JPH0842405A

JPH0842405A - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH0842405A
Application number: JP17697394A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Kunimitsu; 正文国光; Seiji Mori; 清司森; Tomokazu Muraguchi; 智一村口; Yoichiro Ando; 陽一郎安藤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸発燃料処理装置の処理能力の向上を図る。【構成】燃料タンク１の上部に連通接続されて蒸発燃
料を吸着するキャニスタ１０と、燃料タンクへ燃料を補
給するためのフィラーネック２と、フィラーネックと独
立して設けられキャニスタの近傍又は内部を通過してエ
ンジンの余剰燃料を燃料タンクへ戻す燃料リターン通路
１７とを備えた構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駐車時、或いは給油時
に燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、エンジン
運転時に脱離させて燃焼させ大気中に放出されることを
防止する蒸発燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のエンジンの燃料系には燃料タンク
内で蒸発した燃料（ガソリン蒸気）の燃料成分（炭化水
素ＨＣ）（以下「蒸発燃料」という）が、駐車時に大気
中に放出されたり、或いは給油時に燃料タンクのフィラ
ーネックの給油口から大気中に放出されることを防止す
るために蒸発燃料処理装置が設けられている。この蒸発
燃料処理装置は、図１に示すように燃料タンク１内の上
部に設けられ液面を制御して燃料の入れすぎを防止する
フュエルカットバルブ３、車両転倒時に燃料が燃料タン
ク１から漏出することを防止するロールオーババルブ
４、及びベントホース５を介して蒸発燃料を吸着するキ
ャニスタ６が接続されて構成されている。キャニスタ６
は、キャニスタ容器７内に吸着剤（活性炭）８が充填さ
れており、蒸発燃料を吸着するようになっている。キャ
ニスタ容器７には燃料タンクに接続されるタンクポート
７ａ、エンジンの吸気通路に接続されるパージポート７
ｂ、大気に開口する大気ポート７ｃが設けられている。

【０００３】尚、燃料タンク１の上部にはフュエルカッ
トバルブ３の閉弁時に蒸発燃料により燃料タンク１の内
圧が上昇した場合、開弁して蒸発燃料をキャニスタ６に
逃がしタンク内圧を下げるための２ウェイバルブ９が設
けられている。この２ウェイバルブ９は、フュエルカッ
トバルブ３に並列に接続されている。駐車時に燃料タン
ク１内で発生した蒸発燃料は、ベントホース５を通して
タンクポート７ａからキャニスタ６に流れ込み、吸着剤
８により燃料成分が吸着された後、大気ポート７ｃから
大気中に放出される。また、燃料を給油するときには、
フィラーネック２の給油口から燃料タンク１に燃料を給
油する際短時間に燃料タンク１内で発生する蒸発燃料
は、ベントホース５を通してキャニスタ６に流入し、吸
着剤８に吸着される。これにより給油時に蒸発燃料がフ
ィラーネック２の給油口から大気中に放出されることが
防止される。

【０００４】キャニスタ６に吸着された蒸発燃料は、エ
ンジン運転時に吸気通路の負圧により大気ポート７ｃか
ら導入される大気により吸着剤８から脱離（パージ）さ
れ、当該導入された大気と共にパージポート７ｂから前
記エンジンの吸気通路に供給されて燃焼される。これに
よりキャニスタ６の吸着剤８は、吸着能力が回復して次
の駐車時或いは給油時の蒸発燃料の吸着に備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸着剤（活
性炭）８の吸着・脱離能力は、温度に大きく左右され、
しかも、吸着能力は、図２に曲線Ｉで示すように温度が
高くなると低下し、一方、脱離能力は、同図曲線ＩＩで
示すように温度が低くなると低下するという相反する関
係にある。更に、吸着剤８は、給油時に短時間にガソリ
ン蒸気が吸着すると吸着熱が発生し、これに伴い吸着能
力が著しく低下する。この吸着熱によりキャニスタ６の
内部温度が１００°Ｃ以上の高温になることもある。

【０００６】また、給油時に蒸発燃料が大気中に放出さ
れることが著しく規制されてきており（オンボード規
制）、これに対応するためにキャニスタが、雰囲気が高
温のエンジンルームから低温の燃料タンクの近傍に配置
されるようになってきている。この結果、キャニスタ６
（吸着剤８）の温度が低下し、エンジン運転時に吸着剤
８に吸着されている蒸発燃料が脱離し難くなるという問
題がある。キャニスタ６は、吸着剤８から蒸発燃料が脱
離し難くなると、その吸着剤８の分吸着能力の回復が悪
くなり、次の駐車時、或いは給油時において燃料タンク
１内に発生した蒸発燃料の吸着能力が低下して好ましく
ない。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、給油時には蒸発燃料の吸着能力を向上させ、エンジ
ンの運転時には離脱能力を高めると共に小型化を図るよ
うにした蒸発燃料処理装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、燃料タンクの上部に連通接続されて
蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンクへ燃
料を補給するためのフィラーネックと、前記フィラーネ
ックと独立して設けられ前記キャニスタの近傍または内
部を通過して前記エンジンの余剰燃料を前記燃料タンク
へ戻す燃料リターン通路とを備えた構成としたものであ
る。

【０００９】請求項２の装置では、キャニスタは、前記
燃料タンク内に設けられていると共に前記フィラーネッ
クの前記燃料タンク側開口端が前記キャニスタに臨んで
開口して構成されている。請求項３の装置では、フィラ
ーネックにキャニスタが貫装されて構成されている。

【００１０】請求項４の装置では、キャニスタは、燃料
タンク内の底面に固定されて構成されている。請求項５
の装置では、燃料リターン通路は、蛇行してキャニスタ
と接触して構成されている。

【００１１】

【作用】駐車時、或いは燃料給油時に燃料タンク内で発
生した蒸発燃料は、キャニスタに流入し、燃料成分が吸
着剤に吸着して除去された後大気中に放出される。キャ
ニスタは、燃料給油時に注入される低温の燃料により冷
却され、吸着能力が向上し、燃料タンク内で発生した蒸
発燃料を良好に吸着する。キャニスタは、エンジンの運
転時に余剰燃料（以下「リターン燃料」という）により
吸着剤が加熱されて脱離（パージ）能力が向上し、吸着
している燃料成分が良好に離脱され、吸着能力が回復す
る。

【００１２】請求項２の装置では、キャニスタが、燃料
タンク内に設けられると共に前記フィラーネックの前記
燃料タンク側開口端を前記キャニスタに臨んで開口され
ると、給油時に注入される低温の燃料により良好に冷却
されて吸着能力が向上する。請求項３の装置では、フィ
ラーネックにキャニスタが貫装され、前述と同様に給油
時に良好に冷却されて、吸着能力が向上する。

【００１３】請求項４の装置では、キャニスタが燃料タ
ンク内の底面に固定され、燃料タンク内の燃料に浸され
て駐車時或いは給油時の吸着能力が向上し、エンジン運
転時の離脱能力が向上する。請求項５の装置では、燃料
リターン通路が蛇行してキャニスタと接触しており、吸
着剤とリターン燃料との熱交換効率が高くなり、キャニ
スタの離脱能力が向上する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の第１実施例を添付図面に基づい
て詳述する。尚、図１と同一部材には同一符号を付して
ある。図３において燃料タンク１に燃料を補給するため
のフィラーネック２は、下部２ａが燃料タンク１の側壁
１ｂの下部を液密に貫通且つ固定され、当該燃料タンク
１内に略水平に僅かに突出して開口し、上部２ｂが燃料
タンク１から斜め上方に延出しており、開口端（給油
口）２ｃにはキャップ（図示せず）が液密に、且つ着脱
可能に冠着される。

【００１５】キャニスタ１０は、キャニスタ容器１１内
の上下両部に隔壁１２、１３が設けられ、これらの隔壁
１２、１３とキャニスタ容器１１の各対向する上面１１
ａ、下面１１ｂとの間に夫々チャンバ１４、１５が、隔
壁１２と１３との間にチャンバ１６が画成されている。
隔壁１２、１３は、小孔が多数穿設された例えば、パン
チングメタルにより形成されている。キャニスタ容器１
１の上面１１ａには孔１１ｄ、１１ｅが穿設されてお
り、チャンバ１４に開口している。また、キャニスタ容
器１１の側壁１１ｃの下端近傍には小孔１１ｆが穿設さ
れており、チャンバ１５に開口している。そして、キャ
ニスタ容器１１に穿設された孔１１ｄはタンクポート、
孔１１ｅはパージポート、孔１１ｆは大気ポートとされ
る。

【００１６】隔壁１２と１３の間に形成されたチャンバ
１６内には、小径のパイプ１７が水平に、且つ上下方向
に複数段に亘り蛇行して収納されており、上部が隔壁１
３及びキャニスタ容器１１の上面１１ａに穿設された各
小孔を夫々液密に貫通し、且つ固定されて上方に延出
し、下端がキャニスタ容器１１の側壁１１ｃの下部に穿
設された小孔１１ｇに液密に嵌挿して固定されている。
このパイプ１７は、燃料リターン通路とされる。

【００１７】そして、チャンバ１６内には吸着剤８が充
填されている。吸着剤８は、例えば、活性炭が使用され
ている。パイプ１７は、吸着剤８内に蛇行して収納され
ているために当該吸着剤８との接触距離が長くなり、従
って、吸着剤８との接触面積が大きくなり、後述するよ
うにエンジンからのリターン燃料による熱交換効率が向
上する。

【００１８】キャニスタ１０は、燃料タンク１内に、且
つフィラーネック２の燃料の出口付近に収納されてお
り、側壁１１ｃの略中央即ち、吸着剤８が充填されてい
るチャンバ１６がフィラーネック２の下部２ａの開口端
と僅かな間隔を存して対向して配置され、下面１１ｂが
燃料タンク１の底面１ｄに固定されている。パイプ１８
は、燃料タンク１の底面１ｄに水平に配置され、一端が
キャニスタ容器１１の側壁１１ｃに穿設された小孔１１
ｆに液密に接続されてチャンバ１５に連通され、他端が
当該燃料タンク１の側壁１ｃの下端に穿設された小孔を
液密に貫通固定されて僅かにタンク外部に突出し、大気
に開口されている。このパイプ１８は、キャニスタ１０
への大気導入通路とされる。

【００１９】パイプ１９は、一端がキャニスタ容器１１
の上面１１ａに穿設された孔１１ｅに液密に接続されて
チャンバ１４に連通され、他端が燃料タンク１の例え
ば、側壁１ｃに穿設された孔を液密に貫通して外部に延
出され、エンジンの吸気通路（共に図示せず）に連通接
続される。パイプ１７の上端は、燃料タンク１の上面１
ａに穿設された孔を液密に貫通固定されて前記エンジン
の燃料通路に定圧弁（共に図示せず）を介して接続され
る。

【００２０】ベントホース５は、一端がキャニスタ容器
１１の上面１１ａの孔１１ｄに液密に接続されてチャン
バ１４に連通され、他端が燃料タンク１の上面１ａに穿
設された孔を液密に貫通固定されて上方に延出され、ロ
ールオーババルブ４を介して燃料タンク１内上部に設け
られたフュエルカットバルブ３に接続されている。ま
た、フュエルカットバルブ３には２ウェイバルブ９が並
列に接続されている。

【００２１】以下に作用を説明する。駐車時等において
燃料タンク１内に発生した蒸発燃料（ガソリン蒸気）
は、ベントホース５を通してキャニスタ１０のチャンバ
１４に流入し、隔壁１２の多数の小孔を通して吸着剤８
内に拡散する。拡散された蒸発燃料は、吸着剤８により
吸着されて除去される。この燃料成分が除去された蒸気
は、隔壁１３の多数の小孔を通してチャンバ１５に流入
し、更にパイプ１８を通して大気中に放出される。駐車
時には燃料タンク１の温度が低く、キャニスタ１０の温
度も低くなっており、吸着剤８の吸着能力は高い（図２
の曲線Ｉ）。従って、キャニスタ１０は、燃料タンク１
で発生した蒸発燃料を良好に吸着することができる。

【００２２】燃料の給油時にはフィラーネック２の開口
端（給油口）２ｃのキャップを外して給油ガン（給油ノ
ズル）２０を挿入し、燃料タンク１に燃料（ガソリン）
を注入する。注入された燃料は、フィラーネック２の下
部２ａの開口端から燃料タンク１内に流入する際にキャ
ニスタ１０の吸着剤８が充填されている略中央部に当た
りながら充填される。この注入される燃料は、地下タン
クから供給されるために低温であり、従って、キャニス
タ１０が冷却される。しかも、キャニスタ１０は、燃料
が注入されるに伴い当該燃料内に没入し、より一層冷却
されるようになる。キャニスタ１０は、前述したように
燃料成分を吸着する際に吸着熱が発生するが、注入され
る燃料により冷却されて温度上昇が抑制される。この結
果、キャニスタ１０は、吸着能力の低下が抑えられ、燃
料供給時に燃料タンク内に発生する蒸発燃料を良好に吸
着することができる。

【００２３】エンジンの運転時には、燃料タンク１から
燃料がエンジンに供給され、余剰の燃料がパイプ１７
（燃料リターン通路）を通して燃料タンク１に環流す
る。このリターン燃料は、エンジンの燃焼室の周囲を通
って戻って来るために加熱されて温度が高く（６０〜７
０°Ｃ）なっている。パイプ１７は、キャニスタ１０の
吸着剤８の内部を蛇行しており、従って、リターン燃料
は、長距離に亘り吸着剤８を加熱しながら流れ、熱交換
効率が高くなる。また、燃料タンク１内の燃料は、リタ
ーン燃料により高くなっており、燃料に浸されているキ
ャニスタ１０が保温される。この結果、キャニスタ１０
は、脱離能力が促進されて吸着している燃料成分を良好
に脱離（パージ）させる。そして、脱離された燃料成分
はエンジンにより燃焼される。

【００２４】一方、キャニスタ１０は、燃料成分が吸着
剤８から離脱するときに冷却され、燃料タンク１内の燃
料及び吸着剤８の内部を蛇行しているパイプ１７内を流
れるリターン燃料を冷却する。これにより、燃料タンク
１内の燃料の温度上昇が低く抑えられる。吸着剤８から
脱離した燃料成分は、隔壁１２の多数小孔を通してチャ
ンバ１４内に流入する。このチャンバ１４に流入した燃
料成分は、更にエンジンの吸気通路の負圧により吸引さ
れて当該吸気通路に流入し燃焼される。このようにして
吸着剤８に吸着されている燃料成分が離脱され、これに
伴い吸着剤８の吸着能力が回復する。これによりキャニ
スタ１０は、エンジン停止後の駐車時、或いは燃料給油
時において燃料タンク１内に発生する蒸発燃料を良好に
吸着処理することが可能となる。

【００２５】図４は、本発明の第２実施例を示し、フィ
ラーネック２にキャニスタ１０を貫装させたものであ
る。即ち、キャニスタ容器１１のチャンバ１６にフィラ
ーネック２の下部２ａを液密に貫通させて構成したたも
のである。これにより給油時に冷えた燃料が吸着剤８を
冷却しながら燃料タンク１内に注入される。この結果、
吸着剤８が冷却されて吸着能力が向上する。

【００２６】このようにフィラーネック２の燃料タンク
１との接続部近傍即ち、燃料タンク１内への燃料の出口
付近にキャニスタ１０を貫装させる場合には、燃料タン
ク１の外部に、且つ当該燃料タンク１の近傍にキャニス
タ１０を配置しても良い。尚、上記実施例においては、
キャニスタ容器１１の吸着剤８内にパイプ（燃料リター
ン通路）１７を蛇行させて収納配置したが、これに限る
ものではなく、他の形状例えば、螺旋状に形成して収納
配置しても良い。また、パイプ１７即ち、燃料リターン
通路を、キャニスタ容器１１の吸着剤８内を通して配管
し、リターン燃料が吸着剤８と熱交換をしながら燃料タ
ンク１に還流するようにしたが、燃料リターン通路をキ
ャニスタ１０の近傍に配置する例えば、キャニスタ容器
１１の外側に巻き付けるように配置しても良い。

【００２７】更に、上記実施例においては、燃料タンク
１内にキャニスタ１０を収納する場合について記述した
が、これに限るものではなく、燃料タンク１の外部に配
置しても良い。しかしながら、燃料タンク１は、剛性が
高く形成されており、従って、燃料タンク１内にキャニ
スタ１０を配置すれば、キャニスタの剛性を必要以上に
高く形成する必要が無くなり、軽量化、コストダウン等
の点で有利である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
料リターン通路とフィラーネックとが独立して設けられ
ているために、エンジンの運転時における高温のリター
ン燃料によるキャニスタの加熱と給油時における地下タ
ンクからの低温の燃料によるキャニスタの冷却とを効率
よく行うことができ、キャニスタ（吸着剤）の蒸発燃料
の吸着・脱離能力を高める即ち、性能の向上を図ること
が可能となり、吸着剤の容量を少なくすることができ、
これに伴いキャニスタの小型化が図られる。

【００２９】請求項２の発明によれば、燃料タンク内に
キャニスタを配置することにより燃料タンク近傍のレイ
アウトが容易となる。更に、燃料タンクは、剛性が高く
形成されているためにキャニスタの剛性を必要以上に高
くする必要が無くなり、軽量化及びコストの低減が図ら
れる。請求項３の発明によれば、キャニスタの配置を燃
料タンク内に限定されないために燃料タンクの設計の自
由度が高くなると共に、燃料タンクの製造が容易とな
る。また、キャニスタの容積分だけ燃料タンクの小型
化、或いは燃料量を増量することができる。

【００３０】請求項４の発明によれば、キャニスタが燃
料タンク内の底面に固定されているためにキャニスタを
タンク内の燃料に浸すことができ、駐車時、燃料給油時
等にキャニスタが良好に冷却されて吸着能力が向上し、
蒸発燃料中の燃料成分を良好に吸着することができる。
請求項５の発明によれば、燃料リターン通路が、蛇行し
てキャニスタと接触しているためにキャニスタとの接触
する距離が長くなり、これに伴い熱交換効率が高くな
り、キャニスタの脱離（パージ）能力が高くなり、吸着
剤の容量を少なくすることができ、小型化を図ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の蒸発燃料処理装置の概要を示す構成図で
ある。

【図２】蒸発燃料処理装置に使用する吸着剤の温度特性
を示すグラフである。

【図３】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第１実施例を
示す要部断面図である。

【図４】本発明に係る蒸発燃料処理装置の第２実施例を
示す要部断面図である。

【符号の説明】

１燃料タンク２フィラーネック３フュエルカットバルブ４ロールオーババルブ５ベントホース８吸着剤９２ウェイバルブ１０キャニスタ１１キャニスタ容器１２、１３隔壁１４、１５、１６チャンバ１７、１８、１９パイプ

フロントページの続き (72)発明者安藤陽一郎東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクの上部に連通接続されて蒸発
燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンクへ燃料を補給するためのフィラーネック
と、前記フィラーネックと独立して設けられ前記キャニスタ
の近傍または内部を通過して前記エンジンの余剰燃料を
前記燃料タンクへ戻す燃料リターン通路とを備えたこと
を特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】前記キャニスタが、前記燃料タンク内に
設けられていると共に前記フィラーネックの前記燃料タ
ンク側開口端が前記キャニスタに臨んで開口しているこ
とを特徴とする請求項１記載の蒸発燃料処理装置。
【請求項３】前記フィラーネックに前記キャニスタが
貫装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。
【請求項４】前記キャニスタは、前記燃料タンク内の
底面に固定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。
【請求項５】前記燃料リターン通路は、蛇行して前記
キャニスタと接触し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。