JP4492441B2 - 気液分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクとキャニスタとの間に介在して、燃料タンクとキャニスタとを通気するとともに、燃料タンクからキャニスタへの液体燃料の流出を規制する気液分離装置に関する。

近年、車両の多様かつ大きな居住空間に対応するために、燃料タンクの扁平化が検討されているが、こうした扁平化した燃料タンクでは、燃料遮断弁（ロールオーバーバルブ）が液没し易い。こうした液没した場合でも、燃料タンク内と外気との通気をとるために、傾いた場合でも少なくとも１個の燃料遮断弁が空気溜まりとなる箇所にくるように配置している。さらに、燃料タンクからキャニスタへの通路に気液分離装置を介在させている。気液分離装置は、燃料タンクとキャニスタとを通気するとともに、燃料タンクからキャニスタへの液体燃料の流出を規制するものである（特許文献１〜３）。

すなわち、特許文献１の技術は、一時的に溜めるための室を備え、また、特許文献２の技術は、キャニスタへの通路の一部をオリフィスとして燃料の流出を規制する構成を備えているが、これらの技術では、燃料流出を規制するのに、大きな空間を必要とする。また、特許文献３の技術は、ケーシングで囲まれた室の一部を区画した小室を形成し、小室から逆止弁を取り付けた配管を介して燃料タンクに燃料を戻す構成を備えているが、逆止弁や配管などを必要とするために構成が複雑になるという問題があった。

米国特許第４４５７４４３号 特開平５−１３１８５１号公報 特表２００４−５２９８０５号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、燃料タンクからキャニスタへの燃料の流出を確実に防止することができるとともに簡単な構成の気液分離装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
燃料タンクとキャニスタとの間に介在して、燃料タンクとキャニスタとを通気するとともに、上記燃料タンクから上記キャニスタへの液体燃料の流出を規制する気液分離装置において、
気液分離室を有するケーシングと、
上記ケーシングの下部に設けられ、上記気液分離室を上記燃料タンクに接続するための流入口と、
上記ケーシングの上部に設けられ、上記気液分離室をキャニスタに接続するための流出口と、
上記気液分離室内に配設され、上記気液分離室内の液体燃料を上記流出口に流出するのを規制する規制部材と、
を備え、
上記規制部材は、上記ケーシングの内壁から突設され、上記流入口から上記流出口の間に配置され、上記流出口から上記流入口に向けて開いたＶ字形である第１リブと、
上記ケーシングの側壁から突設された第２リブと、
を備え、
上記第１リブの両端と第２リブの先端とは、上記流入口から上記流出口に向けてオーバーラップして配置することで、その間に上記流入口および流出口に接続される通路を形成するとともに、Ｖ字形の第１リブと第２リブで囲まれたスペースに所定量の液体燃料を滞留可能な滞留スペースを形成し、
上記滞留スペースは、上記流出口が上記流入口より下方となるように傾いたときに液体燃料を滞留させるとともに、上記流出口が上記流入口より上方となるように傾いたときに液体燃料を上記通路を通じて上記流入口に向かわせるように形成していること、
を特徴とする。

本発明にかかる気液分離装置が流出口を下げるように傾斜したとき、気液分離室内の液体燃料は流出口へ移動しようとする。しかし、流出口側へ向かう液体燃料は、リブで形成される滞留スペースに滞留する。しかも、リブの一部は、他のリブにより流入口から流出口へ向かう通路でオーバーラップしているから、液体燃料を滞留スペースへ確実に導き、流出口へ達することがない。一方、気液分離装置内に液体燃料が流入している状態にて、車両の揺動に伴って気液分離装置が流出口側を上げるように傾斜したときには、リブは、流入口への液体燃料へ向かわせるように形成されているから、気液分離室の液体燃料は、流入口を通じて燃料タンクに速やかに戻される。本発明では、液体燃料を滞留させる滞留スペースを、気液分離室の一部を仕切るリブで構成されているから、逆止弁や配管などの構成が不要となり、構成が簡単である。

また、本発明の好適な態様として、リブは、各種の配置または形状をとることができる。例えば、上記リブは、上記滞留スペースを形成する第１のリブと、上記ケーシングの側壁から延設され、その先端が上記第１のリブの先端とオーバーラップする第２のリブとを備える構成をとることができる。また、第１のリブは、Ｖ字形とすることができ、上記第２のリブは、上記滞留スペースを上記ケーシングの側壁とともに形成する構成をとることができる。さらに、上記流出口に最も近くに配置されるリブは、滞留スペースを形成する構成としたり、流入口に最も近く配置されるリブは、流入口を包み囲む滞留スペースを形成する構成としたり、上記ケーシングの側壁から互い違いに延設される構成としたりすることができる。ここで、第１のリブは、単一で形成するほか、同一のリブを流入口から流出口の経路に沿って所定間隔を隔てて複数配置する構成をとることができ、また、第２のリブは、第の１リブに対して、流入口側または流出口側のいずれか一方、または両側に配置してもよく、滞留スペースの容量、形状のほか、液体燃料の流出のし難くさや、排出のし易さなどを考慮して、種々の迷路構造となる配置をとることができる。
さらに、上記Ｖ字形に配置されたリブを、上記流入口から上記流出口に向かう通路に沿って所定間隙を隔てて複数配置する構成をとることができる。この構成により、気液分離室の滞留スペースに液体燃料が滞留している状態にて、気液分離装置が揺動または振動しても、リブの間の所定間隙で生じる液体燃料の波を小さくできるから、流出口から液体燃料が流出するのを防止することができる。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。
Ａ．第１実施例
（１） 燃料タンクシステムＦＳの概略構成
図１は本発明の一実施例にかかる気液分離装置を搭載した燃料タンクシステムを説明する説明図である。燃料タンクシステムＦＳは、扁平の燃料タンクＦＴ内の上壁に取り付けられた、いわゆるインタンク式の燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２と、燃料タンクＦＴの内部に取り付けられた気液分離装置１０と、キャニスタＣＮとを備えている。燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２は、燃料タンクＦＴが所定角度（例えば１０゜）傾いたときにも一方が液没しないで、燃料タンクＦＴ内が外部に対して通気する位置に配置されており、燃料タンクＦＴ内の燃料液面の変動に伴ってフロートが昇降することで、外部に接続される接続通路を開閉し、これにより燃料タンクＦＴの外部に対する通気を確保するとともに燃料の流出を防止するものである。
燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２は、配管Ｐ１，Ｐ２を介して、気液分離装置１０にそれぞれ接続され、さらに気液分離装置１０から配管Ｐ３を介してキャニスタＣＮに接続されている。気液分離装置１０は、燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２から燃料が漏れ出ても、キャニスタＣＮに流出させないで、燃料タンクＦＴに戻すための装置である。

（２） 気液分離装置１０の構成
図２は気液分離装置１０の側面図、図３は気液分離装置１０の平面図、図４は図２の４−４線に沿った断面図、図５は図４の５−５線に沿った断面図である。気液分離装置１０は、気液分離室２０Ｓを形成するケーシング２０を備えている。ケーシング２０は、図３に示すように平面視でほぼＬ字形の箱体であり、図５に示すように、下半部２２と上半部２４とを熱溶着などにより接合することにより構成されている。
下半部２２は、下壁２２ａと、側壁２２ｂとにより囲まれた上方に開放した形状である。下壁２２ａには、弁側接続部２６，２６が突設されている。弁側接続部２６，２６は、図１に示す配管Ｐ１，Ｐ２を介して燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２にそれぞれ接続されている。各々の弁側接続部２６は、気液分離室２０Ｓに開口した流入口２６ａを備えている。上半部２４は、上壁２４ａと側壁２４ｂとに囲まれた下方に開放した形状であり、下半部２２とほぼ同様な形状である。側壁２４ｂの上部には、キャニスタ側接続部２８が突設されている。キャニスタ側接続部２８は、図１に示す配管Ｐ３を介してキャニスタＣＮに接続されている。キャニスタ側接続部２８は、気液分離室２０Ｓに開口した流出口２８ａを備えている。

図４に示すように気液分離装置１０の気液分離室２０Ｓには、規制部材３０が配設されている。図６は規制部材３０を説明するための斜視図、図７は規制部材３０の配置を説明するための説明図である。規制部材３０は、図５に示す上半部２４の下面および下半部２２の下壁２２ａおよび上壁２４ａからそれぞれ突設された第１リブ３２（発明にかかる第１のリブ）と、図６および図７に示す側壁２２ｂ，２４ｂからそれぞれ突設された第２リブ３４ａ，３４ａ（発明にかかる第２のリブ）と、第１リブ３２に対向して形成された第３リブ３６（発明にかかる第１のリブ）とから構成されている。第１リブ３２は、Ｖ字形に配置された傾斜片３２ａ，３２ａを備え、Ｖ字形で挟まれた部分に滞留スペースＳｐ１を形成している。この滞留スペースＳｐ１に近接して流入口２６ａの一方が配置されている。第３リブ３６は、第１リブ３２とほぼ同様な形状であり、傾斜片３６ａ，３６ａでＶ字形に形成されており、Ｖ字形で挟まれた部分に滞留スペースＳｐ３を形成している。第１リブ３２および第３リブ３６は、流入口２６ａから流出口２８ａに向けかつ水平方向に所定間隙隔てて並列に配置されている。第２リブ３４ａ，３４ａは、下半部２２および上半部２４の側壁２２ｂ，２４ｂから第１リブ３２と第３リブ３６の間に介装されるように延設されており、図７に示すように第１リブ３２の傾斜片３２ａと距離Ｌ１だけ、一方、第３リブ３６の傾斜片３６ａと距離Ｌ２だけオーバーラップしており、流入口２６ａから流出口２８ａに向けて迷路を形成している。また、第２リブ３４ａ，３４ａは、側壁２２ｂ，２４ｂとの間で滞留スペースＳｐ２を形成している。

（３） 燃料タンクシステムＦＳおよび気液分離装置１０の動作および・作用効果
次に、燃料タンクシステムＦＳおよび気液分離装置１０の動作について説明する。図１において、燃料タンクＦＴの満タン状態において、車両の旋回や傾斜などにより燃料タンクＦＴが傾いた場合であって、一方の燃料遮断弁ＦＣＶ１が液没したときには、他方の燃料遮断弁ＦＣＶ２が上部の空間を介して外部に接続され、一方、車両が逆方向に傾いた場合であって、他方の燃料遮断弁ＦＣＶ２が液没したときには、燃料遮断弁ＦＣＶ１が外部に接続される。したがって、車両のいずれの方向への傾斜に対しても、燃料タンクＦＴは外部に対して通気を確保することができる。このとき、燃料タンクＦＴの満タン状態で、車両が所定角度傾斜して、燃料が燃料遮断弁ＦＣＶ１，ＦＣＶ２から配管Ｐ１，Ｐ２を通じて気液分離装置１０内に入っても、配管Ｐ１，Ｐ２などの流路長さや気液分離室２０Ｓの容量が流出口２８ａの下端を越えない値に設定されているので、気液分離室２０Ｓ内の燃料が流出口２８ａを通じてキャニスタＣＮへ流出することがない。そして、車両が上述と逆方向に傾いたときに、気液分離装置１０内の燃料は流入口２６ａを通じて燃料タンクＦＴに戻される。

気液分離装置１０は、気液分離室２０Ｓ内に燃料が入っている場合において、車両の振動時にも、燃料がキャニスタＣＮへ流出するのを防止する。すなわち、気液分離装置１０が流出口２８ａの側を下げるように傾斜したとき、気液分離室２０Ｓ内の燃料は流出口２８ａへ移動しようとする。しかし、図７に示すように流出口２８ａ側へ向かう燃料は、第１リブ３２および第２リブ３４ａ，３４ａで止められ、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ２に滞留する。さらに、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ２から溢れた燃料は、第１リブ３２と第２リブ３４ａとの間に形成されている通路を通じて第３リブ３６の滞留スペースＳｐ３に流れて滞留する。このとき、第１リブ３２は、第２リブ３４ａに距離Ｌ１だけ流出口２８ａの方向に対してオーバーラップしているから、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ２から溢れた燃料は、通路を経て滞留スペースＳｐ３に導かれる。このように、燃料が流出口２８ａに向かっても、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ３，Ｓｐ２により滞留して、流出口２８ａへ達することがない。
また、気液分離室２０Ｓの滞留スペースＳｐ３に燃料が滞留している状態にて、気液分離装置１０が揺動または振動しても、第１リブ３２と第３リブ３６との間隔が狭いから、燃料の揺れに起因する波は、流出口２８ａの下端を越えるまでの高さに達することがなく、流出口２８ａから流出しない。

そして、気液分離装置１０内に燃料が流入した状態にて、車両の揺動に伴って気液分離装置１０が流出口２８ａ側を上げるように傾斜したときには、第１リブ３２および第３リブ３６、または第２リブ３４ａは、流入口２６ａへの燃料の流れを妨げないＶ字形またはＬ字形になっているから、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ３または滞留スペースＳｐ２に滞留している燃料は、流入口２６ａを通じて燃料タンクＦＴに速やかに戻される。
このように、実施例では、液体燃料を滞留させる滞留スペースを、気液分離室２０Ｓの一部を仕切るリブで構成しているから、従来の技術で説明した逆止弁や配管などの構成が不要となり、構成が簡単である。

Ｂ．参考例
図８は参考例にかかる気液分離装置１０Ｂを説明する説明図であり、上方からの斜視図で示している。参考例は、ケーシングから突設した規制部材３０Ｂの形状に特徴を有している。規制部材３０Ｂは、一方の側壁２２Ｂａから突設された第１リブ３２Ｂおよび第３リブ３６Ｂと、他方の側壁２２Ｂｂから突設されかつ第１リブ３２Ｂと第３リブ３６Ｂとの間に介装されることでオーバーラップしている第２リブ３４Ｂとを備えている。第１ないし第３リブ３２Ｂ，３４Ｂ，３６Ｂは、流出口２８Ｂａから流入口２６Ｂａに向けて傾斜して配置され、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ３，Ｓｐ２を形成している。この構成によっても、流入口２６Ｂａから流入した燃料は、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ３，Ｓｐ２で滞留することで流出口２８Ｂａへ流出するのを防止している。

Ｃ．他の参考例
図９は他の参考例にかかる気液分離装置１０Ｃを説明する説明図である。本参考例は、規制部材３０Ｃを側壁から突設するとともに左右対称に配置した構成に特徴を有している。規制部材３０Ｃは、側壁２２Ｃａから対向して突設された第１リブ３２Ｃおよび第２リブ３４Ｃと、第１リブ３２Ｃおよび第２リブ３４Ｃとの間に対向して配置されることでオーバーラップしている第３リブ３６Ｃとを備えている。第１リブ３２Ｃおよび第２リブ３４Ｃは、流出口２８Ｃａから流入口２６Ｃａに向けて傾斜して配置され、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ２を形成している。この構成によっても、流入口２６Ｃａから流入した燃料は、滞留スペースＳｐ１，Ｓｐ２で滞留することで流出口２８Ｃａへ流出するのを防止している。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

本発明の一実施例にかかる気液分離装置を搭載した燃料タンクシステムを説明する説明図である。 気液分離装置の側面図である。 気液分離装置の平面図である。 図２の４−４線に沿った断面図である。 図４の５−５線に沿った断面図である。 規制部材を説明するための斜視図である。 規制部材の配置を説明するための説明図である。 参考例にかかる気液分離装置を説明する説明図である。 他の参考例にかかる気液分離装置を説明する説明図である。

符号の説明

１０...気液分離装置
２０...ケーシング
２０Ｓ...気液分離室
２２ｂ，２４ｂ...側壁
２２...下半部
２２ａ...下壁
２４...上半部
２４ａ...上壁
２６...弁側接続部
２６ａ...流入口
２８...キャニスタ側接続部
２８ａ...流出口
３０...規制部材
３２...第１リブ
３２ａ...傾斜片
３４ａ...第２リブ
３６...第３リブ
３６ａ...傾斜片
１０Ｂ...気液分離装置
２２Ｂａ...側壁
２２Ｂｂ...側壁
２６Ｂａ...流入口
２８Ｂａ...流出口
３０Ｂ...規制部材
３２Ｂ，３４Ｂ，３６Ｂ...第１ないし第３リブ
１０Ｃ...気液分離装置
２２Ｃａ...側壁
２６Ｃａ...流入口
２８Ｃａ...流出口
３０Ｃ...規制部材
３２Ｃ，３４Ｃ，３６Ｃ...第１リブ
２０Ｓ...気液分離室
Ｓｐ１，Ｓｐ３，Ｓｐ２...滞留スペース
ＣＮ...キャニスタ
ＦＳ...燃料タンクシステム
ＦＴ...燃料タンク
ＦＣＶ１，ＦＣＶ２...燃料遮断弁
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３...配管

Claims (3)

1. 燃料タンク（ＦＴ）とキャニスタとの間に介在して、燃料タンク（ＦＴ）とキャニスタとを通気するとともに、上記燃料タンク（ＦＴ）から上記キャニスタへの液体燃料の流出を規制する気液分離装置において、
   気液分離室（２０Ｓ）を有するケーシング（２０）と、
   上記ケーシング（２０）の下部に設けられ、上記気液分離室（２０Ｓ）を上記燃料タンク（ＦＴ）に接続するための流入口（２６ａ）と、
   上記ケーシング（２０）の上部に設けられ、上記気液分離室（２０Ｓ）をキャニスタに接続するための流出口（２８ａ）と、
   上記気液分離室（２０Ｓ）内に配設され、上記気液分離室（２０Ｓ）内の液体燃料を上記流出口（２８ａ）に流出するのを規制する規制部材（３０）と、
   を備え、
   上記規制部材（３０）は、上記ケーシング（２０）の内壁から突設され、上記流入口（２６ａ）から上記流出口（２８ａ）の間に配置され、上記流出口（２８ａ）から上記流入口（２６ａ）に向けて開いたＶ字形である第１リブ（３６）と、
   上記ケーシング（２０）の側壁から突設された第２リブ（３４ａ）と、
   を備え、
   上記第１リブ（３２）の両端と第２リブ（３４ａ）の先端とは、上記流入口（２６ａ）から上記流出口（２８ａ）に向けてオーバーラップして配置することで、その間に上記流入口（２６ａ）および流出口（２８ａ）に接続される通路を形成するとともに、Ｖ字形の第１リブ（３６）と第２リブ（３４ａ）で囲まれたスペースに所定量の液体燃料を滞留可能な滞留スペース（Ｓｐ３）を形成し、
   上記滞留スペース（Ｓｐ３）は、上記流出口（２８ａ）が上記流入口（２６ａ）より下方となるように傾いたときに液体燃料を滞留させるとともに、上記流出口（２８ａ）が上記流入口（２６ａ）より上方となるように傾いたときに液体燃料を上記通路を通じて上記流入口（２６ａ）に向かわせるように形成していること、
   を特徴とする気液分離装置。
2. 請求項１に記載の気液分離装置において、
   上記第２リブ（３４ａ）は、上記ケーシング（２０）の側壁（２２ｂ）から傾斜しかつ上記流入口（２６ａ）に向けて開くように形成され、滞留スペース（Ｓｐ２）を上記ケーシング（２０）の側壁とともに形成する気液分離装置。
3. 請求項１に記載の気液分離装置において、
   上記流入口（２６ａ）から上記流出口（２８ａ）に向かう通路に沿って、上記第１リブ（３６）と所定間隙を隔てて、他の第１リブ（３２）を配置した気液分離装置。

Images