JP7045779B2 - Gas-liquid separator - Google Patents

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Description

本発明は、気液分離装置に関するものである。 The present invention relates to a gas-liquid separator.

エンジンを搭載した自動車において、自動車が走行を停止している場合や、気温の上昇などによって、燃料タンク内の温度が上昇することにより、燃料タンク内に燃料蒸気が発生する。ガソリン燃料の給油時には、燃料タンク内に充満した燃料蒸気が、給油燃料によって押し出されることになる。燃料タンクから押し出される燃料蒸気は、キャニスタにて吸着され、大気へ燃料蒸気が放出されることが防止されている。 In an automobile equipped with an engine, fuel vapor is generated in the fuel tank when the temperature inside the fuel tank rises when the automobile is stopped or when the temperature rises. When refueling gasoline fuel, the fuel vapor filled in the fuel tank is pushed out by the refueling fuel. The fuel vapor extruded from the fuel tank is adsorbed by the canister to prevent the fuel vapor from being released to the atmosphere.

また、インテークマニホールドに発生する負圧を利用して、エンジンへ供給される空気の一部がキャニスタを通過して送気される。このとき、キャニスタに吸着されていた燃料蒸気は脱離し、エンジンへ空気と共にパージエアとして運ばれる。このように、キャニスタは、燃料タンクとエンジンとの間で燃料蒸気の吸脱着を繰り返す。 Further, a part of the air supplied to the engine is sent through the canister by utilizing the negative pressure generated in the intake manifold. At this time, the fuel vapor adsorbed on the canister is desorbed and carried to the engine as purge air together with air. In this way, the canister repeatedly absorbs and desorbs fuel vapor between the fuel tank and the engine.

近年、環境規制が強化され、燃料蒸気の排出量を低下させることが求められている。そこで、高い吸脱着性能を有するキャニスタを用いることが考えられるが、キャニスタの大型化を招来すると共に、高コストとなる。また、エンジンとモータのハイブリッド自動車においては、近年のエンジンの効率向上によるパージ機会の損失が大きくなると共に、エンジンが停止している状態が存在することによりインテークマニホールドの負圧を利用したパージ機会自体が少なくなる。このことからも、高い吸脱着性能を有するキャニスタが求められる原因となっている。 In recent years, environmental regulations have been tightened, and it is required to reduce fuel vapor emissions. Therefore, it is conceivable to use a canister having high suction / desorption performance, but this causes an increase in the size of the canister and increases the cost. Further, in a hybrid vehicle of an engine and a motor, the loss of purging opportunity due to the improvement of engine efficiency in recent years becomes large, and the purging opportunity itself using the negative pressure of the intake manifold due to the existence of the engine stopped. Is reduced. This is also the reason why a canister having high suction / desorption performance is required.

ここで、燃料タンクから押し出された流体には、燃料蒸気に液体燃料が混流することがある。この場合、燃料タンクから燃料の気液二相流がキャニスタへ送出されている。そこで、燃料タンクとキャニスタとを接続する通路に、気液分離装置を設けることにより、キャニスタには液体燃料が送出されないようにすることで、キャニスタの小型化を図ることが可能となる(特許文献1,2)。 Here, liquid fuel may be mixed with the fuel vapor in the fluid extruded from the fuel tank. In this case, a gas-liquid two-phase flow of fuel is sent from the fuel tank to the canister. Therefore, by providing a gas-liquid separation device in the passage connecting the fuel tank and the canister, it is possible to reduce the size of the canister by preventing the liquid fuel from being sent to the canister (Patent Document). 1, 2).

特許第5844661号公報Japanese Patent No. 5844661 特開2001-3818号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-3818

本発明は、燃料の気液二相流を液体燃料と燃料蒸気とに分離する構成として従来とは異なる新たな構成を採用することで、キャニスタに液体燃料が送出されることを効果的に防止することができる気液分離装置を提供することを目的とする。 The present invention effectively prevents the liquid fuel from being sent to the canister by adopting a new configuration different from the conventional configuration as a configuration for separating the gas-liquid two-phase flow of the fuel into the liquid fuel and the fuel vapor. It is an object of the present invention to provide a gas-liquid separation device capable of performing.

本発明に係る気液分離装置は、燃料タンクとキャニスタとを接続する通路に設けられた気液分離装置であって、内部空間、および、上部に位置すると共に前記燃料タンクから燃料の気液二相流を前記内部空間に流入するハウジング入口、下部に位置すると共に分離された燃料蒸気を前記内部空間から排出するハウジング蒸気出口、および、下部に位置すると共に分離された液体燃料を前記内部空間から排出するハウジング液体出口を有するハウジングと、前記ハウジングの前記内部空間に配置されており、上部に位置する前記ハウジング入口から前記内部空間に流入された流体を下部に位置する前記ハウジング蒸気出口および前記ハウジング液体出口流通させる複数の貫通孔を備えるベース部材と、前記複数の貫通孔にそれぞれ挿通されており、前記複数の貫通孔の内周面との径方向隙間により気液分離室を形成する複数の軸部材とを備える。 The gas-liquid separation device according to the present invention is a gas-liquid separation device provided in a passage connecting a fuel tank and a canister, and is located in an internal space and an upper part and is a gas-liquid separation device for fuel from the fuel tank. A housing inlet that allows phase currents to flow into the internal space, a housing steam outlet that is located at the bottom and discharges separated fuel vapor from the internal space, and a liquid fuel that is located at the bottom and separated from the internal space. A housing having a housing liquid outlet to be discharged, and the housing steam outlet and the housing located in the lower part of the housing, which are arranged in the internal space of the housing and flow into the internal space from the housing inlet located at the upper part. A base member having a plurality of through holes to be circulated to the liquid outlet side and the plurality of through holes are each inserted, and a gas-liquid separation chamber is formed by a radial gap between the inner peripheral surfaces of the plurality of through holes. It is provided with a plurality of shaft members.

各前記気液分離室は、前記ハウジング入口側に形成され、前記気液二相流を流入する第一領域と、前記第一領域の下流側に配置され前記第一領域より大きな流路断面積を有しており前記燃料蒸気を誘導する拡大空間部、および、前記拡大空間部に並設され前記貫通孔の内周面および前記軸部材の外周面の少なくとも一方に形成され前記液体燃料を表面張力によって付着させながら下部へ誘導する溝状誘導部を備える第二領域とを備える。 Each of the gas-liquid separation chambers is formed on the inlet side of the housing, and is arranged on the downstream side of the first region and the first region into which the gas-liquid two-phase flow flows, and has a larger flow path cross-sectional area than the first region. The liquid fuel is formed on at least one of the enlarged space portion for inducing the fuel vapor and the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the shaft member arranged side by side in the expanded space portion. It is provided with a second region provided with a groove-shaped guide portion that guides to the lower part while being adhered by tension.

上記のとおり、気液分離室が、第一領域および第二領域を備えている。第二領域の拡大空間部が第一領域より流路断面積を大きくすることによって、第一領域に流入した燃料の気液二相流に含まれる燃料蒸気が、気液二相流から分離されて第二領域の拡大空間部に移動する。さらに、気液二相流から燃料蒸気が分離されて残った液体燃料が、拡大空間部に併設された溝状誘導部によって誘導される。これは、液体燃料の表面張力によって、燃料蒸気が拡大空間部へ移動せずに、溝状誘導部に付着した状態が維持されるためである。 As mentioned above, the gas-liquid separation chamber comprises a first region and a second region. By making the flow path cross-sectional area larger than that of the first region in the expanded space of the second region, the fuel vapor contained in the gas-liquid two-phase flow of the fuel flowing into the first region is separated from the gas-liquid two-phase flow. And move to the expanded space part of the second area. Further, the liquid fuel remaining after the fuel vapor is separated from the gas-liquid two-phase flow is guided by the groove-shaped induction portion provided in the expanded space portion. This is because the surface tension of the liquid fuel keeps the fuel vapor attached to the groove-shaped guide portion without moving to the expanded space portion.

このように、ベース部材の貫通孔と軸部材との径方向隙間に形成される気液分離室によって、燃料の気液二相流を燃料蒸気と液体燃料とに分離することができる。さらに、ベース部材が複数の貫通孔を備えると共に、複数の軸部材のそれぞれが複数の貫通孔のそれぞれに挿通されている。従って、ハウジングの内部空間に多数の気液分離室が形成されており、燃料タンクから流入された燃料の気液二相流を、より効果的に、燃料蒸気と液体燃料とに分離することができる。その結果、キャニスタに液体燃料が送られることを抑制できる。従って、キャニスタの小型化を図ることができる。つまり、エンジンのみにより駆動する自動車においても、さらにはハイブリッド自動車においても、キャニスタの小型化を図ることができる。 In this way, the gas-liquid two-phase flow of the fuel can be separated into the fuel vapor and the liquid fuel by the gas-liquid separation chamber formed in the radial gap between the through hole of the base member and the shaft member. Further, the base member is provided with a plurality of through holes, and each of the plurality of shaft members is inserted into each of the plurality of through holes. Therefore, a large number of gas-liquid separation chambers are formed in the internal space of the housing, and the gas-liquid two-phase flow of the fuel flowing from the fuel tank can be more effectively separated into the fuel vapor and the liquid fuel. can. As a result, it is possible to prevent the liquid fuel from being sent to the canister. Therefore, the size of the canister can be reduced. That is, it is possible to reduce the size of the canister in an automobile driven only by an engine and further in a hybrid automobile.

燃料ラインの全体構成図である。It is an overall block diagram of a fuel line. 図1の気液分離装置の拡大図である。図の上下方向が、重力方向の上下方向に一致する。It is an enlarged view of the gas-liquid separation device of FIG. The vertical direction in the figure coincides with the vertical direction in the direction of gravity. 図2のIII-III断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 図2のIV-IV断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 第一例の気液分離室1つの拡大図である。It is an enlarged view of one gas-liquid separation chamber of the first example. 図5のVI-VI断面の拡大図である。It is an enlarged view of the VI-VI cross section of FIG. 図5のVII-VII断面の拡大図である。It is an enlarged view of the VII-VII cross section of FIG. 第二例の気液分離室1つの拡大図である。It is an enlarged view of one gas-liquid separation chamber of the second example.

(1.燃料ライン1の構成)
自動車の燃料ライン1の全体構成について、図1を参照して説明する。図1において、実線矢印は、液体燃料を示し、破線矢印は、燃料蒸気を示す。燃料ライン1は、給油口11、燃料タンク12、給油口11から燃料タンク12に燃料を供給するフィラー配管13、燃料タンク12から給油口11側に燃料蒸気を還流させるブリーザ配管14を備える。燃料ライン1は、燃料タンク12からエンジン16に燃料を供給するフィード配管15を備える。
(1. Configuration of fuel line 1)
The overall configuration of the fuel line 1 of an automobile will be described with reference to FIG. In FIG. 1, solid arrows indicate liquid fuels and dashed arrows indicate fuel vapors. The fuel line 1 includes a refueling port 11, a fuel tank 12, a filler pipe 13 for supplying fuel from the refueling port 11 to the fuel tank 12, and a breather pipe 14 for recirculating fuel steam from the fuel tank 12 to the refueling port 11 side. The fuel line 1 includes a feed pipe 15 that supplies fuel from the fuel tank 12 to the engine 16.

さらに、燃料ライン1は、キャニスタ17、燃料タンク12とキャニスタ17とを接続する通路であるエバポ配管18(第一エバポ配管18aおよび第二エバポ配管18b)、キャニスタ17とエンジン16とを接続するパージ配管19、エバポ配管18に設けられる気液分離装置20を備える。なお、図示しないが、各配管には、バルブやポンプなどが設けられる。 Further, the fuel line 1 includes a canister 17, an evaporator pipe 18 (first evaporator pipe 18a and a second evaporator pipe 18b) which is a passage connecting the fuel tank 12 and the canister 17, and a purge connecting the canister 17 and the engine 16. The gas-liquid separation device 20 provided in the pipe 19 and the evaporator pipe 18 is provided. Although not shown, valves, pumps, and the like are provided in each pipe.

気液分離装置20には、給油口11からの燃料の給油などによって、燃料タンク12内の上方空間から、エバポ配管18のうちの上流側の一部である第一エバポ配管18aを介して、燃料蒸気および液体燃料からなる燃料の気液二相流が流入される。気液分離装置20は、燃料の気液二相流を、燃料蒸気と液体燃料とに分離する。 The gas-liquid separation device 20 is connected to the gas-liquid separation device 20 from the upper space in the fuel tank 12 via the first evaporator pipe 18a, which is a part of the upstream side of the evaporator pipe 18, by refueling from the fuel filler port 11. A gas-liquid two-phase flow of fuel consisting of fuel vapor and liquid fuel flows in. The gas-liquid separation device 20 separates the gas-liquid two-phase flow of fuel into fuel vapor and liquid fuel.

そして、気液分離装置20は、分離された燃料蒸気を、エバポ配管18のうちの残りの下流側の一部である第二エバポ配管18bを介して、キャニスタ17に送出する。キャニスタ17は、気液分離装置20から排出された燃料蒸気を吸着する。キャニスタ17に吸着された燃料蒸気は、エンジン16へ供給される空気によってキャニスタ17から脱離して、パージ配管19を介してパージエアとしてエンジン16に送出される。一方、気液分離装置20は、液返還配管21を介して分離された液体燃料を燃料タンク12に戻す。 Then, the gas-liquid separation device 20 sends the separated fuel vapor to the canister 17 via the second evaporator pipe 18b, which is a part of the remaining downstream side of the evaporator pipe 18. The canister 17 adsorbs the fuel vapor discharged from the gas-liquid separator 20. The fuel vapor adsorbed on the canister 17 is separated from the canister 17 by the air supplied to the engine 16 and sent to the engine 16 as purge air via the purge pipe 19. On the other hand, the gas-liquid separation device 20 returns the liquid fuel separated via the liquid return pipe 21 to the fuel tank 12.

(2.気液分離装置20の全体構成)
気液分離装置20の全体構成について、図2-図4を参照して説明する。気液分離装置20は、ハウジング30と、ベース部材40と、軸部材ユニット50と、布60とを備えて構成される。
(2. Overall configuration of gas-liquid separation device 20)
The overall configuration of the gas-liquid separation device 20 will be described with reference to FIGS. 2 to 4. The gas-liquid separation device 20 includes a housing 30, a base member 40, a shaft member unit 50, and a cloth 60.

ハウジング30は、複数種類の樹脂材料を積層することにより形成されている。ハウジング30は、燃料タンク12と同様に、耐燃料透過性能などを有する。ハウジング30は、燃料タンク12と同様の構成としてもよいし、異なる構成としてもよい。ハウジング30は、内部空間31、第一エバポ配管18aに接続されるハウジング入口32、第二エバポ配管18bに接続されるハウジング蒸気出口33、液返還配管21に接続されるハウジング液体出口34を備える。 The housing 30 is formed by laminating a plurality of types of resin materials. Like the fuel tank 12, the housing 30 has fuel permeation resistance and the like. The housing 30 may have the same configuration as the fuel tank 12, or may have a different configuration. The housing 30 includes an internal space 31, a housing inlet 32 connected to the first evaporator pipe 18a, a housing vapor outlet 33 connected to the second evaporator pipe 18b, and a housing liquid outlet 34 connected to the liquid return pipe 21.

内部空間31は、上方から下方に向けて、上部拡散層31a、布配置層31b、気液分離層31c、下部拡散層31d、および、液誘導層31eを備える。各層31a-31eは、それぞれの高さ範囲において、内部空間31の水平方向の全領域に亘って存在する。上部拡散層31aは、水平方向に仕切り部材を有しない領域であって、流入された気液二相流が自由に拡散できる領域である。布配置層31bは、後述する布60が配置される領域である。気液分離層31cは、気液二相流を燃料蒸気と液体燃料に分離する領域である。 The internal space 31 includes an upper diffusion layer 31a, a cloth arrangement layer 31b, a gas-liquid separation layer 31c, a lower diffusion layer 31d, and a liquid induction layer 31e from the upper side to the lower side. The layers 31a-31e are present over the entire horizontal region of the interior space 31 in their respective height ranges. The upper diffusion layer 31a is a region having no partition member in the horizontal direction, and is a region in which the inflowing gas-liquid two-phase flow can freely diffuse. The cloth arrangement layer 31b is an area where the cloth 60, which will be described later, is arranged. The gas-liquid separation layer 31c is a region for separating the gas-liquid two-phase flow into fuel vapor and liquid fuel.

下部拡散層31dは、水平方向に仕切部材を有しない領域であって、分離された燃料蒸気が自由に拡散できる領域である。また、下部拡散層31dは、分離された液体燃料をハウジング30下面に向かって落下させる領域としても機能する。液誘導層31eは、分離された液体燃料をハウジング液体出口34へ誘導する領域である。液誘導層31eは、例えば漏斗状に形成されており、液体燃料を、上方の広い開口から、下方に位置するハウジング液体出口34である狭い開口へ向かって誘導することができる。 The lower diffusion layer 31d is a region having no partition member in the horizontal direction, and is a region in which the separated fuel vapor can be freely diffused. The lower diffusion layer 31d also functions as a region for dropping the separated liquid fuel toward the lower surface of the housing 30. The liquid induction layer 31e is a region for guiding the separated liquid fuel to the housing liquid outlet 34. The liquid induction layer 31e is formed, for example, in a funnel shape, and can guide the liquid fuel from the wide opening above to the narrow opening which is the housing liquid outlet 34 located below.

ハウジング入口32は、ハウジング30の上部に位置すると共に、燃料タンク12から第一エバポ配管18aを介して燃料の気液二相流を内部空間31に流入する。ハウジング入口32は、図2に示すように、ハウジング30の上面に形成されるようにしてもよいし、図示しないが、ハウジング30の上部のうちの側面に形成されるようにしてもよい。つまり、ハウジング入口32は、内部空間31の上部拡散層31aに連続している。 The housing inlet 32 is located at the upper part of the housing 30, and the gas-liquid two-phase flow of fuel flows from the fuel tank 12 into the internal space 31 via the first evaporator pipe 18a. As shown in FIG. 2, the housing inlet 32 may be formed on the upper surface of the housing 30, or may be formed on the side surface of the upper portion of the housing 30, although not shown. That is, the housing inlet 32 is continuous with the upper diffusion layer 31a of the internal space 31.

ハウジング蒸気出口33は、ハウジング30の下部に位置すると共に、内部空間31にて分離された燃料蒸気を内部空間31から第二エバポ配管18bを介してキャニスタ17に排出する。ハウジング蒸気出口33は、図2に示すように、ハウジング30の下部の側面に形成されている。ハウジング蒸気出口33は、内部空間31の下部拡散層31dの同一高さに設けられている。つまり、ハウジング蒸気出口33は、下部拡散層31dに連続している。 The housing steam outlet 33 is located at the lower part of the housing 30, and discharges the fuel vapor separated in the internal space 31 from the internal space 31 to the canister 17 via the second evaporator pipe 18b. The housing steam outlet 33 is formed on the lower side surface of the housing 30, as shown in FIG. The housing steam outlet 33 is provided at the same height as the lower diffusion layer 31d of the internal space 31. That is, the housing steam outlet 33 is continuous with the lower diffusion layer 31d.

ハウジング液体出口34は、ハウジング30の下部に位置すると共に、内部空間31にて分離された液体燃料を内部空間31から液返還配管21を介して燃料タンク12に排出する。ハウジング液体出口34は、図2に示すように、ハウジング30の下部の下面に形成されている。つまり、ハウジング液体出口34は、内部空間31の最下領域である液誘導層31eに連続している。 The housing liquid outlet 34 is located at the lower part of the housing 30, and discharges the liquid fuel separated in the internal space 31 from the internal space 31 to the fuel tank 12 via the liquid return pipe 21. The housing liquid outlet 34 is formed on the lower surface of the lower portion of the housing 30, as shown in FIG. That is, the housing liquid outlet 34 is continuous with the liquid induction layer 31e, which is the lowest region of the internal space 31.

ベース部材40は、樹脂により成形されており、ほぼ直方体状のブロック形状の外形に形成されている。ベース部材40の外周面(上下面以外の側面)は、ハウジング30の気液分離層31cの内壁面に対応した形状を有している。そして、ベース部材40は、ハウジング30の気液分離層31cに配置されており、ベース部材40の外周面とハウジング30の気液分離層31cの内壁面との間には、隙間を有しないか、僅かな隙間を有する程度となる。 The base member 40 is molded of resin and is formed in a substantially rectangular parallelepiped block-shaped outer shape. The outer peripheral surface (side surface other than the upper and lower surfaces) of the base member 40 has a shape corresponding to the inner wall surface of the gas-liquid separation layer 31c of the housing 30. The base member 40 is arranged in the gas-liquid separation layer 31c of the housing 30, and is there a gap between the outer peripheral surface of the base member 40 and the inner wall surface of the gas-liquid separation layer 31c of the housing 30? , It will have a slight gap.

ベース部材40は、図2に示すように、上下方向(図2の上下方向に等しい)に貫通する複数の貫通孔41を備える。図2-図4に示すように、本実施形態では、ベース部材40が25個の貫通孔41を備える例を示している。つまり、複数の貫通孔41の上方開口は、ハウジング入口32側に位置し、下方開口は、ハウジング蒸気出口33およびハウジング液体出口34側に位置する。従って、複数の貫通孔41は、上部に位置するハウジング入口32から内部空間31に流入された流体を、下部に位置するハウジング蒸気出口33およびハウジング液体出口34側流通させる。なお、ベース部材40の下面が、内部空間31における気液分離層31cと下部拡散層31dとの境界を構成する。 As shown in FIG. 2, the base member 40 includes a plurality of through holes 41 penetrating in the vertical direction (equal to the vertical direction in FIG. 2). As shown in FIGS. 2 to 4, the present embodiment shows an example in which the base member 40 includes 25 through holes 41. That is, the upper opening of the plurality of through holes 41 is located on the housing inlet 32 side, and the lower opening is located on the housing vapor outlet 33 and the housing liquid outlet 34 side. Therefore, the plurality of through holes 41 allow the fluid flowing into the internal space 31 from the housing inlet 32 located at the upper part to flow to the housing steam outlet 33 and the housing liquid outlet 34 side located at the lower part. The lower surface of the base member 40 constitutes a boundary between the gas-liquid separation layer 31c and the lower diffusion layer 31d in the internal space 31.

軸部材ユニット50は、複数の軸部材51と、連結部材52と、高さ位置決め部材53とを備える。各軸部材51は、各貫通孔41に挿通されている。軸部材51の上端側の一部が、貫通孔41の入口開口より上方に突出している。また、軸部材51の下端側の一部が、貫通孔41の出口開口より下方に突出している。つまり、軸部材51の下端側の一部は、下部拡散層31dに存在している。そして、各軸部材51は、各貫通孔41の内周面との径方向隙間により気液分離室70を形成する。軸部材51の外周面と貫通孔41の内周面との径方向隙間である気液分離室70は、貫通孔41の全長に亘って形成される。 The shaft member unit 50 includes a plurality of shaft members 51, a connecting member 52, and a height positioning member 53. Each shaft member 51 is inserted through each through hole 41. A part of the upper end side of the shaft member 51 projects upward from the inlet opening of the through hole 41. Further, a part of the lower end side of the shaft member 51 projects downward from the outlet opening of the through hole 41. That is, a part of the lower end side of the shaft member 51 exists in the lower diffusion layer 31d. Then, each shaft member 51 forms a gas-liquid separation chamber 70 by a radial gap with the inner peripheral surface of each through hole 41. The gas-liquid separation chamber 70, which is a radial gap between the outer peripheral surface of the shaft member 51 and the inner peripheral surface of the through hole 41, is formed over the entire length of the through hole 41.

連結部材52は、複数の軸部材51の上端同士を相互に連結している。連結部材52は、上方から見た場合に、格子状に形成されており、連結部材52の上方領域と連結部材52の下方領域とを連通することができる構造を有する。高さ位置決め部材53は、連結部材52の下面から下方に延びており、ベース部材40の上面に支持されている。つまり、高さ位置決め部材53がベース部材40に支持されることで、各軸部材51と貫通孔41との上下方向の相対位置が所望位置に位置決めされる。 The connecting member 52 connects the upper ends of the plurality of shaft members 51 to each other. The connecting member 52 is formed in a grid pattern when viewed from above, and has a structure capable of communicating the upper region of the connecting member 52 and the lower region of the connecting member 52. The height positioning member 53 extends downward from the lower surface of the connecting member 52 and is supported on the upper surface of the base member 40. That is, by supporting the height positioning member 53 by the base member 40, the relative positions of the shaft members 51 and the through holes 41 in the vertical direction are positioned at desired positions.

布60は、シート状の不織布または織布により形成されている。布60は、例えば、フェルトにより形成されている。布60は、内部空間31の布配置層31bに配置されている。つまり、布60は、上部拡散層31aとベース部材40との上下方向間に配置されている。布60は、通過する気液二相流の流速を低下させる機能を有する。つまり、布60は、上部拡散層31aにて拡散された気液二相流の流速を低下させる。従って、気液二相流は、布60を通過する前の気液二相流の流速よりも、布60を通過した後の流速の方が低くなる。 The cloth 60 is formed of a sheet-shaped non-woven fabric or a woven cloth. The cloth 60 is formed of, for example, felt. The cloth 60 is arranged in the cloth arrangement layer 31b of the internal space 31. That is, the cloth 60 is arranged between the upper diffusion layer 31a and the base member 40 in the vertical direction. The cloth 60 has a function of reducing the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow passing through. That is, the cloth 60 reduces the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow diffused in the upper diffusion layer 31a. Therefore, the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow after passing through the cloth 60 is lower than the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow before passing through the cloth 60.

(3.気液分離装置20内における流体の流れ)
燃料の気液二相流が、燃料タンク12から第一エバポ配管18aを介してハウジング入口32に到達し、内部空間31の上部拡散層31aに流入する。上部拡散層31aに流入した気液二相流は、上部拡散層31aにて、内部空間31の水平方向に拡散する。上部拡散層31aには、仕切り部材など何ら部材が存在しないため、流入した気液二相流は自由に拡散できる。従って、ハウジング入口32が狭い場合であっても、上部拡散層31aにより、気液二相流を確実に水平方向に拡散できる。
(3. Fluid flow in the gas-liquid separator 20)
The gas-liquid two-phase flow of fuel reaches the housing inlet 32 from the fuel tank 12 via the first evaporator pipe 18a, and flows into the upper diffusion layer 31a of the internal space 31. The gas-liquid two-phase flow that has flowed into the upper diffusion layer 31a diffuses in the upper diffusion layer 31a in the horizontal direction of the internal space 31. Since the upper diffusion layer 31a does not have any member such as a partition member, the inflowing gas-liquid two-phase flow can be freely diffused. Therefore, even when the housing inlet 32 is narrow, the gas-liquid two-phase flow can be reliably diffused in the horizontal direction by the upper diffusion layer 31a.

上部拡散層31aの下流(重力方向下方)には、布配置層31bが連続して位置する。そして、上部拡散層31aに流入した気液二相流は、布配置層31bに配置されている布60を通過する。布60は、ハウジング30の内部空間31の水平方向の全範囲に亘って配置されている。そして、布60は、気液二相流の流速を低減する機能を有する。そのため、上部拡散層31aにて水平方向に拡散された気液二相流は、布60を通過することで、流速が低下する。 The cloth arrangement layer 31b is continuously located downstream of the upper diffusion layer 31a (downward in the direction of gravity). Then, the gas-liquid two-phase flow flowing into the upper diffusion layer 31a passes through the cloth 60 arranged in the cloth arrangement layer 31b. The cloth 60 is arranged over the entire horizontal range of the interior space 31 of the housing 30. The cloth 60 has a function of reducing the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow. Therefore, the gas-liquid two-phase flow diffused horizontally in the upper diffusion layer 31a passes through the cloth 60, and the flow velocity decreases.

布配置層31bの下流(重力方向下方)には、気液分離層31cが連続して位置する。気液分離層31cには、ベース部材40および軸部材ユニット50が配置されている。そのため、布60を通過した気液二相流は、ベース部材40の複数の貫通孔41と複数の軸部材51との径方向隙間である気液分離室70に流入する。つまり、ハウジング入口32と気液分離室70との上下方向間に上部拡散層31aおよび布60が配置されることで、水平方向に拡散され且つ流速が低下された状態の気液二相流が、複数の気液分離室70に流入する。従って、気液二相流は、複数の気液分離室70に、満遍なく流入することができる。 The gas-liquid separation layer 31c is continuously located downstream of the cloth arrangement layer 31b (downward in the direction of gravity). A base member 40 and a shaft member unit 50 are arranged on the gas-liquid separation layer 31c. Therefore, the gas-liquid two-phase flow that has passed through the cloth 60 flows into the gas-liquid separation chamber 70, which is a radial gap between the plurality of through holes 41 of the base member 40 and the plurality of shaft members 51. That is, by arranging the upper diffusion layer 31a and the cloth 60 in the vertical direction between the housing inlet 32 and the gas-liquid separation chamber 70, the gas-liquid two-phase flow in a state where the upper diffusion layer 31a and the cloth 60 are diffused in the horizontal direction and the flow velocity is reduced can be obtained. , Flows into a plurality of gas-liquid separation chambers 70. Therefore, the gas-liquid two-phase flow can evenly flow into the plurality of gas-liquid separation chambers 70.

そして、気液二相流が気液分離室70を下方に向かって移動することで、気液分離室70内にて、気液二相流が燃料蒸気と液体燃料とに分離される。複数の気液分離室70に流入される気液二相流は、流速が低下しているため、気液分離機能をより効果的に発揮することができる。さらに、気液二相流が複数の気液分離室70に満遍なく流入することで、複数の気液分離室70のそれぞれが気液分離機能を確実に発揮することができる。つまり、複数の気液分離室70全体としての気液分離機能は、非常に高い状態となる。 Then, the gas-liquid two-phase flow moves downward in the gas-liquid separation chamber 70, so that the gas-liquid two-phase flow is separated into the fuel vapor and the liquid fuel in the gas-liquid separation chamber 70. Since the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow flowing into the plurality of gas-liquid separation chambers 70 is reduced, the gas-liquid separation function can be more effectively exhibited. Further, since the gas-liquid two-phase flow evenly flows into the plurality of gas-liquid separation chambers 70, each of the plurality of gas-liquid separation chambers 70 can surely exert the gas-liquid separation function. That is, the gas-liquid separation function of the plurality of gas-liquid separation chambers 70 as a whole is in a very high state.

気液分離層31cの下流(重力方向下方)には、下部拡散層31dが連続して位置する。下部拡散層31dには、ベース部材40は存在しないものの、複数の軸部材51の下端側の一部が存在している。ただし、下部拡散層31dでは、軸部材51によって仕切られた状態ではない。そのため、気液分離室70によって分離された燃料蒸気は、下部拡散層31dにて水平方向に拡散できる。さらに、気液分離室70によって分離された液体燃料は、下部拡散層31dにて、ベース部材40から落下することが可能となる。 The lower diffusion layer 31d is continuously located downstream of the gas-liquid separation layer 31c (downward in the direction of gravity). Although the base member 40 does not exist in the lower diffusion layer 31d, a part of the lower end side of the plurality of shaft members 51 exists. However, the lower diffusion layer 31d is not in a state of being partitioned by the shaft member 51. Therefore, the fuel vapor separated by the gas-liquid separation chamber 70 can be diffused in the horizontal direction in the lower diffusion layer 31d. Further, the liquid fuel separated by the gas-liquid separation chamber 70 can fall from the base member 40 at the lower diffusion layer 31d.

下部拡散層31dの下流(重力方向下方)には、液誘導層31eが連続して位置する。液誘導層31eは、漏斗状に形成されているため、内部空間31の下面に落下した液体燃料は、漏斗状の液誘導層31eに誘導されて、下方に位置するハウジング液体出口34に向かって誘導される。このように、分離された液体燃料は、内部空間31に滞留することなく、ハウジング液体出口34から排出される。ハウジング液体出口34から排出された液体燃料は、液返還配管21を介して燃料タンク12に戻される。 The liquid induction layer 31e is continuously located downstream of the lower diffusion layer 31d (downward in the direction of gravity). Since the liquid induction layer 31e is formed in a funnel shape, the liquid fuel that has fallen on the lower surface of the internal space 31 is guided by the funnel-shaped liquid induction layer 31e toward the housing liquid outlet 34 located below. Be guided. In this way, the separated liquid fuel is discharged from the housing liquid outlet 34 without staying in the internal space 31. The liquid fuel discharged from the housing liquid outlet 34 is returned to the fuel tank 12 via the liquid return pipe 21.

気液分離室70によって分離された燃料蒸気は、上述したように、下部拡散層31dにて拡散される。ここで、気液分離室70から抜け出た燃料蒸気は、内部空間31のうちベース部材40の下方領域(下部拡散層31dおよび液誘導層31e)において、相対的に上方に位置する下部拡散層31dに存在しやすい状態となる。下部拡散層31dの側方には、ハウジング蒸気出口33が設けられている。つまり、気液分離室70にて分離された燃料蒸気は、下部拡散層31dにて拡散した後に、ハウジング蒸気出口33から第二エバポ配管18bに排出される。第二エバポ配管18bへ排出された燃料蒸気は、キャニスタ17に吸着される。 The fuel vapor separated by the gas-liquid separation chamber 70 is diffused in the lower diffusion layer 31d as described above. Here, the fuel vapor that has escaped from the gas-liquid separation chamber 70 is located in the lower diffusion layer 31d relatively upward in the lower region (lower diffusion layer 31d and liquid induction layer 31e) of the base member 40 in the internal space 31. It becomes a state that tends to exist in. A housing steam outlet 33 is provided on the side of the lower diffusion layer 31d. That is, the fuel vapor separated in the gas-liquid separation chamber 70 is diffused in the lower diffusion layer 31d and then discharged from the housing vapor outlet 33 to the second evaporator pipe 18b. The fuel vapor discharged to the second evaporator pipe 18b is adsorbed by the canister 17.

(4.第一例の気液分離室70の構成および作用)
次に、第一例の気液分離室70の構成について、図5-図7を参照して説明する。図5に示すように、気液分離室70は、貫通孔41の内周面と軸部材51の外周面との径方向隙間によって形成される。つまり、気液分離室70は、上下方向(重力方向)に延びるように形成されている。
(4. Configuration and operation of the gas-liquid separation chamber 70 of the first example)
Next, the configuration of the gas-liquid separation chamber 70 of the first example will be described with reference to FIGS. 5 to 7. As shown in FIG. 5, the gas-liquid separation chamber 70 is formed by a radial gap between the inner peripheral surface of the through hole 41 and the outer peripheral surface of the shaft member 51. That is, the gas-liquid separation chamber 70 is formed so as to extend in the vertical direction (gravity direction).

まず、気液分離室70を、形状的側面から説明する。図5-図7に示すように、貫通孔41の内周面は、貫通孔41の全長に亘って、貫通方向に延びると共に周方向に複数形成された溝41aを有する。図6および図7においては、30個の溝41aが貫通孔41に形成されている。溝41aは、貫通孔41の径方向内方に向かって溝幅を広くするように形成され、貫通孔41の径方向外方に向かって溝幅を狭くするように形成されている。ただし、溝41aの溝幅は、貫通孔41の径方向に向かって同一としてもよい。貫通孔41の溝41aの内接円は、貫通孔41の全長に亘って、貫通孔41の貫通方向において同一とされている。一方、軸部材51の外周面は、上方から下方に向かって縮径するテーパ状に形成されている。軸部材51の外周面の径方向断面は、円である。従って、貫通孔41の溝41aの内接円と軸部材51の外周面との径方向隙間は、図6に示すように、貫通孔41の上方ほど狭く、図7に示すように、貫通孔41の下方ほど広くなる。 First, the gas-liquid separation chamber 70 will be described from the aspect of shape. As shown in FIGS. 5 to 7, the inner peripheral surface of the through hole 41 has a plurality of grooves 41a extending in the through direction and formed in the circumferential direction over the entire length of the through hole 41. In FIGS. 6 and 7, 30 grooves 41a are formed in the through hole 41. The groove 41a is formed so as to widen the groove width toward the radial inward side of the through hole 41, and narrow the groove width toward the radial outward side of the through hole 41. However, the groove width of the groove 41a may be the same in the radial direction of the through hole 41. The inscribed circle of the groove 41a of the through hole 41 is the same in the through direction of the through hole 41 over the entire length of the through hole 41. On the other hand, the outer peripheral surface of the shaft member 51 is formed in a tapered shape whose diameter is reduced from the upper side to the lower side. The radial cross section of the outer peripheral surface of the shaft member 51 is a circle. Therefore, the radial gap between the inscribed circle of the groove 41a of the through hole 41 and the outer peripheral surface of the shaft member 51 is narrower toward the upper side of the through hole 41 as shown in FIG. 6, and the through hole is as shown in FIG. It becomes wider toward the bottom of 41.

次に、気液分離室70を、機能的側面から説明する。気液分離室70は、上方、すなわちハウジング入口32側に形成される第一領域71と、下方、すなわち、ハウジング蒸気出口33およびハウジング液体出口34側に形成される第二領域72とを備える。そして、第二領域72は、拡大空間部72aと、溝状誘導部72bとを備える。つまり、気液分離室70は、狭い第一領域71に気液二相流が流入し、第一領域71から拡大空間部72aと溝状誘導部72bとに分けられる。 Next, the gas-liquid separation chamber 70 will be described from the functional aspect. The gas-liquid separation chamber 70 includes a first region 71 formed above, that is, on the housing inlet 32 side, and a second region 72 formed below, that is, on the housing vapor outlet 33 and the housing liquid outlet 34 side. The second region 72 includes an enlarged space portion 72a and a groove-shaped guide portion 72b. That is, the gas-liquid separation chamber 70 is divided into an enlarged space portion 72a and a groove-shaped induction portion 72b from the first region 71 by the gas-liquid two-phase flow flowing into the narrow first region 71.

つまり、狭い空間である第一領域71の下流において、空間が拡大する拡大空間部72aと、狭い空間が維持された溝状誘導部72bとが存在する。この場合において、第一領域71に流入された気液二相流のうち燃料蒸気が、拡大空間部72aに誘導されるのに対して、気液二相流のうち液体燃料が、狭い空間である溝状誘導部72bに付着した状態となる。このように、狭い第一領域71と、第一領域71の下流側に、拡大空間部72aと溝状誘導部72bとを設けることにより、気液二相流が燃料蒸気と液体燃料とに分離される。 That is, downstream of the first region 71, which is a narrow space, there is an enlarged space portion 72a in which the space expands, and a groove-shaped guide portion 72b in which the narrow space is maintained. In this case, the fuel vapor of the gas-liquid two-phase flow flowing into the first region 71 is guided to the expanded space 72a, whereas the liquid fuel of the gas-liquid two-phase flow is in a narrow space. It is in a state of being attached to a certain groove-shaped guide portion 72b. As described above, by providing the narrow first region 71 and the expanded space portion 72a and the groove-shaped guide portion 72b on the downstream side of the first region 71, the gas-liquid two-phase flow is separated into the fuel vapor and the liquid fuel. Will be done.

以下に、より詳細に説明する。第一領域71は、上部拡散層31aによって水平方向に拡散され、且つ、布60によって流速を低下された気液二相流を流入する。第一領域71は、流路断面積が非常に小さな領域である。詳細には、第一領域71は、図6に示すように、貫通孔41の溝41aと軸部材51のテーパ状の大径側部分との径方向隙間により構成されている。そして、第一領域71において、貫通孔41の溝41aの内接円と軸部材51のテーパ状の大径側部分との径方向の環状隙間は、溝41aの流路断面積に比べて小さい。従って、第一領域71は、実質的に、溝41aにより形成される領域となる。このように、第一領域71は、非常に狭い領域となる。 It will be described in more detail below. The first region 71 flows into a gas-liquid two-phase flow that is horizontally diffused by the upper diffusion layer 31a and whose flow velocity is reduced by the cloth 60. The first region 71 is a region where the cross-sectional area of the flow path is very small. Specifically, as shown in FIG. 6, the first region 71 is composed of a radial gap between the groove 41a of the through hole 41 and the tapered large-diameter side portion of the shaft member 51. Then, in the first region 71, the radial annular gap between the inscribed circle of the groove 41a of the through hole 41 and the tapered large-diameter side portion of the shaft member 51 is smaller than the flow path cross-sectional area of the groove 41a. .. Therefore, the first region 71 is substantially a region formed by the groove 41a. As described above, the first region 71 is a very narrow region.

第二領域72は、第一領域71に比べて、貫通孔41の下方の大部分を構成している。そして、第二領域72は、貫通孔41の溝41aと軸部材51のテーパ状の小径側部分との径方向隙間により構成されている。第二領域72は、上述したように、且つ、図5に示すように、第二領域72は、拡大空間部72aと溝状誘導部72bとを備える。 The second region 72 constitutes most of the area below the through hole 41 as compared to the first region 71. The second region 72 is formed by a radial gap between the groove 41a of the through hole 41 and the tapered small diameter side portion of the shaft member 51. As described above, and as shown in FIG. 5, the second region 72 includes an enlarged space portion 72a and a groove-shaped guide portion 72b.

図5に示すように、拡大空間部72aは、第一領域71の下流側に配置されている。そして、拡大空間部72aは、図7に示すように、貫通孔41の溝41aの内接円と軸部材51のテーパ状の小径側部分との径方向の環状隙間により構成される。軸部材51は下方に向かって縮径するテーパ状に形成されている。そのため、拡大空間部72aは、下方に行くほど、大きな環状隙間となるように形成されている。 As shown in FIG. 5, the enlarged space portion 72a is arranged on the downstream side of the first region 71. Then, as shown in FIG. 7, the enlarged space portion 72a is composed of an annular gap in the radial direction between the inscribed circle of the groove 41a of the through hole 41 and the tapered small diameter side portion of the shaft member 51. The shaft member 51 is formed in a tapered shape whose diameter is reduced downward. Therefore, the enlarged space portion 72a is formed so as to become a large annular gap toward the lower side.

そして、拡大空間部72aのうち下方側においては、第一領域71より大きな流路断面積を有している。つまり、第一領域71から第二領域72の拡大空間部72aへ行くに際して、流路断面積が拡大している。特に、本実施形態においては、流路断面積が緩やかに拡大している。従って、拡大空間部72aは、気液二相流の中に含まれる燃料蒸気を分離して、下部拡散層31dへ誘導することができる。 The lower side of the expanded space portion 72a has a flow path cross section larger than that of the first region 71. That is, the cross-sectional area of the flow path is expanded when going from the first region 71 to the expanded space portion 72a of the second region 72. In particular, in the present embodiment, the cross-sectional area of the flow path is gradually expanded. Therefore, the expanded space portion 72a can separate the fuel vapor contained in the gas-liquid two-phase flow and guide it to the lower diffusion layer 31d.

溝状誘導部72bは、図5に示すように、拡大空間部72aに並設されている。溝状誘導部72bは、軸部材51のテーパ状の小径側部分に対向する貫通孔41の溝41aにより構成されている。溝状誘導部72bを構成する各溝41aは、拡大空間部72aに比べて、流路断面積が小さい。そのため、溝状誘導部72bには、液体燃料が表面張力によって付着した状態となる。つまり、溝状誘導部72bは、第一領域71に流入した気液二相流の中に含まれる液体燃料を分離して、液体燃料を付着させながら下部拡散層31dへ誘導することができる。 As shown in FIG. 5, the groove-shaped guide portion 72b is juxtaposed with the enlarged space portion 72a. The groove-shaped guide portion 72b is composed of a groove 41a of a through hole 41 facing the tapered small-diameter side portion of the shaft member 51. Each groove 41a constituting the groove-shaped guide portion 72b has a smaller flow path cross-sectional area than the enlarged space portion 72a. Therefore, the liquid fuel is in a state of being attached to the groove-shaped guide portion 72b due to surface tension. That is, the groove-shaped induction portion 72b can separate the liquid fuel contained in the gas-liquid two-phase flow flowing into the first region 71 and guide the liquid fuel to the lower diffusion layer 31d while adhering the liquid fuel.

従って、ベース部材40の貫通孔41と軸部材51との径方向隙間に形成される気液分離室70によって、燃料の気液二相流を燃料蒸気と液体燃料とに確実に分離することができる。さらに、ベース部材40が複数の貫通孔41を備えると共に、複数の軸部材51のそれぞれが複数の貫通孔41のそれぞれに挿通されている。従って、ハウジング30の内部空間31に多数の気液分離室70が形成されており、燃料タンク12から流入された燃料の気液二相流を、より効果的に、燃料蒸気と液体燃料とに分離することができる。その結果、キャニスタ17に液体燃料が送られることを抑制できる。従って、キャニスタ17の小型化を図ることができる。つまり、エンジン16のみにより駆動する自動車においても、さらにはハイブリッド自動車においても、キャニスタ17の小型化を図ることができる。 Therefore, the gas-liquid separation chamber 70 formed in the radial gap between the through hole 41 of the base member 40 and the shaft member 51 can reliably separate the gas-liquid two-phase flow of the fuel into the fuel vapor and the liquid fuel. can. Further, the base member 40 is provided with a plurality of through holes 41, and each of the plurality of shaft members 51 is inserted into each of the plurality of through holes 41. Therefore, a large number of gas-liquid separation chambers 70 are formed in the internal space 31 of the housing 30, and the gas-liquid two-phase flow of the fuel flowing from the fuel tank 12 is more effectively converted into the fuel vapor and the liquid fuel. Can be separated. As a result, it is possible to prevent the liquid fuel from being sent to the canister 17. Therefore, the size of the canister 17 can be reduced. That is, the canister 17 can be miniaturized both in an automobile driven only by the engine 16 and further in a hybrid automobile.

(5.第二例の気液分離室170の構成)
第二例の気液分離室170の構成について図8を参照して説明する。図8に示すように、軸部材51が、大径部51aと、大径部51aに対して段差を介して設けられた小径部51bとを備える。つまり、大径部51aは、軸部材51の上方に位置し、小径部51bは、下方に位置する。第一領域71が、貫通孔41の溝41aと大径部51aとの径方向隙間により構成される。第二領域72は、貫通孔41の溝41aと小径部51bとの径方向隙間により構成される。第二領域72の拡大空間部72aは、貫通孔41の溝41aの内接円と小径部51bとの径方向の環状隙間である。第二領域72の溝状誘導部72bは、小径部51bに対向する貫通孔41の溝41aにより構成される。この場合も、第一例の気液分離室70と同様の効果を奏する。なお、第二例の気液分離室170は、第一領域71から第二領域72の拡大空間部72aへ行くに際して、流路断面積を急拡大させている。
(5. Configuration of the gas-liquid separation chamber 170 of the second example)
The configuration of the gas-liquid separation chamber 170 of the second example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the shaft member 51 includes a large diameter portion 51a and a small diameter portion 51b provided with respect to the large diameter portion 51a via a step. That is, the large diameter portion 51a is located above the shaft member 51, and the small diameter portion 51b is located below. The first region 71 is formed by a radial gap between the groove 41a of the through hole 41 and the large diameter portion 51a. The second region 72 is composed of a radial gap between the groove 41a of the through hole 41 and the small diameter portion 51b. The enlarged space portion 72a of the second region 72 is a radial annular gap between the inscribed circle of the groove 41a of the through hole 41 and the small diameter portion 51b. The groove-shaped guide portion 72b of the second region 72 is composed of a groove 41a of a through hole 41 facing the small diameter portion 51b. In this case as well, the same effect as that of the gas-liquid separation chamber 70 of the first example is obtained. In the gas-liquid separation chamber 170 of the second example, the cross-sectional area of the flow path is rapidly expanded when going from the first region 71 to the expanded space portion 72a of the second region 72.

(6.その他)
上記実施形態においては、軸部材51の外周面の径方向断面は、円形とした。これに限られず、軸部材51の外周面にも、貫通孔41と同様に、溝を形成するようにしてもよい。この場合、貫通孔41の内周面および軸部材51の外周面に、貫通方向に延びる複数の溝が形成される。さらに、貫通孔41の溝の内接円と軸部材51の溝の外接円との径方向の環状隙間が、下方に向かって大きくなる。この場合、液体燃料を付着させる面積が広くなる。また、軸部材51の外周面に複数の溝を形成し、貫通孔41の内周面の径方向断面を円形としてもよい。
(6. Others)
In the above embodiment, the radial cross section of the outer peripheral surface of the shaft member 51 is circular. Not limited to this, a groove may be formed on the outer peripheral surface of the shaft member 51 as well as the through hole 41. In this case, a plurality of grooves extending in the penetration direction are formed on the inner peripheral surface of the through hole 41 and the outer peripheral surface of the shaft member 51. Further, the radial annular gap between the inscribed circle of the groove of the through hole 41 and the circumscribed circle of the groove of the shaft member 51 increases downward. In this case, the area to which the liquid fuel is attached becomes large. Further, a plurality of grooves may be formed on the outer peripheral surface of the shaft member 51, and the radial cross section of the inner peripheral surface of the through hole 41 may be circular.

1:燃料ライン、 11:給油口、 12:燃料タンク、 13:フィラー配管、 14:ブリーザ配管、 15:フィード配管、 16:エンジン、 17:キャニスタ、 18:エバポ配管、 18a:第一エバポ配管、 18b:第二エバポ配管、 19:パージ配管、 20:気液分離装置、 21:液返還配管、 30:ハウジング、 31:内部空間、 31a:上部拡散層、 31b:布配置層、 31c:気液分離層、 31d:下部拡散層、 31e:液誘導層、 32:ハウジング入口、 33:ハウジング蒸気出口、 34:ハウジング液体出口、 40:ベース部材、 41:貫通孔、 41a:溝、 50:軸部材ユニット、 51:軸部材、 51a:大径部、 51b:小径部、 52:連結部材、 53:高さ位置決め部材、 60:布、 70,170:気液分離室、 71:第一領域、 72:第二領域、 72a:拡大空間部、 72b:溝状誘導部 1: Fuel line, 11: Refueling port, 12: Fuel tank, 13: Filler piping, 14: Breather piping, 15: Feed piping, 16: Engine, 17: Canister, 18: Evapo piping, 18a: First Evapo piping, 18b: Second Evapo pipe, 19: Purge pipe, 20: Gas / liquid separation device, 21: Liquid return pipe, 30: Housing, 31: Internal space, 31a: Upper diffusion layer, 31b: Cloth arrangement layer, 31c: Gas / liquid Separation layer, 31d: Lower diffusion layer, 31e: Liquid induction layer, 32: Housing inlet, 33: Housing steam outlet, 34: Housing liquid outlet, 40: Base member, 41: Through hole, 41a: Groove, 50: Shaft member Unit, 51: Shaft member, 51a: Large diameter part, 51b: Small diameter part, 52: Connecting member, 53: Height positioning member, 60: Cloth, 70, 170: Gas-liquid separation chamber, 71: First area, 72 : Second region, 72a: Enlarged space, 72b: Groove-shaped guide

Claims (8)

燃料タンクとキャニスタとを接続する通路に設けられた気液分離装置であって、
内部空間、および、上部に位置すると共に前記燃料タンクから燃料の気液二相流を前記内部空間に流入するハウジング入口、下部に位置すると共に分離された燃料蒸気を前記内部空間から排出するハウジング蒸気出口、および、下部に位置すると共に分離された液体燃料を前記内部空間から排出するハウジング液体出口を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記内部空間に配置されており、上部に位置する前記ハウジング入口から前記内部空間に流入された流体を下部に位置する前記ハウジング蒸気出口および前記ハウジング液体出口流通させる複数の貫通孔を備えるベース部材と、
前記複数の貫通孔にそれぞれ挿通されており、前記複数の貫通孔の内周面との径方向隙間により気液分離室を形成する複数の軸部材と、
を備え、
各前記気液分離室は、
前記ハウジング入口側に形成され、前記気液二相流を流入する第一領域と、
前記第一領域の下流側に配置され前記第一領域より大きな流路断面積を有しており前記燃料蒸気を誘導する拡大空間部、および、前記拡大空間部に並設され前記貫通孔の内周面および前記軸部材の外周面の少なくとも一方に形成され前記液体燃料を表面張力によって付着させながら下部へ誘導する溝状誘導部を備える第二領域と、
を備える、気液分離装置。
A gas-liquid separator installed in the passage connecting the fuel tank and the canister.
The housing steam located in the internal space and the upper part of the housing inlet where the gas-liquid two-phase flow of fuel flows into the internal space from the fuel tank, and the housing steam located in the lower part and discharging the separated fuel steam from the internal space. A housing with an outlet and a housing liquid outlet located at the bottom and draining the separated liquid fuel from the internal space.
A plurality of through holes arranged in the internal space of the housing and allowing the fluid flowing into the internal space from the housing inlet located at the upper part to flow to the housing vapor outlet and the housing liquid outlet side located at the lower part. With a base member and
A plurality of shaft members that are inserted into the plurality of through holes and form a gas-liquid separation chamber by a radial gap with the inner peripheral surface of the plurality of through holes.
Equipped with
Each gas-liquid separation chamber is
A first region formed on the inlet side of the housing and inflowing the gas-liquid two-phase flow,
An enlarged space portion that is arranged on the downstream side of the first region and has a larger flow path cross-sectional area than the first region to guide the fuel vapor, and a through hole that is juxtaposed in the expanded space portion. A second region having a groove-shaped guide portion formed on at least one of the peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft member and guiding the liquid fuel to the lower part while adhering the liquid fuel by surface tension.
A gas-liquid separator equipped with.
前記ハウジングの前記内部空間は、複数の前記気液分離室と前記ハウジング入口との上下方向間に、前記ハウジング入口から流入した前記気液二相流を拡散する上部拡散層を有し、
各前記気液分離室は、前記上部拡散層にて拡散された流体を、前記ハウジング蒸気出口および前記ハウジング液体出口側へ流通させる、請求項1に記載の気液分離装置。
The internal space of the housing has an upper diffusion layer for diffusing the gas-liquid two-phase flow flowing in from the housing inlet between the plurality of gas-liquid separation chambers and the housing inlet in the vertical direction.
The gas-liquid separation device according to claim 1 , wherein each of the gas-liquid separation chambers circulates the fluid diffused in the upper diffusion layer to the housing vapor outlet and the housing liquid outlet side .
前記気液分離装置は、さらに、
前記ハウジングの前記内部空間に配置され、複数の前記気液分離室と前記上部拡散層との上下方向間に、前記上部拡散層に拡散された前記気液二相流の流速を低下させる布を備える、請求項2に記載の気液分離装置。
The gas-liquid separation device further
A cloth arranged in the internal space of the housing and reducing the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow diffused in the upper diffusion layer is provided between the plurality of gas-liquid separation chambers and the upper diffusion layer in the vertical direction. The gas-liquid separation device according to claim 2.
前記ハウジング蒸気出口は、前記ハウジングの前記下部における側面に設けられ、
前記ハウジング液体出口は、前記ハウジングの前記下部における下面に設けられる、請求項1-3の何れか一項に記載の気液分離装置。
The housing steam outlet is provided on the side surface of the lower portion of the housing.
The air-liquid separation device according to any one of claims 1-3, wherein the housing liquid outlet is provided on the lower surface of the lower portion of the housing.
前記ハウジングの前記内部空間は、さらに、
複数の前記気液分離室と前記ハウジング液体出口との上下方向間に、前記燃料蒸気が拡散する下部拡散層を有し、
前記ハウジング液体出口は、前記気液分離室にて分離され且つ前記下部拡散層にて落下した前記液体燃料を排出し、
前記ハウジング蒸気出口は、前記気液分離室にて分離され且つ前記下部拡散層にて拡散された前記燃料蒸気を排出する、請求項4に記載の気液分離装置。
The interior space of the housing further
A lower diffusion layer through which the fuel vapor diffuses is provided between the plurality of gas-liquid separation chambers and the housing liquid outlet in the vertical direction.
The housing liquid outlet discharges the liquid fuel separated in the gas-liquid separation chamber and dropped in the lower diffusion layer.
The gas-liquid separation device according to claim 4, wherein the housing steam outlet discharges the fuel vapor separated in the gas-liquid separation chamber and diffused in the lower diffusion layer .
前記複数の軸部材は、相互に連結されている、請求項1-5の何れか一項に記載の気液分離装置。 The gas-liquid separation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of shaft members are connected to each other. 前記貫通孔の内周面は、前記貫通孔の全長に亘って、貫通方向に延びると共に周方向に複数形成された溝を有し、
前記軸部材は、上方から下方に向かって縮径するテーパ状に形成され、
前記第一領域は、前記貫通孔の前記溝と前記テーパ状の大径側部分との径方向隙間により構成され、
前記第二領域は、前記貫通孔の前記溝と前記テーパ状の小径側部分との径方向隙間により構成され、
前記第二領域の前記拡大空間部は、前記テーパ状の小径側部分と前記貫通孔の前記溝との径方向の環状隙間により構成され、
前記第二領域の前記溝状誘導部は、前記テーパ状の小径側部分に対向する前記貫通孔の前記溝により構成される、請求項1-6の何れか一項に記載の気液分離装置。
The inner peripheral surface of the through hole has a groove extending in the through direction and a plurality of grooves formed in the circumferential direction over the entire length of the through hole.
The shaft member is formed in a tapered shape whose diameter is reduced from the upper side to the lower side.
The first region is composed of a radial gap between the groove of the through hole and the tapered large-diameter side portion.
The second region is composed of a radial gap between the groove of the through hole and the tapered small diameter side portion.
The enlarged space portion of the second region is composed of a radial annular gap between the tapered small-diameter side portion and the groove of the through hole.
The gas-liquid separation device according to any one of claims 1-6, wherein the groove-shaped guide portion in the second region is composed of the groove of the through hole facing the tapered small-diameter side portion. ..
前記貫通孔の内周面は、前記貫通孔の全長に亘って、貫通方向に延びると共に周方向に複数形成された溝を有し、
前記軸部材は、大径部と、前記大径部に対して段差を介して設けられた小径部と、を備え、
前記第一領域は、前記貫通孔の前記溝と前記大径部との径方向隙間により構成され、
前記第二領域は、前記貫通孔の前記溝と前記小径部との径方向隙間により構成され、
前記第二領域の前記拡大空間部は、前記小径部と前記貫通孔の前記溝との径方向の環状隙間により構成され、
前記第二領域の前記溝状誘導部は、前記小径部に対向する前記貫通孔の前記溝により構成される、請求項1-6の何れか一項に記載の気液分離装置。
The inner peripheral surface of the through hole has a groove extending in the through direction and a plurality of grooves formed in the circumferential direction over the entire length of the through hole.
The shaft member includes a large-diameter portion and a small-diameter portion provided with respect to the large-diameter portion via a step.
The first region is composed of a radial gap between the groove of the through hole and the large diameter portion.
The second region is composed of a radial gap between the groove of the through hole and the small diameter portion.
The expanded space portion of the second region is composed of a radial annular gap between the small diameter portion and the groove of the through hole.
The gas-liquid separation device according to any one of claims 1-6, wherein the groove-shaped guide portion in the second region is composed of the groove of the through hole facing the small diameter portion.
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