JP4165627B2

JP4165627B2 - 液化燃料処理機能付キャニスタ

Info

Publication number: JP4165627B2
Application number: JP11746199A
Authority: JP
Inventors: 公一生熊; 尚司坂上; 兵昇鈴木
Original assignee: Roki Co Ltd
Current assignee: Roki Co Ltd
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2019-04-26
Also published as: US20020026874A1; JP2000303918A; US6589319B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の燃料タンク等から発生する蒸発燃料を吸着処理して、大気中に放出するのを防止するキャニスタに関し、特に、液化した燃料を予備的に処理する液化燃料処理機能付キャニスタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の液化燃料処理機能付キャニスタとして、図１４に示したように、蒸発燃料を吸着する吸着剤１を充填したケース本体２の壁面２ａに、燃料タンク等に連通する導入通路３およびエンジン等の吸気管に連通するパージ通路４を有する液溜めケース５を取り付けて、液溜めケース５内に液化燃料を溜め、該液化燃料を予備的に処理するものが知られている（特開平９−８８７３９号公報参照）。ケース本体２の壁面２ａには吸着剤１と連通する中継管６が突設され、この中継管６は液溜めケース５で覆われている。パージ通路４は、その途中で９０度曲げられ、液溜めケース５内に入り込み、中継管６の先端近傍まで延ばされる。液溜めケース５内のパージ通路４には、液化燃料の吸込み管７が取り付けられる。吸込み管７の取り付け位置では、パージ通路４の軸線と吸込み管７の軸線とは直交している。
【０００３】
燃料タンク内の蒸発燃料の圧力が一定以上になれば、蒸発燃料がホース部材８を介し導入通路３から液溜めケース５内に入る。そして、蒸発燃料は、中継管６からケース本体２内に入り、吸着剤１で吸着され、大気通路９から排出される。ホース部材８内で再び液化した燃料は、液溜めケース５内で溜められる。エンジンが作動して吸気管に負圧が生じれば、前とは逆に、大気通路９からエアーが取り込まれ、吸着剤１に吸着された燃料が離脱され、エアーおよび離脱燃料等の流体が中継管６、パージ通路４を介して吸気管に送り込まれる。
【０００４】
パージ通路４を流体が通過する際、パージ通路４には絞り４ａが設けられているので、液溜めケース５内に溜まっている液化燃料が吸込み管７によって吸い上げられ、離脱燃料に混じって吸気管側に送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液化燃料処理機能付キャニスタにあっては、パージ通路４を流れる流体は、液化燃料の吸い上げ方向▲１▼に対して、常に直交する方向▲２▼に向かって流れている。このため、レイアウト上の制限から、液化燃料処理機能付キャニスタの天面にパージ通路４を設けたい場合は、この図１４に示すように、パージ通路４を途中で折り曲げる必要がある。このように、パージ通路４を折り曲げると圧力損失が大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、レイアウト上の制限がある場合でも、パージ通路を途中で折り曲げることなく、柔軟に対応できる液化燃料処理機能付キャニスタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００８】
請求項１の発明は、燃料タンク等に連通する導入通路およびエンジン等の吸気管に連通するパージ通路（２２）を有する液溜めケース（２１）と、該液溜めケース（２１）内に設けられ、該液溜めケース（２１）に溜められた液化燃料を吸い上げる吸込み通路（２４）とを備え、前記パージ通路（２２）内の流体の流れを利用して前記液化燃料を前記パージ通路（２２）側に吸い上げる液化燃料処理機能付キャニスタであって、前記吸込み通路（２４）内の前記液化燃料の吸い上げ方向と、前記パージ通路（２２）内の前記流体の流れ方向とを略一致させ、前記パージ通路（２２）に上流に向かって拡開する絞り（２３）を設け、該絞り（２３）内に前記吸込み通路（２４）を設け、前記吸込み通路（２４）の外周と前記絞り（２３）の内周との間に前記流体の流れを生じさせることを特徴とする液化燃料処理機能付キャニスタにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
この発明によれば、エンジン等が作動すると、吸気管に負圧が生じ、パージ通路（２２）内をエアー、エアーによって吸着剤から離脱された蒸発燃料等の流体が流れる。流体は、通路断面積の大きい液溜めケース（２１）から通路断面積の小さいパージ通路（２２）内に流れ込むので、パージ通路（２２）で流速が速められる。このため、パージ通路（２２）内で負圧が生じる。この負圧によって液溜めケース（２１）に溜められた液化燃料が吸い上げられ、パージ通路（２２）側に取り出される。吸込み通路（２４）内の液化燃料の吸い上げ方向と、パージ通路（２２）の流体の流れ方向とを略一致させたので、吸込み通路（２４）と平行にパージ通路（２２）をそのまま上方に延ばせば、液化燃料処理機能付キャニスタの天面に上方向に延びるパージ通路（２２）を設けるレイアウト上の制限がある場合にも、パージ通路（２２）を折り曲げることなく対応できる。
【００１１】
また、絞り（２３）の内周と吸込み通路（２４）の外周との間を流体が流れ、吸込み通路（２４）内を液化燃料が吸い上げられるので、液化燃料の吸い上げ方向▲１▼と流体の流れ方向▲２▼とが略一致する。また、絞り（２３）で流体の流速がより一層速められ、パージ通路（２２）内の負圧がより大きくなり、液化燃料の吸い上げ力が増す。さらに、パージ通路（２２）内に吸込み通路（２４）を設けたので、液溜めケース（２１）がコンパクトになる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の液化燃料処理機能付キャニスタにおいて、前記絞り（２３）を上流に向かって徐々に断面積が大きくなる略円錐状に形成したことを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、絞り（２３）が上流に向かって急拡大することがないので、絞り（２３）での圧力損失が低減される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の液化燃料処理機能付キャニスタにおいて、前記吸込み通路（２４）にオリフィス（２５）を設けたことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、オリフィス（２５）でパージ通路（２２）に取り出される液化燃料の量が調整される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明における液化燃料処理機能付キャニスタの第１の実施形態を示したものであり、合成樹脂製のケース本体１１は略直方体形状をなし、その内部には活性炭等の吸着剤１２が充填されている。吸着剤１２の上下面には、通気性を有するパッド１３ａ，１３ｂが配設され、パッド１３ｂの下面には、グリッド１４が配設される。グリッド１４とケース本体１１の底部１１ａとの間には、グリッド１４を吸着剤１２に付勢するようコイルスプリング１５が設けられ、吸着剤１２の圧密度が調整されている。
【００１７】
ケース本体１１は、ケース本体１１の上部壁１１ｂから垂設された隔壁１６によって、左右方向に、第１の吸着剤室１７と第２の吸着剤室１８とに区画される。上部壁１１ｂの第２の吸着剤室１８側には、大気通路１９が形成されている。また、上部壁１１ｂの第１の吸着剤室１７側には、ケース本体１１の内部に通じる中継管２０が形成されている。
【００１８】
上部壁１１ｂの第１の吸着剤室１７側には、中継管２０を覆うように液溜めケース２１が取り付けられる。この液溜めケース２１の側壁２１ａには、燃料タンク等と連通する導入通路（図示せず）が形成され、液溜めケース２１の上部壁２１ｂには、エンジン等の吸気管に連通されるパージ通路２２が形成されている。パージ通路２２の下部には、上流に向かって拡開する絞り２３が形成される。この絞り２３は、上流に向かって徐々に断面積が大きくなるよう略円錐状に形成されている。
【００１９】
図２は、吸込み通路としての吸込み管２４の拡大図を示したものである。絞り２３内には、合成樹脂製の吸込み管２４が配置されている。絞り２３の軸線と吸込み管２４の軸線とは略一致している。吸込み管２４の上部２４ｃは、円錐状の絞り２３に対応して、上流に向かって徐々に断面積が大きくなる円錐状に形成される。すなわち、吸込み管２４の外周と絞り２３の内周との間で、上流に向かい徐々に径が大きくなる断面円環状の通路が形成され、この通路内を流体が流れる。吸込み管２４の上端は天板２４ａで塞がれ、天板２４ａの中心にはオリフィス２５が形成される。吸込み管２４の外周には、絞り２３に取り付けるための鍔２４ｂが形成され、図３に示すように、鍔２４ｂには流体が通過可能に部分的に切欠き２４ｄが開けられている。一方、絞り２３には、鍔２４ｂとの嵌合穴２３ａが形成されている。また、図１に示すように、ケース本体１１の上部壁１１ｂには液化燃料を溜める凹部２６が形成され、吸込み管２４の下端は、凹部２６内まで延びている。
【００２０】
使用にあたっては、この液化燃料処理機能付キャニスタは、図１に示すように、パージ通路２２および大気通路１９が上を向くように所定の場所に縦向きにセットされる。燃料タンクまたは車両の気化器に設けられたフロート室内での蒸発燃料が一定圧以上になると、蒸発燃料が導入通路を介して液溜めケース２１内へ流入する。そして、蒸発燃料は、液溜めケース２１内に設けた中継管２０を通って、第１の吸着剤室１７を通過し、隔壁１６の先端を通り抜けて第２の吸着剤室１８を通過して、燃料分がほとんどない状態まで吸着されて、大気通路１９から外部に放出される。ホース部材等の導入経路で再び液化した燃料は、液溜めケース２１内に溜められている。
【００２１】
エンジンの運転時には、吸気管に負圧が発生し、この負圧によって、エアーが大気通路１９からケース本体１１内に導入される。このときのエアーは、蒸発燃料を吸着する流れとは反対に、まず、第２の吸着剤室１８を通過して、隔壁１６の先端を通り抜けて、第１の吸着剤室１７を通過する。吸着剤に吸着されていた燃料分はこのエアーによって離脱される。そして、エアー、離脱燃料等の流体は、中継管２０を通り、液溜めケース２１内で開放されたパージ通路２２を通り抜け、吸気管へ供給される。
【００２２】
流体は、通路断面積の広い液溜めケース２１から、通路断面積の小さいパージ通路２２の絞り２３内に流れ込むので、絞り２３で流速が速められる。このため、絞り２３内に負圧が生じ、この負圧によって液溜めケース２１に溜められた液化燃料が吸い上げられる。液化燃料は、吸込み管２４を上昇し、オリフィス２５からパージ通路２２内に噴霧される。図１および図２に示すように、吸込み管２４内を液化燃料が吸い上げられ、吸込み管２４の外周と絞り２３の内周との間を流体が流れるので、液化燃料の吸い上げ方向▲１▼と流体の流れ方向▲２▼とが略一致する。液化燃料処理機能付キャニスタの天面に上方向に延びるパージ通路２２を設けるレイアウト上の制限がある場合は、図１に示すように、パージ通路２２を折り曲げることなく、吸込み管２４と平行にそのまま上方向に延ばせばよい。パージ通路２２を折り曲げることなく、その長さも短くできるので、パージ通路２２の圧力損失を低減することができる。
【００２３】
図４は、オリフィス２５の径を変化させた場合のガソリン吸い上げ特性を示したものである。横軸は吸引流量（ｌ／ｍｉｎ）を示し、縦軸はガソリン吸い上げ量（ｍｌ／ｍｉｎ）を示す。ここで、吸引流量とは、パージ通路２２を流れる流体の流量で、ガソリン吸い上げ量とはパージ通路２２に噴霧される液化燃料の流量、すなわち吸込み管２４を流れる液化燃料の流量である。図中▲１▼は、オリフィス２５の径が０．４ｍｍΦの場合を示し、図中▲２▼はオリフィス２５の径が０．５ｍｍΦの場合を示し、図中▲３▼はオリフィス２５の径が０．６ｍｍΦの場合を示す。図中実線は、従来のキャニスタ（既存品）のガソリン吸い上げ特性を示すものである。この図に示すように、吸引流量が１０ｌ／ｍｉｎ未満の場合は、ガソリン吸い上げ量はほとんど０であるが、吸引流量が１０ｌ／ｍｉｎを超えると、吸引流量と比例してガソリン吸い上げ量が線径的に増えていく。また、オリフィス２５の径を０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍと徐々に大きくするにつれて、ガソリン吸い上げ量も徐々に大きくなる。そして、オリフィス径が０．３ｍｍの場合、従来のキャニスタのガソリン吸い上げ特性と略等しい特性が得られる。また、オリフィスの径を０．４ｍｍ、０．５ｍｍにした場合には、従来のキャニスタ以上のガソリン吸い上げ量が得られる。
【００２４】
図５は、パージ通路２２の他の例を示したものである。この図に示すように、パージ通路２２を絞り２３の上流側で折り曲げ、水平方向を向くようにしてもよい。吸込み管２４、ケース本体１１等の構成は上記液化燃料処理機能付キャニスタと等しいので、その説明は同一の符号を付して省略する。この例では、パージ通路２２を水平方向に向けるレイアウトに対応させることができる。
【００２５】
図６は、吸込み管２４の他の例を示したものである。吸込み管２４は、その上部を円錐状に形成することなく、フラットに形成してもよい。吸込み管２４の上端は天板２４ａで塞がれ、その上端周囲には、絞り２３に嵌め込まれる鍔２４ｂが形成される。天板２４ａの中心には、オリフィスが形成されている。この例でも液化燃料を吸込み管２４で吸い上げることができる。また、この例では吸込み管２４の加工がし易くなる。
【００２６】
図７は、パージ通路２２のさらに他の例を示したものである。吸込み管２４は、上記図６に示した例と同様に略円筒状に形成されている。この例では、パージ通路２２の絞り２３は、円錐状に形成されることなく、その内径が一定の円柱状に形成される。絞り２３の下部には段差を付けて吸込み管２４の鍔２４ｂの嵌合穴２３ａが形成されている。この例では、パージ通路２２および吸込み管２４いずれも加工が容易になる。
【００２７】
図８は、パージ通路２２のさらに他の例を示したものである。この例において、絞り２３は中心線に対してアウトコース側２３ｂが円錐状に形成され、インコース側２３ｃが円柱状に形成される。このように絞り２３を形成すると、パージ通路２２が折り曲げられていても、パージ通路２２内での損失を減らすことができる。
【００２８】
図９は、パージ通路２２のさらに他の例を示したものである。この例において、パージ通路２２は、折り曲がり部２２ａで通路断面積が広げられている。この折り曲がり部２２ａの下端には、吸込み管２４の鍔２４ｂが嵌合される嵌合穴２３ａが形成されている。この例でも液化燃料を吸込み管２４で吸い上げることができる。また、この例ではパージ通路２２の加工が一層容易になる。
【００２９】
図１０は、本発明の第２の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタを示したものである。この実施形態では、パージ通路２２および大気通路３２が水平方向を向くよう、ケース本体３６が横向きに配置される。このため、この実施の形態では、液溜めケース２１の側壁２１ａが液化燃料を溜める底となっている。パージ通路２２は、水平方向に延ばされ、液溜めケース２１内で下方を向くように折り曲げられる。パージ通路の下部には絞り３４が形成され、この絞り３４内に吸込み管２４がパージ通路２２と互いの軸線を合わせて配置される。ケース本体３６およびその内部構成は上記第１の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタと等しいので、その説明は同一の符号を付して省略する。この実施の形態でも、液化燃料は、吸込み管２４で吸い上げられ、パージ通路２２側に取り出される。
【００３０】
図１１は、本発明の第３の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタを示したものである。この実施形態において、吸着剤４２ａ，４２ｂは上下方向に２分割され、ケース本体４１ａ，４１ｂも吸着剤４２ａ，４２ｂに合わせて上下方向に２分割される。２分割されたそれぞれの吸着剤４２ａ，４２ｂの上下面には、フィルターとしてのパッド４３ａ，４３ｂが配設される。また、２分割されたそれぞれの吸着剤４２ａ，４２ｂの間には、吸着剤の圧密度を調整するコイルスプリング４４が設けられる。コイルスプリング４４とパッド４３ａ，４３ｂの間には、グリッド４５が配設される。ケース本体４１は、吸着剤４２ａ，４２ｂに合わせてケース本体４１の軸線方向の略中央で２分割されている。２分割されたケース本体の接合面４６は、組み立て易いように、吸着剤４２ａ，４２ｂが配設されない空間に位置し、組み立て後、接着、溶着される。
【００３１】
液溜めケース２１は、ケース本体４１の上部壁に取り付けられる。液溜めケース２１に形成されたパージ通路２２、導入通路、また、パージ通路２２内に配置された吸込み管２４の構成は上記第１の実施形態の液化燃料処理機能付キャニスタと略等しいので同一の符号を付してその説明を省略する。ケース本体４１の下部壁には、大気通路４８が形成される。導入通路から導入された蒸発燃料は、上下の吸着剤室を順次通過して、大気通路４８から排出される。
【００３２】
図１２は、本発明の第４の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタを示したものである。この実施形態において、吸込み通路２４は、管状に形成されることなく、ケース本体５５と一体に形成した仕切壁５２と、液溜めケース２１と一体に形成した通路壁５３との間に形成されている。仕切壁５２の上部は折り曲げられ、吸込み通路２４が狭められている。また、パージ通路２２は液溜めケース２１の側壁２１ｂと、仕切壁５２との間に形成される。
【００３３】
すなわち、パージ通路２２と、吸込み通路２４は隣り合って同じ方向に延び、吸込み通路２４内の液化燃料の吸い上げ方向▲１▼と、パージ通路２２内の流体の流れ方向▲２▼とは略一致している。この実施の形態においても、パージ通路２２内を流体が流れると、液化燃料が吸込み通路２４内を吸い上げられ、パージ通路２２側に取り出される。
【００３４】
図１３は、本発明の第５の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタを示したものである。この実施形態において、吸込み通路２４は、ケース本体６２の上部壁６２ａから突設させた内筒６３と、液溜ケース２１と一体に形成した外筒６５との間に円環状に形成されている。この吸込み通路２４には、オリフィス２５が形成される。そして、内筒６３内がパージ通路２２となる。すなわち、この実施の形態では、第１の実施形態の液体燃料処理機能付キャニスタと異なり、パージ通路２２の外周に吸込み通路２４が設けられていて、吸込み通路２４内の液化燃料の吸い上げ方向▲１▼と、パージ通路２２内の流体の流れ方向▲２▼とは略一致している。この実施の形態においても、パージ通路２２内を流体が流れると、液化燃料が吸込み通路２４内を吸い上げられ、パージ通路２２側に取り出される。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、液化燃料処理機能付キャニスタが、燃料タンク等に連通する導入通路およびエンジン等の吸気管に連通するパージ通路を有する液溜めケースと、該液溜めケースに設けられ、該液溜めケースに溜められた液化燃料を吸い上げる吸込み通路とを備え、パージ通路内の流体の流れを利用して液化燃料を前記パージ通路側に吸い上げる。ここで、吸込み通路内の液化燃料の吸い上げ方向と、パージ通路内の流体の流れ方向とを略一致させたため、吸込み通路と平行にパージ通路をそのまま上方に延ばせば、液化燃料処理機能付キャニスタの天面に上方向に延びるパージ通路を設けるレイアウト上の制限がある場合にも、パージ通路を折り曲げることなく対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【図２】上記液化燃料処理機能付キャニスタの吸込み管の断面図。
【図３】上記吸込み管の底面図。
【図４】上記液化燃料処理機能付キャニスタのガソリン吸い上げ特性を示すグラフ。
【図５】パージ通路の他の例を示す断面図。
【図６】吸込み管の他の例を示す断面図。
【図７】パージ通路および吸込み管のさらに他の例を示す断面図。
【図８】パージ通路のさらに他の例を示す断面図。
【図９】パージ通路のさらに他の例を示す断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態における液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態における液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態における液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【図１３】本発明の第５の実施形態における液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【図１４】従来の液化燃料処理機能付キャニスタの断面図。
【符号の説明】
２１液溜めケース
２２パージ通路
２３絞り
２４吸込み通路
２５オリフィス

Claims

燃料タンク等に連通する導入通路およびエンジン等の吸気管に連通するパージ通路を有する液溜めケースと、該液溜めケース内に設けられ、該液溜めケースに溜められた液化燃料を吸い上げる吸込み通路とを備え、前記パージ通路内の流体の流れを利用して前記液化燃料を前記パージ通路側に吸い上げる液化燃料処理機能付キャニスタであって、
前記吸込み通路内の前記液化燃料の吸い上げ方向と、前記パージ通路内の前記流体の流れ方向とを略一致させ、
前記パージ通路に上流に向かって拡開する絞りを設け、該絞り内に前記吸込み通路を設け、前記吸込み通路の外周と前記絞りの内周との間に前記流体の流れを生じさせることを特徴とする液化燃料処理機能付キャニスタ。
前記絞りを上流に向かって徐々に断面積が大きくなる略円錐状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の液化燃料処理機能付キャニスタ。
前記吸込み通路にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の液化燃料処理機能付キャニスタ。