きい第２の
フイルタ部分18と空間的に隔離されており、この場合、
隔壁31,32が容器30に組み込まれていて、両フイルタ部
分17,18の間にメアンダ状の接続部が生じる。その他の
点で、この空気抜き装置の構造および作動形式は第１図
で説明したものと同一である。
本発明は前で説明した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、拡散に基づくフイルタ部分17からフイル
タ部分18への燃料移行を阻止する接続部は多種多様に構
成され得る。第１図ではこのような接続部が比較的長い
管19によつて実現されていて、第２図では隔壁31,32に
よつて形成されたメアンダ状の接続部によつて実現され
ている。しかし、このような接続部は電磁弁または負圧
制御される弁によつても行なわれ得る。このような弁
は、内燃機関が運転段階にある場合には常に開放されて
いる。内燃機関の停止段階において電磁弁は閉鎖されて
いるが、しかし燃料タンクの燃料補給時の充てん圧より
も少しだけ低い圧力よりも上では第１のフイルタ部分17
から第２のフイルタ部分18への方向で開くように構成さ
れている。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の燃料タンク（10）に用いられる
    空気抜き装置であって、空気抜き導管（20）が設けられ
    ていて、該空気抜き導管（20）が燃料タンク（10）の空
    気抜き管片（12）を、炭化水素貯え作用を有する燃料蒸
    気フィルタ、特に活性炭フィルタを介して大気と接続し
    ており、さらに、内燃機関の吸込装置（26）に通じた吸
    込導管（29）が設けられていて、該吸込導管（29）が前
    記燃料フィルタに接続されている形式のものにおいて、
    燃料蒸気フィルタが容積の小さい第１のフィルタ部分
    （17）と、容積の大きい第２のフィルタ部分（18）とに
    分割されており、両フィルタ部分（17,18）が、拡散に
    基づく燃料移行を阻止する接続部（19;31,32）によって
    直接に互いに接続されていて、燃料蒸気流路に相前後し
    て配置されており、空気抜き導管（20）と吸込導管（2
    9）とが第１のフィルタ部分（17）に接続されており、
    第２のフィルタ部分（18）の出口（28）が大気と接続さ
    れていることを特徴とする、内燃機関の燃料タンクに用
    いられる空気抜き装置。
  2. 【請求項２】両フィルタ部分（17,18）の拡散を阻止す
    る接続部が比較的長い管（19）によって形成されてい
    る、請求項１記載の空気抜き装置。
  3. 【請求項３】拡散を阻止する前記接続部が電磁弁によっ
    て形成されており、該電磁弁が内燃機関の運転時に開放
    されていて、遮断状態において、燃料タンク（10）の燃
    料補給時の充てん圧よりも下にある所定の圧力が越えら
    れると、少なくとも第１のフィルタ部分（17）から第２
    のフィルタ部分（18）に向かう方向で開くようになって
    いる、請求項１記載の空気抜き装置。
  4. 【請求項４】内燃機関の時間的な運転段階と停止段階と
    から成る規定されたテストサイクルの終了時に第１のフ
    ィルタ部分（17）が飽和状態になるまで燃料蒸気を負荷
    されるように第１のフィルタ部分（17）の容積が設定さ
    れており、燃料タンク（10）の燃料充てん時に蒸発する
    燃料量が第２のフィルタ部分（18）によって吸収されて
    高い負荷度が達成されるように第２のフィルタ部分（1
    8）の容積が設定されている、請求項１から３までのい
    ずれか１項記載の空気抜き装置。
  5. 【請求項５】各フィルタ部分（17,18）が容器（13,14）
    に収納されており、両容器（13,14）の間に拡散を阻止
    する接続部（19）が形成されている、請求項１から４ま
    でのいずれか１項記載の空気抜き装置。
  6. 【請求項６】両フィルタ部分（17,18）が、拡散を阻止
    する接続部（31,32）を含めて唯一つの容器（30）に収
    納されている、請求項１から４までのいずれか１項記載
    の空気抜き装置。
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