JP2019124171A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常時における大気ポートから大気への蒸発燃料の吹き抜けを抑制する。【解決手段】キャニスタ１０は、タンクポート１４と、パージポート１５と、大気ポート１６と、タンクポート１４及びパージポート１５と大気ポート１６とを連通する流路１３と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着材２３を配置した複数の吸着層２２，３４，４４，４５を備える。最も大気ポート１６側に位置する流路部分には、通気抵抗の小さい第３吸着層４４と、通気抵抗の大きい第４吸着層４５と、が流体の流通方向に並列にかつ相互間の通気を遮断する隔壁４７によって区分された状態で設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。詳しくは、主として自動車等の車両に搭載される蒸発燃料処理装置に関する。

従来、例えば、自動車の燃料タンク等からの蒸発燃料が大気に放出されるのを防止するために、蒸発燃料を一時的に吸着する蒸発燃料処理装置が用いられている。蒸発燃料処理装置には、例えば特許文献１に記載されたものがある。

特許文献１の蒸発燃料処理装置は、タンクポートと、パージポートと、大気ポートと、タンクポート及びパージポートと大気ポートとを連通する流路と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着材を配置した複数の吸着層を備える。最も大気ポート側に位置する吸着層は、流路の断面全体に亘って吸着材を充填した大径部と、大径部から大気ポート側に突出しかつ吸着材を充填した突出部と、を有する。

特開２０１３−１４７９８７号公報

特許文献１の蒸発燃料処理装置によると、最も大気ポート側に位置する吸着層において、通気抵抗の大きい吸着層と、通気抵抗の小さい吸着層と、に区分する隔壁がない。したがって、蒸発燃料の吸着時に、大径部及び突出部に多量の蒸発燃料が吸着されることにより、大径部及び突出部における蒸発燃料の保持能力が低下する。このため、通常時（例えば、駐車時）に、大径部及び突出部の保持能力を超えた蒸発燃料が大気ポートから大気へ吹き抜ける。ひいては、放置された車両から大気に放出される蒸発燃料の米国規制のＤＢＬ（diurnal breathing Loss）性能の低下を招くことになる。

本発明が解決しようとする課題は、通常時における大気ポートから大気への蒸発燃料の吹き抜けを抑制することのできる蒸発燃料処理装置を提供することにある。

前記した課題は、本発明の蒸発燃料処理装置により解決することができる。

第１の発明は、タンクポートと、パージポートと、大気ポートと、前記タンクポート及び前記パージポートと前記大気ポートとを連通する流路と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着材を配置した複数の吸着層を備える蒸発燃料処理装置において、最も大気ポート側に位置する流路部分には、通気抵抗の小さい吸着層と、通気抵抗の大きい吸着層と、が流体の流通方向に並列にかつ相互間の通気を遮断する隔壁によって区分された状態で設けられている、蒸発燃料処理装置である。

第１の発明によると、最も大気ポート側に位置する流路部分に、流体の流通方向に並列に設けられた通気抵抗の小さい吸着層と、通気抵抗の大きい吸着層と、が隔壁によって区分された状態で設けられている。これにより、蒸発燃料の吸着時には、両吸着層の通気抵抗の違いにより大半の流量が通気抵抗の小さい吸着層に流れ、通気抵抗の大きい吸着層には流れにくい。したがって、通気抵抗の大きい吸着層の蒸発燃料の保持能力の低下を抑制することができる。よって、通常時において、通気抵抗の大きい吸着層に吸着可能な蒸発燃料量が増大されるため、大気ポートから大気への蒸発燃料の吹き抜けを抑制することができる。

本発明の蒸発燃料処理装置によると、通常時における大気ポートから大気への蒸発燃料の吹き抜けを抑制することができる。

一実施形態にかかるキャニスタを示す断面図である。 実施形態と従来品の吹き抜け量を比較する棒グラフである。

以下、本発明を実施するための一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、自動車等の車両に搭載されるＵ字フロー構造の蒸発燃料処理装置としてのキャニスタに適用したものである。図１はキャニスタを示す断面図である。なお、図１を基に上下左右の方位を定めるが、キャニスタの配置方向を特定するものではない。

（キャニスタの構成）
図１に示すように、キャニスタ１０はケース１２を有する。ケース１２の内部には、流体（蒸発燃料を含むガス）が流通するＵ字状の流路１３が形成されている。ケース１２における流路１３の一端側（上流側）の端部には、タンクポート１４及びパージポート１５が形成されている。ケース１２における流路１３の他端側（下流側）の端部には大気ポート１６が形成されている。なお、ケース１２は、上下方向に分割された複数の分割体を樹脂の熱溶着によって熱的に接合することによって構成されている。

ケース１２内には、タンクポート１４及びパージポート１５に連通する主室１８と、大気ポート１６に連通する副室１９と、が形成されている。主室１８と副室１９とは左右に区画されている。主室１８と副室１９とは、ケース１２の下端部内に形成された連通室２０により連通されている。タンクポート１４から大気ポート１６へと流れる流体は、主室１８を通り、連通室２０で折り返すようにして副室１９を流れる。

タンクポート１４は、図示しない弁を介して燃料タンクの上部気室に連通されている。パージポート１５は、図示しないパージ制御弁（ＶＳＶ）を介してエンジンの吸気通路へ接続されている。パージ制御弁の開度は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）により制御され、エンジン運転中にパージ制御が行われる。大気ポート１６は、大気と連通されている。

主室１８内には第１吸着層２２が設けられている。第１吸着層２２には、蒸発燃料を吸着・脱離する活性炭等の粒状の吸着材２３が所定の密度で充填されている。本実施形態では、吸着材２３として所定の平均粒子径の造粒炭が用いられている。なお、吸着材２３として破砕炭を用いてもよい。

ケース１２におけるタンクポート１４とパージポート１５との間には、主室１８の上端部を左右に仕切る邪魔板２４が設けられている。これにより、タンクポート１４からパージポート１５へ流れる流体が第１吸着層２２を通るようになっている。

第１吸着層２２のタンクポート１４側の上面、及び、パージポート１５側の上面には、それぞれの面を覆う不織布等からなるフィルタ２６が設けられている。両フィルタ２６の上面には、それぞれ多数の孔を有する多孔板２７が重ねるように設けられている。

第１吸着層２２の下面には、その面を覆うウレタン等からなるフィルタ２９が設けられている。フィルタ２９の下面には、多数の孔を有する多孔板３０が重ねるように設けられている。多孔板３０は、スプリング等の付勢手段３２により上方へ付勢されている。

副室１９内の下部には、第２吸着層３４が設けられている。第２吸着層３４には、第１吸着層２２と同様に吸着材２３が所定の密度で充填されている。第２吸着層３４の下面には、その面を覆うウレタン等からなるフィルタ３６が設けられている。フィルタ２９の下面には、多数の孔を有する多孔板３７が重ねるように設けられている。多孔板３７は、スプリング等の付勢手段３９により上方へ付勢されている。

第２吸着層３４の上面には、その面を覆うウレタン等からなるフィルタ４１が設けられている。フィルタ４１の上面には、多数の孔を有する多孔板４２が重ねるように設けられている。

副室１９の上部すなわち大気ポート１６側に位置する流路部分には、第３吸着層４４と第４吸着層４５とが流体の流通方向に並列に設けられている。第３吸着層４４及び第４吸着層４５には、第１吸着層２２及び第２吸着層３４と同様に吸着材２３が所定の密度で充填されている。第３吸着層４４と第４吸着層４５とは、相互間の通気を遮断する隔壁４７によって区分されている。

第３吸着層４４の下面には、その面を覆うウレタン等からなるフィルタ４８が設けられている。フィルタ４８の下面には、多数の孔を有する多孔板４９が重ねるように設けられている。第３吸着層４４の上面には、その面を覆う不織布等からなるフィルタ５１が設けられている。フィルタ５１の上面には、多数の孔を有する多孔板５２が重ねるように設けられている。

第４吸着層４５の下面には、その面を覆うウレタン等からなるフィルタ５４が設けられている。フィルタ５４の下面には、多数の孔を有する多孔板５５が重ねるように設けられている。第４吸着層４５の上面には、その面を覆う不織布等からなるフィルタ５７が設けられている。フィルタ５７の上面には、多数の孔を有する多孔板５８が重ねるように設けられている。

多孔板４２と、これに対面する両多孔板４９，５５と、の間には空間室６０が設けられている。

第３吸着層４４の上下方向の長さは、第４吸着層４５の上下方向の長さよりも短い。また、第３吸着層４４の通路面積は、第４吸着層４５の通路面積よりも大きい。すなわち、第３吸着層４４と第４吸着層４５との比較において、第３吸着層４４は通路面積の実質的な直径Ｄに対する長さＬの比すなわちＬ／Ｄが低い低Ｌ／Ｄ層とされており、第４吸着層４５はＬ／Ｄが高い高Ｌ／Ｄ層とされている。なお、第３吸着層４４は本明細書でいう「通気抵抗の小さい吸着層」に相当する。また、第４吸着層４５は本明細書でいう「通気抵抗の大きい吸着層」に相当する。

（キャニスタ１０の作動）
タンクポート１４からキャニスタ１０内へ流入した蒸発燃料は、第１吸着層２２、連通室２０、第２吸着層３４、第３吸着層４４又は第４吸着層４５を流通した後に、大気ポート１６から大気へと放出される。この間、蒸発燃料は、各吸着層２２，３４，４４，４５の吸着材２３に吸着される。

また、エンジン運転中のパージ制御の際には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によりパージ制御弁が開かれる。すると、吸気通路内の負圧により大気ポート１６からケース１２内に吸入された空気が、吸着時とは逆方向に流れた後、パージポート１５からエンジンの吸気通路へ導出される。その際、各吸着層２２，３４，４４，４５の吸着材２３から蒸発燃料が脱離される。

（キャニスタ１０の利点）
前記したキャニスタ１０によると、最も大気ポート１６側に位置する流路部分に、流体の流通方向に並列に設けられた通気抵抗の小さい第３吸着層４４と、通気抵抗の大きい第４吸着層４５と、が隔壁４７によって区分された状態で設けられている。これにより、蒸発燃料の吸着時には、両吸着層４４，４５の通気抵抗の違いにより大半の流量が通気抵抗の小さい第３吸着層４４に流れ、通気抵抗の大きい第４吸着層４５には流れにくい。したがって、通気抵抗の大きい第４吸着層４５の蒸発燃料の保持能力の低下を抑制することができる。よって、通常時（例えば、駐車時）において、空間室６０に拡散する蒸発燃料が通気抵抗の大きい第４吸着層４５に吸着されやすく、その第４吸着層４５に吸着可能な蒸発燃料量が増大される。このため、大気ポート１６から大気への蒸発燃料の吹き抜けを抑制することができる。

図２は実施形態と従来品の吹き抜け量を比較する棒グラフである。図２から、実施形態のキャニスタ１０によると、従来品に比べ、吹き抜け量が低減されていることが分かる。

［他の実施形態］
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、実施形態では、ケース１２内の通路がＵ字状のＵ字フロー構造のキャニスタ１０を例示したが、ケース１２内の通路がＩ字状のＩ字フロー構造のキャニスタに本発明を適用してもよい。また、本発明は、３つ又は５つ以上の吸着層を有するキャニスタ１０に適用してもよい。また、実施形態では、各吸着層２２，３４，４４，４５に同じ吸着材２３を同じ密度で充填したが、各吸着層２２，３４，４４，４５に充填する吸着材及び密度は変更してもよい。

１０ キャニスタ（蒸発燃料処理装置）
１３ 流路
１４ タンクポート
１５ パージポート
１６ 大気ポート
２２ 第１吸着層
２３ 吸着材
３４ 第２吸着層
４４ 第３吸着層（通気抵抗の小さい吸着層）
４５ 第４吸着層（通気抵抗の大きい吸着層）
４７ 隔壁

Claims (1)

1. タンクポートと、パージポートと、大気ポートと、前記タンクポート及び前記パージポートと前記大気ポートとを連通する流路と、蒸発燃料の燃料成分を吸着・脱離する吸着材を配置した複数の吸着層を備える蒸発燃料処理装置において、
   最も大気ポート側に位置する流路部分には、通気抵抗の小さい吸着層と、通気抵抗の大きい吸着層と、が流体の流通方向に並列にかつ相互間の通気を遮断する隔壁によって区分された状態で設けられている、蒸発燃料処理装置。
   

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