JP3771726B2 - 揮発性炭化水素蒸気の処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は貯留タンク内に生じるガソリン,灯油,ベンゼン,アルコール等の揮発性炭化水素蒸気の処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
揮発性炭化水素の一種であるガソリンを燃料としている車両では、公害防止の対策上車両の停止時や走行時等に貯留タンク内に生じる蒸気を大気中に放出させないようにしているが、そのための手段の一例を示せば図3のとおりであり、貯留タンク1の上部空間とカーボンキャニスタ2とを、途中にタンク1内に圧力を所定に保つチェックバルブ3(タンク1内が正圧のときガソリン蒸気を通し、負圧のとき空気を通す)を配置した第1ベンチレーション管路R1で結び、車両の停止時や走行時に貯留タンク1内に生じるガソリン蒸気を活性炭を充填したキャニスタ2に送り込んで活性炭に吸着させるチャージ機構と、タンク1の入口管1aに給油ノズルNの挿入、抜き取りにより開閉する仕切弁4を設け、この仕切弁4を第2ベンチレーション管路R2によってタンク1内に設けた液面感知バルブ5に接続すると共にキャニスタ2の近辺において第1ベンチレーション管路R1につなぎ、ガソリンの補給時に生じるガソリン蒸気をキャニスタ2に送り込むと共にタンク1に対する過給を防止する機構と、キャニスタ2をパージ管路R3と負圧導入路R4でエンジンEの吸気管Kに結び、エンジンEの運転時に吸気負圧によってキャニスタ2の大気口2aから空気を吸い込みながら吸着ガソリンを離脱させて吸気管Kに送り込むパージ機構とで構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の排出ガスの規制は環境保護の観点から強化の方向にあり、そして、燃料消費率の向上や運転性(迅速性,忠実性等)の改善等により、エンジンの燃焼制御の高度化が進められていて、上記従来のガソリン蒸気処理装置のようにキャニスタに吸着保持させたガソリン蒸気をエンジンに送り込んで燃焼させるやり方だと、混合気の空燃比が狂ってしまい、上記目的が達成できなかったり、逆に空燃比の変化を抑制しようとすると、キャニスタの性能回復が遅れてしまい、キャニスタが余剰のガソリン蒸気を抱え込むことになり、そのガソリン蒸気が大気口から外部に放出されるという問題点がある。
【0004】
そこで、この発明は吸着体に吸着させたガソリン等の揮発性炭化水素蒸気を貯留タンクに戻すようになし、そして、その液化を促進し、エンジンの燃焼制御に影響を与えず、しかも炭化水素蒸気を大気に放出する恐れなく、車両に限らず、揮発性炭化水素の一般の貯蔵設備にも適用できる揮発性炭化水素蒸気の処理装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題のもとにこの発明は揮発性炭化水素蒸気の処理装置として、第1に活性炭等の吸着体を収容した吸着体容器の一端部に、途中に蒸気制御弁を設けガソリン,灯油等揮発性炭化水素の貯留タンクの上部空間部につながる第1ベンチレーション管路と、貯留タンクの給油管につながる第2のベンチレーション管路並びに途中に真空ポンプを配設したパージ管を接続し、パージ管路の先端部を貯留タンク内に設けた気液接触筒内に挿入し、その先端を筒底部に臨ませると共にその筒内に上記液体炭化水素の戻り管路の先端部を挿入して筒内の液体炭化水素を所定量に保つようになし、上記吸着体に吸着させた炭化水素蒸気を真空ポンプにより離脱させ、これを気液接触筒に導いて液体炭化水素に吸収させるようにしたこと特徴とし、第2には、上記真空ポンプの2次側と1次側とをつなぐサブ管路を設け、パージ管路のサブ管路の分岐点より下方に第1開閉弁を設け、サブ管路途中に圧縮機及び第2開閉弁を順次直列に配置するとともに、圧縮機と第2開閉弁の間の管路又は圧縮機と第2開閉弁との間の管路から分岐してサブタンクを配置し、装置内の滞留気体を前記サブタンクに一時貯留させるようにしたことを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明に係る処理装置を車両に適用した一例を示すものであり、11はガソリンの貯留タンクで、その内側の上空間部は第1前半のベンチレーション管路L1aによって蒸気制御弁13に連結され、この蒸気制御弁13は第1後半のベンチレーション管路L1bによって吸着体容器12の一端部に連結されており、又吸着体容器12の一端部には貯留タンク11の給油管11aに開閉弁17を介して通じる第2のベンチレーション管L2及び途中に真空ポンプ14を配設したパージ管路L3が互いに通じ合うように連結されている。
【0007】
蒸気制御弁13は、ばね付勢されたダイヤフラム式のもので、貯留タンク11内に存在するガソリンの蒸気圧の如何によって、第1後半のベンチレーション通路L1bの入口端を開閉するようになされており、その入口端が開いたときに通じ合う第1前半のベンチレーション管路L1aの途中には大気に通じる一方向式のチェック弁16が連結されていて、貯留タンク11内が負圧になるのを防ぐようになされている。
【0008】
吸着体容器12の内部には、粒状,塊状,ハニカム体状等の活性炭,セラミック等の無機質の吸着剤、或いは有機質の高分子吸着剤等の吸着体Sが所定量収容され、その上下にはフィルタ部材12aと多孔板12bが配置されて保持されており、又吸着体容器12の他端には、途中に電磁弁18を備えた空気排出用の管路L4が設けられ、電磁弁18と前記真空ポンプ14は制御器20に電気的に接続されている。
【0009】
一方、貯留タンク11内にはコップ状の気液接触筒15が立設されていて、その内部には上記パージ管路L3の先端部が挿入され、燃料タンク内の燃料との接触を効率的に行い、液体燃料への吸収を早めるための網材,フィルタ等の分散具19を取付けた先端が気液接触筒15の底に近づけられており、そして、貯留タンク11内には燃料供給用のポンプ21が設けられ(但し、ポンプ21はタンク外に設けられることもある)、また余剰燃料の戻り管路L6の先端部が気液接触筒15に挿入されていて、車両の運転時には液体ガソリンが供給管路L5を通じエンジン側に送り出されると共に余剰燃料が戻り管路L6により気液接触筒15中に戻され接触筒15中に入った液体ガソリンが蒸気ガソリンと充分に接触して、これを吸収液化できる液面を保つようになされており、更に貯留タンク11中には液面感知弁22が設けられ、管路L7を介し給油管11a上の開閉弁17に連通されている。
【0010】
上記構成のもとに、車両の停止時や運転時に温度上昇等により貯留タンク11内に生じたガソリン蒸気の圧力が所定圧以上になると、第1前半のベンチレーション管路L1aを通じ蒸気制御弁13のダイヤフラムを押し開き、第1後半のベンチレーション管路L1bを通って吸着体容器12中に入り、容器中の吸着体Sに吸着され、又タンク11に対する給油時に生じるガソリン蒸気は管路L7と開閉弁17を介し又は直接に開閉弁17を介し第2のベンチレーション管路L2を通じて吸着体容器12に入り、吸着体Sに吸着される。そして、停止時や給油時には電磁弁18が開かれていて、ガソリン蒸気と共に吸着体容器12に入った空気は排出用管路L4を通って大気中に放出される。
【0011】
車両の運転に当たり、エンジンを始動させれば制御器20により電磁弁18が閉じると同時に真空ポンプ14が作動し、その真空作用により吸着体Sに吸着されているガソリン蒸気が離脱してパージ管路L3を通り貯留タンク11内に設けられた気液接触筒15の底部に向って分散具19により小泡化されて流出し、液体ガソリンとの所定時間の接触により吸収される。そして、エンジンの作動時には貯留タンク内に生じた所定圧以上のガソリン蒸気は、第1ベンチレーション管路L1a,L1bを通じ吸着体容器12に向うが、その殆んどは吸着体Sに吸着されることなくパージ管路L3を通って貯留タンク11に戻されることになる。
【0012】
一方、貯留タンク11内の圧力が所定圧以下になれば、蒸気制御弁13のダイヤフラムが第1後半のベンチレーション管路L1bを閉じ、更に貯留タンク11内が負圧になればチェック弁16が開かれ、大気がタンク11内に導入され、貯留タンク11の損傷が防止される。
【0013】
吸着体Sに吸着されたガソリン蒸気を離脱させるに当たり、周知のように図1における吸着体容器12の周りにジャケットJを形成し、そこにラジエータの高温(80℃程度)な冷却水を送り込むか、又は電気ヒータを配設して制御器20によりガソリン蒸気の離脱時に容器12を加熱させれば、ガソリン蒸気の離脱が促進される。
【0014】
図2は、エンジンの始動時に、真空ポンプ14の作動に伴い装置内に滞留している気体(空気あるいは炭化水素蒸気濃度の薄い空気)が貯留タンク11内に送出されて、貯留タンク11の内圧が上昇するのを防止するもので、パージ管路L3から分岐し真空ポンプ14の下側(2次側)と上側(1次側)とをつなぐサブ管路L9が設けられ、パージ管路L3のサブ管路L9の分岐点より下方に第1開閉弁23が設けられ、サブ管路L9途中に圧縮機24及び第2開閉弁25が直列に配置されるとともに、圧縮機24と第2開閉弁25の間の管路又は圧縮機24と第2開閉弁25との間の管路から分岐してサブタンク26が配置される。第1開閉弁23,第2開閉弁25,圧縮機24は、それぞれ制御器20に電気的に接続され、真空ポンプ14,電磁弁18と共にシステム的にコントロールされる。
なお、図2の実施例では、サブ管路L9の入口,出口共にパージ管路L3から分岐させているが、たとえば、出口側を吸着体容器12の一端部(吸着体容器12のパージ管路L3接続側)等であってもよく、サブ管路L9の入口,出口が、真空ポンプ14に対してそれぞれ2次側,1次側に接続されればよい。
【0015】
圧縮機24は、エンジンの始動時あるいは吸着体Sからのガソリン蒸気の離脱時に、第1,第2開閉弁23,25が共に閉の状態下で、真空ポンプ14の作動開始とともに作動される。そして、装置内の滞留気体がサブタンク26内に一時貯留された後、圧縮機24が停止される。次に、第1開閉弁23が開弁して、吸着体Sに吸着されているガソリン蒸気は真空ポンプ14により気液接触筒15内に送り込まれ、液体ガソリンに吸収されて、吸着体Sの性能回復がはかられる。吸着体Sの性能回復は与えられた負圧と温度により変化するが、ガソリン蒸気を吸着させても破過しないレベルまで回復したところで真空ポンプ14を停止させ、第1開閉弁23が閉、第2開閉弁25及び電磁弁18が共に開となり、サブタンク26内に貯留されていた気体が吸着体Sの層を通り空気排出用の管路L4から大気中に放出される。このときサブタンク26内の気体中に含まれているガソリン蒸気は吸着体Sに吸着される。サブタンク26により装置内の滞留気体を一時貯留する行程は、吸着体Sからガソリン蒸気の離脱を開始するたびに行われる。
【0016】
上述の例ではガソリンの貯留タンクを持つ車両に適用した場合について説明したが、この発明はこれに限らず、ガソリン,灯油,ベンゼン,アルコール類等の揮発性炭化水素を扱う送油所,ガソリンスタンド等における一般の貯蔵設備にも適用することができる。その場合には、真空ポンプ14の作動と電磁弁18の開閉はタイマー等の切換え手段を制御器20に接続して行うことになる。
【0017】
【発明の効果】
この発明はガソリン,灯油等の揮発性炭化水素蒸気の処理装置として、請求項1,2のように構成することにより、温度上昇等により貯蔵タンク内に生じる炭化水素蒸気を確実に貯留タンクに戻すことができ、大気中に放出する恐れなく、環境汚染の防止に役立たせることができ、そして、車両に適用した際には、これまでのように炭化水素(ガソリン)蒸気をエンジンに送り込むことがないので、混合気の空燃比を狂わせることなく燃焼制御の高度化を達成することができる。又請求項2のように構成すれば、吸着体の炭化水素蒸気の脱離時に、装置内に滞留している気体が貯留タンク内に入りタンク内圧を上昇させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る炭化水素蒸気処理装置の一例の系統図。
【図2】 他の実施例の系統図。
【図3】 車両における従来の炭化水素(ガソリン)蒸気の処理装置の系統図。
【符号の説明】
11 貯留タンク
11a 給油管
12 吸着体容器
13 蒸気制御弁
14 真空ポンプ
15 気液接触筒
16 チェック弁
17 開閉弁
18 電磁弁
23 第1開閉弁
24 圧縮器
25 第2開閉弁
26 サブタンク
C 冷却装置
L1a 第1前半のベンチレーション管路
L1b 第1後半のベンチレーション管路
L2 第2ベンチレーション管路
L3 パージ管路
L6 戻り管路
L9 サブ管路
S 吸着体
Claims (2)
- 活性炭等の吸着体を収容した吸着体容器の一端部に、途中に蒸気制御弁を設けガソリン,灯油等揮発性炭化水素の貯留タンクの上部空間部につながる第1のベンチレーション管路と、貯留タンクの給油管につながる第2のベンチレーション管路並びに途中に真空ポンプを配設したパージ管路を接続し、パージ管路の先端部を貯留タンク内に設けた気液接触筒内に挿入し、その先端を筒底部に臨ませると共にその筒内に上記液体炭化水素の戻り管路の先端部を挿入して筒内の液体炭化水素を所定量に保つようになし、上記吸着体に吸着させた炭化水素蒸気を真空ポンプにより離脱させ、これを気液接触筒に導いて液体炭化水素に吸収させるようにしたことを特徴とする揮発性炭化水素蒸気の処理装置。
- 真空ポンプの2次側と1次側とをつなぐサブ管路を設け、パージ管路のサブ管路の分岐点より下方に第1開閉弁を設け、サブ管路途中に圧縮機及び第2開閉弁を順次直列に配置するとともに、圧縮機と第2開閉弁の間の管路又は圧縮機と第2開閉弁との間の管路から分岐してサブタンクを配置し、装置内の滞留気体を前記サブタンクに一時貯留させるようにしたことを特徴とする請求項1記載の揮発性炭化水素蒸気の処理装置。
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- 1998-09-18 JP JP26469698A patent/JP3771726B2/ja not_active Expired - Fee Related
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