JP5976381B2 - 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ている。この蒸発燃料の大気への放散量を少なくしたキャニスタとして、図１０に示すような、特許文献１記載のキャニスタ１０１が知られている。このキャニスタ１０１は、タンクポート１０２とパージポート１０３と大気ポート１０４を形成したケース１０５を有し、該ケース１０５内には、タンクポート１０２側から順に、主吸着室１０６、第２吸着室１０７、第３吸着室１０８が形成されている。前記主吸着室１０６と第２吸着室１０７と第３吸着室１０８内には活性炭が設けられ、第２吸着室１０７と第３吸着室１０８との間には蒸発燃料の拡散を抑制するための絞り部を有するプレート部材１０９が設けられている。

このキャニスタ１０１では、第２吸着室１０７と第３吸着室１０８との間に、絞り部を有するプレート部材１０９を設けることにより、第２吸着室１０７から第３吸着室１０８への蒸発燃料の拡散を抑制することにより、大気ポート１０４から外部への蒸発燃料成分の吹き抜けを抑制している。

特開２００１−３２３８４５号公報

しかし、前記従来のキャニスタ１０１においては、プレート部材１０９の絞り部が設けられているが、第２吸着室１０７と第３吸着室１０８間に設けられたプレート部材１０９で形成される空間には吸着性能がないために、第２吸着室１０７から第３吸着室１０８への蒸発燃料成分の拡散を遅延させる効果は低い。そのため、より一層第３吸着室１０８への蒸発燃料成分の拡散を遅延させるとともに、第３吸着室内に残存する燃料成分を低減することにより、大気ポート１０４から外部への蒸発燃料成分の吹き抜けを低減することが望まれている。

そこで、本発明は、従来のキャニスタよりも大気ポートから外部への蒸発燃料成分の吹き抜けを低減する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、内部に流体が流通できる通路を形成し、該通路の一端側にはタンクポート及びパージポートを形成し、前記通路の他端側には大気ポートを形成し、
前記通路には、造粒炭又は破砕炭を充填した複数の吸着室を設け、
前記複数の吸着室のうち最も大気ポート側に位置する第１吸着室と、前記複数の吸着室のうち前記第１吸着室のタンクポート側に位置する第２吸着室との間に支持部材を介装させるとともに、前記第１吸着室と前記支持部材との間には、通路方向全体に亘ってフィルタを設け、前記第２吸着室と前記支持部材との間には、通路方向全体に亘ってフィルタを設けて、前記第１吸着室と第２吸着室との間に遅延拡散室を形成し、
前記支持部材の少なくとも一部が、蒸発燃料成分を吸着できるようにし、

前記支持部材が位置する遅延拡散室の断面における支持部材以外の空間部分の面積を、前記タンクポートとパージポートの夫々の開口面積より大きくした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、支持部材の吸着性能を有する部位における単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の吸着量は、第１吸着室内に充填された造粒炭又は破砕炭の単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の吸着量より少ない、又は、パージ後の単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の残存量が少ないことを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記支持部材の少なくとも一部は、蒸発燃料成分を吸着できる吸着材とバインダとを混練した混合体を成形してなることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２又は３記載の発明において、前記支持部材の少なくとも一部は、金属材又は樹脂材に蒸発燃料成分を吸着できる吸着材を添着して形成したことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１又は２又は３記載の発明において、前記支持部材の少なくとも一部は、ハニカム形状若しくはモノリス形状に形成された活性炭で構成されていることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の発明において、前記支持部材は、前記通路方向の流れに対し、蒸発燃料の拡散を抑制するための絞り部を有することを特徴とするものである。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れか１項に記載の発明において、パージ中において、少なくとも前記第１吸着室と前記第２吸着室との間を加熱することを特徴とするものである。

本発明は、造粒炭又は破砕炭を充填した第１吸着室と第２吸着室とを離間して設け、第１吸着室と第２吸着室との間に、少なくとも一部が蒸発燃料成分を吸着できる支持部材を設けたことにより、第１吸着室と第２吸着室との間において、蒸発燃料を吸着することで、第２吸着室から第１吸着室への蒸発燃料の拡散を遅延させることができ、前記従来のキャニスタよりも大気への蒸発燃料の吹き抜け量を低く抑えることができる。

本発明の実施例１に係る蒸発燃料処理装置を説明するための概略図。 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。 本発明の実施例１に用いる支持部材の一例の断面図。 本発明の実施例１に用いる支持部材の他例の断面図。 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断面図。 本発明の実施例４に係る蒸発燃料処理装置の部分拡大概略断面図。 本発明の実施例５に係る蒸発燃料処理装置の部分拡大概略断面図。 本発明の実施例５に係る蒸発燃料処理装置を説明するための概略図。 従来の蒸発燃料処理装置を示す概略構成断面図。

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４は、本発明の実施例１を示す。

本発明の蒸発燃料処理装置１は、図２に示すように、ケース２を有し、該ケース２の内部には流体が流通できる通路３が形成され、図２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。

前記通路３には、活性炭である造粒炭又は破砕炭が充填された複数の吸着室が、大気ポート６側から順に、第１吸着室１１、第２吸着室１２、第３吸着室１３に配置して設けられている。ケース２内には仕切り壁２ａが設けられ、図２に示すように、前記タンクポート４とパージポート５とに連通する第３吸着室１３と、第１吸着室１１及び第２吸着室１２とに区画され、第３吸着室１３と第２吸着室１２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１４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１４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１に示すように、燃料タンク７の上部気室に連通し、前記パージポート５は、パージ制御弁（ＶＳＶ）８ａを介してエンジンの吸気通路８へ接続されている。このパージ制御弁８ａの開度は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９により制御され、エンジン運転中に、Ａ／Ｆセンサ１０等の測定値等を基にしてパージ制御が行われる。前記大気ポート６は、図示しない通路を介して外部と連通している。

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、前記第３吸着室１３の一部にまで達する邪魔板１５が設けられている。該邪魔板１５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、第３吸着室１３を通って流通するようになっている。

前記第１吸着室１１、第２吸着室１２、第３吸着室１３には、活性炭１１ａ，１２ａ，１３ａである造粒炭又は破砕炭が充填され、夫々吸着材層が形成されている。夫々の吸着室１１，１２，１３内に充填されている活性炭１１ａ，１２ａ，１３ａとしては、全て同一の種類のものを用いても良いし、異なる種類のものを用いても良いし、複数の種類の活性炭を混合したものを用いても良い。

前記第３吸着室１３は、そのタンクポート４側を不織布等からなるフィルタ１６で、パージポート５側は不織布等からなるフィルタ１７で覆われている。また、第３吸着室１３の下面には、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の下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。

前記第２吸着室１２の空間１４側には、その全体を覆うウレタン等からなるフィルタ２１が設けられている。前記フィルタ２１の空間１４側には多数の連通穴を全面に略均等に設けたプレート２２が設けられている。該プレート２２は、スプリング等の付勢部材２３により大気ポート６側へ付勢されている。

前記プレート１９，２２とケース２の蓋板２４との間に前記空間１４が形成され、該空間１４により、前記第２吸着室１２と第３吸着室１３とは連通している。

第１吸着室１１の大気ポート６側には、その全体を覆う不織布等からなるフィルタ２５が設けられている。

前記第１吸着室１１と第２吸着室１２の間には、図２に示すように、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散を遅延させる遅延拡散室３０が設けられている。該遅延拡散室３０内には、流路３の流路方向の略全体に亘って支持部材３１が介装され、該支持部材３１と第１吸着室１１との間には、通路３の断面全体に亘ってウレタン等からなるフィルタ３２が設けられ、前記支持部材３１と第２吸着室１２との間には、通路３の断面全体に亘ってウレタン等からなるフィルタ３３が設けられている。

支持部材３１の少なくとも一部は、蒸発燃料成分の吸着・脱離を行う吸着能力を有し、吸着能力を有する部位における単位空間体積当たり蒸発燃料成分の吸着量は、第１吸着室１１内に充填された造粒炭又は破砕炭１１ａの単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の吸着量より少ない、又は、パージ後における単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の残存量が、第１吸着室１１内に充填された造粒炭又は破砕炭１１ａの残存量よりも少ないように設定されている。

前記支持部材３１は、付勢部材２３による付勢力により変形しない強度を有し、前記支持部材３１が介装されていることにより、第１吸着室１１と第２吸着室１２間が離間するようになっている。

また、前記支持部材３１は、通路３の流路方向（軸方向）に設けられた金属や樹脂等からなる所定の強度以上の強度を有する板状部材や、軸方向の両端が開口する中空部を有する柱状部材の一部に蒸発燃料成分の吸着・脱離を行う吸着能力を有する吸着材、例えば、活性炭を添着したもの、若しくは、蒸発燃料成分の吸着・脱離を行う吸着能力を有する吸着材、例えば、活性炭と、該吸着材同士を結合できる樹脂等のバインダとを混練したものを成形したもの、例えば、ハニカム形状やモノリス形状に形成された活性炭を、本体部として構成されている。

本実施例における支持部材３１は、図３に示すようなハニカム形状、若しくは、図４に示すようなモノリス形状に形成された活性炭（以下、単に活性炭ともいう）３５のみで構成されている。このハニカム形状、若しくは、モノリス形状に形成された活性炭は、造粒炭又は破砕炭よりも単位空間体積当たり蒸発燃料成分の吸着量が少なく、パージ後の単位空間体積当たり蒸発燃料成分の残存量も少ないものである。前記活性炭３５は、図２に示すように、通路３の流路断面全体に亘って設けられ、該活性炭３５の両端にフィルタ３２，３３が配設されている。また、活性炭３５内に設けられた中空部３５ａの総開口面積は、タンクポート４とパージポート５の開口面積よりも大きく設定されている。

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３吸着室１３、空間１４、第２吸着室１２内に流入し、第３吸着室１３、第２吸着室１２内の活性炭１３ａ，１２ａで燃料成分が吸着された後、遅延拡散室３０内に設けた活性炭３５の中空部３５ａ内に流入する。この活性炭３５に蒸発燃料が吸着された後、第１吸着室１１を通るとともに活性炭１１ａで燃料成分が吸着され、大気ポート６から大気へと放出される。

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）９によりパージ制御弁８ａが開放され、吸気通路８内の負圧により大気ポート６から蒸発燃料処理装置１内に吸入された空気は、前記とは逆方向に流れて、パージポート５からエンジンの吸気通路８へ供給される。その際、活性炭１１ａ，１２ａ，１３ａ，３５に吸着されていた燃料成分が脱離し、空気と共にエンジンへ供給される。

本発明の蒸発燃料処理装置１は、上記の構造・構成を有することにより、以下の作用・効果を奏する。

単位空間体積当たりの燃料成分の吸着量が多い造粒炭又は破砕炭を充填した吸着室のうち最も大気ポート６側に位置する第１吸着室１１と、造粒炭又は破砕炭を充填した吸着室のうち前記第１吸着室１１のタンクポート４側に位置する第２吸着室１２との間に、造粒炭又は破砕炭よりも単位空間体積当たりの燃料成分の吸着量の少ないハニカム形状若しくはモノリス形状に形成された活性炭３５を設けた遅延拡散室３０を設けたことにより、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散を遅延させることができる。

更に、遅延拡散室３０内の活性炭３５により、遅延拡散室３０内の燃料成分を吸着することができるために、遅延拡散室３０内の通路３の流通方向での蒸発燃料の濃度勾配を小さくし、前記従来のキャニスタと比較して、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散を、より一層遅延させることができる。

これにより、前記従来技術と比較して、第１吸着室１１への燃料成分の拡散を低減し、大気への蒸発燃料の吹き抜け量を低く抑えることができる。

［実施例２］
図５は、本発明の実施例２を示す。

本発明の実施例２は、遅延拡散室３０内の支持部材４１が、前記実施例１の支持部材３１と異なる以外は、前記実施例１と同様の構造である。

図５に示すように、前記支持部材４１は、ハニカム形状若しくはモノリス形状に形成された活性炭（以下、活性炭とも言う）４２と、該活性炭４２の両端に設けた絞り部４３，４３で構成されている。

活性炭４２は、その外径が遅延拡散室３０の内径よりも小さく設定され、活性炭４２の外周面と遅延拡散室３０の内周面との間には空間４４が形成されている。

前記絞り部４３，４３は、その一端部が、図５に示すように、活性炭４２の両端部の外周面に嵌合するように形成され、絞り部４３の一端側の開口面積は、他端側の開口面積より小さくなるように形成されている。絞り部４３により、活性炭４２の両端とフィルタ３２，３３との間には、空間４５，４５が形成されている。なお、絞り部４３の一端部と活性炭４２との間にシーリング材を設けてもよい。

なお、絞り部４３は、活性炭４２側の開口部よりも、第１吸着室１１若しくは第２吸着室１２側の開口部が大きくなるように形成されていれば、その形状は任意に形成する。例えば、図５に示すように、絞り部４３の一端を他端よりも縮径するとともに、その両端に一つの開口孔を形成しても良いし、絞り部４３を軸方向全体に同径に形成し、他端側の一部を閉塞するようにしてもよい。

その他の構造は前記実施例１と同様であるため、その説明を省略し、前記実施例１と同じ部材には同じ符号を付す。

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。
更に、本実施例２においては、第１吸着室１１若しくは第２吸着室１２から流入した蒸発燃料が、フィルタ３３，３２と絞り部４３内の空間４５で拡散することにより、前記実施例１と比較して、活性炭４２内の中空部４２ａ内を略全体に亘って流入するため、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散をより遅延させ、大気への蒸発燃料の吹き抜け量を低く抑えることができる。

更に、第２吸着室１２と第１吸着室１１との間に、絞り部４３を設けたことにより、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散を遅延させ、大気への蒸発燃料の吹き抜け量を低く抑えることができる。

［実施例３］
図６は、本発明の実施例３の一例を示す。

本実施例３の蒸発燃料処理装置５１は、本体キャニスタ５２と、サブキャニスタ５３とを有し、本体キャニスタ５２とサブキャニスタ５３とは連通管５４により連通されている。

サブキャニスタ５３内には、その大気ポート５５側に造粒炭又は破砕炭を充填した第１吸着室６１が形成され、本体キャニスタ５２内には、造粒炭又は破砕炭を充填した第２吸着室６２と、第３吸着室６３が形成されている。第３吸着室６３は、前記実施例１、２の第３吸着室１３と同様に構成されている。第２吸着室６２の空間１４側には、空間形成部材６５が設けられ、該空間形成部材６５は、スプリング等の付勢手段６６により連通管５４側へ付勢されるとともに、空間形成部材６５により空間６７が形成されている。前記空間形成部材６５の両端部には、流路３の通路断面積を減少させる絞り部６５ａ，６５ａが形成されている。

サブキャニスタ５３内における第１吸着室６１の連通管５４側には、前記実施例１，２の遅延拡散室３０と同様の遅延拡散室６８が設けられ、その遅延拡散室６８内には、前記実施例１，２の支持部材３１，４１と同様の支持部材が設けられている。図６には、前記実施例２の支持部材４１と同様の構造を有する支持部材６９を適用した例を示す。

その他の構造は前記実施例１，２と同様であるため、その説明を省略し、前記実施例１，２と同じ部材には同じ符号を付す。
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］
図７は、本発明の実施例４を示す。

前記実施例２，３においては、支持部材４１の両端部に、絞り部４３，４３の一端部を嵌合したが、図７に示すように、該絞り部材４３と４３との間に、支持部材４１を内部に収納できる筒状部材７１を設け、絞り部材４３，４３と筒状部材７１を一体に成形するようにしても良い。

その他の構造は前記実施例２，３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２，３と同様の効果を奏する。

［実施例５］
図８，９は、本発明の実施例５を示す。

本実施例５は、前記実施例１〜４の蒸発燃料処理装置１，５１のパージ中に、少なくとも支持部材３１，４１，６９を任意の加熱手段７５により加熱するようにしたものである。該加熱手段７５は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）９により制御されている。

本実施例においては、支持部材３１，４１，６９の外周面に、加熱手段７５を巻設したが、パージ中に、少なくとも支持部材３１，４１，６９を加熱することができれば任意の加熱手段を採用することができる。

なお、パージ中に、支持部材３１，４１，６９と同時に吸着室１１，１２，１３を加熱するようにしてもよいし、蒸発燃料処理装置１，５１全体を過熱するようにしても良い。

その他の構造は前記実施例１〜４と同様であるため、その説明を省略する。
本実施例５においても前記実施例１〜４と同様の効果を奏する。

本実施例５においては、更に、パージ中に支持部材３１，４１，６９を加熱することにより、前記実施例１〜４と比較して、遅延拡散室３０，６８内の活性炭３５，４２における燃料成分の残存量を低減することができ、第２吸着室１２から第１吸着室１１への蒸発燃料の拡散を、より一層遅延させて大気への蒸発燃料の吹き抜け量を低く抑えることができる。

［その他の実施例］
造粒炭又は破砕炭を充填した複数の吸着室を設け、前記複数の吸着室のうち最も大気ポート側に位置する第１吸着室と、前記複数の吸着室のうち前記第１吸着室のタンクポート側に位置する第２吸着室間との間に支持部材を有する遅延拡散室を設けていれば、蒸発燃料処理装置の形状や、活性炭を収納した吸着室の数及び形状や、活性炭が充填されていない空間室の数及び形状は、任意に設定し、また、前記吸着室と空間室の配列順序も任意に設定することができる。また、吸着室内に収納する活性炭の種類も任意に設定することができる。

１，５１ 蒸発燃料処理装置
２ ケース
３ 通路
４ タンクポート
５パージポート
６ 大気ポート
１１，１２，１３，６１，６２，６３ 吸着室
３１，４１，６９ 支持部材
４３ 絞り部
７５ 加熱手段

Claims (7)

1. 内部に流体が流通できる通路を形成し、該通路の一端側にはタンクポート及びパージポートを形成し、前記通路の他端側には大気ポートを形成し、
   前記通路には、造粒炭又は破砕炭を充填した複数の吸着室を設け、
   前記複数の吸着室のうち最も大気ポート側に位置する第１吸着室と、前記複数の吸着室のうち前記第１吸着室のタンクポート側に位置する第２吸着室との間に支持部材を介装させるとともに、前記第１吸着室と前記支持部材との間には、通路方向全体に亘ってフィルタを設け、前記第２吸着室と前記支持部材との間には、通路方向全体に亘ってフィルタを設けて、前記第１吸着室と第２吸着室との間に遅延拡散室を形成し、
   前記支持部材の少なくとも一部が、蒸発燃料成分を吸着できるようにし、
   前記支持部材が位置する遅延拡散室の断面における支持部材以外の空間部分の面積を、前記タンクポートとパージポートの夫々の開口面積より大きくしたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 支持部材の吸着性能を有する部位における単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の吸着量は、第１吸着室内に充填された造粒炭又は破砕炭の単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の吸着量より少ない、又は、パージ後の単位空間体積当たりの蒸発燃料成分の残存量が少ないことを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
3. 前記支持部材の少なくとも一部は、蒸発燃料成分を吸着できる吸着材とバインダとを混練した混合体を成形してなることを特徴とする請求項１又は２記載の蒸発燃料処理装置。
4. 前記支持部材の少なくとも一部は、金属材又は樹脂材に蒸発燃料成分を吸着できる吸着材を添着して形成したことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の蒸発燃料処理装置。
5. 前記支持部材の少なくとも一部は、ハニカム形状若しくはモノリス形状に形成された活性炭で構成されていることを特徴とする請求項１又は２又は３記載の蒸発燃料処理装置。
6. 前記支持部材は、前記通路方向の流れに対し、蒸発燃料の拡散を抑制するための絞り部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の蒸発燃料処理装置。
7. パージ中において、少なくとも前記第１吸着室と前記第２吸着室との間を加熱することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の蒸発燃料処理装置。
   

Images