【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用の燃料タンクに係り、特に燃料タンク内へ燃料を補給する際に大気中へ放出される燃料蒸気の量を従来よりも大幅に抑制することができる新規な構成の燃料タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８に内燃機関用の従来の標準的な燃料タンクの概略構成を示す。燃料タンク１の内部に貯溜されている燃料２の量が減少すると、筒状の給油通路１１に給油ガンのような給油装置１２が挿入されて図示のように燃料が補給される。燃料タンク１内の燃料２の量が増加するのに従って燃料タンク１内で発生した燃料蒸気が外部へ流出するので、燃料蒸気が大気中へ放出されて大気を汚染するのを防止するために、燃料タンク１内に通じる蒸気通路５にはキャニスタ（チャコールキャニスタ）１３が設けられていて、その中に収容されている活性炭のような吸着剤１４によって燃料蒸気を一時的に吸着させる。
【０００３】
キャニスタ１３の吸着剤１４が燃料蒸気によって飽和して吸着能力を失うことを防止し、吸着剤１４を繰り返して使用するために、図示しない内燃機関が運転されている状態において、その吸気通路に接続されているパージ通路１６に設けられた弁が開き、低圧となっている内燃機関の吸気通路へ大気通路１５からキャニスタ１３を通過させて空気を吸入し、通過する空気によって吸着剤１４に吸着されている燃料蒸気を脱離させて、その燃料蒸気を内燃機関の燃焼室において燃焼させて処理することにより、キャニスタ１３の吸着剤１４の吸着能力を繰り返し再生させる。
【０００４】
給油装置１２による燃料タンク１への給油速度は通常毎分３０リットル程度であるから、大気中への燃料蒸気の放出を完全に防止するためには、それと同程度の体積速度で燃料タンク１内の燃料蒸気をキャニスタ１３の吸着剤１４に吸着させなければならない。そのためにはキャニスタ１３を大型化したり、その圧力損失を低下させる必要がある。しかしながらキャニスタ１３を大型化するようなことは現実的ではないので、この問題を別の方法によって解決しようとする試みが行われている。
【０００５】
例えば、特開平８−１１３０４５号公報に記載されたものでは、燃料タンク内の上部に燃料の液面と略平行に燃料受け皿を固定し、この燃料受け皿に多数の透孔を穿設して、燃料受け皿の上へ給油された比較的低温の燃料を透孔を通して燃料タンク内へ滴下させることにより、燃料タンク内の燃料蒸気を冷却して液化させると共に、給油による燃料蒸気の発生を抑制して、キャニスタへ流入する燃料蒸気の量を低減させることを図っている。
【０００６】
しかしながら、燃料タンク内へ供給される燃料をこのように燃料受け皿の多数の透孔から滴下させると、燃料受け皿から落下する燃料の液滴と、燃料タンク内に溜まっている燃料の液面との衝突によって、燃料タンク内で燃料の激しい攪拌状態が生じることは避けられず、それによって燃料蒸気の発生が一層促進される可能性がある。また、給油が終わった後の内燃機関の運転状態において、燃料タンク内の燃料の液面が燃料受け皿の位置よりも低くなると、燃料受け皿上には実質的に燃料がなくなるから、燃料受け皿の透孔から滴下する燃料液滴によって燃料蒸気の液化を図ることは不可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、比較的簡単な手段によって、給油の際に燃料タンク内からキャニスタへ送られる燃料蒸気の量を従来よりも大幅に低減させることができる改良された燃料タンクを提供することを目的としている。それによって、本発明はまた、燃料タンクに付設されるキャニスタを従来よりも大型化させること、及びその圧力損失を低下させることをいずれも不要として、搭載される車両等においてキャニスタの占めるスペースの増大とコストの上昇を抑えることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するために特許請求の範囲の請求項１に記載された燃料タンクを提供する。この燃料タンクは内部空間の大部分を占める主室の他に、仕切板によって主室と仕切られた比較的容積の小さい副室を備えており、給油時には燃料が副室の中へ供給されて、副室内において一時的に貯溜されるようになっている。そして燃料タンク内の燃料蒸気を処理するチャコールキャニスタへ燃料蒸気を導くための蒸気通路の入口が、従来のように主室の上部ではなく、副室空間の上部に開口している点に特徴がある。
【０００９】
従って、燃料タンク内の主室において発生した燃料蒸気も、必ず副室を経由してから蒸気通路によってそれを処理するチャコールキャニスタの方へ導かれることになる。給油時には燃料タンク内で燃料が攪拌されるために燃料蒸気の発生する量が多く、しかも給油口が開放されているため燃料蒸気が大気中へ放出され易いので何らかの排出防止対策が必要になるが、本発明の燃料タンクにおいては給油されたばかりの比較的低温の燃料が副室内に一時的に貯溜されているから、燃料蒸気は副室内を通過する際に冷却されて少なくともその一部が液化するために、蒸気通路の方へ流れるのは殆ど空気ばかりになり、それに含まれている燃料蒸気の割合が低下する。このように副室自体が気液分離作用を行って燃料蒸気の排出量を減少させるため、チャコールキャニスタの吸着負荷が小さくなり、それを小型化、低コスト化することが可能になる。
【００１０】
より具体的に、請求項２の燃料タンクにおいては、蒸気通路が副室内に屈曲して設けられて、燃料蒸気が副室内に貯溜されている低温の燃料の中を通過して流れるので、燃料蒸気がよく冷却されて液化する割合が増加し、その分だけチャコールキャニスタへ流れる燃料蒸気の量が減少する。更に請求項３の燃料タンクにおいては、副室内を通過する蒸気通路の途中に気液分離手段が設けられるので、燃料蒸気が一層確実に液化して空気から分離され、チャコールキャニスタへ流れるのは実質的に空気ばかりになる。液化した燃料は副室内へ流出して、そこに貯溜されている燃料に加わる。
【００１１】
請求項４の燃料タンクにおいては、液化した燃料を含む副室内の燃料は燃料戻し通路を経て主室内へ流出し、それによって副室内の燃料レベルが適正に調整される。請求項５の燃料タンクにおいてはこの燃料戻し通路に開閉弁を設けることができるので、副室の燃料レベルの調整が円滑に行われる。請求項６の燃料タンクにおいては、この開閉弁を電磁弁のように外部制御が可能な弁とすることができる。また、請求項７の燃料タンクにおいては、この開閉弁をそれ自体が自動的に作動する逆止弁とすることができる。より具体的に、請求項８の燃料タンクにおいては、この逆止弁のチェックボールを浮力を有するものとして、貯溜された燃料が減少したときに逆止弁が開弁するようにすることができる。
【００１２】
一般的にチャコールキャニスタは燃料タンクの外部に設けることができるが、請求項９の燃料タンクにおいては、それを燃料タンクの副室の内部に貯溜されている低温の燃料に浸るように設置することができる。それによってキャニスタそのものが燃料によって冷却されるので内部の吸着剤の吸着能力が大きくなり、比較的に小型で低コストのものでも十分な吸着性能を持つようになる。
【００１３】
請求項１０の燃料タンクにおいては、副室に温度調節手段を設けて、積極的に副室を冷却することによって気液分離作用を高めたり、副室にキャニスタを設けた場合に吸着燃料を脱離させる際には副室を加熱して脱離を促進することができる。請求項１１の燃料タンクにおいては、温度調節手段は具体的にペルチェ素子として、通電によって簡単に副室の冷却或いは加熱を行うことができる。
【００１４】
請求項１２の燃料タンクにおいては、主室に対して副室を仕切る仕切板を熱伝導性のある材料によって製作し、その主室側又は副室側にフィンを設ける。従って、給油の際に副室へ供給される比較的低温の燃料によって主室内の気体部分がよく冷却されるので、副室を経てチャコールキャニスタへ流れる燃料蒸気の量が減少する。
【００１５】
請求項１３の燃料タンクにおいては、副室内から主室内へ移動する燃料の少なくとも一部を表面伝いに流動させるための案内面が形成されているので、副室内の燃料が主室へ移動する際にはその案内面に沿って円滑に流れる。従って、主室内で燃料が攪拌されることがないので、燃料蒸気の発生量も少なくなる。
【００１６】
請求項１４の燃料タンクにおいては、仕切板が概ね上下方向に延びていて、外殻の側壁の一部との間に副室を形成する板材とすることができ、請求項１５の燃料タンクにおいては、この仕切板の主室側の面を、副室内から主室内へ移動する燃料の少なくとも一部を表面伝いに流動させるための案内面として利用することができる。
【００１７】
請求項１６の燃料タンクにおいては仕切板が概ね水平方向に延びているので、外殻の上壁の一部との間に副室を形成することがきる。また、請求項１７の燃料タンクにおいては、この仕切板の周縁部に近い燃料タンクの側壁の内面を燃料が主室内へ流下する際の案内面として利用することができる。
【００１８】
請求項１８の燃料タンクにおいては、副室又は主室の少なくとも一方に、例えばペルチェ素子のような冷却装置を設けて、それによって燃料蒸気が追加的に冷却されるように構成されているので、副室にある比較的低温の燃料による冷却作用と共に、燃料蒸気を更に強力に冷却して、チャコールキャニスタへ流れる量を減少させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例を図１を用いて説明する。図１において１は内燃機関用の燃料タンクであって、２はその内部に収容された燃料を示している。燃料タンク１の外殻は側壁１ａ及び上壁１ｂ等からなっているが、燃料タンク１の内部にはその空間の一部を区画するように、概ね上下方向に延びる垂直壁部分３１ａと、水平方向に延びる底部分３１ｂとを有する仕切板３１が取り付けられていて、それによって燃料タンク１の側壁１ａとの間に比較的容積の小さな空間としての副室４１が形成されている。以下、仕切板３１によって小さく仕切られた副室４１と対比して、燃料タンク１内の副室４１以外の大部分の空間を主室４２を呼ぶことにする。管状の給油通路１１が燃料タンク１内に挿入された状態で固定されており、その内端の開口１１ａは副室４１内に開いている。なお、図示していないが、主室４２の底部から取り出された燃料が燃料ポンプによって加圧されて内燃機関へ供給されるようになっている。
【００２０】
仕切板３１は副室４１の上部においてその空間を開放しているので、その部分に狭い隙間３が形成され、その隙間３を介して副室４１の上部空間４１ａは主室４２の上部空間と連通している。本発明の特徴に対応して、副室４１の上部となる燃料タンク１の上壁１ｂには蒸気通路５への入口５ａが開口していて、蒸気通路５を介してキャニスタ１３に接続している。通常のものと同様にキャニスタ１３には活性炭粒のような吸着剤１４が充填されており、一端側は大気通路１５によって外気に通じていると共に、他端側はパージ通路１６と図示しない弁を介して内燃機関の吸気通路に接続している。なお、本発明の効果として、キャニスタ１３の容量、従って大きさは従来のものよりも小さくてよい。
【００２１】
図１に示す第１実施例においては、仕切板３１の底部分３１ｂに燃料戻し通路９１となる小さな開口が設けられている。従って、副室４１は上部空間４１ａが隙間３によって、底部の空間４１ｂが燃料戻し通路９１によって、それぞれ主室４２と常時連通している。言うまでもなく、燃料戻し通路９１の断面積、即ち穴の直径は大小の選択が可能である。なお、副室４１の容積は燃料タンク１全体の容積の５分の１以下で十分であって、例えば５００ｃｃ程度で十分に機能することができる。
【００２２】
第１実施例の燃料タンク１はこのように構成されているので、給油通路１１の外端の開口１１ｂに給油装置（給油ガン）１２を挿入して給油を行うとき、給油装置１２から流出する燃料は先ず副室４１内に溜まってそれを満たす。そして、隙間３において仕切板３１を越えてオーバーフローした分が、矢印で示したように仕切板３１の垂直壁部分３１ａの外側、即ち主室４２側の面に沿って、その面を案内面として静かに主室４２内へ流下する。他方、副室４１内にある燃料の一部は、底部の空間４１ｂから燃料戻し通路９１を通って、その穴の大きさに応じた流速で徐々に主室４２内へ流出する。
【００２３】
燃料がこのようにして副室４１から主室４２内へ流出すると、それに見合った体積の気体部分、即ち空気や燃料蒸気が図１に矢印で示したように主室４２内から隙間３を通って副室４１内へ流入する。このときに副室４１内は供給されたばかりの低温の燃料のみによって上部空間４１ａの一部を除いて殆ど満たされているために、隙間３と上部空間４１ａを経て入口５ａから蒸気通路５へ流入してキャニスタ１３へ流れる気体は、副室４１の上部空間４１ａを通る際に冷却されることになり、それによって気体に含まれていた燃料蒸気の大部分が液化して副室４１内に捕捉され、殆ど空気だけが蒸気通路５からキャニスタ１３内へ流れる。その結果、キャニスタ１３へ流入する気体の量が減少するだけでなく、キャニスタ１３の負担となる燃料蒸気の量が激減する。このように副室４１は効果的な気液分離作用を奏する。
【００２４】
また、副室４１から隙間３を通ってオーバーフローして主室４２へ流出する燃料は、仕切板３１の垂直壁部分３１ａの表面を案内面として、それに沿って静かに流れるので、主室４２内で燃料の攪拌が生じることが抑えられて、燃料蒸気の発生量が少なくなる。更に、主室４２内で発生した燃料蒸気がキャニスタ１３に向かって流れる経路の途中を、給油された燃料によって冷却された仕切板３１の垂直壁部分３１ａ等が横切っているので、燃料蒸気が低温の仕切板３１に触れて再び液化する可能性が高くなり、実際にキャニスタ１３の蒸気通路５へ流入し得る燃料蒸気の量は一層少なくなる。
【００２５】
第１実施例においては、前述のように蒸気通路５への入口５ａを開口させる位置としてきわめて効果的な副室４１を、燃料タンク１の側壁１ａの一部と、垂直壁部分３１ａ及び底部分３１ｂを有する仕切板３１によって形成しているが、本発明に言う副室は図１のような構造の副室４１に限られる訳ではない。図２に示す第２実施例の燃料タンク１においては、副室４３は燃料タンク１内に燃料２の液面と概ね平行になるように水平に取り付けられた平板状の仕切板３２の上部側に形成されている。従って、仕切板３２の下部の空間が燃料タンク１の主室４４となる。副室４３と主室４４の容積比は第１実施例の場合と同程度でよい。重要なことは、キャニスタ１３に通じる蒸気通路５への入口５ａが、副室４３の上部空間の、燃料タンク１の上壁１ｂの最上位置に開口していることである。
【００２６】
第２実施例においては、上部の副室４３と下部の主室４４は、水平な平板である仕切板３２の周囲の少なくとも一部に形成された隙間、即ち仕切板３２の少なくとも一方の端部と、燃料タンク１の側壁１ａとの間に形成された隙間からなるスリット状の通路９２によって連通している。なお、通路９２はスリットである必要はなく、仕切板３２の縁部に形成された半円形の穴等であってもよいが、その場合でも通路９２を通って副室４３から主室４４へ流下する燃料が燃料タンク１の側壁１ａの内面を案内面として、それを伝って流れるようにする。また、給油通路１１の内端の開口１１ａは仕切板３２の上に開口させて、給油装置１２からの燃料を副室４３内へ流出させるようになっている。
【００２７】
第２実施例の燃料タンク１はこのように構成されているので、仕切板３２の形状や、それに関連する構造が第１実施例の場合とは異なっていても、基本的には同様な気液分離作用をするので概ね同様な効果が得られる。即ち、給油装置１２から給油通路１１を介して供給された低温の燃料は、まず副室４３内に一時停滞してから通路９２を通って主室４４へ流下する。その時に燃料タンク１の側壁１ａを案内面として静かに流れるので、主室４４内において燃料の攪拌が生じることがなく、燃料蒸気の発生が抑えられる。
【００２８】
副室４３から主室４４への燃料の流入に伴って主室４４内の気体部分が矢印で示したように通路９２を通って副室４３へ移動するが、容積の小さい副室４３は給油されたばかりの低温の燃料によって冷却されて低温となっているから、気体部分に含まれる燃料蒸気は副室４３内で再び液化して分離され、殆ど空気だけの気体部分が蒸気通路５への入口５ａに到達する。従って、蒸気通路５を通ってキャニスタ１３へ流れる気体部分に含まれる燃料蒸気は少なくなる。また、気体部分が主室４４から副室４３へ流れる際に仕切板３２に接触する可能性が高いことと、仕切板３２が給油された燃料によって冷却されて低温となっているために、その接触によって燃料蒸気が液化する可能性も高い。
【００２９】
図３及び図４は第２実施例の変形としての第３実施例の燃料タンク１を示すもので、第３実施例が第２実施例と異なる点は、燃料タンク１の内部空間を上下に副室４３と主室４４とに仕切る仕切板３２に管状の通路３０を設けた点にあり、この管状通路３０の上端３０ａは副室４３内でも上部に開口させると共に、管状通路３０の下端３０ｂは主室４４の上部、即ち仕切板３２の下面の近くに開口させている。また、仕切板３２の周縁部に形成する通路９３も、図４に示すように穴状の通路としている点で、図２に示した第２実施例におけるスリット状の通路９２とは形状が多少異なっている。
【００３０】
第３実施例における管状通路３０は、特に気体を通過させるために設けたものである。気体のために専用の管状通路３０を設けた結果、通路９３は、少なくとも給油状態においては主として液状の燃料を流下させるための通路として作用するので、図２の第２実施例における通路９２が、副室から主室へ液状の燃料を流下させるのと同時に、それと反対方向に主室から副室へ燃料蒸気を含む気体部分を通過させるために設けられているのとは異なっている。
【００３１】
第３実施例においては、液状の燃料の通路と、燃料蒸気を含む気体部分の通路とを分けたので、通路９３を狭くすることによって、給油通路１１から流入する低温の燃料を副室４３内に比較的長時間滞留させることができるため、副室４３の気液分離作用を第２実施例の場合よりも更に強化することができる。それによって、蒸気通路５を通ってキャニスタ１３へ到達する気体部分に含まれる燃料蒸気の量が更に減少して、給油時におけるキャニスタ１３の負担が軽くなり、その分だけキャニスタ１３を小型化することが可能になる。
【００３２】
図５は本発明の第４実施例の燃料タンク１を示すもので、この場合は図１に示した第１実施例の場合と同様に、垂直壁部分３１ａと底部分３１ｂを有する仕切板３１によって副室４１を形成している。第１実施例と異なる点は、仕切板３１の底部分３１ｂに取り付けた管状の燃料戻し通路９４に例えば電磁弁のような開閉弁１０を設けて、必要に応じて燃料戻し通路９４を開閉し得るようにした点にある。開閉弁１０は常時は閉弁しており、給油通路１１を介して給油された比較的低温の燃料を、液状の燃料が隙間３からオーバーフローしない限り副室４１内に保持することができる。それによって、第１実施例の場合と同様に、副室４１に気液分離作用を行わせることができることは言うまでもない。
【００３３】
第４実施例においては、例えば図示しない残量センサ等によって検出される主室４２内の燃料のレベルが所定の高さ以下まで低下した時に、開閉弁１０を開弁させて燃料戻し通路９４を介して燃料を主室４２へ流下させることによって内燃機関へ供給するというように、副室４１をサブタンクとして利用することも可能になる。
【００３４】
図６及び図７は本発明の第５実施例としての燃料タンク１を示すもので、全体の構成は図３に示す第３実施例に似ているが、管状の通路２９が第３実施例における管状通路３０とは異なって仕切板３２の周縁部の一部を貫通するように設けられていることと、液状の燃料を流下させる通路９３の代わりに管状の燃料戻し通路９５が燃料タンク１の側壁１ａに沿って取り付けられていて、この通路９５に開閉弁１０が設けられている点において異なっている。管状通路２９は主として気体部分の通過のために設けられており、開閉弁１０は第４実施例におけるそれと同様なものであるから、第５実施例は第４実施例と同様な効果を奏する。
【００３５】
図８に本発明の第６実施例としての燃料タンク１の構成を示す。第６実施例においては、仕切板３１によって形成した副室４１内に気液分離室６を設けて、それ自体が気液分離作用を有する副室４１の作用を更に強化したものである。この場合の気液分離室６は熱伝導性のある金属薄板のような材料によって形成された箱形のもので、キャニスタ１３に連通する蒸気通路５の他に、上端が副室４１の上部空間４１ａに開口している蒸気通路４を接続していて、主室４２内から隙間３を通って副室４１内へ流入する気体を蒸気通路４を介して気液分離室６内へ受け入れるようになっている。第６実施例では特に燃料タンク１の上壁１ｂの一部に、蒸気通路４の上端の入口４ａを隙間を残して受け入れる窪み１ｃを形成し、入口４ａの位置を高くして、気液分離室６内へ液状の燃料を含まない気体だけが確実に吸入されるようにしている。
【００３６】
また、気液分離室６の底部には副室４１内に連通し得る管状の液回収通路７を取り付けると共に、この液回収通路７に開閉弁８を設けている。開閉弁８は電磁弁のように外部から開閉制御を行うことができる制御弁であってもよいが、図示の例においては液状の燃料よりも比重が小さいプラスチックのような材料から製作されたチェックボールを有する逆止弁型のフロート弁を用いている。従って、副室４１内に貯溜された液状の燃料のレベルが低下したときに開閉弁８が自動的に開弁して、気液分離室６内で液化した燃料を副室４１内へ流出させる。
【００３７】
更に、副室４１の底部、即ち仕切板３１の底部分３１ｂにも管状の燃料戻し通路９が取り付けられて、それに開閉弁１０が設けられている。開閉弁１０も前述の開閉弁８と同様にチェックボールを有する逆止弁型のフロート弁であって、主室４２内の液状の燃料のレベルが所定の高さ以下になったときに自動的に開弁して副室４１内の液状の燃料を主室４２内へ流出させる。
【００３８】
第６実施例の燃料タンク１はこのような構成を有するから、給油の際には副室４１内へ供給されて滞留している比較的低温の燃料によって蒸気通路４、気液分離室６及び蒸気通路５が冷却されると、燃料タンク１内から排除されてこれらの蒸気通路４，５と気液分離室６を通ってキャニスタ１３へ流れる気体部分の中でも特に高沸点の燃料蒸気の成分が液化して、気液分離室６の底部に溜まる。従って、キャニスタ１３へ到達する気体の中に含まれる燃料蒸気の量が減少して、キャニスタ１３の吸着負荷が小さくなるだけでなく、キャニスタ１３の吸着剤１４を再生させるための内燃機関のパージ負荷も小さくなる。燃料の高沸点成分は、それが吸着剤１４に一旦吸着されると脱離し難いが、本発明の燃料タンク１においては副室４１或いは蒸気通路４，５、気液分離室６等において高沸点成分から優先的に液化して捕捉されるので、この問題も解消する。
【００３９】
給油時以外の状態においては、副室４１内を含めて燃料タンク１内では、燃料が気化することによって気化潜熱を奪われた液状の燃料の温度が低下する結果、液状の燃料の温度は燃料蒸気を含む気体部分の温度よりも低くなる。また、本発明の基本的な特徴として、蒸気通路５への入口５ａが副室４１内に設けられているために、副室４１内の燃料は主室４２内の燃料よりも優先的に気化するから、副室４１内にある液状の燃料の温度は主室４２内の燃料の温度よりも低くなる。従って、気液分離室６及び蒸気通路４，５における燃料蒸気の液化作用は給油時以外においても生じる。
【００４０】
図９は、第６実施例の１つの変形例としての第７実施例の燃料タンク１を示すもので、第７実施例においては垂直壁部分のみからなる仕切板３３と、燃料タンク１の側壁１ａの一部との間に副室４５が形成されている。副室４５内には第６実施例と同様に気液分離室６が設けられ、その底部に取り付けられた液回収通路７には開閉弁８が設けられているが、副室４５において液化した燃料を主室４６へ戻すための開閉弁２６は仕切板３３の下部に取り付けられている。第７実施例の作用効果は第６実施例のそれと概ね同様である。
【００４１】
また、図１０は、第６実施例の他の変形例としての第８実施例の燃料タンク１を示すもので、第８実施例においては仕切板の代わりに燃料タンク１の側壁１ａの一部が利用されており、その外側に、副室４７を内部に形成する側壁３４が取り付けられている。燃料タンク１の上壁１ｂは主室４８と同時に副室４７をも覆う大きさとなっている。副室４７内には第６実施例の場合と同様に気液分離室６が設けられ、その底部に取り付けられた液回収通路７にも開閉弁８が設けられているが、副室４７において液化した燃料を主室４８へ戻すための開閉弁２７は側壁１ａの下部に取り付けられている。第８実施例の作用効果は第６実施例や第７実施例のそれと概ね同様である。
【００４２】
図１１に本発明の第９実施例としての燃料タンク１の構成を示す。基本的な構成は図８に示した第６実施例の燃料タンク１と同様である。第９実施例においては、副室４１を給油通路１１から供給される低温の燃料によって冷却するだけでなく、積極的に副室４１を冷却するための冷却装置１７を燃料タンク１の側壁１ａに取り付けている点に特徴がある。冷却装置１７としては、例えば通電されることによって１つの面が冷却されるペルチェ素子を利用することができる。１８は冷却装置１７への通電を制御するスイッチであり、１９はバッテリーからの電力配線を示している。
【００４３】
第９実施例においては、内燃機関の運転時にスイッチ１８をＯＮとして冷却装置１７に通電すると、冷却装置１７によって副室４１内の液状の燃料が強く冷却されて一層低温になるために、気液分離室６及び蒸気通路４，５を通過する気体部分に含まれている燃料蒸気が確実に液化し、キャニスタ１３へ送られる気体部分の中に燃料蒸気が殆ど全く含まれない状態とすることが可能である。
【００４４】
また駐車時においては、前述の第６実施例等と同様に、副室４１内の燃料の温度が燃料蒸気の温度よりも低い間は、副室４１内にある気液分離室６及び蒸気通路４，５において燃料蒸気が冷却されるので、一部が液化される結果、キャニスタ１３へ流入する燃料蒸気の量を減少させることができる。また、時間が経過した後は、副室４１内における燃料の蒸発によって副室４１が主室４２よりも低温となるために、燃料タンク１内全体の燃料蒸気の発生量を比較的低く抑えることができる。
【００４５】
図１２に本発明の第１０実施例としての燃料タンク１の構成を示す。第１０実施例の特徴は仕切板３１によって形成された副室４１の空間内へキャニスタ１３を取り込んだ点にある。キャニスタ１３の大気通路１５とパージ通路１６は燃料タンク１或いは副室４１外へ導出する。その他の点は前述の第６実施例（図８）等と同様な構成となっている。
【００４６】
第１０実施例においては、給油の際に、キャニスタ１３全体が副室４１内へ給油されたばかりの比較的低温の燃料によって冷却されるので、キャニスタ１３の内部の吸着剤１４の吸着能力が増大するだけでなく、気体部分が蒸気通路４や気液分離室６を通過する時に冷却されて、その中に含まれている燃料蒸気が減少した後にキャニスタ１３内へ流入するため、キャニスタ１３が小型であっても十分な燃料蒸気の排出防止効果が得られる。
【００４７】
第１０実施例の変形例として図１３に示す第１１実施例の燃料タンク１においては、副室４１内にキャニスタ１３を収容しているだけでなく、副室４１に調温装置２４を設けている点に特徴がある。調温装置２４には第９実施例（図１１）における冷却装置１７と同様にペルチェ素子を使用することができるので、スイッチ１８や電力配線１９も設けられている。
【００４８】
第１１実施例において調温装置２４を用いた理由は、キャニスタ１３内の吸着剤１４が燃料蒸気によって飽和するのを防止するために行う再生のためのパージ処理の際には、キャニスタ１３は冷却するよりも寧ろ或る程度加熱した方がよいので、調温装置２４を、前述の冷却装置１７（図１１に示す第９実施例）のように冷却を行うだけではなく、加熱をも行うこともできるものとしている。調温装置２４がペルチェ素子である場合は、例えばスイッチ１８等によって、電力配線１９を流れる電流の方向を逆方向に切り換えれば、調温装置２４が熱を発生するので副室４１を加熱することができる。
【００４９】
図１２に示す第１０実施例の他の１つの変形例として、第１２実施例の燃料タンク１を図１４に示す。主室４２に貯溜されている燃料を燃料ポンプ２０によって汲み上げて調量した後に図示しない内燃機関へ供給する場合に、余剰の燃料が燃料タンク１へ戻されるが、第１２実施例においては、余剰の燃料を戻す先を切換弁２１によって切り換えて、第１のリターン通路２２によって副室４１内へ戻すか、或いは第２のリターン通路２３によって主室４２内へ戻すように、自由に選択することができるようになっている。
【００５０】
第１２実施例において余剰の燃料を戻す先を切換弁２１によって切り換える理由は、燃料タンク１へ戻される燃料は、それがどの位置から戻されるにしても、燃料ポンプ２０或いは内燃機関本体によって加熱されることによって温度が多少とも上昇しているので、キャニスタ１３のパージを行っている際には、戻りの燃料を切換弁２１から第１のリターン通路２２によって副室４１内へ戻し、キャニスタ１３を加熱することによって吸着剤１４からの燃料蒸気の脱離を促進するためである。従って、それ以外の運転状態や内燃機関の停止状態においては、切換弁２１を第２のリターン通路２３側に切り換えて、戻りの燃料を主室４２側へ流出させる。
【００５１】
図１２に示す第１０実施例の更に他の１つの変形例として、第１３実施例の燃料タンク１を図１５に示す。この例では、気液分離室６の底部に取り付けるべき液回収通路と開閉弁を廃止しており、その代わりにキャニスタ１３の吸着剤１４ためのパージ通路２８を設けて、パージ通路２８を図示しない弁を介して内燃機関の吸気通路へ接続することにより構成を簡略化している。言うまでもなく、キャニスタ１３そのものにはパージ通路を設けない。また、気液分離室６の上部の蒸気通路４の接続部分には電磁弁のような開閉弁２５を設けている。
【００５２】
キャニスタ１３内の吸着剤１４のパージ処理を行う際には開閉弁２５が閉弁される。その結果、気液分離室６内に溜まっている液状の燃料が優先的に内燃機関へ送られてパージされ、その後に吸着剤１４に吸着された燃料蒸気がパージされることになる。それによって気液分離室６内燃機関の液状の燃料のレベルの過度の上昇を抑制することができる。
【００５３】
図１６に本発明の第１４実施例としての燃料タンク１の概略構成を示す。この例は図２に示す第２実施例の変形に相当するものである。燃料タンク１内の上部に副室４３を形成するために概ね水平に取り付けられた仕切板３２の下面には、熱伝導性のある多数のフィン３５が取り付けられている。この場合、仕切板３２自体もフィン３５と同様な熱伝導性のある金属材料によって形成するのがよい。なお、フィン３５は仕切板３２の上面に設けてもよい。副室４３の上部空間とキャニスタ１３を接続する蒸気通路５には双方向弁３６と、給油時に開弁される電磁弁のような開閉弁３７が並列に挿入されている。
【００５４】
第１４実施例の燃料タンク１はこのように構成されているので、給油通路１１を介して比較的低温の燃料が副室４３内へ供給されると、熱伝導性のある仕切板３２とフィン３５を介して、副室４３内は勿論、主室４４の上部に溜まっている燃料蒸気も冷却されてその一部が液化する。従って、双方向弁３６と蒸気通路５を通ってキャニスタ１３へ流れる燃料蒸気の量が減少し、前述の各実施例において説明したのと同様な効果が得られる。第１４実施例の燃料タンク１においては仕切板３２にフィン３５が設けられているので、仕切板３２の表面積が増大し、燃料蒸気を効率よく冷却して液化することができる。
【００５５】
図１７は第１４実施例の変形としての第１５実施例を示すもので、第１４実施例と異なる点は、仕切板３２にフィン３５を設ける代わりに、仕切板３２に冷却装置３８を取り付けて、仕切板３２に接触する燃料蒸気を冷却して液化させるように構成していることである。冷却装置３８としては前述の第９実施例のようにペルチェ素子を利用することができるが、この場合は放熱面を燃料タンク１の外部に形成する必要があることは言うまでもない。このような冷却装置３８による強制的な冷却を行うことによって、給油時のみならず、走行中等においても燃料蒸気に強力な液化作用を及ぼすことができる。但し、常に冷却装置３８に通電していると電力を浪費するので、例えば燃料の残量計が一定量以上の燃料の残量を示しているときは給油の可能性が低いことから、冷却装置３８への通電を禁止する等の方法で節電を図ることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図２】第２実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図３】第３実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図４】第３実施例の燃料タンクの横断平面図である。
【図５】第４実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図６】第５実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図７】第５実施例の燃料タンクの横断平面図である。
【図８】第６実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図９】第７実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１０】第８実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１１】第９実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１２】第１０実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１３】第１１実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１４】第１２実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１５】第１３実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１６】第１４実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１７】第１５実施例の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【図１８】従来の燃料タンクの構成と作用を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１…燃料タンク
１ａ…側壁
１ｂ…上壁
２…液状の燃料
３…隙間
４…蒸気通路
４ａ…蒸気通路４への入口
５…キャニスタへの蒸気通路
５ａ…蒸気通路５への入口
６…気液分離室
７…液回収通路
８…開閉弁
９…燃料戻し通路
１０…開閉弁
１１…給油通路
１２…給油装置（給油ガン）
１３…キャニスタ（チャコールキャニスタ）
１４…吸着剤
１５…大気通路
１６…パージ通路
１７…冷却装置
１８…スイッチ
１９…電力配線
２０…燃料ポンプ
２１…切換弁
２２…第１リターン通路
２３…第２リターン通路
２４…調温装置
２５，２６，２７…開閉弁
２９，３０…管状通路
３１，３２，３３…仕切板
３５…フィン
３８…冷却装置
４１，４３，４５，４７…副室
４２，４４，４６，４８…主室
９１…燃料戻し通路
９２，９３…通路
９４，９５…燃料戻し通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fuel tank for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel having a novel configuration that can significantly suppress the amount of fuel vapor released to the atmosphere when refueling the fuel tank. About the tank.
[0002]
[Prior art]
FIG. 18 shows a schematic configuration of a conventional standard fuel tank for an internal combustion engine. When the amount of the fuel 2 stored in the fuel tank 1 decreases, a fueling device 12 such as a fueling gun is inserted into the tubular fueling passage 11 to replenish the fuel as shown. Since the fuel vapor generated in the fuel tank 1 flows out as the amount of the fuel 2 in the fuel tank 1 increases, in order to prevent the fuel vapor from being released into the atmosphere and polluting the atmosphere, A canister (charcoal canister) 13 is provided in a vapor passage 5 communicating with the fuel tank 1, and a fuel vapor is temporarily adsorbed by an adsorbent 14 such as activated carbon housed therein.
[0003]
In order to prevent the adsorbent 14 of the canister 13 from saturating with the fuel vapor and losing the adsorption capacity, and to repeatedly use the adsorbent 14, the adsorbent 14 is connected to the intake passage of the internal combustion engine (not shown) while the internal combustion engine is operating. A valve provided in the purge passage 16 is opened, and air is sucked from the air passage 15 through the canister 13 into the intake passage of the internal combustion engine at a low pressure, and is adsorbed by the adsorbent 14 by the passing air. The desorbed fuel vapor is burned in the combustion chamber of the internal combustion engine to process the fuel vapor, thereby repeatedly regenerating the adsorption capacity of the adsorbent 14 of the canister 13.
[0004]
The refueling rate of the fuel tank 1 by the refueling device 12 is usually about 30 liters per minute. Therefore, in order to completely prevent the release of fuel vapor to the atmosphere, the fuel tank 1 must be replenished with the same volume velocity as that in the fuel tank 1. Must be adsorbed on the adsorbent 14 of the canister 13. For that purpose, it is necessary to increase the size of the canister 13 and to reduce the pressure loss. However, increasing the size of the canister 13 is not realistic, and attempts have been made to solve this problem by another method.
[0005]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H08-113045, a fuel tray is fixed to an upper portion of a fuel tank substantially in parallel with a fuel level, and a number of through holes are formed in the fuel tray. By dropping the relatively low-temperature fuel supplied onto the fuel pan through the through-hole into the fuel tank, the fuel vapor in the fuel tank is cooled and liquefied, and the generation of fuel vapor due to refueling is suppressed. The aim is to reduce the amount of fuel vapor flowing into the canister.
[0006]
However, when the fuel supplied into the fuel tank is dropped from the large number of through-holes of the fuel pan in this manner, the droplet of the fuel falling from the fuel pan and the liquid level of the fuel stored in the fuel tank are inconsistent. The collision inevitably creates a vigorous agitation of the fuel in the fuel tank, which may further enhance the generation of fuel vapors. Further, when the fuel level in the fuel tank becomes lower than the position of the fuel pan in the operating state of the internal combustion engine after the refueling is completed, the fuel on the fuel pan substantially disappears. It becomes impossible to liquefy the fuel vapor by the fuel droplets dropped from the holes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention addresses the above-described problems in the prior art and, by relatively simple means, makes it possible to significantly reduce the amount of fuel vapor sent from the fuel tank to the canister during refueling. It is intended to provide an improved fuel tank that can be used. Accordingly, the present invention also increases the space occupied by the canister in a mounted vehicle or the like by making it unnecessary to increase the size of the canister attached to the fuel tank and reduce the pressure loss thereof. And aims to suppress the rise in cost.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a fuel tank described in claim 1 for solving the above-mentioned problem. This fuel tank has a main chamber that occupies most of the internal space, and a sub-chamber with a relatively small volume that is separated from the main chamber by a partition plate. When refueling, fuel is supplied into the sub-chamber. , Are temporarily stored in the sub-chamber. And the feature is that the inlet of the steam passage for guiding the fuel vapor to the charcoal canister that processes the fuel vapor in the fuel tank is opened not in the upper part of the main chamber but in the upper part of the sub chamber space as in the conventional case. is there.
[0009]
Therefore, the fuel vapor generated in the main chamber in the fuel tank always passes through the sub-chamber and is guided to the charcoal canister which processes the fuel vapor through the vapor passage. At the time of refueling, a large amount of fuel vapor is generated because the fuel is agitated in the fuel tank, and since the fuel port is open, fuel vapor is easily released into the atmosphere. In the fuel tank of the present invention, since the relatively low-temperature fuel that has just been refueled is temporarily stored in the sub-chamber, the fuel vapor is cooled when passing through the sub-chamber and at least a part thereof is liquefied. As a result, almost only air flows toward the steam passage, and the proportion of fuel vapor contained therein decreases. As described above, the sub-chamber itself performs the gas-liquid separation action to reduce the amount of fuel vapor discharged, so that the adsorption load of the charcoal canister is reduced, and it is possible to reduce the size and cost.
[0010]
More specifically, in the fuel tank according to the second aspect, the steam passage is formed to be bent in the sub-chamber, and the fuel vapor flows through the low-temperature fuel stored in the sub-chamber. The rate at which the steam is well cooled and liquefied increases, and the amount of fuel vapor flowing to the charcoal canister decreases accordingly. Further, in the fuel tank according to the third aspect, the gas-liquid separation means is provided in the middle of the vapor passage passing through the sub-chamber, so that the fuel vapor is more reliably liquefied and separated from the air, and the fuel vapor substantially flows to the charcoal canister. It becomes only air. The liquefied fuel flows into the sub-chamber and joins the fuel stored therein.
[0011]
In the fuel tank according to the fourth aspect, the fuel in the sub-chamber including the liquefied fuel flows out to the main chamber through the fuel return passage, whereby the fuel level in the sub-chamber is appropriately adjusted. In the fuel tank of the fifth aspect, an on-off valve can be provided in the fuel return passage, so that the fuel level of the sub chamber is smoothly adjusted. In the fuel tank according to the sixth aspect, the on-off valve can be a valve that can be externally controlled like a solenoid valve. In the fuel tank according to the seventh aspect, the on-off valve can be a check valve that automatically operates itself. More specifically, in the fuel tank of claim 8, the check ball of the check valve has buoyancy so that the check valve opens when the stored fuel decreases. .
[0012]
Generally, the charcoal canister can be provided outside the fuel tank. In the fuel tank according to the ninth aspect, the charcoal canister is installed so as to be immersed in the low-temperature fuel stored inside the sub-chamber of the fuel tank. Can be. As a result, the canister itself is cooled by the fuel, so that the adsorbing capacity of the internal adsorbent is increased, and even a relatively small and low-cost canister has sufficient adsorbing performance.
[0013]
In the fuel tank of the tenth aspect, a temperature control means is provided in the sub-chamber to enhance the gas-liquid separation effect by actively cooling the sub-chamber, or to remove the adsorbed fuel when the canister is provided in the sub-chamber. At the time of separation, the sub-chamber can be heated to promote desorption. In the fuel tank according to the eleventh aspect, the temperature control means is specifically a Peltier element, and can easily cool or heat the sub chamber by energization.
[0014]
In the fuel tank according to the twelfth aspect, a partition plate for partitioning the sub chamber from the main chamber is made of a material having thermal conductivity, and fins are provided on the main chamber side or the sub chamber side. Accordingly, the gas portion in the main chamber is well cooled by the relatively low-temperature fuel supplied to the sub chamber at the time of refueling, so that the amount of fuel vapor flowing to the charcoal canister via the sub chamber is reduced.
[0015]
In the fuel tank according to the thirteenth aspect, since a guide surface is formed for causing at least a portion of the fuel moving from the sub chamber to the main chamber to flow along the surface, when the fuel in the sub chamber moves to the main chamber. Flows smoothly along the guide surface. Therefore, since the fuel is not agitated in the main chamber, the amount of generated fuel vapor is reduced.
[0016]
In the fuel tank according to the fourteenth aspect, the partition plate extends substantially in the up-down direction, and may be a plate material forming a sub-chamber with a part of the side wall of the outer shell. Can use the surface of the partition plate on the main chamber side as a guide surface for causing at least a part of the fuel moving from the sub chamber to the main chamber to flow along the surface.
[0017]
In the fuel tank according to the sixteenth aspect, since the partition plate extends substantially in the horizontal direction, a sub chamber can be formed between the partition plate and a part of the upper wall of the outer shell. In the fuel tank according to the seventeenth aspect, the inner surface of the side wall of the fuel tank near the peripheral edge of the partition plate can be used as a guide surface when the fuel flows down into the main chamber.
[0018]
In the fuel tank according to claim 18, at least one of the sub-chamber and the main chamber is provided with a cooling device such as a Peltier element, so that the fuel vapor is additionally cooled. Along with the cooling effect of the relatively low temperature fuel in the sub-chamber, the fuel vapor can be cooled more strongly and the amount flowing to the charcoal canister can be reduced.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel tank for an internal combustion engine, and reference numeral 2 denotes a fuel accommodated therein. The outer shell of the fuel tank 1 includes a side wall 1a, an upper wall 1b, and the like. Inside the fuel tank 1, a vertical wall portion 31a extending substantially vertically and a horizontal portion define a part of the space. A partition plate 31 having a bottom portion 31b extending in the direction is attached, whereby a sub-chamber 41 is formed as a space having a relatively small volume between the partition plate 31 and the side wall 1a of the fuel tank 1. Hereinafter, most of the space other than the sub-chamber 41 in the fuel tank 1 will be referred to as the main chamber 42 in comparison with the sub-chamber 41 which is divided into small partitions by the partition plate 31. A tubular fuel supply passage 11 is fixed while being inserted into the fuel tank 1, and an opening 11 a at an inner end thereof opens into the sub chamber 41. Although not shown, the fuel removed from the bottom of the main chamber 42 is pressurized by a fuel pump and supplied to the internal combustion engine.
[0020]
Since the partition plate 31 opens the space above the sub-chamber 41, a narrow gap 3 is formed in that part, and the upper space 41 a of the sub-chamber 41 is separated from the upper space of the main chamber 42 through the gap 3. Communicating. Corresponding to the feature of the present invention, an inlet 5a to the steam passage 5 is opened in the upper wall 1b of the fuel tank 1 which is the upper part of the sub chamber 41, and is connected to the canister 13 via the steam passage 5. I have. The canister 13 is filled with an adsorbent 14 such as activated carbon particles in the same manner as a normal one. One end of the canister 13 communicates with the outside air through an atmosphere passage 15, and the other end thereof includes a purge passage 16 and a valve (not shown). Connected to the intake passage of the internal combustion engine. As an effect of the present invention, the capacity, and thus the size, of the canister 13 may be smaller than that of the conventional one.
[0021]
In the first embodiment shown in FIG. 1, a small opening serving as a fuel return passage 91 is provided in the bottom portion 31b of the partition plate 31. Accordingly, the sub-chamber 41 is always in communication with the main chamber 42 through the gap 3 in the upper space 41a and through the fuel return passage 91 in the bottom space 41b. Needless to say, the sectional area of the fuel return passage 91, that is, the diameter of the hole, can be selected to be large or small. The capacity of the sub chamber 41 is sufficient to be 1/5 or less of the whole volume of the fuel tank 1, and for example, about 500 cc can function sufficiently.
[0022]
Since the fuel tank 1 of the first embodiment is configured as described above, when the fueling device (fueling gun) 12 is inserted into the opening 11b at the outer end of the fueling passage 11 to perform fueling, the fuel tank 1 flows out of the fueling device 12. Fuel first accumulates in the sub-chamber 41 to fill it. Then, the portion that overflows beyond the partition plate 31 in the gap 3 is used as a guide surface along the outside of the vertical wall portion 31a of the partition plate 31, that is, along the surface on the main chamber 42 side as shown by the arrow. It flows down gently into the main room 42. On the other hand, a part of the fuel in the sub-chamber 41 gradually flows out of the space 41b at the bottom through the fuel return passage 91 into the main chamber 42 at a flow rate corresponding to the size of the hole.
[0023]
When the fuel flows out of the sub-chamber 41 into the main chamber 42 in this manner, a gas portion having a corresponding volume, that is, air or fuel vapor, passes through the gap 3 from the main chamber 42 as indicated by an arrow in FIG. And flows into the sub chamber 41. At this time, since the inside of the sub-chamber 41 is almost completely filled with the newly supplied low-temperature fuel except for a part of the upper space 41a, it flows into the steam passage 5 from the inlet 5a through the gap 3 and the upper space 41a. The gas flowing to the canister 13 is cooled when passing through the upper space 41 a of the sub-chamber 41, whereby most of the fuel vapor contained in the gas is liquefied and captured in the sub-chamber 41. Thus, almost only air flows from the steam passage 5 into the canister 13. As a result, not only does the amount of gas flowing into the canister 13 decrease, but also the amount of fuel vapor that burdens the canister 13 sharply decreases. As described above, the sub chamber 41 has an effective gas-liquid separation action.
[0024]
Further, the fuel that overflows from the sub chamber 41 through the gap 3 and flows out into the main chamber 42 flows quietly along the surface of the vertical wall portion 31a of the partition plate 31 as a guide surface. This suppresses fuel agitation and reduces the amount of fuel vapor generated. Furthermore, since the vertical wall portion 31a of the partition plate 31 cooled by the supplied fuel crosses the middle of the path in which the fuel vapor generated in the main chamber 42 flows toward the canister 13, the fuel vapor has a low temperature. The possibility of touching the partition plate 31 and liquefaction again increases, and the amount of fuel vapor that can actually flow into the vapor passage 5 of the canister 13 further decreases.
[0025]
In the first embodiment, as described above, the sub-chamber 41, which is extremely effective as a position for opening the inlet 5a to the steam passage 5, includes a part of the side wall 1a of the fuel tank 1, a vertical wall part 31a and a bottom part. Although formed by the partition plate 31 having 31b, the sub-chamber referred to in the present invention is not limited to the sub-chamber 41 having the structure as shown in FIG. In the fuel tank 1 of the second embodiment shown in FIG. 2, the sub-chamber 43 has an upper side of a flat partition plate 32 horizontally mounted in the fuel tank 1 so as to be substantially parallel to the liquid level of the fuel 2. Is formed. Therefore, the space below the partition plate 32 becomes the main chamber 44 of the fuel tank 1. The volume ratio between the sub chamber 43 and the main chamber 44 may be substantially the same as in the first embodiment. What is important is that the inlet 5a to the steam passage 5 leading to the canister 13 opens at the uppermost position of the upper wall 1b of the fuel tank 1 in the upper space of the sub chamber 43.
[0026]
In the second embodiment, the upper sub-chamber 43 and the lower main chamber 44 are provided with a gap formed at least partially around the horizontal partition plate 32, that is, at least one end of the partition plate 32. And a slit-shaped passage 92 formed by a gap formed between the fuel tank 1 and the side wall 1a. The passage 92 does not need to be a slit, and may be a semicircular hole or the like formed at the edge of the partition plate 32. In this case, the passage 92 also passes through the passage 92 from the sub chamber 43 to the main chamber 44. The fuel flowing down is caused to flow along the inner surface of the side wall 1a of the fuel tank 1 as a guide surface. The opening 11 a at the inner end of the fuel supply passage 11 is opened above the partition plate 32 so that the fuel from the fuel supply device 12 flows into the sub chamber 43.
[0027]
Since the fuel tank 1 according to the second embodiment is configured as described above, basically, even if the shape of the partition plate 32 and the structure related thereto are different from those in the first embodiment, basically the same fuel tank 1 is used. Since a liquid separating operation is performed, substantially the same effect can be obtained. That is, the low-temperature fuel supplied from the refueling device 12 via the refueling passage 11 first temporarily stays in the sub-chamber 43 and then flows down to the main chamber 44 through the passage 92. At this time, since the fuel gas flows quietly using the side wall 1a of the fuel tank 1 as a guide surface, the fuel is not agitated in the main chamber 44, and the generation of fuel vapor is suppressed.
[0028]
As the fuel flows from the sub-chamber 43 into the main chamber 44, the gas portion in the main chamber 44 moves to the sub-chamber 43 through the passage 92 as indicated by the arrow, but the sub-chamber 43 having a small volume is refueled. Since the fuel is cooled to a low temperature by the freshly cooled low-temperature fuel, the fuel vapor contained in the gas portion is again liquefied and separated in the sub-chamber 43, and the gas portion containing almost only air is introduced into the vapor passage 5. 5a is reached. Accordingly, the amount of fuel vapor contained in the gas portion flowing to the canister 13 through the vapor passage 5 is reduced. Further, since the gas portion is highly likely to come into contact with the partition plate 32 when flowing from the main chamber 44 to the sub-chamber 43, and because the partition plate 32 is cooled by the supplied fuel and has a low temperature, There is also a high possibility that fuel vapor will be liquefied by contact.
[0029]
FIGS. 3 and 4 show a fuel tank 1 of a third embodiment as a modification of the second embodiment. The third embodiment differs from the second embodiment in that the internal space of the fuel tank 1 is raised and lowered. This is characterized in that a tubular passage 30 is provided in a partition plate 32 for partitioning into a sub-chamber 43 and a main chamber 44. An upper end 30a of the tubular passage 30 is opened upward in the sub-chamber 43 and a lower end 30b of the tubular passage 30 is formed. Is opened at the upper part of the main chamber 44, that is, near the lower surface of the partition plate 32. Further, the passage 93 formed in the peripheral portion of the partition plate 32 is also a hole-shaped passage as shown in FIG. 4, and is slightly different from the slit-shaped passage 92 in the second embodiment shown in FIG. Is different.
[0030]
The tubular passage 30 in the third embodiment is provided particularly for passing gas. As a result of providing the dedicated tubular passage 30 for gas, the passage 93 at least in the refueling state mainly functions as a passage for flowing down the liquid fuel, so that the passage 92 in the second embodiment of FIG. This is different from the case where the liquid fuel is caused to flow from the sub chamber to the main chamber and at the same time, the gas portion containing the fuel vapor is passed from the main chamber to the sub chamber in the opposite direction.
[0031]
In the third embodiment, the passage for the liquid fuel is separated from the passage for the gas portion containing the fuel vapor. Therefore, by narrowing the passage 93, the low-temperature fuel flowing from the refueling passage 11 is supplied to the sub-chamber 43. Therefore, the gas-liquid separation action of the sub chamber 43 can be further strengthened as compared with the case of the second embodiment. As a result, the amount of fuel vapor contained in the gas portion that reaches the canister 13 through the steam passage 5 is further reduced, and the load on the canister 13 during refueling is reduced, and the canister 13 is reduced in size accordingly. Becomes possible.
[0032]
FIG. 5 shows a fuel tank 1 according to a fourth embodiment of the present invention. In this case, similarly to the first embodiment shown in FIG. 1, a partition plate 31 having a vertical wall portion 31a and a bottom portion 31b. This forms the sub chamber 41. The difference from the first embodiment is that an on-off valve 10 such as a solenoid valve is provided in a tubular fuel return passage 94 attached to the bottom portion 31b of the partition plate 31, and the fuel return passage 94 is opened and closed as necessary. The point is to get it. The on-off valve 10 is normally closed, so that relatively low-temperature fuel supplied through the refueling passage 11 can be held in the sub chamber 41 as long as the liquid fuel does not overflow from the gap 3. Accordingly, it is needless to say that the sub chamber 41 can perform the gas-liquid separation action as in the case of the first embodiment.
[0033]
In the fourth embodiment, for example, when the fuel level in the main chamber 42 detected by a remaining amount sensor or the like (not shown) decreases to a predetermined height or less, the on-off valve 10 is opened to open the fuel return passage 94. The sub-chamber 41 can be used as a sub-tank, for example, by supplying fuel to the internal combustion engine by flowing fuel down to the main chamber 42 via the sub-tank.
[0034]
6 and 7 show a fuel tank 1 according to a fifth embodiment of the present invention. The overall structure is similar to that of the third embodiment shown in FIG. Is provided so as to penetrate a part of the peripheral portion of the partition plate 32, unlike the tubular passage 30 in FIG. 1, and a tubular fuel return passage 95 is provided instead of the passage 93 for flowing down the liquid fuel. In that the on-off valve 10 is provided in the passage 95. The tubular passage 29 is provided mainly for the passage of the gas portion, and the on-off valve 10 is the same as that in the fourth embodiment. Therefore, the fifth embodiment has the same effect as the fourth embodiment.
[0035]
FIG. 8 shows the configuration of a fuel tank 1 according to a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, the gas-liquid separation chamber 6 is provided in the sub-chamber 41 formed by the partition plate 31 to further enhance the function of the sub-chamber 41 which itself has a gas-liquid separation function. In this case, the gas-liquid separation chamber 6 is a box-shaped one made of a material such as a thin metal plate having heat conductivity. In addition to the steam passage 5 communicating with the canister 13, the upper end is an upper space of the sub-chamber 41. A vapor passage 4 opening to 41a is connected so that gas flowing from the main chamber 42 into the sub-chamber 41 through the gap 3 is received into the gas-liquid separation chamber 6 via the vapor passage 4. Has become. In the sixth embodiment, in particular, a recess 1c is formed in a part of the upper wall 1b of the fuel tank 1 for receiving the inlet 4a at the upper end of the vapor passage 4 with a gap left therebetween, and the position of the inlet 4a is increased to separate the gas and liquid. It is ensured that only gas not containing liquid fuel is sucked into the chamber 6.
[0036]
At the bottom of the gas-liquid separation chamber 6, a tubular liquid recovery passage 7 that can communicate with the inside of the sub-chamber 41 is attached, and an on-off valve 8 is provided in the liquid recovery passage 7. The on-off valve 8 may be a control valve capable of performing on-off control from the outside like an electromagnetic valve, but in the illustrated example, a check valve made of a material such as plastic having a specific gravity smaller than that of the liquid fuel is used. A check valve type float valve having a ball is used. Therefore, when the level of the liquid fuel stored in the sub-chamber 41 decreases, the on-off valve 8 automatically opens to allow the fuel liquefied in the gas-liquid separation chamber 6 to flow into the sub-chamber 41. .
[0037]
Further, a tubular fuel return passage 9 is also attached to the bottom of the sub chamber 41, that is, the bottom portion 31b of the partition plate 31, and an on-off valve 10 is provided therein. The on-off valve 10 is also a check valve type float valve having a check ball similarly to the above-described on-off valve 8, and is automatically activated when the level of the liquid fuel in the main chamber 42 becomes lower than a predetermined height. And the liquid fuel in the sub chamber 41 flows out into the main chamber 42.
[0038]
Since the fuel tank 1 of the sixth embodiment has such a configuration, the steam passage 4, the gas-liquid separation chamber 6, and the fuel tank 1 are supplied by the relatively low-temperature fuel that is supplied into the sub-chamber 41 and stays at the time of refueling. When the steam passage 5 is cooled, the components of the fuel vapor having a particularly high boiling point are removed from the fuel tank 1, and among the gas portions flowing to the canister 13 through the steam passages 4 and 5 and the gas-liquid separation chamber 6. It liquefies and accumulates at the bottom of the gas-liquid separation chamber 6. Accordingly, the amount of fuel vapor contained in the gas reaching the canister 13 is reduced, so that not only the adsorption load of the canister 13 is reduced, but also the purge load of the internal combustion engine for regenerating the adsorbent 14 of the canister 13. Is also smaller. The high boiling point component of the fuel is difficult to be desorbed once it is adsorbed by the adsorbent 14, but in the fuel tank 1 of the present invention, the high boiling point component in the sub chamber 41, the vapor passages 4, 5, the gas-liquid separation chamber 6, and the like. This problem is also solved because the components are preferentially liquefied and trapped.
[0039]
In a state other than the refueling state, in the fuel tank 1 including the inside of the sub chamber 41, the temperature of the liquid fuel deprived of the latent heat of vaporization due to the vaporization of the fuel is reduced. It is lower than the temperature of the gaseous part containing steam. Further, as a basic feature of the present invention, since the inlet 5a to the steam passage 5 is provided in the sub-chamber 41, the fuel in the sub-chamber 41 is vaporized preferentially over the fuel in the main chamber 42. Therefore, the temperature of the liquid fuel in the sub chamber 41 becomes lower than the temperature of the fuel in the main chamber 42. Therefore, the liquefaction of the fuel vapor in the gas-liquid separation chamber 6 and the vapor passages 4 and 5 occurs even when fuel is not supplied.
[0040]
FIG. 9 shows a fuel tank 1 of a seventh embodiment as a modification of the sixth embodiment. In the seventh embodiment, a partition plate 33 composed of only a vertical wall portion and a side wall of the fuel tank 1 are shown. A sub-chamber 45 is formed between the sub-chamber 45 and a part of the sub-chamber 1a. A gas-liquid separation chamber 6 is provided in the sub chamber 45 as in the sixth embodiment, and an on-off valve 8 is provided in a liquid recovery passage 7 attached to the bottom thereof. The on-off valve 26 for returning fuel to the main chamber 46 is attached to a lower part of the partition plate 33. The operation and effect of the seventh embodiment are substantially the same as those of the sixth embodiment.
[0041]
FIG. 10 shows a fuel tank 1 of an eighth embodiment as another modification of the sixth embodiment. In the eighth embodiment, a part of the side wall 1a of the fuel tank 1 is used instead of the partition plate. The side wall 34 which forms the sub chamber 47 inside is attached to the outside. The upper wall 1b of the fuel tank 1 is large enough to cover the sub chamber 47 as well as the main chamber 48. The gas-liquid separation chamber 6 is provided in the sub-chamber 47 as in the sixth embodiment, and the opening / closing valve 8 is also provided in the liquid recovery passage 7 attached to the bottom of the sub-chamber 47. The on-off valve 27 for returning the liquefied fuel to the main chamber 48 is attached to a lower portion of the side wall 1a. The operation and effect of the eighth embodiment are substantially the same as those of the sixth and seventh embodiments.
[0042]
FIG. 11 shows the configuration of a fuel tank 1 as a ninth embodiment of the present invention. The basic configuration is the same as that of the fuel tank 1 of the sixth embodiment shown in FIG. In the ninth embodiment, not only the sub-chamber 41 is cooled by the low-temperature fuel supplied from the fuel supply passage 11, but also the cooling device 17 for actively cooling the sub-chamber 41 is provided on the side wall 1a of the fuel tank 1. The feature is that it is attached. As the cooling device 17, for example, a Peltier element whose one surface is cooled by being energized can be used. Reference numeral 18 denotes a switch for controlling power supply to the cooling device 17, and reference numeral 19 denotes power wiring from a battery.
[0043]
In the ninth embodiment, when the switch 18 is turned on and the cooling device 17 is energized during operation of the internal combustion engine, the liquid fuel in the sub-chamber 41 is strongly cooled by the cooling device 17 to a lower temperature. The fuel vapor contained in the gas portion passing through the separation chamber 6 and the vapor passages 4 and 5 is surely liquefied, so that the gas portion sent to the canister 13 contains almost no fuel vapor. It is possible.
[0044]
Also, at the time of parking, as in the above-described sixth embodiment, while the temperature of the fuel in the sub-chamber 41 is lower than the temperature of the fuel vapor, the gas-liquid separation chamber 6 and the vapor passage Since the fuel vapor is cooled at 4 and 5, a part of the fuel vapor is liquefied, so that the amount of the fuel vapor flowing into the canister 13 can be reduced. Further, after the lapse of time, the sub-chamber 41 becomes lower in temperature than the main chamber 42 due to the evaporation of the fuel in the sub-chamber 41. Can be.
[0045]
FIG. 12 shows a configuration of a fuel tank 1 as a tenth embodiment of the present invention. The tenth embodiment is characterized in that the canister 13 is taken into the space of the sub chamber 41 formed by the partition plate 31. The atmosphere passage 15 and the purge passage 16 of the canister 13 are led out of the fuel tank 1 or the sub chamber 41. Other points are the same as those of the sixth embodiment (FIG. 8).
[0046]
In the tenth embodiment, at the time of refueling, the entire canister 13 is cooled by the relatively low-temperature fuel that has just been refueled into the sub chamber 41, so that the adsorbing capacity of the adsorbent 14 inside the canister 13 increases. In addition, since the gas portion is cooled when passing through the steam passage 4 and the gas-liquid separation chamber 6 and the fuel vapor contained therein is reduced and flows into the canister 13, the canister 13 is small in size. Even so, a sufficient effect of preventing fuel vapor emission can be obtained.
[0047]
In the fuel tank 1 of the eleventh embodiment shown in FIG. 13 as a modification of the tenth embodiment, not only the canister 13 is housed in the sub-chamber 41, but the sub-chamber 41 is provided with a temperature control device 24. There is a feature in the point. Since the Peltier element can be used for the temperature control device 24 similarly to the cooling device 17 in the ninth embodiment (FIG. 11), the switch 18 and the power wiring 19 are also provided.
[0048]
The reason for using the temperature control device 24 in the eleventh embodiment is that the canister 13 is cooled during the purge process for regeneration performed to prevent the adsorbent 14 in the canister 13 from being saturated by fuel vapor. It is better to heat the temperature control device 24 to a certain extent rather than to perform the cooling operation as well as the cooling device 17 (the ninth embodiment shown in FIG. 11). It can also be done. When the temperature control device 24 is a Peltier element, the direction of the current flowing through the power wiring 19 is switched in the reverse direction by, for example, the switch 18 or the like, so that the temperature control device 24 generates heat, so that the sub chamber 41 is heated. be able to.
[0049]
FIG. 14 shows a fuel tank 1 according to a twelfth embodiment as another modification of the tenth embodiment shown in FIG. When the fuel stored in the main chamber 42 is pumped up and metered by the fuel pump 20 and then supplied to an internal combustion engine (not shown), excess fuel is returned to the fuel tank 1. In the twelfth embodiment, the excess fuel is used. The fuel is returned to the sub-chamber 41 by the first return passage 22 or returned to the main chamber 42 by the second return passage 23. Can be done.
[0050]
In the twelfth embodiment, the reason why the excess fuel is returned is switched by the switching valve 21 because the fuel returned to the fuel tank 1 is heated by the fuel pump 20 or the internal combustion engine body regardless of the position from which the fuel is returned. Therefore, when the canister 13 is being purged, the returning fuel is returned from the switching valve 21 into the sub-chamber 41 through the first return passage 22 and the canister 13 is removed. This is to promote desorption of fuel vapor from the adsorbent 14 by heating. Therefore, in other operating states and the stopped state of the internal combustion engine, the switching valve 21 is switched to the second return passage 23 side, and the returned fuel flows out to the main chamber 42 side.
[0051]
As still another modification of the tenth embodiment shown in FIG. 12, a fuel tank 1 of a thirteenth embodiment is shown in FIG. In this example, the liquid recovery passage and the on-off valve to be attached to the bottom of the gas-liquid separation chamber 6 are eliminated, and a purge passage 28 for the adsorbent 14 of the canister 13 is provided instead, and the purge passage 28 is not shown. The structure is simplified by connecting to the intake passage of the internal combustion engine via a valve. Needless to say, the purge passage is not provided in the canister 13 itself. Further, an opening / closing valve 25 such as a solenoid valve is provided at a connection portion of the vapor passage 4 above the gas-liquid separation chamber 6.
[0052]
When purging the adsorbent 14 in the canister 13, the on-off valve 25 is closed. As a result, the liquid fuel accumulated in the gas-liquid separation chamber 6 is preferentially sent to the internal combustion engine and purged, and thereafter, the fuel vapor adsorbed by the adsorbent 14 is purged. As a result, an excessive increase in the level of the liquid fuel in the gas-liquid separation chamber 6 internal combustion engine can be suppressed.
[0053]
FIG. 16 shows a schematic configuration of a fuel tank 1 as a fourteenth embodiment of the present invention. This example corresponds to a modification of the second embodiment shown in FIG. A large number of fins 35 having heat conductivity are mounted on the lower surface of a partition plate 32 which is mounted substantially horizontally to form a sub-chamber 43 in the upper part of the fuel tank 1. In this case, the partition plate 32 itself is preferably formed of a metal material having the same heat conductivity as the fin 35. The fins 35 may be provided on the upper surface of the partition plate 32. A two-way valve 36 and an on-off valve 37 such as a solenoid valve that is opened at the time of refueling are inserted in the steam passage 5 that connects the upper space of the sub chamber 43 and the canister 13 in parallel.
[0054]
Since the fuel tank 1 of the fourteenth embodiment is configured as described above, when relatively low-temperature fuel is supplied into the sub-chamber 43 through the fuel supply passage 11, the partition plate 32 having heat conductivity and the fins are formed. The fuel vapor stored in the upper portion of the main chamber 44 as well as in the sub-chamber 43 is also cooled via 35 and a part thereof is liquefied. Therefore, the amount of fuel vapor flowing to the canister 13 through the two-way valve 36 and the vapor passage 5 is reduced, and the same effect as described in each of the above embodiments can be obtained. In the fuel tank 1 of the fourteenth embodiment, since the fins 35 are provided on the partition plate 32, the surface area of the partition plate 32 increases, and the fuel vapor can be efficiently cooled and liquefied.
[0055]
FIG. 17 shows a fifteenth embodiment as a modification of the fourteenth embodiment. The difference from the fourteenth embodiment is that instead of providing the fin 35 on the partition plate 32, a cooling device 38 is attached to the partition plate 32. That is, the fuel vapor in contact with the partition plate 32 is cooled and liquefied. As the cooling device 38, a Peltier element can be used as in the ninth embodiment described above. In this case, it is needless to say that the heat radiation surface needs to be formed outside the fuel tank 1. By performing such forced cooling by the cooling device 38, a strong liquefaction effect can be exerted on the fuel vapor not only during refueling but also during traveling. However, if the cooling device 38 is constantly energized, power is wasted. For example, when the fuel remaining meter indicates the remaining amount of fuel of a certain amount or more, the possibility of refueling is low. It is desirable to save power by, for example, prohibiting power supply to the power supply 38.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a first embodiment.
FIG. 2 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a second embodiment.
FIG. 3 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a third embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional plan view of a fuel tank according to a third embodiment.
FIG. 5 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional plan view of a fuel tank according to a fifth embodiment.
FIG. 8 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a seventh embodiment.
FIG. 10 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to an eighth embodiment.
FIG. 11 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a ninth embodiment.
FIG. 12 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a tenth embodiment.
FIG. 13 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to an eleventh embodiment.
FIG. 14 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a twelfth embodiment.
FIG. 15 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a thirteenth embodiment.
FIG. 16 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a fourteenth embodiment.
FIG. 17 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a fuel tank according to a fifteenth embodiment.
FIG. 18 is a vertical sectional front view showing the configuration and operation of a conventional fuel tank.
[Explanation of symbols]
1. Fuel tank
1a ... side wall
1b ... Top wall
2. Liquid fuel
3 ... gap
4. Steam passage
4a: Entrance to steam passage 4
5. Steam passage to canister
5a: Entrance to steam passage 5
6. Gas-liquid separation chamber
7. Liquid recovery passage
8 ... On-off valve
9 ... fuel return passage
10 ... On-off valve
11 ... refueling passage
12: Refueling device (fuel gun)
13. Canister (charcoal canister)
14 ... Adsorbent
15 ... Atmospheric passage
16 ... Purge passage
17 ... Cooling device
18 ... Switch
19 ... Power wiring
20 ... Fuel pump
21 ... Switching valve
22: 1st return passage
23: Second return passage
24 ... Temperature control device
25, 26, 27 ... On-off valve
29, 30 ... tubular passage
31, 32, 33 ... partition plate
35 ... fin
38 ... Cooling device
41, 43, 45, 47 ... sub chamber
42,44,46,48… Main room
91: Fuel return passage
92, 93 ... passage
94, 95 ... fuel return passage
