JP5816564B2 - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

従来、自動車の燃料タンク等からの蒸発燃料が大気に放出されるのを防止するために、蒸発燃料中の燃料成分を一時的に吸着する蒸発燃料処理装置（以下、キャニスタともいう）が用いられている。

近年、キャニスタにおいては、蒸発燃料の大気への放散量を少なくすることが望まれ、最も大気ポート側に位置し、かつ、活性炭を充填した吸着室の大気ポート側を、大気ポート側に至るほどその断面積を小さくすることで、大気ポートに近い吸着室内のその断面積の直径に対する長さの比（Ｌ／Ｄ）を高くすることで、蒸発燃料の大気への吹き抜け量を低減することが知られている。（特許文献１参照）。

特開２００９−２５００５９号公報

近年、自動車等の車両の燃費向上により、パージを行う時間が減少しているため、時間当たりのパージ流量を増加する傾向にある。しかし、時間当たりのパージ流量が増加すると、活性炭からの脱離が促進されるが、活性炭の急激な温度低下が生じ、活性炭からの脱離効率が低下し、活性炭の蒸発燃料の残存量が増加し、吹き抜け性能が低下してしまうという問題がある。

また、燃料成分の吸着量の多いパージポート側の活性炭に対し、大気ポート側で温度低下したパージ空気が流入してくるために、より活性炭の冷却が促進されてしまい、パージポート側と大気ポート側とでの燃料成分の濃度差が大きくなってしまう。この濃度差が大きいと、パージポート側から大気ポート側へと燃料成分が拡散しやすくなり、大気ポート周辺の燃料成分の残存量が増加し、吹き抜け性能が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、活性炭の温度低下を抑制することで、吹き抜け性能を向上した蒸発燃料処理装置を提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、タンクポートと、パージポートと、大気ポートと、前記タンクポート又はパージポートと大気ポートとを連通する流路と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着体を配置した複数の吸着室を備える蒸発燃料処理装置において、
最も大気ポート側に位置する吸着室は、前記流路の断面全体に亘って前記吸着体を充填した大径部と、該大径部から大気ポート側に突出し、かつ、前記吸着体を充填した突出部と、該突出部と流路の内壁との間に形成し、かつ、前記吸着体を充填しない空間部と、を有し、
前記大径部及び突出部の大気ポート側端面は通気可能であることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記突出部と空間部との間には隔壁が設けられ、突出部の外周面と空間部の内周面間の通気は遮断されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、最も大気ポート側に位置する吸着室は記流路の断面全体に亘って前記吸着体を充填した大径部と、該大径部から大気ポート側に突出し、かつ、前記吸着体を充填した突出部と、該突出部と流路の内壁との間に形成し、かつ、前記吸着体を充填しない空間部とを有することにより、パージの際に大気ポートから流入した空気は、突出部とその外周の空間部とに入り、突出部に流入した空気は、吸着体からの燃料成分の脱離により、その温度が低下するが、空間部に流入した空気は、吸着体との接触がないために温度低下することがない。この温度低下した気体と、温度低下していない気体とが大径部に流入するため、前記従来技術と比較して、大径部内の気体の温度低下を緩和することができ、吸着体からの脱離効率の低下を抑制できる。

これにより、前記従来技術と比較して、吸着室におけるパージポート側と大気ポート側とでの燃料成分の濃度差を小さくするとともに、最も大気ポート側に位置する吸着室内の蒸発燃料の残存量を減らし、吹き抜け性能を向上することができる。

本発明の実施例１に係る蒸発燃料処理装置の概略断面図。 図１の部分拡大概略断面図。 本発明の実施例１に用いる空間部形成部材を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は縦断面図。 本発明の実施例２に係る蒸発燃料処理装置の概略部分拡大断面図。 本発明の実施例３に係る蒸発燃料処理装置の概略部分拡大断面図。 本発明の実施例４に係る蒸発燃料処理装置の概略部分拡大断面図。 本発明の実施例５に係る蒸発燃料処理装置の概略断面図。

本発明を実施するための形態を図に基づいて説明する。
［実施例１］
図１乃至図３は、本発明の実施例１を示す。

図１は、実施例１に係る蒸発燃料処理装置１の概略断面図を示し、ケース２を有し、該ケース２の内部には気体等の流体が流通できる通路３が形成され、図１に示すように、前記ケース２における該通路３の一端側端部にはタンクポート４とパージポート５が、他端側端部には大気ポート６が形成されている。

前記ケース２内には、前記タンクポート４とパージポート５とに連通する主室８と、大気ポート６に連通する副室９とが形成され、図１に示すように、該主室８と副室９は区画され、主室８と副室９は、大気ポート６側と反対側のケース２内に形成された空間１０により連通し、タンクポート４から大気ポート６へと気体が流れる際には、空間１０で折り返して略Ｕ字状に流れるようになっている。

前記タンクポート４は、図示しない弁を介して燃料タンクの上部気室に連通し、前記パージポート５は、図示しないパージ制御弁（ＶＳＶ）・パージ通路を介してエンジンの吸気通路へ接続されている。このパージ制御弁の開度は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御され、エンジン運転中にパージ制御が行われる。前記大気ポート６は、外気と連通している。

前記ケース２におけるタンクポート４とパージポート５との間には、ケース２における内側面から、後述する第１吸着室１２の一部にまで達する邪魔板１３が設けられている。該邪魔板１３により、タンクポート４とパージポート５間を流れる流体が、後述する第１吸着室１２を通って流通するようになっている。

前記主室８内には、蒸発燃料成分を吸着・脱離できる活性炭等の吸着体１２ａが所定の密度で充填した第１吸着室１２が設けられている。この吸着体１２ａとして、本実施例では、所定の平均粒子径の造粒炭を用いた。なお、吸着体１２ａとして破砕炭を用いてもよい。

前記第１吸着室１２は、そのタンクポート４側を不織布等からなるフィルタ１４で、パージポート５側は不織布等からなるフィルタ１５で覆われている。また、該フィルタ１４のタンクポート４側には、多数の連通穴を有するプレート１６が設けられ、フィルタ１５のパージポート５側には、多数の連通穴を有するプレート１７が設けられている。また、第１吸着室１２の空間１０側面には、その面全体を覆うウレタン等からなるフィルタ１８が設けられ、該フィルタ１８の空間１０側には多数の連通穴を有するプレート１９が設けられている。該プレート１９は、スプリング等の付勢手段２０によりタンクポート４側へ付勢されている。

前記副室９内には、タンクポート４側から順に蒸発燃料成分を吸着・脱離できる活性炭等の吸着体２１ａを所定の密度で充填した第２吸着室２１と、蒸発燃料成分を吸着・脱離できる活性炭等の吸着体２２ａを有する第３吸着材室２２が直列して設けられている。この吸着体２１ａ，２２ａとして、本実施例では、所定の平均粒子径の造粒炭を用いた。なお、吸着体２１ａ，２２ａとして破砕炭を用いてもよい。

前記第２吸着室２１の空間１０側には、その全体を覆うウレタン等からなるフィルタ２６が設けられている。前記フィルタ２６の空間１０側には多数の連通穴を全面に略均等に設けたプレート２７が設けられている。該プレート２７は、スプリング等の付勢部材２８により大気ポート６側へ付勢されている。

前記第２吸着室２１の第３吸着室２２側には、ウレタン等からなるフィルタ２９が設けられ、該フィルタ２９の第３吸着室２２側には、多数の連通穴を全面に略均等に設けたプレート３０が設けられている。

次に、第３吸着材室２２について詳述する。
第３吸着室２２は、図１，２に示すように、吸着体２２ａが充填された吸着体充填部３１と、吸着体が充填されていない空間部３２とを有している。

吸着体充填部３１は、図２に示すように、流路３の断面全体に亘って吸着体２２ａを充填した大径部３１ａと、該大径部３１ａから大気ポート６側に突出する突出部３１ｂとで構成され、大径部３１ａと突出部３１ｂは一体に形成されている。

前記大径部３１ａの大気ポート６側には、空間部形成部材３３が設けられている。該空間部形成部材３３は、図３に示すように、円筒状の隔壁３３ａと、該隔壁３３ａの大径部３１ａ側端部から径方向の外側方向へ突出する複数の抑え部３３ｂで構成されている。隔壁３３ａの中心軸と、大気ポート６の蒸発燃料装置１付近の軸心とが略同一になるように形成されている。

円筒状の隔壁３３ａ内に吸着体２２ａが充填されて前記突出部３１ｂを構成し、隔壁３３ａの外周面と流路３の内壁３ａの間に、前記空間部３２が形成されている。前記抑え部３３ｂと大径部３１ａとの間には、環状のウレタン等からなるフィルタ３４が設けられている。該フィルタ３４の通気抵抗は、パージ量や蒸発燃料処理装置１に求められる性能等に応じて適宜設定する。このフィルタ３４の通気抵抗を変えることにより、大気ポート６から流入した空気が突出部３１ｂへ流入する流量と、前記流入した空気が空間部３２へ流入する流量とを調節することができる。

第３吸着材室２２の大気ポート６側端部、すなわち、突出部３１ｂ及び空間部３２の大気ポート６側端全体を覆うように不織布等からなるフィルタ３８が設けられ、フィルタ３８の大気ポート６側には多数の連通穴を全面に略均等に設けたプレート３９が設けられていている。前記大径部３１ａの空間１０側には、その全体を覆うウレタン等からなるフィルタ４０が設けられている。

前記の構成により、タンクポート４から蒸発燃料処理装置１内へ流入した蒸発燃料を含有する気体は、第１吸着室１２、空間室１０、第２吸着室２１、第３吸着室２２へと流入した後に、大気ポート６から大気へと放出される。この間、燃料成分は、吸着体１２ａ，２１ａ，２２ａで吸着される。

一方、エンジン運転中のパージ制御の際、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によりパージ制御弁が開放され、吸気通路内の負圧により大気ポート６から蒸発燃料装置１の第３吸着室２２内に吸入された空気は、突出部３１ｂ及び空間部３２内へと流入する。突出部３１ｂ内に流入した空気により、突出部３１ｂ内の吸着体２２ａに吸着されていた燃料成分が脱離するとともに、その温度は低下して大径部３１ａへ流入する。一方、空間部３２内へ流入した空気は、そのまま温度を保ち、大径部３１ａへ流入する。なお、隔壁３３ａにより、空間部３２内の気体が、直接突出部３１ｂ内へ流入することが阻止されている。

大径部３１ａでは、突出部３１ｂを通り温度低下した気体と、空間部３２を通り温度低下していない気体が流入することにより、前記従来技術と比較して、大径部３１ａ内の気体の温度低下を緩和することができ、吸着体２２ａからの脱離効率の低下を抑制できる。これにより、前記従来技術と比較して、第３吸着室２２内の蒸発燃料の残存量を減らし、吹き抜け性能を向上することができる。

なお、前記実施例１においては、突出部３１ｂを円筒状に形成したが、その直径が、大径部３１ａの直径よりも小さく、突出部３１ｂの外周部に空間部３２を形成できれば、その形状は任意に形成でき、断面が円形や楕円形等の円柱形状、断面が四角形、六角形等の多角形である角柱形状等、その軸方向全体に亘って略同一の形状に形成することが好ましい。

また、空間部３２と大径部３１ａの間に隔壁３３ａを設け、空間部３２内の気体が、直接突出部３１ｂ内へ流入することを阻止するようにすることが好ましいが、この隔壁３３ａに流通穴を設けたり、隔壁３３ａを設けないことで、空間部３２と大径部３１ａ間を通気できるようにしてもよい。

［実施例２］
前記実施例１においては、隔壁３３ａの中心軸、すなわち、突出部３１ｂの流路３方向の軸と、大気ポート６の蒸発燃料装置１付近の軸心とが略同一になるように形成したが、例えば、図４に示すように、突出部３１ｂ流路３方向の軸と、大気ポート６の蒸発燃料装置１付近の軸心を異なるように形成してもよい。

その他の構造は前記実施例１と同様であるため、その説明を省略する。
本実施例２においても前記実施例１と同様の効果を奏する。

［実施例３］
本実施例３は、例えば、図５に示すように、前記実施例１又は２の大径部３１ａから第２吸着室２１方向に突出する第２突出部４１を設け、該第２突出部４１と大径部３１ａと突出部３１ｂは一体に形成したものである。前記第２突出部４１の外周部と流路３の内壁３ａの間に、第２空間部４２を設け、第２突出部４１と第２空間部４２との間に隔壁４３を形成されている。該隔壁４３により、直接第２空間部４２と第２突出部４１間を流体が流通できないようになっている。

なお、隔壁４３は設け、直接第２空間部４２と第２突出部４１間を流体が流通できないようにすることが好ましいが、隔壁４３に流通穴を設けたり、隔壁４３を設けず、第２空間部４２と第２突出部４１間を通気できるようにしてもよい。

図５においては、突出部３１ｂの流路３方向の軸と、第２突出部４１の流路３方向の軸とが、略同一になるように形成したが、異なるように形成してもよい。また、第２突出部４１の流路３方向の軸と、大気ポート６の蒸発燃料装置１付近の軸心とは、同一でも異なるように形成してもよい。

その他の構造は前記実施例１、２と同様であるため、その説明を省略する。
本実施例３においても前記実施例１，２と同様の効果を奏する。

［実施例４］
前記実施例１乃至３においては、空間部３２，４２の大気ポート６側端全体を覆うようにフィルタ３８を設けたが、例えば、図６に示すように、このフィルタ３８は、突出部３１ｂの大気ポート６側端全体のみを覆うように形成してもよい。

大径部３１ａの大気ポート６側を覆うフィルタ３４を通過する気体の抵抗は、パージ量や蒸発燃料処理装置１に求められる性能等に応じて適宜設定する。

その他の構造は前記実施例１乃至３と同様であるため、その説明を省略する。
本実施例４においても前記実施例１乃至３と同様の効果を奏する。

［実施例５］
前記実施例１乃至４においては、蒸発燃料処理装置１全体を１つのケース２内に構成したが、図７に示すように、蒸発燃料処理装置１を、本体キャニスタ５１とトラップキャニスタ５２と、本体キャニスタ５１とトラップキャニスタ５２を連通するホース５３で構成し、トラップキャニスタ５２内に吸着体を充填した大径部３１ａと突出部３１ｂと、突出部３１ｂの外周部に吸着体が充填されていない空間部３２とを有する吸着室５４を設けるようにしてもよい。該吸着室５４の構成は、前記実施例１乃至４の第３吸着室２２と略同様に形成されている。トラップキャニスタ５２を設けた場合、その本体キャニスタ５１側と反対側に形成したポートが大気ポート５５となる。

また、本体キャニスタ５１内には、前記実施例１の第１吸着室１２及び第２吸着室２１と同様の第１吸着室１２及び第２吸着室２１を設け、第２吸着室２１の大気ポート６側には、蒸発燃料成分を吸着・脱離できる活性炭等の吸着体６１ａを所定の密度で充填した第３吸着材室６１を設けた。

その他の構造は前記実施例１乃至４と同様であるため、同一部分には前記と同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例５においても前記実施例１乃至４と同様の効果を奏する。
なお、トラップキャニスタ５２内に、複数の吸着室を直列に設けてもよく、その場合、最も大気ポート５５側に位置する吸着室を、実施例１乃至４の第３吸着室２２と略同様に、吸着体を充填した大径部３１ａと突出部３１ｂと、突出部３１ｂの外周部に吸着体が充填されていない空間部３２とを有するように形成する。

［その他の実施例］
本発明の蒸発燃料処理装置は、吸着室を複数有し、最も大気ポート側に位置する吸着室は、吸着体を充填した大径部３１ａと突出部３１ｂと、突出部３１ｂの外周部に吸着体が充填されていない空間部３２とを有すれば、吸着室の数、及び、その形状は任意に設定することができる。

１ 蒸発燃料処理装置
３ 流路
４ タンクポート
５ パージポート
６，５５ 大気ポート
２２，５４ 最も大気ポート側に位置する吸着室
３１ａ 大径部
３１ｂ 突出部
３２，４２ 空間部
３３ａ，４３ 隔壁

Claims (2)

1. タンクポートと、パージポートと、大気ポートと、前記タンクポート又はパージポートと大気ポートとを連通する流路と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着体を配置した複数の吸着室を備える蒸発燃料処理装置において、
   最も大気ポート側に位置する吸着室は、前記流路の断面全体に亘って前記吸着体を充填した大径部と、該大径部から大気ポート側に突出し、かつ、前記吸着体を充填した突出部と、該突出部と流路の内壁との間に形成し、かつ、前記吸着体を充填しない空間部と、を有し、
   前記大径部及び突出部の大気ポート側端面は通気可能であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 前記突出部と空間部との間には隔壁が設けられ、突出部の外周面と空間部の内周面間の通気は遮断されていることを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。

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