JPH04121451A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸発燃料処理装置に係り、特に吸着剤として活
性炭及び有機高分子を用いてなる蒸発燃料処理装置に関
する。

〔従来の技術〕

車両の燃料タンクに給油を行う際には、比較的多くの燃
料が蒸発する。また、自動車の走行時及び停止時のいず
れの状態においても、燃料タンクや気化器フロート室内
の燃料の一部は蒸発する。

そこで、これら蒸発燃料を大気中に漏らさないようにす
るため、一般に燃料タンクには吸着剤を充填した蒸発燃
料処理装置（以下、キャニスタという）か連結されてい
る。

この吸着剤として一般には活性炭か使用されるか、蒸発
燃料（ベーパ）のうち炭素原子数が６〜７以上の高沸点
成分は、蒸気圧か低いため、−度活性炭に吸着されると
脱離されにくいという性質を有しており、活性炭を徐々
に劣化させるという問題かあった。

この問題に対処したキャニスタの一例としては、特開平
１−２２７８６１号公報に示されるものがある。同公報
に示されるキャニスタは、上部に有機高分子層が、また
その下部に活性炭層か配設された構造とされており、ベ
ーパ導管及びパージ導管は共に上部に配置された有機高
分子層に接続された構成となっていた。

ここで使用される有機高分子は、低融点成分のベーパは
殆ど吸収しないか、液状燃料や高沸点成分のベーパは吸
収して膨潤する（体積か膨張する）という性質を有して
いる。

従って、このキャニスタでは、液状燃料や高沸点成分の
ベーパを有機高分子層で吸収し、低沸点成分のベーパを
活性炭層て吸着する構成となっている。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記した従来構成のキャニスタでは、ベーパ導管及びパ
ージ導管は共に有機高分子層に接続され、低沸点成分の
ベーパは有機高分子層を通過して活性炭層へ吸着され、
逆にパージの際はパージ空気が活性炭層のベーパを脱離
したのち有機高分子層に吸着されていた燃料成分を気化
して脱離する（パージする）構成となっていた。これは
バーンの際、有機高分子層から脱離した高沸点成分のベ
ーパか再び活性炭層に吸着されてのまうのを防止するた
めである。しかしながら、この構成のキャニスタては、
有機高分子層に多量の液状燃料や高沸点成分のベーパが
吸収されると、有機高分子か膨潤して有機高分子層内に
おける通気抵抗か増大し、正常なパージ作用か行われな
くなるという課題かあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、パージ
性能を向上しうる蒸発燃料処理装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明では、活性炭を充填
した活性炭層と、有機高分子よりなる吸収剤を充填して
なる有機高分子層を備え、上記活性炭層に大気開放され
た大気導管を連通し、 上記有機高分子層に内燃機関と接続されたパージ導管を
連通してなる蒸発燃料処理装置であって、上記パージ導
管の負圧か所定値以上となったとき、パージ導管を上記
活性炭層に連通ずるバイパス手段を設けてなることを特
徴とするものである。

〔作用〕

蒸発燃料処理装置に導入されたベーパの内、低沸点成分
は活性炭層に吸着され、また高沸点成分及び液状燃料は
有機高分子層に吸収される。有機高分子層に液状燃料及
び高沸点成分のベーパか吸収されるに従い、有機高分子
は膨潤し通気抵抗は増大する。

内燃機関と接続されたパージ導管は内燃機関（エンジン
）の負圧か印加されており、有機高分子の膨潤の程度か
まだ小さい場合には、有機高分子層の通気抵抗は低く、
エンジン負圧によりベーパを含んだパージ空気は有機高
分子層を通過しパージ導管よりエンジンに供給される。

しかるに、有機高分子層の膨潤の程度か大きくなるとベ
ーパを含んだパージ空気の通気抵抗は増大し、ベーパは
有機高分子層を通過てきなくなる。

これに伴いパージ導管にかかる負圧は上昇する。

そして、パージ導管の負圧か所定値以上となると、バイ
パス手段によりパージ導管は活性炭層と通される。これ
により、活性炭から脱離したベーパは有機高分子層をバ
イパスしてパージ導管に導入されていく。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面と共に説明する。第１
図は本発明の一実施例である蒸発燃料処理装置（キャニ
スタ）１を示している。

図中、２はキャニスタ本体であり略円筒形状を有してい
る。このキャニスタ本体２は、その内部を円盤状の多孔
板３．４及び環状の多孔板５により３層に画成されてい
る。一番上部に位置する層は、活性炭層７てあり、その
内部には吸着作用によりベーパを捕捉する活性炭８か充
填されている。

また、活性炭８か多孔板３．４と接する位置にはフィル
タ９．】０か介装されており、活性炭８か活性炭層７よ
り外部へ溢れ出ることを防止している。尚、多孔板３，
４及びフィルタ９，１０は液状燃料及びベーパは通過さ
せる構成となっている。

上記３層の内、中間に位置するのは空間層１１てあり、
多孔板４．５に挟まれた部分である。この空間層１１に
は吸収剤は充填されておらず、対の多孔板４，５間にバ
ネ１２か介装されると共に後述するバルブ１４が突出し
ている。

また、一番下部に位置するのは有機高分子層１５であり
、内部に有機高分子化合物１６か充填されている。具体
的な有機高分子化合物１６としては、エチレンプロピレ
ン系ポリマー、シリコン系ポリマー、アクリル系ポリマ
ー等のゲル化物の小片の適用が好ましいか、有機高分子
化合物１６はこれに限られるものではなく、低沸点成分
のへ一部は殆ど吸収しないか、液状燃料や高沸点成分の
へ一部は吸収して膨潤するという性質を有しているもの
であればよい。この有機高分子化合物１６は、液状燃料
及び高沸点成分のベーパを吸収することによりこれらを
保持する。この際、を機高分子化合物１６は膨潤し、そ
の体積を増大させる。

なお、有機高分子化合物Ｉ６か多孔板５と接する部分に
もフィルタ１７か介装されている。

上記のように、ベーパを吸着するのに活性炭８と有機高
分子化合物１６の２種類の材質を用いるのは、活性炭８
に液体状の燃料か接触すると、その吸着作用が著しく低
下することによる。また、活性炭８は炭素原子数が５〜
６以下である小さな分子の吸着効率か良好であり、また
有機高分子化合物１６は炭素原子数か６〜７以上の大き
な分子の吸収効率が良好である。よって、上記２種類の
材質によりキャニスタ】を構成することにより、種々の
性質のベーパを効率良く捕捉することかできる。

また、有機高分子層１５の内部中央位置には、空間室１
８か形成されている。この空間室１８の側面部にも多孔
板１９及びフィルタ２０か配設されており、よってこの
多孔板１９、フィルタ２０を介してベーパは空間室１８
内に導入されうる構成となっている。また前記したバル
ブ１４は、この空間室１８の上部壁に配設されている。

バルブ１４は、バネ２１により上方向に向は付勢されて
おり、通常状態て空間室１８の上部壁に形成されたバイ
パス孔２２を塞いている。このバルブ１４は空間室Ｉ８
内の圧力とハネ２１の付勢力との力関係により開閉弁動
作を行う構成とされており、空間室１８内か所定負圧以
上となると開弁動作する。

一方、キャニスタ本体２には、ベーパ導管２３パージ導
管２４．大気導管２５の３本の導管か接続されている。

ベーパ導管２３は外部端２３ａか燃料タンク（図示せず
）に接続されると共に、内部端２３ｂかキャニスタ本体
２に形成された空間層１１に連通されている。また、パ
ージ導管２４は外部端２４ａかエンジンの吸気通路に穿
設されたパージポート（図示せず）に接続されると共に
、内部端２４ｂは有機高分子層１５（具体的には空間室
１８）に連通されている。更に、大気導管２５は活性炭
層７の上部に連通されている。

続いて上記構成とされたキャニスタ１の動作について以
下説明する。先ず、有機高分子層１５のベーパ吸収量が
また少ない状態（以下、通常状態という）について説明
する。

通常状態においては、有機高分子層１５のベーパ吸収量
が少ないため有機高分子化合物１６はさほど膨潤しては
おらず、通気抵抗は低い。

このため、燃料タンク等で気化した燃料かベーパ導管２
３からベーパとして空間層１１に導入されると、ベーパ
の高沸点成分や一部液化したへ一部は有機高分子層１５
に吸収され、他のベーパは活性炭層７に吸着される。ま
た、ベーパ中に混じっていた空気は活性炭層７を通過し
て大気導管２５から外部に放出される。

一方、車両が走行状態にある時には、キャニスタｌに吸
着されたベーパはエンジンに供給され燃焼される。エン
ジンの駆動状態ては、パージ導管２４にはエンジン負圧
か印加されており、よってこの負圧により大気導管２５
から大気を取り込み、活性炭層７に吸着されたベーパを
活性炭８から脱離（パージ）し、更に有機高分子層１５
に吸収された液状燃料及び高沸点ベーパを有機高分子化
合物１６からパージする。そして、パージされたベーパ
はパージ導管２４からエンジンに吸引され燃焼される。

これにより、キャニスタｌに捕捉されていた燃料は排出
される。

上記の通常状態では、有機高分子層１５の通気抵抗が低
いため、活性炭８からパージされたべ一パは空間層１１
を介して有機高分子層１５に進行し、更に多孔板１９．
フィルタ２０を介して空間室１８に進行し、パージ導管
２４よりエンジンに供給される（通常状態のベーパの流
れを同図に実線の矢印で示す）。この時、空間室１８内
の負圧は所定値未満またはバネ２１の付勢力を上回らな
い程度となっているため、バルブ１４は閉弁しておりバ
イパス孔２２を介してパージ導管２４に供給されるベー
パは存在しない。

次に、有機高分子層１５に液状燃料や高沸点ベーパか多
量に吸収され、有機高分子化合物１６か膨潤した状態（
以下、膨潤状態という）について説明する。

膨潤状態では、有機高分子層１５の通気抵抗か増大して
おり、有機高分子層１５内をベーパを含んたパージ空気
か通過することはてきない。よって、空間室１８はバル
ブ１４か閉弁され、かつ多孔板１９．フィルタ２Ｇか形
成された側面は有機高分子化合物１６か膨潤して気密状
態となることにより、密閉状態となる。この状態で、エ
ンジンか駆動されパージポート２４に負圧か印加される
と、空間室１８内の負圧値は前記した通常時の負圧値よ
り増大する。そして、バネ２１のバネ定数により定めら
れた所定の負圧値より空間室Ｉ８内の負圧値が大きくな
ると、バルブ１４はハネ２１の弾性力に抗して下動して
開弁じ、バイパス孔２２を開口する。

これにより、活性炭層７に吸着されていたへ一部はパー
ジされ、空間層１１に進行した後、有機高分子層１５を
バイパスしてバイパス孔２２より空間室１８に進行し、
パージ導管２４よりエンジンに供給される（膨潤状態の
ベーパの流れを同図に破線の矢印で示す）。

このように、有機高分子層１５か有機高分子化合物１６
の膨潤により通気抵抗か増大しても、バルブ１４か空間
室１８に生じた負圧により自動的に開弁するためパージ
空気量（大気導管２５より導入される空気量）の減少を
防止でき、活性炭層７に吸着されていたベーパのパージ
能力を確保することかできる。よって、膨潤状態におい
ても活性炭層７のパージを正常に行うことかできる。

尚、上記のように膨潤状態では活性炭層７のみかパージ
され、有機高分子層１５はパージされない。しかるに、
キャニスタ１に流入するベーパの内、液状燃料及び高沸
点成分のベーパか占める割合はそれ程大きくないのて有
機高分子層１５のパージを一時的に停止しても有機高分
子層１５の吸収能力を越えて液状燃料か溢れるというこ
とはない。また、膨潤した有機高分子化合物１６は放置
することにより燃料成分か気化し、やかて膨潤前の状態
に戻る。

第２図は第１図に示したキャニスタ１の変形例を示して
いる。尚、同図において第１図で示した構成と対応する
構成については同一符号を付してその説明を省略する。

同図に示すキャニスタ２７は、有機高分子層３１の下部
に空間室２８を形成すると共に、バルブ２９の構造を円
筒状の弁構造としたことを特徴とするものである。この
構造とするのに伴い、パージ導管３０は有機高分子層３
１を貫通して空間室２８に連結している。

バルブ２９は空間層１１と空間室２８を連通ずるバイパ
ス路３２内に筒状弁３３を挿入した構成とされており、
また筒状弁３３はハネ３４により上方向（閉弁方向）に
付勢されている。筒状弁３３の上部には突起３３ａか形
成されており、この突起３３ａかバイパス路３２の絞り
部３２　ａと当接離間を行うことによりバイパス路３２
を開通及び閉鎖する。また第１図で示したキャニスタ１
と同様に、バネ３４のバネ定数はパージ導管３０に印加
される負圧の値に対応して適宜選定されている。

上記構成のキャニスタ２７ても、膨潤状態となり有機高
分子層３１の通気抵抗か増大しても、筒状弁３３かパー
ジ導管３０に印加されるエンノン負圧により下動し、バ
イパス路３２を開放する。

これにより、活性炭層１１に吸着された燃料は空間層１
１．バイパス路３２を介して空間室２８に進行し、パー
ジ導管２４よりエンジンに供給され燃焼する。この構成
のキャニスタ２７ては有機高分子層３１の容量を大きく
することかでき、液状及び高沸点ベーパの吸収量を増大
することかでき、ベーパの吸収効率を向上することかで
きる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明によれは、有機高分子か膨潤し有機高
分子層の通気抵抗か増大しても活性炭層のパージを正常
に行うことかできる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である蒸発燃料処理装置（キ
ャニスタ）の縦断面図、第２図は第１図に示す蒸発燃料
処理装置の変形例を示す縦断面図である。 １．２７・・・キャニスタ、２・・・キャニスタ本体、
７・・・活性炭層、８・・・活性炭、１１・・・空間層
、１４２９・・・バルブ、１５．３１・・・有機高分子
層、　　１６・・・有機高分子化合物、１８．２８・・
・空間室、２１．３４・・・バネ、２２・・・バイパス
孔、２３・・・ベーパ導管、２４．３０・・・パージ導
管、２５・・・大気導管、３２・・・バイパス路、３３
・・・筒状弁。 第 図 １等ヤニス戸 ↑パージ Ｊｓ’−ｔｖ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 活性炭を充填した活性炭層と、有機高分子よりなる吸収
   剤を充填してなる有機高分子層を備え、該活性炭層に大
   気開放された大気導管を連通し、該有機高分子層に内燃
   機関と接続されたパージ導管を連通してなる蒸発燃料処
   理装置であって、該パージ導管の負圧が所定値以上とな
   ったとき、該パージ導管を該活性炭層に連通するバイパ
   ス手段を設けてなることを特徴とする蒸発燃料処理装置
   。