JP2009144684A - 蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上する。
【解決手段】蒸発燃料処理装置１０は、容器１２と、容器１２内に配置され、蒸発燃料ガスが流れる多数のガス通過孔を有するハニカム構造をなしかつ蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な吸着体３６と、吸着体３６を通電により発熱させる一対の電極４０とを備える。一対の電極４０を吸着体３６の両端部の外周面に沿って設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関における燃料タンク内の蒸発燃料ガス中に含まれるベーパを一時吸着しかつ必要に応じてエンジンにパージする蒸発燃料処理装置に関する。

従来の蒸発燃料処理装置（キャニスタとも呼ばれている）には、蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な粒状の吸着材（活性炭）を容器内に充填するとともに粒状の吸着材（以下、「吸着材」という。）を間に一対の電極を設け、一対の電極間に通電することにより吸着材を発熱させることでベーパの離脱を促進するものがある（例えば特許文献１参照）。
また、蒸発燃料ガスが流れる多数のガス通過孔を有するハニカム構造をなしかつ蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な円柱状の吸着体を容器内に配置したものがある（例えば特許文献２参照）。

特開平６−２８０６９４号公報 特開２００２−２６６７０９号公報

前記特許文献１は、吸着材を発熱させるものであって、ハニカム構造の吸着体を発熱させることはできなかった。
また、前記特許文献２は、ハニカム構造の吸着体が容器内に配置されているものの、その吸着体を発熱させるものでないため、ベーパの脱離を促進することができなかった。
また、吸着体のベーパの離脱を促進するために、引用文献１のように吸着体を間に挟んで一対の電極を設け、一対の電極に通電することにより吸着体自体を発熱させることが容易に考えられる。しかし、この場合、吸着体の蒸発燃料ガスの流れ方向（軸方向）に交差する方向の両側に一対の電極を設けることになるが、これでは、一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度上昇傾向がばらつき、温度ムラを生じやすいことから、ベーパの脱離効率が低いという問題が残る。

本発明が解決しようとする課題は、一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上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。

前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする蒸発燃料処理装置により解決することができる。
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載された蒸発燃料処理装置によると、一対の電極を吸着体の両端部の外周面に沿って設けたものである。したがって、一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度上昇傾向を均一化し、温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載された蒸発燃料処理装置によると、一対の電極を吸着体の両端面を通気可能に被覆する状態で設けたものである。したがって、一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度上昇傾向を均一化し、温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上することができる。

また、特許請求の範囲の請求項３に記載された蒸発燃料処理装置によると、一対の電極が、吸着体の軸方向の両端面に接合されたメッシュ状部材である。これにより、一対の電極を吸着体の両端面に容易に設けることができる。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載された蒸発燃料処理装置によると、一対の電極が、吸着体の両端面に施された被膜である。これにより、一対の電極を吸着体の両端面に容易に設けることができる。

また、特許請求の範囲の請求項５に記載された蒸発燃料処理装置によると、３つ以上の電極を、吸着体の軸方向に所定の間隔でかつ吸着体の外周面に沿って設けたものである。したがって、一対の電極間の通電により吸着体を発熱させた際の吸着体の各部における温度上昇傾向を均一化し、温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上することができる。また、吸着体の長さＬと直径Ｄとの比いわゆるＬ／Ｄを大きくすることによりベーパの吸着性能を向上しながらも、隣り合う電極間の通電による電気抵抗を低減することにより吸着体を効率良く発熱させることができる。なお、吸着体の断面が円形以外の場合（例えば、楕円形、多角形、異形等）には、断面積相当を円形面積に換算したときの直径をＤとする。

また、特許請求の範囲の請求項６に記載された蒸発燃料処理装置によると、容器内に前記吸着体を直列的に複数配置したものである。これにより、ベーパの吸着性能を向上することができる。また、隣り合う吸着体の相互間に空間を設けることにより、該空間にベーパをトラップすることで、ベーパの吹き抜けを防止し、ベーパの大気への放出を抑制することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。

［実施例１］
本発明の実施例１を説明する。説明の都合上、蒸発燃料処理装置の概要を説明した後、吸着体に対する電極の設置構造を説明することにする。なお、図１は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図１に示すように、蒸発燃料処理装置１０は、容器１２を備えている。容器１２は、その主体をなす主容器部１４と、その主容器部１４と別体をなす副容器部１６と、主容器部１４と副容器部１６とを連通する連通管１８とにより構成されている。

前記主容器部１４は、中空筒状の側壁部１４ａと、側壁部１４ａの上面を閉鎖する上壁部１４ｂと、側壁部１４ａの下面を閉鎖する底壁部１４ｃとを有するボックス状に形成されている。主容器部１４内は、上壁部１４ｂから底壁部１４ｃの近くまで延びる第１の仕切壁２０により、右側の第１室２１と、左側の第２室２２とに仕切られている。第１室２１と第２室２２とは、第１の仕切壁２０と底壁部１４ｃとの間の隙間を介して連通している。

前記副容器部１６は、中空円筒状の筒壁部１６ａと、その筒壁部１６ａの上下両端面を閉鎖する上下の両端壁部１６ｂ，１６ｃとを有しており、内部に第３室２３を形成している。なお、第１室２１の上部空間は、上壁部１４ｂから下方へ延びる第２の仕切壁２５により左右に仕切られている。

前記第１室２１における上壁部１４ｂには、左側の上部空間に連通するパージポート２７が設けられている。なお、図示しないが、パージポート２７には、エンジンの吸気管に連通するパージ通路が接続される。そのパージ通路の途中にはパージ制御弁が設けられており、パージ制御弁をエンジン運転中に制御装置により制御することにより、後述するベーパの脱離に係るパージ制御が行われるようになっている。

前記第１室２１における上壁部１４ｂには、右側の上部空間に連通するタンクポート２８が設けられている。なお、図示しないが、タンクポート２８には、燃料タンクの気相部に連通する蒸発燃料ガス通路が接続される。燃料タンク内で発生した蒸発燃料ガスは、蒸発燃料ガス通路及びタンクポート２８を介して第１室２１内に導入されるようになっている。なお、蒸発燃料ガスは、主に炭化水素化合物（以下、「ベーパ」という。）と空気との混合気からなる。

前記第２室２２における上壁部１４ｂには、第２室２２内に連通する接続ポート２９が設けられている。
また、前記副容器部１６の一方（図１において上方）の端壁部１６ｂには、第３室２３内に連通する接続ポート３１が設けられている。前記主容器部１４の接続ポート２９と副容器部１６の接続ポート３１には連通管１８の両端部が接続されている。これにより、第２室２２と第３室２３とが連通管１８を介して連通されている。また、副容器部１６の他方（図１において下方）の端壁部１６ｃには、第３室２３内に連通する大気ポート３２が設けられている。なお、図示しないが、大気ポート３２には、大気側に連通する大気通路が接続される。

前記第１室２１及び前記第２室２２には、活性炭からなる粒状の吸着材３４がそれぞれ充填されている。吸着材３４は、タンクポート２８から第１室２１及び第２室２２内に導入された蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着するためのものであり、造粒炭、破砕炭等により構成されている。なお、図示しないが、前記底壁部１４ｃ上には、各室２１，２２の底部にそれぞれ水平状に配置される板状の格子がコイルスプリング等の弾性部材を介して弾性的に支持されている。各格子上には、フィルタを介して吸着材３４が支持されている。これにより、底壁部１４ｃと各格子との間に空間が形成されている。また、第１室２１の各上部空間及び第２室２２の上部空間には、それぞれフィルタが水平状にかつ吸着材３４の上面を覆うように配置されている。これにより、上壁部１４ｂと各フィルタとの間に空間が形成されている。

前記第３室２３内には、ハニカム構造をなす吸着体３６が配置されている。なお、図２は吸着体を示す斜視図である。
図２に示すように、吸着体３６は、円柱状をなしかつ軸方向（図１において上下方向）に延びる多数のガス通過孔３７を有している。また、吸着体３６は、ガス通過孔３７内を蒸発燃料ガスが流れることにより、蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能である。なお、吸着体３６は、例えばセラミック等の熱容量の高い材料と活性炭等の吸着材とを所定の割合で混合した後、所定形状（例えば円柱状）に成形してから焼成したものである。また、副容器部１６の両端壁部１６ｂ，１６ｃと、各端壁部１６ｂ，１６ｃに面する吸着体３６の各端面との間にはそれぞれ空間が設けられる（図１参照）。

次に、前記蒸発燃料処理装置１０（図１参照）の動作について説明する。燃料タンク内で発生した蒸発燃料ガスは、主容器部１４のタンクポート２８を介して第１室２１に導入される。第１室２１に導入された蒸発燃料ガスは、第１室２１内の吸着材３４の相互間の隙間を通り抜けた後、第２室２２内に流入する。第２室２２に流入した蒸発燃料ガスは、第２室２２内の吸着材３４の相互間の隙間を通り抜け、連通管１８を経由して、副容器部１６の第３室２３内に流入する。第３室２３内に流入した蒸発燃料ガスは、吸着体３６のガス通過孔３７内を通り抜けた後、大気ポート３２を介して大気側に放出される。その際、蒸発燃料ガス中のベーパは、主容器部１４内の吸着材３４に吸着され、残りが副容器部１６内の吸着体３６に吸着されることにより、最終的には燃料成分を含まない空気として大気ポート３２を介して大気中に放出される。

一方、エンジン運転中のパージ制御の際、図示しない制御装置によりパージ制御弁が開放されると、吸気管内の負圧がパージ通路を介して、主容器部１４のパージポート２７を介して第１室２１内に導入されることにより、大気中の空気が副容器部１６の大気ポート３２から第３室２３内に吸入される。第３室２３に吸入された空気は、吸着体３６のガス通過孔３７内を通り抜け、連通管１８を経由して、主容器部１４の第２室２２内の吸着材３４の相互間の隙間を通り抜け、さらに第１室２１内の吸着材３４の相互間の隙間を通り抜けた後、パージポート２７からパージ通路を介して吸気管内に送り込まれる。その際、吸着材３４及び吸着体３６からベーパが脱離されて吸気管内に流入される。

しかして、前記蒸発燃料処理装置１０は、前記吸着体３６に設けられた一対の電極を備えており、前記エンジン運転中の所定の状態（例えば、パージ時）において、吸着体３６を通電により発熱させるための一対の電極４０を備えている。

次に、前記した吸着体３６に対する電極４０の設置構造を説明する。なお、図３は吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。
図３に示すように、吸着体３６に設置される一対の電極４０は、吸着体３６の蒸発燃料ガスの流れ方向すなわち軸方向の両端部の外周面に沿って設けられている。電極４０は、電気抵抗の小さい部材（例えば、銅箔）の帯状材からなるもので、吸着体３６の両端部の外周面に巻き付けられかつ電気伝導性を有する接着剤により接着されている。そして、例えば、パージ時に流れる空気の流れ（図３中、矢印Ｙ１参照）の上流側（大気ポート３２側）の電極４０を＋（プラス）電極とし、下流側（接続ポート３１側）の電極４０を−（マイナス）電極として、両電極４０間に電圧を印加して通電すると、電気抵抗のある吸着体３６の＋電極側から−電極側へ電流が流れる（図３中、矢印Ｙ２参照）ことにより、吸着体３６が発熱する。なお、前記実施例では、パージ時に流れる空気の流れの上流側（大気ポート３２側）の電極４０を＋電極とし、下流側（接続ポート３１側）の電極４０を−電極としたが、逆に、上流側の電極４０を−電極とし、下流側の電極４０を＋電極としてもよい。

前記蒸発燃料処理装置１０によると、一対の電極４０を吸着体３６の両端部の外周面に沿って設けたものである。したがって、一対の電極４０間の通電により吸着体３６を発熱させた際の吸着体３６の各部における温度上昇傾向を均一化し、温度ムラを抑制することにより、ベーパの脱離効率を向上することができる。なお、本明細書でいう「吸着体３６の両端部」とは、吸着体３６の両端、及び、吸着体３６の両端から中心側へ多少ずれた部位も含む。したがって、一対の電極４０を、吸着体３６の両端から中心側へ多少ずれた部位すなわち離れた部位の外周面に沿って設ける場合も本発明の技術的範囲に属する。

また、前記電極４０は、電気抵抗の小さい金属材（例えば、銅材）を吸着体３６の両端部の外周面に沿ってメッキ処理等の被膜形成処理が施された被膜で形成することもできる。この場合、一対の電極４０を吸着体３６の両端部の外周面に容易に設けることができる。

また、蒸発燃料処理装置１０（図１参照）は、主容器部１４及び連通管１８を省略し、吸着体３６を備えた副容器部１６のみにより構成することもできる。

［実施例２］
本発明の実施例２を説明する。本実施例は、前記実施例１の一部に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。また、以降の実施例についても、その変更部分について説明し、重複する説明は省略する。なお、図４は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図４に示すように、本実施例の蒸発燃料処理装置１０は、前記実施例１の蒸発燃料処理装置１０における副容器部１６及び連通管１８を省略し、前記主容器部１４の接続ポート２９を大気ポート２９（同一符号を付す）としている。また、主容器部１４の第２室２２内に、実施例１における吸着材３４に代えて、前記一対の電極４０が設けられた吸着体３６（図３参照）を配置している。なお、第２室２２内を流れる蒸発燃料ガスは、吸着体３６の多数のガス通過孔３７（図２参照）内を通過する。

［実施例３］
本発明の実施例３を説明する。本実施例は、前記実施例１における吸着体に対する電極の設置構造を変更したものである。なお、図５は吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。
図５に示すように、吸着体３６に設置される一対の電極（符号、４１を付す）は、吸着体３６の軸方向の両端面を通気可能に被覆する状態で設けられている。電極４１は、電気抵抗の小さい金属材（例えば、銅材）により構成された円板状のメッシュ状部材からなる。電極４１は、吸着体３６の両端面に電気伝導性を有する接着剤により接着すなわち接合されている。
本実施例によると、一対の電極４１が、吸着体３６の軸方向の両端面に接合されたメッシュ状部材であることにより、一対の電極４１を吸着体３６の両端面に容易に設けることができる。なお、図５において、吸着体３６に対する設置前の電極４１を二点鎖線４１で示した。

［実施例４］
本発明の実施例４を説明する。本実施例は、前記実施例３における吸着体に対する電極４１の設置構造を変更したものである。なお、図６は吸着体に対する電極４１の設置構造を示す斜視図である。
図６に示すように、本実施例は、前記実施例３におけるメッシュ状部材からなる電極４１に代えて、吸着体３６の両端面に施された被膜により形成された電極（符号、４２を付す。）としたものである。電極４２は、電気抵抗の小さい金属材（例えば、銅材）を吸着体３６の両端面（詳しくは、ガス通過孔３７を形成する壁の両端面）にメッキ処理等の被膜形成処理を施すことにより形成されている。
本実施例によると、一対の電極４２が、被膜により形成された電極である。このため、電極４２を吸着体３６の両端面に容易に設けることができる。

［実施例５］
本発明の実施例５を説明する。本実施例は、前記実施例１における吸着体に対する電極の設置構造を変更したものである。なお、図７は吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。
図７に示すように、本実施例は、前記実施例１における電極４０を設置した吸着体３６の中央部の外周面に電極４０を追加したもので、３つの電極４０が吸着体３６の軸方向に所定の間隔でかつ該吸着体３６の外周面に沿って設けられている。そして、例えば両端の電極４０を＋電極とし、中央の電極４０を−電極として、隣り合う電極４０間に電圧を印加して通電することにより、＋電極側から−電極側へ電流が流れることにより、吸着体３６が発熱する。
本実施例によると、吸着体３６の長さ（軸方向長さ）Ｌと直径Ｄとの比いわゆるＬ／Ｄを大きくすることによりベーパの吸着性能を向上しながらも、隣り合う電極４０間の通電による電気抵抗を低減することにより吸着体３６を効率良く発熱させることができる。なお、電極４０は、３つに限らず、４つ以上とすることもできる。

［実施例６］
本発明の実施例６を説明する。なお、図８は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図８に示すように、本実施例は、前記実施例１における吸着体３６を、副容器部１６内に直列的に２本配置したものである。また、隣り合う吸着体３６の相互間には空間５０を設けるものとする。
本実施例によると、ベーパの吸着性能を向上することができる。また、隣り合う吸着体３６の相互間に空間を設けることにより、該空間にベーパをトラップすることで、ベーパの吹き抜けを防止し、ベーパの大気への放出を抑制することができる。なお、隣り合う吸着体３６の相互間の空間は省略することもできる。また、吸着体３６は、３本以上を直列的に配置することもできる。

［実施例７］
本発明の実施例７を説明する。なお、図９は蒸発燃料処理装置を示す構成図である。
図９に示すように、本実施例は、前記実施例１における吸着体３６を備えた副容器部１６を２本使用し、副容器部１６を連結ホース４５を介して直列的にかつ折返し状に接続したものである。
本実施例によると、前記実施例６と同様の作用・効果を得ることができるとともに、２本の吸着体３６を備えた燃料供給装置をコンパクトに構成することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。

実施例１にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 吸着体を示す斜視図である。 吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。 実施例２にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 実施例３にかかる吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。 実施例４にかかる吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。 実施例５にかかる吸着体に対する電極の設置構造を示す斜視図である。 実施例６にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。 実施例７にかかる蒸発燃料処理装置を示す構成図である。

符号の説明

１０ 蒸発燃料処理装置
１２ 容器
１４ 主容器部
１６ 副容器部
３６ 吸着体
３７ ガス通過孔
４０ 電極
４１ 電極
４２ 電極

Claims (6)

1. 容器と、
   前記容器内に配置され、蒸発燃料ガスが流れる多数のガス通過孔を有するハニカム構造をなしかつ蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な吸着体と、
   前記吸着体を通電により発熱させる一対の電極と
   を備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記一対の電極を前記吸着体の両端部の外周面に沿って設けたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
2. 容器と、
   前記容器内に配置され、蒸発燃料ガスが流れる多数のガス通過孔を有するハニカム構造をなしかつ蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な吸着体と、
   前記吸着体を通電により発熱させる一対の電極と
   を備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記一対の電極を前記吸着体の両端面を通気可能に被覆する状態で設けたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
3. 請求項２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記一対の電極が、前記吸着体の軸方向の両端面に接合されたメッシュ状部材であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
4. 請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記一対の電極が、前記吸着体の両端面に施された被膜であることを特徴とする蒸発燃料処理装置。
5. 容器と、
   前記容器内に配置され、蒸発燃料ガスが流れる多数のガス通過孔を有するハニカム構造をなしかつ蒸発燃料ガスに含まれるベーパを吸着、脱離可能な吸着体と、
   前記吸着体を通電により発熱させる３つ以上の電極と
   を備える蒸発燃料処理装置であって、
   前記３つ以上の電極を、前記吸着体の軸方向に所定の間隔でかつ前記吸着体の外周面に沿って設けたことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置であって、
   前記容器内に前記吸着体を直列的に複数配置したことを特徴とする蒸発燃料処理装置。
   

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