JPH0466764A - 蒸発燃料捕集装置 - 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、車両の蒸発燃料を捕集する装置に関する。

［従来の技術］ 自動車の蒸発燃料排出対策として、活性炭キャニスタが
使用されている。キャニスタの活性炭は、車両の停止時
や給油時等において発生する蒸発燃料を一旦吸着し、車
両走行時、活性炭に導入される空気により吸着した燃料
を活性炭から離脱させ、再生する。

しかし、蒸発燃料は炭素数の異なる種々の炭化水素分子
を含み、炭素数の多い炭化水素（Ｃｎｌ−１ｍのｎが７
以上）は高沸点炭化水素であり炭素数の少ない炭化水素
は低沸点炭化水素のため、蒸発燃料は巾広い範囲の沸点
をもつ種々の炭化水素の集合体から成る。

一方、活性炭の燃料吸着能力は、活性炭の細孔のサイズ
に依存し、細孔径が小さい程吸着能力が増す。しかし、
細孔のサイズを小さくすると、小さい径の細孔に毛管凝
着して液化した高沸点炭化水素は気化しにくいため、す
なわち離脱しにくいため細孔を閉塞するので、活性炭細
孔容積が減少し吸着能力が低下していく。

このような問題を対策するために、実開昭６０−１００
５５９号公報は、活性炭蒸発燃料捕集装置（チャコール
キャニスタ）の蒸発燃料導入口近傍に細孔径の大きい活
性炭を配置し、蒸発燃料導入口から遠い位置に細孔径の
小さな活性炭を配置することにより、高沸点炭化水素を
細孔径の大きい活性炭でまず選択的に捕集し、低沸点炭
化水素を細孔径の小さな活性炭で捕集するようにして、
広巾の炭素数にわたって、かつ良好な耐久性をもって蒸
発燃料を捕集できるようにした蒸発燃料捕集装置を提案
している。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、実開昭６０−１００５５９号公報のような装置
においても、高沸点炭化水素は沸点が高く気化しにくい
ため、車両走行時活性炭に空気を通しても、大きな径の
細孔に吸着した高沸点炭化水素のなかでも、とくにＣ数
の大きい（８〜９以上）高沸点炭化水素は完全には離脱
されないため、これが使用期間中に徐々に蓄積し、続い
て径の小さい細孔も閉塞し、活性炭の吸着性能を低下さ
せるという問題がある。

本発明は、上記のような問題が、活性炭細孔に捕集され
た高沸点炭化水素の、空気を通したときの活性炭からの
離脱が完全には行われないで一部残存することに起因し
ていることに鑑みて、捕集高沸点炭化水素の活性炭から
の離脱を完全離脱に近づけた蒸発燃料捕集装置を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、本発明によれば、蒸発燃料を捕集するため
の活性炭と、該活性炭の少なくとも一部分と共存するよ
うに設けられ光の照射を受けて炭化水素を酸化分解する
光触媒と、該光触媒に光を照射することができる光照射
装置と、 から成る蒸発燃料捕集装置によって達成される。

［作　　用］ 活性炭に空気を通して捕集燃料を活性炭から離脱させる
ときに、光照射装置を作動させて活性炭に光を照射する
。従来離脱が困難であった高沸点捕集炭化水素は、光の
照射を受けた光触媒によって酸化分解され、分子数の少
ないしたがって低沸点の炭化水素分子やＣＯ２、Ｈ２０
になり、容易に、完全に或いは実質的に完全に、活性炭
から分離される。したがって、活性炭細孔の閉塞が防止
され、長期にわたって優れた蒸発燃料捕集作用と再生作
用を果たすことができる。

［実施例］ 以下に、本発明に係る蒸発燃料捕集装置の望ましい実施
例を、図面を参照して説明する。ただし、第１図は本発
明の第１実施例を、第２図は本発明の第２実施例を示す
。

まず、第１、第２実施例に共通な構成を、たとえば第１
図を参照して、説明する。

蒸発燃料捕集装置１は、蒸発燃料を捕集するための活性
炭７と、活性炭７の少なくとも一部７ａと共存するよう
に設けられた光触媒６と、光触媒６に光を照射すること
のできる光照射装置５を有する。

活性炭７の一側の容器壁には、ベーパライン２とパージ
ライン４が開口しており、活性炭７を隔てて他側の容器
壁には大気開放口３が設けられている。ベーパライン２
から大気開放口３に向かう燃料蒸気流路に設けられた活
性炭７は、２種類の活性炭から構成され、燃料蒸気流路
上流側に設けられた活性炭７ａは、細孔径の大きい高沸
点ＨＣ吸着用吸着材から成り、燃料蒸気流路下流側に設
けられた活性炭７ｂは、細孔径の小ざい低沸点ＨＣ吸看
用吸着材から成る。

細孔径の大きい活性炭７ａは、３５八〜６５への範囲に
ある平均細孔径を有し、たとえば４５への平均細孔径と
されている。一方、細孔径の小さい活性炭７ｂは、１５
八〜３５への範囲にある平均細孔径を有し、たとえば２
７人の平均細孔径とされている。

３５八〜６５への範囲の平均細孔径の、細孔径の大きい
活性炭７ａは、炭素数が７〜１２の炭化水素分子の吸着
に効果があり、このような炭化水素は高沸点炭化水素で
あり、活性炭細孔に毛管凝着したときに液体を呈する。

一方、１５八〜３５への範囲の平均細孔径の小さな活性
炭７ｂは、炭素数が３〜６の炭化水素分子の吸着に効果
がある。炭素数３〜６の炭化水素は低沸点のため、細孔
径が小さくないと吸着しにくい。蒸発燃料はＣ３〜Ｃｔ
ｚ程度のＨＣからなるが、このうちＣ７以上の成分が活
性炭から離脱しにくく、活性炭劣化の原因となる。

しかし、０７以上の成分は吸着しやすいため（逆に言え
ば離脱しにくい）、活性炭の細孔径が大きくても吸着で
きる。このため、燃料流路上流側に細孔径の大きい活性
炭７ａを配してＣ７以上のＨＣ成分をそこで選択的に捕
集し、残りの成分を細孔径の小さい活性炭７ｂで捕集し
て、活性炭７の劣化を抑制するようにしである。これが
活性炭７ａを上流側に配し、活性炭７ｂを下流側に配す
る理由である。

このような配置においては、上流側の細孔径の大きい活
性炭７ａの、捕集燃料の１１脱が促進されなければなら
ない。このために、細孔径の大きい活性炭７ａに、光触
媒６が共存されている。光触媒６は、光の照射を受けて
炭化水素を酸化分解して炭素数の小さいＨＣ或いはＣＯ
２、Ｈ２０にする触媒である。先触ｒｘ６は、細孔径７
ａの大きい活性炭７ａをたとえばハニカム状（たとえば
、４００セル／Ｔｒｔ）に形成しそれに担持させである
。

細孔径の大きい活性炭７ａをハニカム状とするのは、ハ
ニカム活性炭深部連光が照射できることと、先触［６の
担持が容易に行えるからである。

細孔径の小さい活性炭７ｂは、ペレット状、粒状であっ
てよい。

光触媒６は、たとえば工１０２を主成分とする触媒から
成る。光触媒６としては、丁１０２以外の、３ｎ　０２
　、Ｚｎ　Ｏ等の遷移金属酸化物、あるいはＭｎ　Ｓ２
　、Ｚｎ　Ｓ等の硫化物、ＩｎＰ等のリン化物、半導体
であってもよい。また、上記主触媒成分に、Ｃｎ　、Ｚ
ｎ’、Ｐｔ　、Ｐｄ　、　Ｒｈ等の一種以上の成分を添
加したものであってもよい。

ハニカム状活性炭７ａに、たとえばＴｌＯ２の光触媒６
を担持させる方法は、たとえば次のようにして行うこと
ができる。Ｔ！　０２粉末とＴｉ　０２ゾルおよび水を
混合してスラリーとし、ハニカム活性炭をこのスラリー
に浸漬し、乾燥（１００℃）、焼成（３００℃）過程を
経て、担持する。この過程を３回繰返し、１０重量％の
Ｔ！０＊を担持する。

光照射装置５は、たとえば紫外線ランプから成る。紫外
線ランプ５からの紫外線が光触媒６に照射されると、光
触媒６がＴ！０２を主成分とする触媒の場合ＴｌＯ２の
電子が励起され、自由電子となってＨＣの酸化を促進さ
せる。紫外線ランプ５は、エンジンＯＮ時通電する制６
ＩＩ装置８により、車両走行時点灯する。光照射は、パ
ージ時間中照射し続けてもよいし、或いはパージ時間中
常に行なう必要もない場合は、定期的に、たとえば３０
分につき５分の割合で、照射してもよい。また、パージ
開始時一定時間、たとえば３０分は光照射せず、光触媒
共存活性炭層をＨＣが比較的高濃度で通過する場合の反
応を抑制してもよい。

続いて、各実施例に特有の構成を説明する。

第１実施例では、第１図に示すように、２種類の活性炭
層７ａ、７ｂが単一の容器の中に収容されている。この
ため、部品点数が少なくなっている。

第２実施例では、第２図に示すように、高沸点ＨＣ用ハ
ニカム活性炭７ａと紫外線ランプ５を小型容器９に収容
し、搭載性に、第１実施例よりも自由度をもたせである
。

つぎに、作用を説明する。

蒸発燃料捕集装置１に蒸発燃料が導入されると、上流側
にある細孔径の大きい活性炭７ａにより、蒸発燃料中の
高沸点ＨＣ（０７以上）が選択的に吸着される。低沸点
ＨＣ（Ｃ６以下）は、上流の活性炭７ａにほとんど吸着
されることなく通過し、粒状活性炭７ｂにより吸着され
る。

一方、車両走行時は、大気開放口３がら空気が導入され
、粒状活性炭層７ｂ、ハニカム活性炭７ａを経て、エン
ジンに導入される。この時、粒状活性炭層７ｂに吸着さ
れていた低沸点炭化水素は活性炭７ａを通過してエンジ
ンに入り、燃焼される。一方、ハニカム活性炭７ａに吸
着されていた高沸点炭化水素は、細孔径の大きい活性炭
に吸着してはいるものの、もしも光触媒６がなければ、
一部は活性炭細孔に残存しようとする。しかし、実際に
は、ハニカム活性炭７ａには、光触媒６が担持されてい
るため、紫外線ランプ５から照射される紫外光を受ける
と、光触媒６は高沸点炭化水素を酸化分解して炭素数の
少ない炭化水素に分解し、これは容易に活性炭から＠脱
して、活性炭細孔が再生される。

以上のように、蒸発燃料の活性炭への吸着および活性炭
再生が繰り返され、長期間、キャニスタのベーパ捕集性
能を殆んど低下させることなく捕集装置を使用すること
が可能になる。

［発明の効果］ 本発明によれば、蒸発燃料捕集装置の活性炭の少なくと
も一部分に活性炭と共存させて光触媒を設け、さらに光
触媒に光を照射可能な光照射装置を設けたので、再生時
に、光触媒装置から光触媒に光を照射することにより、
光触媒と共存する活性炭に吸着された捕集燃料の酸化分
解を促進させることができ、燃料の活性炭からの離脱を
実質的に完全に行わせることができる。これによって、
活性炭の性能を長期間良好に維持でき、蒸発燃料捕集装
置の耐久性を向上させることができる。

上記のような本考案の良好な活性炭性能を従来の蒸発燃
料捕集装置で得ようとすれば、活性炭の容量を増さなけ
ればならなくなるので、本考案装置は、性能を同等にし
た場合、従来装置に比べて小型化されるという効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案の第１実施例に係る蒸発燃料捕集装置の
断面図、 第２図は本考案の第２実施例に係る蒸発燃料捕集装置の
断面図、 である。 １・・・・・・蒸発燃料捕集装置 ２・・・・・・ベーパライン ３・・・・・・大気開放口 ４・・・・・・パージライン ５・・・・・・光照射装置 ６・・・・・・光触媒 ７・・・・・・活性炭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発燃料を捕集するための活性炭と、 前記活性炭の少なくとも一部分と共存するように設けら
   れ、光の照射を受けて炭化水素を酸化分解する光触媒と
   、 前記光触媒に光を照射することができる光照射装置と、 から成ることを特徴とする蒸発燃料捕集装置。