JPH0925856A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸発燃料が通過する吸着剤の上流側と下流側
との間で、吸着剤の吸着率を増大させて平滑化する蒸発
燃料処理装置を提供する。 【構成】 蒸発燃料処理装置は、燃料タンクからチャー
ジガスが流入する第１の拡散室２０と、外気が流入する
第２の拡散室２１と、拡散室２０〜２２に挟まれて配置
され、チャージガス、パージガス及び大気を通過させる
吸着室２３，２４と、吸着室２３，２４に挟まれた第３
の拡散室２２を有する。そして、吸着室２３，２４の内
部には、チャージガスから蒸発燃料を吸着し、かつ、離
脱してパージガスとする吸着剤４０が吸容される。さら
に、拡散室２０，２２を連通して設置された戻し管５０
と、戻し管５０の途中に設置され、第３拡散室２２の圧
力が第１拡散室２０の圧力よりも所定レベル以上大きい
ときに戻し管５０を開放する逆止弁５１とを備える。こ
の戻し管５０を介する戻りガスの還流により、燃料成分
は繰り返し吸着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車エンジン等の内
燃機関における蒸発燃料排出抑制装置に用いられ、燃料
タンクから流入した蒸発燃料を一時貯蔵した後に燃焼室
に送出する蒸発燃料処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関の燃料系においては、燃
料タンクの燃料から発生した蒸発燃料が外気に排出され
る不具合を抑止する蒸発燃料処理装置として、蒸発燃料
を活性炭に吸着した後に、脱離させて燃焼室に流出する
キャニスタが知られている。

【０００３】例えば、図４に示すようなチャコール・キ
ャニスタ方式のＵ字フロー型構成では、内燃機関の停止
時や燃料タンクの給油時などに、第１，第２のチャージ
管７０，７１からケーシング１０に流入した蒸発燃料
は、第１，第２の吸着室（吸着剤収容室）２３，２４に
充填された吸着剤４０によって吸着され、ドレイン管８
０から外気に排出される。内燃機関の稼動時にドレイン
管８０からケーシング１０に流入した外気は、吸着剤４
０から燃料成分を離脱させ、蒸発燃料を含むパージガス
となってパージ管９０に流出する。

【０００４】なお、このような先行技術に関しては、特
開平１−１５９４５５号公報などに詳細に開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の蒸発燃料処理装置では、給油時に大量に発生し
た蒸発燃料が、吸着室に充填された活性炭の層中を比較
的高速で通過するので、チャージガスの上流側から下流
側に向って、活性炭による蒸発燃料の吸着率が急激に低
減する。

【０００６】このため、チャージガスの流通経路の下流
側では吸着率が低く、活性炭の全体としての吸着効率が
良くない、という問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、以上の問題点に鑑みて
なされたものであり、蒸発燃料が通過する吸着剤の下流
側の吸着率を増大させて平滑化する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】請求項１の発明は、燃料
タンクから送出されるチャージガスの流通経路の上流側
に位置する拡散室と下流側に位置する拡散室により挟ま
れた吸着剤収容室をケーシング内に備えた蒸発燃料処理
装置において、上流側に位置する拡散室と下流側に位置
する拡散室とを連通させる戻し管と、戻し管の途中に配
置されると共に下流側の拡散室から上流側の拡散室への
戻りガスのみを流通させる逆止弁とを備えたことを特徴
とする。

【０００９】請求項１の蒸発燃料処理装置によれば、燃
料タンクから流入したチャージガスは、上流側の拡散室
で拡散されて吸着室（吸着剤収容室）に流入し、吸着剤
によって蒸発燃料が吸着された後、下流側の拡散室で拡
散される。このとき、下流側に位置する拡散室側の戻し
管の内圧が、上流側に位置する拡散室側の戻し管の内圧
よりも高いとき、逆止弁が戻し管を開放してチャージガ
スの一部を戻りガスとして下流側の拡散室から上流側の
拡散室に帰還させ、ここで再び拡散される。そして、再
び吸着室に流入し、吸着剤によって蒸発燃料が再び吸着
される。

【００１０】このような戻し管を経由するチャージガス
の帰還は、下流側の拡散室側の戻し管の内圧が上流側の
拡散室側の戻し管の内圧よりも低くなり、逆止弁が戻し
管を閉塞するまで繰り返される。このため、吸着室を通
過するたびにチャージガスに含まれた蒸発燃料は吸着剤
に吸着されるので、吸着剤の吸着率はチャージガスの帰
還のたびに増大する。

【００１１】なお、内燃機関が稼動し、吸入負圧が内燃
機関側に発生すると、外気側から流入した大気は下流側
の拡散室で拡散されて吸着室に流入し、吸着剤から離脱
した蒸発燃料を含むパージガスとなる。そして、吸着室
を通過したパージガスは上流側の拡散室で拡散され、内
燃機関側に排出される。

【００１２】請求項２の発明は、燃料タンク側及び内燃
機関側に連通した第１の拡散室と、外気側に連通した第
２の拡散室と、第１の拡散室と第２の拡散室との間の燃
料ガス通路に設けられた複数の吸着剤収容室と、燃料ガ
ス通路の途中で複数の吸着剤収容室の間に介在させた第
３の拡散室とをケーシング内に備えた蒸発燃料処理装置
において、第１の拡散室と第３の拡散室とを連通させる
戻し管と、戻し管の途中に配置されると共に第３の拡散
室から第１の拡散室への戻りガスのみを流通させる逆止
弁とを備えたことを特徴とする。

【００１３】請求項２の蒸発燃料処理装置によれば、チ
ャージガスの流通経路の上流側に位置する第１の拡散室
と下流側に位置する第３の拡散室の間に戻し管が設けら
れているので、第３の拡散室側の戻し管の内圧が第１の
拡散室側の戻し管の内圧よりも高いとき、逆止弁が開い
て第３の拡散室のチャージガスは戻りガスとして第１の
拡散室に還流する。このため、第３の拡散室の上流側に
位置する吸着剤収容室での吸着量を増加でき、かつ、第
３の拡散室の下流側に位置する吸着剤収容室に流れる蒸
発燃料を減少させ、その吸着効率を向上させることがで
きる。

【００１４】

【実施の形態】以下、本発明の蒸発燃料処理装置に係る
実施形態の構成及び作用について、図１ないし図３を参
照して詳細に説明する。なお、図面の説明においては、
同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略す
る。

【００１５】第１実施形態 図１に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、
チャコール・キャニスタ方式でＵ字フロー型に構成され
ている。金属製または樹脂製のケーシング１０の上端内
面には、略平板状の仕切板１１が下端内面に向って延び
て固定され、ケーシング１０の内部を大容量（上流側）
および小容量（下流側）の二室に分割している。ケーシ
ング１０の下端内面には、コイル状のスプリング１２が
上方向に付勢可能に設置され、これによりケーシング１
０の下端内面との間で第３の拡散室２２を形成するグリ
ッド１３が保持されている。

【００１６】グリッド１３は、金属製または樹脂製の板
材に多数の貫通穴を有して通気性を確保しつつ、吸着剤
４０を支持しており、その間には略平板状の第１のフィ
ルタ１４が介在されている。この第１のフィルタ１４は
不織布からなり、チャージガスとともに流入した比較的
大粒の不純物を抽出している。また、吸着剤４０の層の
上面にそれぞれ載置された略平板状の第２及び第３のフ
ィルタ１５，１６についても、ともに不織布からなり、
第１のフィルタ１４と同様にチャージガス中の不純物を
それぞれ抽出している。

【００１７】第１のフィルタ１４と第２のフィルタ１５
との間のスペース、すなわち第１の吸着室（吸着剤収容
室）２３と、第１のフィルタ１４と第３のフィルタ１６
との間のスペース、すなわち第２の吸着室２４には、い
ずれも吸着剤４０が充填され、第１及び第２の吸着室２
３，２４は仕切板１１の下端と第１のフィルタ１４との
間隙によって部分的に連通している。ここで、吸着剤４
０は略粒状の活性炭であって、燃料タンクから流入した
チャージガスから蒸発燃料を吸着し、外気が流入すると
蒸発燃料を離脱してパージガスとする。

【００１８】ケーシング１０の上端内面と第２のフィル
タ１５との間に形成されたスペース、すなわち第１の拡
散室２０は、ケーシング１０の上端面において第１及び
第２のチャージ管７０，７１とパージ管９０に連通して
おり、ケーシング１０の上端内面と第３のフィルタ１６
との間に形成されたスペース、すなわち第２の拡散室２
１は、ケーシング１０の上端面においてドレイン管８０
に連通している。

【００１９】本実施形態において特徴的なことは、第１
の拡散室２０がケーシング１０の側壁で第１の戻し管５
０の一端に連通し、ケーシング１０の下端内面とグリッ
ド１３との間に形成されたスペース、すなわち第３の拡
散室２２がケーシング１０の側壁において第１の戻し管
５０の他端に連通していることである。

【００２０】この第１の戻し管５０は、第１の拡散室２
０から第１の吸着室２３を介して第３の拡散室２２に流
入したチャージガスを、戻りガスとして再び第１の拡散
室２０に帰還させるものであり、途中に第１の逆止弁５
１が設置され、第３の拡散室２２側の第１の戻し管５０
の内圧が第１の拡散室２０側の第１の戻し管５０の内圧
よりも所定レベル以上大きいときに開弁し、その他の時
には閉塞する。したがって、第１の逆止弁５１の開弁圧
は、下流側の第２の吸着室２４での圧損と、第１の戻り
管５０からなるドレイン部の圧損との和より、小さくす
る必要がある。第１の逆止弁５１の後段として第１の戻
し管５０の途中に配置された第１の電磁開閉弁５２は、
電子制御装置（図示しない）のコントロールに従い、燃
料タンクの給油時に第１の戻し管５０を開放し、その他
の時には閉塞する。

【００２１】なお、第１の拡散室２０と燃料タンクとを
連通する第１のチャージ管７０は、逆止弁（図示しな
い）を介して燃料タンクからチャージガスを第１の拡散
室２０に送出するＥＶＡＰＯチャージ系のパイプであ
り、これによって燃料タンクの内圧を所定レベル未満に
保持する。第１の拡散室２０と燃料タンクとを連通する
第２のチャージ管７１は、制御弁（図示しない）を介し
て燃料タンクからチャージガスを第１の拡散室２０に送
出するＯＲＶＲチャージ系のパイプであり、これによっ
て燃料タンクの内圧を給油時に低減させる。

【００２２】また、第２の拡散室２１と外部とを連通す
るドレイン管８０は、内燃機関の稼動時にパージ管９０
に発生する吸入負圧によって外気を第２の拡散室２１に
送出し、内燃機関の停止時に燃料成分が除去済みのガス
を第２の拡散室２４から外気に送出する。第１の拡散室
２１と内燃機関とを連通するパージ管９０は、内燃機関
の稼動時に蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の燃焼
室に送出する。

【００２３】次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の作
用について説明する。

【００２４】内燃機関の停止時には、燃料タンクから第
１のチャージ管７０を介してケーシング１０に流入した
チャージガスは、第１の拡散室２０で拡散されてその流
速を低減した後、第１の吸着室２３に流入して吸着剤４
０により燃料成分が吸着される。このとき、第１の開閉
弁５２は第１の戻し管５０を閉塞しているため、第１の
吸着室２３を通過したチャージガスは第３の拡散室２２
で拡散された後、下流側の第２の吸着室２４に流入し、
再び吸着剤４０によって燃料成分が吸着される。そし
て、第２の吸着室２４を通過したチャージガスは第２の
拡散室２１で拡散された後、ケーシング１０からドレイ
ン管８０を介して外気に排出される。

【００２５】内燃機関の稼動時には、吸入負圧がパージ
管９０に発生するので、ドレイン管８０を介して外気が
第２の拡散室２１に流入する。外気はここで拡散された
後、第２の吸着室２４に流入して吸着剤４０から燃料成
分を離脱させ、蒸発燃料を含むパージガスとなる。この
とき、第１の開閉弁５２は第１の戻し管５０を閉塞して
いるため、第２の吸着室２４を通過したパージガスは第
３の拡散室２２で拡散された後、第１の吸着室２３に流
入し、再び吸着剤４０から離脱した燃料成分を含むこと
になる。そして、第１の吸着室２３を通過したパージガ
スは、第１の拡散室２０で拡散された後、ケーシング１
０からパージ管９０を介して内燃機関に流出する。

【００２６】燃料タンクの給油時には、燃料タンクから
第２のチャージ管７１を介してチャージガスが第１の拡
散室２０に流入し、ここで拡散された後、第１の吸着室
２３に流入して吸着剤４０によって蒸発燃料が吸着され
る。このとき、第１の開閉弁５２は第１の戻し管５０を
開放しているため、下流側に位置する第３の拡散室２２
の内圧が上流側に位置する第１の拡散室２０の内圧より
も所定レベル以上大きい場合、第１の逆止弁５１が第１
の戻し管５０を開放する。そのため、第１の吸着室２３
を通過したチャージガスの一部は、第３の拡散室２２で
拡散された後、第１の戻し管５０に流入する。

【００２７】このようにして第１の戻し管５０を帰還し
たチャージガス（戻りガス）は、第１の拡散室２０で再
び拡散された後、第１の吸着室２３に再び流入し、吸着
剤４０によって燃料成分が吸着される。なお、第３の拡
散室２２から下流側の第２の吸着室２４に流入したチャ
ージガスは、吸着剤４０によって再び燃料成分を失い、
第２の拡散室２１で拡散された後、ドレインポート８０
を介して外気に排出される。

【００２８】このような、第１の戻し管５０を経由する
チャージガスの帰還動作は、下流側の第３の拡散室２２
側の第１の戻し管５０の内圧が上流側の第１の拡散室２
０側の第１の戻し管５０の内圧よりも所定レベル未満に
なり、これによって第１の逆止弁５１が第１の戻し管５
０を閉塞するまで繰り返される。この間に、チャージガ
スが含む燃料成分は第１の吸着室２３を通過する際に繰
り返し吸着されるので、第１の吸着室２３での吸着量お
よび吸着率が増大する。

【００２９】第２実施形態 図２に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、
第１及び第３の拡散室２０，２２を連通する第１の戻し
管５０を備えることなく、第２及び第３の拡散室２１，
２２を連通する第２の戻し管６０を備える点で、上述し
た第１実施形態の蒸発燃料処理装置と相異している。す
なわち、第２の戻し管６０は、第２の拡散室２１と第３
の拡散室２２とを連通して設置され、第３の拡散室２２
から第２の吸着室２４を介して第２の拡散室２１に流入
したチャージガスを、戻りガスとして再び第３の拡散室
２２に帰還させる。

【００３０】この第２の戻し管６０の途中には第２の逆
止弁６１が設けられ、第２の拡散室２１側の第２の戻し
管６０の内圧が第３の拡散室２２側の第２の戻し管６０
の内圧よりも所定レベル以上大きいときに第２の戻し管
６０を開放し、その他の時には閉塞する。したがって、
その開弁圧は第２の戻し管６０からなるドレイン部の圧
損以下に設計される。また、第２の逆止弁６１の後段と
して第２の戻し管６０の途中には、電磁式の第２の開閉
弁６２が設置され、電子制御装置（図示しない）のコン
トロールにより、燃料タンクの給油時に第２の戻し管６
０を開放し、その他の時には第２の戻し管６０を閉塞す
る。

【００３１】次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の作
用について説明する。

【００３２】燃料タンクの給油時以外では、第２の開閉
弁６２は第２の戻し管６０を閉塞しているため、第１の
実施形態と同様に動作する。また、内燃機関の稼動時に
も、第２の開閉弁６２は第２の戻し管６０を閉塞してい
るため、第１の実施形態と同様に動作する。

【００３３】これに対し、燃料タンクの給油時には、燃
料タンクから第２のチャージ管７１を介して第１の拡散
室２０に流入したチャージガスは、ここで拡散された
後、第１の吸着室２３に流入して燃料成分を失い、第３
の拡散室２２で拡散された後、第２の吸着室２４に流入
して再び燃料成分を失う。このとき、第２の開閉弁６２
は第２の戻し管６０を開放しているため、下流側の第２
の拡散室２１の内圧が上流側の第３の拡散室２２の内圧
よりも所定レベル以上大きい場合、第２の逆止弁６１が
第２の戻し管６０を開放する。そのため、第２の吸着室
２４を通過し第２の拡散室２１で拡散されたチャージガ
スの一部は、第２の戻し管６０で帰還されて第２の吸着
室２４に再び流入し、吸着剤４０によって燃料成分を再
び失う。

【００３４】このような、第２の配管６０を経由するチ
ャージガスの帰還動作は、下流側の第２の拡散室２１側
の戻し管６０の内圧が上流側の第３の拡散室２２側の戻
し管６０の内圧よりも所定レベル未満になり、これによ
って第２の逆止弁６１が第２の戻し管６０を閉塞するま
で、繰り返し行われる。したがって、第２の吸着室２４
で蒸発燃料を吸着する吸着率は増大し、炭化水素を主成
分とする蒸発燃料を外気に放出させないようにできる。

【００３５】第３実施形態 図３に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、
上述した第１および第２実施形態の特徴的構成要素を併
有して構成されている。

【００３６】すなわち、第１及び第３の拡散室２０，２
２を連通する第１の戻し管５０およびその途中に設置さ
れた第１の逆止弁５１と第１の開閉弁５２を備えるとと
もに、第２及び第３の拡散室２１，２２を連通する第２
の戻し管６０およびその途中に設置された第２の逆止弁
６１と第２の開閉弁６２を備えている。

【００３７】次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の作
用について、簡単に説明する。

【００３８】燃料タンクの給油時以外では、第１，第２
の制御弁５２，６２は第１，第２の戻し配管５０，６０
を閉塞しているため、第１，第２の実施形態と同様に動
作する。また、内燃機関の稼動時にも、第１，第２の開
閉弁６２，５２は、第１，第２の戻し管５０，６０を閉
塞しているため、第１，第２の実施形態と同様に動作す
る。

【００３９】これに対し、燃料タンクの給油時には、燃
料タンクから第２のチャージ管７１を介して第１の拡散
室２０に流入したチャージガスは、ここで拡散された
後、第１の吸着室２３に流入して燃料成分を失い、第３
の拡散室２２に流入するが、第１の開閉弁５２は第１の
戻し管５０を開放しているため、下流側の第３の拡散室
２２側の戻し管５０の内圧が上流側の第１の拡散室２０
側の戻し管５０の内圧よりも所定レベル以上大きい場合
には、第１の逆止弁５１が開放され、第１の吸着室２３
を通過したチャージガスは、第３の拡散室２２から第１
の戻し管５０を介して第１の拡散室２０に還流し、再び
拡散された後、第１の吸着室２３に再び流入して吸着剤
４０によって燃料成分を失う。

【００４０】他方、第３の拡散室２２から第２の吸着室
２４に流入したチャージガスは、吸着剤４０によって燃
料成分を失って第２の拡散室２１に流入するが、第２の
開閉弁６２は第２の戻し管６０を開放しているため、下
流側の第２の拡散室２１側の戻し管６０の内圧が上流側
の第３の拡散室２２側の戻し管６０の内圧よりも所定レ
ベル以上大きい場合、第２の逆止弁６１が開放され、第
２の拡散室２１で拡散されたチャージガスの一部は、第
２の戻し管６０から第３の拡散室２２に向って還流す
る。そして、第３の拡散室２２で再び拡散された後、第
２の吸着室２４に再び流入し、吸着剤４０によって燃料
成分を再び失う。

【００４１】このような第１の戻し管５０を経由するチ
ャージガス（戻りガス）の帰還動作、および第２の戻し
管６０を経由する帰還動作は、チャージガスの流通経路
に対して下流側の第３または第２の拡散室２２または２
１の内圧が、上流側の第１または第３の拡散室２０また
は２２の内圧よりも所定レベル未満になり、第１，第２
の逆止弁５１，６１が第１，第２の戻し管５０，６０を
閉塞するまで、繰り返し行われる。この間に、第１，第
２の吸着室２４を通過するチャージガスが含む蒸発燃料
は吸着剤４０によって吸着されるので、第１，第２の吸
着室２４での吸着率は増大する。

【００４２】本発明は、上述した諸実施形態に限られる
ものではなく、種々の変形を行うことが可能である。例
えば、上述した諸実施形態においては、戻し管の途中に
逆止弁の後段として設置された電磁開閉弁は、燃料タン
クの給油時にのみ戻し管を開放するものである。しかし
ながら、電磁開閉弁としては、内燃機関の稼動時に戻し
管を閉塞し、その他の時には戻し管を開放するものであ
ってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の蒸
発燃料処理装置においては、燃料タンクから流入したチ
ャージガスは、吸着室に隣接した上流側の拡散室で拡散
された後、吸着室に流入して吸着剤によって燃料成分を
失う。そして、吸着室を通過したチャージガスは下流側
の拡散室で拡散される。

【００４４】ここで、戻し管によって二つの拡散室は連
通されており、逆止弁が戻し管の途中に設置されている
ため、下流側に位置する拡散室の内圧が上流側に位置す
る拡散室の内圧力よりも所定レベル以上大きい場合、逆
止弁が開放され、下流側の拡散室のチャージガスの一部
（戻りガス）は、戻し管を介して上流側の拡散室に還流
される。

【００４５】このため、チャージガスが戻し管を経由し
て繰り返し吸着室に帰還するので、吸着室を通過するご
とに燃料成分が吸着剤によって吸着され、したがって、
吸着剤の吸着率はチャージガスが通過する下流側でも増
大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸発燃料処理装置に係る第１実施形態
の構造を示す断面図である。

【図２】本発明の蒸発燃料処理装置に係る第２実施形態
の構造を示す断面図である。

【図３】本発明の蒸発燃料処理装置に係る第３実施形態
の構造を示す断面図である。

【図４】従来の蒸発燃料処理装置に係る一例の構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１０…ケーシング、２０…第１の拡散室、２１…第２の
拡散室、２２…第３の拡散室、２３…第１の吸着室，２
４…第２の吸着室、４０…吸着剤、５０…第１の戻し
管、６０…第２の戻し管、５１…第１の逆止弁、６１…
第２の逆止弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山▲崎▼ 和美 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクから送出されるチャージガス
   の流通経路の上流側に位置する拡散室と下流側に位置す
   る拡散室により挟まれた吸着剤収容室をケーシング内に
   備えた蒸発燃料処理装置において、 前記上流側に位置する拡散室と前記下流側に位置する拡
   散室とを連通させる戻し管と、 前記戻し管の途中に配置されると共に前記下流側の拡散
   室から前記上流側の拡散室への戻りガスのみを流通させ
   る逆止弁とを備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装
   置。
2. 【請求項２】 燃料タンク側及び内燃機関側に連通した
   第１の拡散室と、外気側に連通した第２の拡散室と、前
   記第１の拡散室と第２の拡散室との間の燃料ガス通路に
   設けられた複数の吸着剤収容室と、前記燃料ガス通路の
   途中で前記複数の吸着剤収容室の間に介在させた第３の
   拡散室とをケーシング内に備えた蒸発燃料処理装置にお
   いて、 前記第１の拡散室と前記第３の拡散室とを連通させる戻
   し管と、 前記戻し管の途中に配置されると共に前記第３の拡散室
   から前記第１の拡散室への戻りガスのみを流通させる逆
   止弁とを備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。