JP5179965B2 - Canister - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の燃料タンク等で発生する燃料蒸気を吸着材に吸着して処理するキャニスタに関する。 The present invention relates to a canister for adsorbing and processing fuel vapor generated in a fuel tank or the like of an automobile on an adsorbent.
従来より、内燃機関の停止中に、燃料タンクから発生する燃料蒸気を、キャニスタ内に導入して、吸着材に吸着させ、内燃機関の運転時に、吸着した燃料を吸気管負圧により脱離して燃焼室で燃焼させるようにしている。 Conventionally, while the internal combustion engine is stopped, fuel vapor generated from the fuel tank is introduced into the canister and adsorbed by the adsorbent, and the adsorbed fuel is desorbed by the intake pipe negative pressure during operation of the internal combustion engine. Combustion is performed in the combustion chamber.
このようなキャニスタでは、内燃機関の停止中に、燃料タンクから流入する燃料蒸気を吸着しきれずに、空気を導入する導入ポートから大気中に放出してしまう場合がある。これを防止するために、特許文献1にあるように、導入ポート側の吸着材層の吸着材に、流入ポート側の吸着材層の吸着材より蒸発燃料の吸着量が小さく、蒸発燃料の保持力が大きい特性を有する活性炭を充填して、吹き抜けを抑制したものが提案されている。
しかしながら、こうした従来のものでは、導入ポート側の吸着材層の吸着材に、流入ポート側の吸着材層の吸着材より蒸発燃料の吸着量が小さく、蒸発燃料の保持力が大きい特性を有する活性炭を充填したので、内燃機関運転中の脱離時に、導入ポート側の吸着材に保持された状態で燃料が残留しやすく、外部温度変化等によって、残留した燃料が導入ポートから外部に放出されてしまう場合があるという問題があった。 However, in such a conventional one, the adsorbent of the adsorbent layer on the introduction port side has a characteristic that the adsorbed amount of the evaporated fuel is smaller than the adsorbent of the adsorbent layer on the inflow port side and has a large holding power of the evaporated fuel. When the internal combustion engine is desorbed during operation, the fuel is likely to remain in the state of being held by the adsorbent on the introduction port side, and the remaining fuel is released from the introduction port to the outside due to external temperature changes, etc. There was a problem that it might end.
本発明の課題は、吸着材を短時間で回復して燃料の放出を抑制したキャニスタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a canister that recovers an adsorbent in a short time and suppresses the release of fuel.
上記目的を達成するためになされた本発明は、容器内を複数の室に仕切ると共に、燃料タンクからの燃料蒸気を導入する流入ポート及び脱離した燃料を内燃機関の吸気管に排出させる流出ポートを設けた主室と、空気を導入する導入ポートを設けた副室との間の前記各室を直列に接続して前記各室に吸着材を充填し、前記流入ポートを介して導入した燃料蒸気を前記吸着材に吸着させると共に、前記導入ポートを介して導入した空気により、前記吸着材に吸着した燃料を脱離させるキャニスタに関する。
本発明のキャニスタでは、前記副室は、前記主室の容積よりも小さく、前記主室に直列に接続された第1副室と、該第1副室に直列に接続され前記導入ポートを設けた第2副室とに分割され、前記各室に充填する前記吸着材は、粒状の活性炭から成形された、複数のペレットであり、かつ、前記第2副室のペレットは、多数の通気路が内部に形成されている一方、前記主室及び前記第1副室のペレットは、通気路が形成されておらず、前記第2副室のペレットは前記主室及び前記第1副室の前記吸着材より燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量が多い。前記第2副室は、その断面積が前記第1副室の断面積よりも小さく、前記第2副室に充填した前記吸着材層の長さLと前記第2副室の断面積に相当する円面積の直径Dとの比L/Dが1以上である。
前記第2副室のペレットの少なくとも一つは、当該ペレットの表面から内部に達する複数の通気路を有し、前記複数の通気路が当該ペレットの内部で互いに連通している。
In order to achieve the above object, the present invention provides an inflow port for introducing fuel vapor from a fuel tank and an outflow port for discharging desorbed fuel to an intake pipe of an internal combustion engine while partitioning the inside of the container into a plurality of chambers. a main chamber provided with fuel by connecting the chambers between the sub-chamber provided with inlet port for introducing air into the series was filled with the adsorbent to the chambers, was introduced through the inlet port The present invention relates to a canister that adsorbs vapor to the adsorbent and desorbs fuel adsorbed on the adsorbent by air introduced through the introduction port.
In the canister of the present invention, the sub chamber is smaller in volume than the main chamber, and the first sub chamber connected in series to the main chamber and the introduction port connected in series to the first sub chamber are provided. is divided into a second sub-chamber, the adsorbent filling to the each chamber, molded from the granular activated carbon, a plurality of pellets, and, the second sub-chamber of the pellet, a number of air passage Is formed inside, the air passage is not formed in the pellets of the main chamber and the first sub chamber, and the pellets of the second sub chamber are formed in the main chamber and the first sub chamber. The amount of desorption per unit time when fuel is desorbed from the adsorbent is large. Said second sub-chamber is equivalent to the cross-sectional area of the cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first sub-chamber, the second sub-length of the chamber the adsorbent layer filled in L and the second sub-chamber The ratio L / D with the diameter D of the circular area is 1 or more.
At least one of the pellets in the second subchamber has a plurality of air passages that reach the inside from the surface of the pellet, and the plurality of air passages communicate with each other inside the pellet.
前記第1副室に前記主室及び前記第2副室よりも熱容量が大きい吸着材を充填した構成でもよい。 Or before Symbol structure filled with the main chamber and the adsorbent heat capacity is larger than said second sub-chamber to the first sub-chamber.
本発明のキャニスタは、導入ポートを設けた室に充填する吸着材が、粒状の活性炭から成形されたペレットで、かつ、ペレットは他の室の吸着材より燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量が多いので、導入ポートを設けた室の吸着材を短時間で回復でき、吸着材に残留する燃料の放出を抑制できるという効果を奏する。 In the canister of the present invention, the adsorbent filled in the chamber provided with the introduction port is a pellet formed from granular activated carbon, and the pellet per unit time when the fuel is desorbed from the adsorbent in the other chamber. Therefore, the adsorbent in the chamber provided with the introduction port can be recovered in a short time, and the release of the fuel remaining in the adsorbent can be suppressed.
また、導入ポートを設けた室は長さLと直径Dとの比L/Dを1以上としたので、燃料蒸気の吸着が効率よく行われ、吹き抜けを抑制できる。更に、ペレットに多数の通気路を形成することにより、燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量を多くすることが容易にできる。第1副室に他の室よりも熱容量が大きい吸着材を充填することにより、温度低下が抑制され、吸着材からの燃料の脱離が促進される。 Moreover, since the ratio L / D of the length L to the diameter D is 1 or more in the chamber provided with the introduction port, the fuel vapor is efficiently adsorbed and the blow-through can be suppressed. Furthermore, by forming a large number of air passages in the pellet, it is possible to easily increase the amount of desorption per unit time when the fuel is desorbed. By filling the first sub-chamber with an adsorbent having a larger heat capacity than the other chambers, the temperature drop is suppressed and the desorption of fuel from the adsorbent is promoted.
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、1はキャニスタの容器で、容器1は合成樹脂により形成されている。容器1の一方は開口されており、蓋部材2により閉塞されている。本実施形態では、容器1は、隔壁4により仕切られて、主室6と副室8とが形成されている。主室6の容積は副室8の容積よりも大きく、副室8は細長い形状に形成されている。主室6と副室8とは、蓋部材2側に形成された連通路10により互いに連通されている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1,
容器1には、蓋部材2と反対側に、図3に示すように、燃料タンク12にチェック弁14を介して接続される流入ポート16が形成されている。流入ポート16は、主室6に燃料タンク12からの燃料蒸気を導入できるように接続されている。
As shown in FIG. 3, an inflow port 16 connected to the fuel tank 12 via a check valve 14 is formed in the
また、容器1には、流入ポート16に併設して流出ポート18が形成されており、流出ポート18は、内燃機関20の吸気管22にパージ弁24を介して接続されている。流出ポート18は、主室6に接続されており、後述する脱離された燃料をパージ弁24を介して吸気管22に排出できるように構成されている。更に、容器1には、大気側と連通された導入ポート26が形成されており、導入ポート26は副室8に接続されている。導入ポート26は、大気側からの空気を副室8に導入できるように構成されている。
In addition, an outflow port 18 is formed in the
主室6には、流入ポート16及び流出ポート18側の端に、フィルタ28,30が設けられており、また、蓋部材2側の端にもフィルタ32が設けられている。副室8には、導入ポート26側の端に、フィルタ34が設けられており、蓋部材2側の端にもフィルタ36が設けられている。蓋部材2側のそれぞれのフィルタ32,36には、それぞれ多孔板38,40が併設されており、多孔板38,40と蓋部材2との間には、それぞれコイルバネ41a,41bが介装されている。
In the
主室6内には、流入ポート16及び流出ポート18側の両フィルタ28,30と、蓋部材2側のフィルタ32との間に、吸着材42が充填されている。本実施形態では、吸着材42は、粒状の活性炭をバインダと共に混練して、直径が1〜3mm程度で、長さが3〜10mm程度の円柱状に成形したペレットである。尚、ペレットを主室6に充填する場合に限らず、粒状の活性炭をそのまま主室6に充填してもよい。
The
一方、副室8内には、多孔板44が挿入されて、副室8内が連通路10に接続した第1副室8aと、導入ポート26に接続した第2副室8bとに分割されている。容器1内に、複数の室、本実施形態では、主室6、第1副室8a、第2副室8bが設けられ、主室6と第1副室8aとが連通路10により接続されると共に、第1副室8aと第2副室8bとが連通形成されている。これにより、主室6と第1副室8aと第2副室8bとが直列に接続されて設けられている。
On the other hand, a porous plate 44 is inserted into the
多孔板44の両側には、それぞれフィルタ46,48が設けられており、第1副室8a内の両フィルタ36,46の間には、主室6の吸着材42や第2副室8bの後述する吸着材54よりも熱容量の大きい吸着材50が充填されている。本実施形態では、吸着材50には、直径が1〜3mm程度で、長さが3〜10mm程度に成形したペレットを用いている。第1副室8aに熱容量の大きい吸着材50を充填することにより、燃料の吸着量を多くすることができ、第2副室8bの後述する吸着材54の負担を低減できる。また、ペレットを用いることにより通気抵抗を低減できる。主室6の吸着材42の熱容量を大きくすると、主室6の吸着材42の燃料吸着量が多くなりすぎ、吹き抜け性が悪くなる。尚、熱容量の大きい吸着材50を第1副室8aに充填するのは、必要に応じて行えばよく、主室6と同じペレットのみを第1副室8aに充填してもよい。
Filters 46 and 48 are provided on both sides of the perforated plate 44, respectively. Between the filters 36 and 46 in the first sub chamber 8a, the adsorbent 42 of the
第2副室8b内の両フィルタ34,48の間には、吸着材54が充填されている。吸着材54は粒状の活性炭を賦活後、バインダと共に添加剤を混ぜてペレット状に形成し、その後、添加剤を除去して形成したものである。こうして成形したペレット状の吸着材54は、図2に示すように、添加剤が除去された後に多数の通気路56が吸着材54の内部に形成されている。通気路56は直径0.05mm程度の孔で、吸着材54の表面から吸着材54の内部に達して多数形成されて、通気路56同士が吸着材54の内部で互いに連通しているものもある。 An adsorbent 54 is filled between the filters 34 and 48 in the second sub chamber 8b. The adsorbent 54 is formed by activating granular activated carbon, mixing an additive together with a binder to form a pellet, and then removing the additive. As shown in FIG. 2, the pellet-shaped adsorbent 54 formed in this way has a large number of air passages 56 formed in the adsorbent 54 after the additive is removed. The air passage 56 is a hole having a diameter of about 0.05 mm and is formed in a large number from the surface of the adsorbent 54 to the inside of the adsorbent 54, and the air passages 56 communicate with each other inside the adsorbent 54. is there.
この通気路56により、空気が吸着材54の内部にまで浸透しやすく、通気路56を形成していない主室6の吸着材42及び第1副室8aの吸着材50よりも燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量が多い。例えば、単位重量あたりの燃料量を同じとした燃料を吸着させた各吸着材42,50,54に、同じ空気量を同じ時間だけ供給して燃料量の離脱を比較した場合、通気路56を形成した吸着材54からの単位時間当たりの脱離量が多い。
The air passage 56 facilitates the penetration of air into the adsorbent 54, and the fuel is desorbed from the adsorbent 42 in the
各吸着材42,50,54には、同じ活性炭を用いてペレット状に成形してもよく、その際、通気路56を形成した吸着材54は、吸着できる燃料量は少なくなるが、燃料の脱離速度は速い。 The adsorbents 42, 50, 54 may be formed into pellets using the same activated carbon. At that time, the adsorbent 54 formed with the air passage 56 reduces the amount of fuel that can be adsorbed. Desorption rate is fast.
また、第2副室8bは、その断面積が第1副室8aの断面積よりも小さくなるように形成されている。第2副室8bの両フィルタ34,48間の長さL(充填されている吸着材54層の長さ)と、第2副室8bの断面を円形の断面と同等に換算した際の直径Dとの比L/Dを1以上となるように形成している。L/Dを1以上とすると、第2副室8b内での燃料蒸気の吸着が効率よく行われ、導入ポート26から大気中に放出される燃料蒸気量を低減できる。
The second sub chamber 8b is formed so that its cross-sectional area is smaller than the cross-sectional area of the first sub chamber 8a. The length L between the filters 34 and 48 of the second sub chamber 8b (the length of the filled adsorbent 54 layer) and the diameter when the cross section of the second sub chamber 8b is converted to a circular cross section. The ratio L / D with D is 1 or more. When L / D is 1 or more, the fuel vapor is efficiently adsorbed in the second sub chamber 8b, and the amount of fuel vapor released from the
次に、前述した本実施形態のキャニスタの作動について説明する。
まず、自動車が内燃機関20を運転することなく停止している状態では、燃料タンク12等で発生した燃料蒸気が流入ポート16を介して、主室6に導入される。導入された燃料蒸気は、フィルタ28を通ってから、主室6内の吸着材42に吸着される。
Next, the operation of the canister of this embodiment described above will be described.
First, when the automobile is stopped without operating the
燃料蒸気が主室6内に導入されると、流入ポート16側の吸着材42に吸着され、蓋部材2側の吸着材42に向かって、順次、燃料蒸気の吸着が行われる。主室6内の吸着材42で吸着できなかった燃料蒸気は、連通路10を通り、第1副室8bに導入される。そして、第1副室8a内の吸着材50により吸着される。その際、第1副室8aに他の室6,8bよりも熱容量の大きい吸着材50を充填しているので、燃料蒸気の液化による熱は、吸着材50の吸熱で、熱が奪われ、温度上昇が抑制される。よって、吸着材50への吸着が促進される。
When the fuel vapor is introduced into the
更に、第1副室8aで吸着されなかった燃料蒸気は、フィルタ46、多孔板44、フィルタ48を通り、第2副室8bに導入される。そして、第2副室8b内の吸着材54により吸着される。燃料が吸着されて分離された空気が導入ポート26から大気中に放出される。第2副室8bは長さLと直径Dとの比L/Dを1以上に形成されているので、燃料蒸気の吸着が効率よく、導入ポート26から大気中に放出される燃料蒸気量を低減できる。
Further, the fuel vapor that has not been adsorbed in the first sub chamber 8a passes through the filter 46, the porous plate 44, and the filter 48 and is introduced into the second sub chamber 8b. And it is adsorbed by the adsorbent 54 in the second sub chamber 8b. The air adsorbed and separated by the fuel is discharged from the
一方、内燃機関20の運転中には、導入ポート26から大気中の空気がフィルタ34を介して第2副室8bに導入される。第2副室8bに導入された空気は、第2副室8b内の吸着材54から燃料を脱離させた後、フィルタ48、多孔板44、フィルタ46を通り、第1副室8aに導かれる。
On the other hand, during operation of the
第2副室8b内の吸着材54には多数の通気路56が形成されているので、燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量が多く、第2副室8b内の吸着材54からは、吸着されている燃料が速やかに脱離し、燃料蒸気を吸着できる状態になる回復が早い。しかも、通気路56はペレット状の吸着材54の内部にまで形成されているので、吸着材54の内部の燃料をも速やかに脱離する。 Since a large number of air passages 56 are formed in the adsorbent 54 in the second sub chamber 8b, the amount of desorption per unit time when the fuel is desorbed is large, and the adsorbent in the second sub chamber 8b. From 54, the adsorbed fuel is quickly desorbed, and the fuel vapor can be adsorbed quickly. In addition, since the air passage 56 is formed up to the inside of the pellet-shaped adsorbent 54, the fuel inside the adsorbent 54 is also quickly desorbed.
燃料蒸気を含んだ空気は、第1副室8aに導入され、第1副室8aの吸着材50からも燃料を脱離させる。その際、気化熱が奪われ、温度が低下するが、第1副室8aには他の室6,8bよりも熱容量の大きい吸着材50を充填しているので、温度低下が抑制され、吸着材50からの燃料の脱離が促進される。よって、キャニスタを小型化でき、しかも、小型化しても、十分に吸着材50の温度変化を抑制できる。
The air containing the fuel vapor is introduced into the first sub chamber 8a, and the fuel is also desorbed from the adsorbent 50 in the first sub chamber 8a. At that time, the heat of vaporization is deprived and the temperature is lowered. However, since the first sub chamber 8a is filled with the adsorbent 50 having a larger heat capacity than the
更に、燃料蒸気を含んだ空気は、第1副室8aから連通路10を介して主室6に導かれる。主室6内でも同様に、吸着材42から燃料の脱離が行われる。主室6、流出ポート18、パージ弁24を介して吸気管22に排出され、内燃機関20で燃焼される。
Further, the air containing the fuel vapor is guided from the first sub chamber 8 a to the
このように、導入ポート26から空気を導入した際に、第2副室8b内の吸着材54から速やかに燃料が脱離され、第2副室8bの吸着が速やかに回復される。よって、内燃機関運転中の脱離時に、吸着材54に保持された状態での燃料の残留は非常に少なく、外部温度変化等によって、内燃機関の停止中等に、残留した燃料が導入ポート26から外部に放出されてしまうのを抑制できる。また、例えば、内燃機関20の運転と停止とが頻繁に繰り返されたような場合でも、第2副室8bの吸着は速やかに回復されて、運転を停止中に燃料蒸気が主室6で吸着されなかった場合でも、第2副室8bで確実に吸着して、大気中への燃料蒸気が排出を防止する。よって、捕集性能を向上させることができる。尚、本実施形態では、第1副室8aを設けたが、第1副室8aを設けることなく、副室8の全体を吸着材54を充填した第2副室8bとしてもよい。
Thus, when air is introduced from the
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
1…容器 2…蓋部材
4…隔壁 6…主室
8…副室 8a…第1副室
8b…副室 10…連通路
12…燃料タンク 16…流入ポート
18…流出ポート 20…内燃機関
22…吸気管 26…導入ポート
28,30,32,34,36,46,48…フィルタ
42,50,54…吸着材
56…通気路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記副室は、前記主室の容積よりも小さく、前記主室に直列に接続された第1副室と、該第1副室に直列に接続され前記導入ポートを設けた第2副室とに分割され、
前記各室に充填する前記吸着材は、粒状の活性炭から成形された、複数のペレットであり、かつ、前記第2副室のペレットは、多数の通気路が内部に形成されている一方、前記主室及び前記第1副室のペレットは、通気路が形成されておらず、前記第2副室のペレットは前記主室及び前記第1副室の前記吸着材より燃料を脱離したときの単位時間当たりの脱離量が多く、
前記第2副室は、その断面積が前記第1副室の断面積よりも小さく、前記第2副室に充填した前記吸着材層の長さLと前記第2副室の断面積に相当する円面積の直径Dとの比L/Dが1以上であり、
前記第2副室のペレットの少なくとも一つは、当該ペレットの表面から内部に達する複数の通気路を有し、前記複数の通気路が当該ペレットの内部で互いに連通している
ことを特徴とするキャニスタ。 A main chamber provided with an inflow port for introducing the fuel vapor from the fuel tank and an outflow port for discharging the desorbed fuel to the intake pipe of the internal combustion engine, and an introduction port for introducing air while partitioning the container into a plurality of chambers filled with adsorbent the chambers to be connected in series to the chambers between the sub-chamber provided with, together with the adsorbing fuel vapor introduced through the inlet port into the adsorbent, the inlet port In the canister for desorbing the fuel adsorbed on the adsorbent by the air introduced through
The sub chamber is smaller in volume than the main chamber, and is connected to the main chamber in series. The second sub chamber is connected in series to the first sub chamber and provided with the introduction port. Divided into
The adsorbent filling to the each chamber, molded from the granular activated carbon, a plurality of pellets, and, the second sub-chamber of the pellet, whereas a large number of air passage formed therein, the The pellets in the main chamber and the first sub chamber have no air passage, and the pellets in the second sub chamber are obtained when fuel is desorbed from the adsorbent in the main chamber and the first sub chamber. Large amount of desorption per unit time
Said second sub-chamber is equivalent to the cross-sectional area of the cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the first sub-chamber, the second sub-length of the chamber the adsorbent layer filled in L and the second sub-chamber The ratio L / D with the diameter D of the circular area to be is 1 or more,
At least one of the pellets in the second subchamber has a plurality of air passages that reach the inside from the surface of the pellet, and the plurality of air passages communicate with each other inside the pellet. Canister.
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