(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発ガス抑制システムのマイクロ凝縮器装置であって、
燃料蒸気を受け取るための入り口と、凝縮した燃料蒸気を排出するための凝縮物出口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内に配置されているとともに流体が流れるように前記入り口と前記凝縮物出口との間に介在されている多孔質部材と、
前記多孔質部材に熱接触した熱電素子と、
少なくとも１つの支持バッフルと、
を備えており、
前記多孔質部材は、前記入り口を通って受け取られた燃料蒸気を吸収し、
前記熱電素子は、前記多孔質部材によって吸収された前記燃料蒸気から熱を取り除いて前記燃料蒸気を凝縮させ、
前記ハウジングは、下部壁と、該下部壁から上方に延びる少なくとも１つの側壁とを有しており、前記下部壁および前記少なくとも１つの側壁は協働して前記ハウジング内にチャンバを画成しており、前記熱電素子は、前記下部壁に対して離隔した状態で、前記少なくとも１つの側壁によって支持されており、前記多孔質部材は前記チャンバに収容されており、
前記少なくとも１つの支持バッフルは前記多孔質部材を前記ハウジング内で支持しており、
前記少なくとも１つの支持バッフルは、第１のバッフルと、前記第１のバッフルとは別の第２のバッフルと、を含んでおり、前記第１のバッフルと前記第２のバッフルとによって凝縮物チャンバが画成されており、前記凝縮物チャンバは前記凝縮物出口と前記多孔質部材との間に位置していることを特徴とするマイクロ凝縮器装置。
【請求項２】
前記入り口は、前記チャンバに流体連通するように前記少なくとも１つの壁を貫いて形成されており、プレナムチャンバ部は、前記ハウジングの前記チャンバ内において前記入り口と前記多孔質部材との間に形成されており、前記プレナムチャンバ部は、前記多孔質部材の全幅に実質的に沿って延びている請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項３】
前記多孔質部材は、前記プレナムチャンバ部が前記入り口と前記多孔質部材との間に介在されて形成されるように、前記少なくとも１つの壁から横方向に離れて位置している請求項２に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項４】
前記プレナムチャンバ部は、前記少なくとも１つの側壁と、前記少なくとも１つの支持バッフルと、前記多孔質部材とによって画成される請求項２に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項５】
前記多孔質部材は、前記プレナムチャンバ部の付近で高い多孔率を有する請求項２に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの支持バッフルは、前記多孔質部材を前記下部壁から持ち上げられた位置にて前記熱電素子に熱を伝えることができるように接触させた状態で支持する請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの支持バッフルは、前記多孔質部材を前記熱電素子に向かって付勢している請求項３に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項８】
前記多孔質部材は、多孔性の金属、多孔性の金属合金、または炭素発泡体である請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項９】
前記多孔質部材は、前記入り口の付近の多孔率が前記凝縮物出口の付近の多孔率と比べて高くなるように変化する多孔率を有する請求項８に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記多孔質部材を通過した後も気化したままである燃料蒸気を排出する蒸気出口を有しており、前記多孔質部材は、流体が流れるように前記入り口と前記蒸気出口との間に介在されている請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１１】
前記蒸気出口は、前記入り口と比べて高い位置にあり、前記入り口は、前記凝縮物出口と比べて高い位置にある請求項１０に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１２】
前記多孔質部材は、前記入り口の近くに位置する該多孔質部材の第１の側の付近にて、前記蒸気出口の近くに位置する第２の側よりも高い多孔率を有する請求項１０に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１３】
前記多孔質部材は、前記凝縮物出口の近くに位置する該多孔質部材の下面の付近にて、前記熱電素子に隣接する上面よりも高い多孔率を有する請求項１２に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１４】
前記多孔質部材は、前記凝縮物出口の近くに位置する該多孔質部材の下面の付近にて、前記熱電素子に隣接する上面よりも高い多孔率を有する請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１５】
前記マイクロ凝縮器装置は、更に、前記熱電素子から熱を取り去るためのヒートパイプまたは液冷回路を備える請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１６】
前記ハウジングは、プラスチック材料で形成される請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１７】
前記マイクロ凝縮器装置は、更に、前記多孔質部材と前記熱電素子との間に配置された熱伝導板を備える請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１８】
前記熱伝導板は、前記多孔質部材と前記熱電素子との間に介在された銅板である請求項１７に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項１９】
前記熱伝導板と前記熱電素子との間または前記熱伝導板と前記多孔質部材との間の少なくとも一方にサーマルペーストが介在されている請求項１７に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項２０】
前記ハウジングの外面の周囲に絶縁層が配置されているか又は前記ハウジングの内側且つ前記多孔質部材の周囲に絶縁層が配置されている請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項２１】
前記熱電素子は、前記ハウジングに形成された凹所に入れ子状に収容されている請求項１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの側壁は、段部と該段部から上方に延びる面とによって画成された凹所を備えており、前記熱電素子は、前記段部に支持されており、該熱電素子の少なくとも１つの外縁が前記面に接した状態で隣接するような寸法を有している請求項２１に記載のマイクロ凝縮器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、（例えば、内燃機関用の）蒸発ガス抑制システムに関し、さらに詳しくは、蒸発ガスの抑制のためのマイクロ凝縮器装置ならびにマイクロ凝縮器装置を取り入れた蒸発ガス抑制システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に関連する従来の車両用燃料系統は、典型的には、車両の燃料タンクからの燃料蒸気を受け取るための燃料キャニスタを使用する。燃料キャニスタは、受け取った蒸気を内部に一時的に保持し、大気への放出を防止するように構成される。さらに詳しくは、燃料蒸気は、燃料タンクから燃料キャニスタに進入でき、燃料キャニスタの炭素床に吸収および保持される。典型的には、燃料タンクからの更なる燃料蒸気をキャニスタが収容および吸収できるようにするために燃料キャニスタに保持された燃料蒸気は定期的に一掃、即ち、パージされるため、燃料キャニスタにおける燃料蒸気の保持は一時的なものでしかない。そのようなパージの際に、キャニスタに捕らえられた燃料蒸気は、燃焼のために車両のエンジン、特にエンジンの吸気系統に送られる。
【０００３】
燃料蒸気の処理を制御することによって、燃料蒸気の封じ込めをさらに厳格に制御及び／又は車両の効率を改善するために、さまざまな他の方法が提案されてきた。それらのシステムの一部は、車両に限られない環境（例えば、地下の燃料貯蔵容器）において使用することが可能である。例えば、いくつかのシステムは、燃料蒸気を抑制するために膨張および収縮する嚢を車両の燃料タンクに配置して備える。嚢の壁に圧力を加えるために、ポンプを嚢と関連させて使用することができる。嚢の壁を嚢に収容された燃料に押し付けて蒸気の形成を防止または制限する目的で、圧力が加えられる。嚢の燃料系統において、嚢の使用にもかかわらず生じる燃料蒸気を捕らえるために、先の段落において説明した通りの燃料キャニスタを、場合により使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、キャニスタの無い内燃機関用の蒸発ガス抑制システムも知られている。或る特定の公知のシステムは、燃料の気化が生じる燃料タンクと、燃料タンクから受け取られる気化した蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置とを備える。マイクロ凝縮器装置は、炭素発泡体で形成されたヒートシンク部を有しており、ヒートシンク部は、ヒートシンク部から熱を取り除くための熱電素子に熱連通している。燃料蒸気がヒートシンク部を通って熱が燃料蒸気から取り除かれて、燃料蒸気の少なくとも一部が液体燃料に凝縮されることによって、燃料蒸気の処理が行われる。このキャニスタの無い公知の抑制システムの欠点としては、熱電素子がかなりの電力の消費を必要とする点、および燃料蒸気のかなりの量が凝縮せずにマイクロ凝縮器装置を通過する点が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一の概念によれば、蒸発ガス抑制システムのマイクロ凝縮器装置は、燃料蒸気を受け取るための入り口と凝縮した燃料蒸気を排出するための凝縮物出口とを有するハウジングと、ハウジング内に配置されているとともに流体が流れるように入り口と凝縮物出口との間に介在されており、入り口を通って受け取られた燃料蒸気を吸収する多孔質部材と、を備えている。マイクロ凝縮器装置は、多孔質部材によって吸収された燃料蒸気から熱を取り除いて燃料蒸気を凝縮させるために、多孔質部材に熱接触した熱電素子をさらに備えている。
【０００６】
別の概念によれば、蒸発ガス抑制システムのマイクロ凝縮器装置は、燃料蒸気の入り口と凝縮した燃料蒸気の出口とを有するハウジングと、入り口から燃料蒸気を受け取るようにハウジング内に配置されている多孔質部材と、を備える。多孔質部材は、少なくとも１つのチャンバを有する。マイクロ凝縮器装置は、燃料蒸気から熱を取り除いて燃料蒸気の少なくとも一部を凝縮させるために、多孔質部材に熱連通した熱伝達要素をさらに備えている。多孔質部材は、チャンバへの開口を有する第１の側と、第１の側とは反対側の第２の側とを備える。第１の側は、ハウジングに隣接して配置されており、第２の側は、熱伝達要素と第１の側との間に配置されている。熱伝達要素は熱電素子である。
【０００７】
さらに別の概念によれば、蒸発ガス抑制システムのマイクロ凝縮器装置は、燃料蒸気を受け取るための入り口および凝縮した燃料蒸気を排出するための出口を有するハウジングと、ハウジング内において入り口と出口との間に配置された第１の多孔質部材と、ハウジング内において第１の部材と出口との間に配置され、前記第１の多孔質部材との間にチャンバを画成する第２の多孔質部材と、燃料蒸気から熱を取り除いて燃料蒸気の少なくとも一部を凝縮させるために多孔質部材の少なくとも一方に熱連通した熱伝達要素と、を備える。熱伝達要素は熱電素子である。ハウジングは車両に取り付けられており、入り口と燃料タンクとの間にキャニスタが介在していない状態で、入り口は、燃料タンクに流体連通しており、出口は、燃料タンクに流体連通している。ハウジングは車両に取り付けられており、入り口は燃料キャニスタに流体連通しており、凝縮物出口は燃料タンクに流体連通している。燃料キャニスタと入り口との間には流体が流れるようにポンプが介在されており、ポンプは、燃料蒸気を前記キャニスタからマイクロ凝縮器装置に移動させる。燃料キャニスタは、第１のキャニスタ部および第２のキャニスタ部を含んでおり、第１のキャニスタ部は、燃料タンクに流体連通した充てん入り口と、大気に流体連通したドレーン出口と、内燃機関の吸気管に流体連通した第１のパージ出口と、第２のキャニスタ部に流体連通した第２のパージ出口と、を有しており、第２のキャニスタ部は、第１のキャニスタ部の第２のパージ出口に流体連通した充てん入り口と、マイクロ凝縮器装置の入り口に流体連通したパージ出口とを有している。入り口は、地下燃料貯蔵容器に流体連通しており、地下燃料貯蔵容器からの燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置に導き、出口は、地下燃料貯蔵容器に流体連通しており、凝縮した燃料蒸気を前記地下燃料貯蔵容器に戻す。
【０００８】
また別の概念によれば、蒸発ガス抑制システムは、気化した燃料が発生する燃料貯蔵容器と、燃料貯蔵容器から受け取られる気化した燃料を処理するためのマイクロ凝縮器装置と、を備える。マイクロ凝縮器装置は、気化した燃料からの熱の除去を促進する多孔質部分を備える。燃料貯蔵容器とマイクロ凝縮器装置との間には、流体が流れるようにキャニスタが介在されており、キャニスタは、燃料貯蔵装置から気化燃料を受け取るための入り口と、燃料蒸気を一時的に保持するための床要素と、を有しており、キャニスタは、一時的に保持した燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置に導くために、マイクロ凝縮器装置の入り口に流体連通したパージ配管を備えている。パージ配管は、入り口に選択的に流体連通するとともに、車両の内燃機関の吸気管に選択的に流体連通し、燃料貯蔵容器は、車両の燃料タンクである。キャニスタとマイクロ凝縮器装置との間には、流体が流れるようにポンプが介在されており、ポンプは、キャニスタからマイクロ凝縮器装置に燃料蒸気を移動させる。キャニスタは、第１のキャニスタ部および第２のキャニスタ部を含んでおり、第１のキャニスタ部は、燃料タンクに流体連通した入り口と、大気に選択的に流体連通したドレーンポートと、を有しており、パージ配管は、第１のキャニスタ部と吸気管とを選択的に流体連通させる第１のパージ配管部分と、第１のキャニスタ部とマイクロ凝縮器装置とを選択的に流体連通させる第２のパージ配管部分と、を含んでおり、第２のキャニスタ部は、第２のパージ配管部分に沿って配置されているとともに、流体が流れるように第１のキャニスタ部と第２のキャニスタ部との間に介在されている。燃料貯蔵容器は地下燃料貯蔵容器である。
【０００９】
さらなる概念によれば、蒸発ガスの抑制方法は、燃料蒸気を燃料貯蔵容器からマイクロ凝縮器装置に導くことと、燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置において凝縮させることと、凝縮させた燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置から燃料貯蔵容器に戻すこと、とを含む。燃料貯蔵容器は、車両の燃料タンクであってよく、あるいは地下の燃料貯蔵タンクなどの何らかの他の種類の燃料貯蔵容器であってよい。この方法は、更に、燃料貯蔵容器からの燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置に通す前に、床要素を有する燃料キャニスタに燃料蒸気を一時的に保持することを含む。この方法は、更に、内燃機関が稼働しているときに内燃機関の吸気管に燃料キャニスタからの燃料蒸気を選択的に導くことを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】燃料蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置を有する蒸発ガス抑制システムの概略図。
【図２】マイクロ凝縮器装置の部分断面斜視図。
【図３】マイクロ凝縮器装置の側面断面図。
【図４】マイクロ凝縮器装置の平面断面図。
【図５】別の実施形態によるマイクロ凝縮器装置の側断面図。
【図６】図５のマイクロ凝縮器装置の平断面図。
【図７】別の代案の実施形態によるマイクロ凝縮器装置の側断面図。
【図８】図７のマイクロ凝縮器装置の平断面図。
【図９】さらに別の代案の実施形態によるマイクロ凝縮器装置の側断面図。
【図１０】図９のマイクロ凝縮器装置の平断面図。
【図１１】熱を取り除くためのヒートパイプ（断面で示されている）を有するマイクロ凝縮器装置の概略の側面図。
【図１２】熱を取り除くための冷却流体回路を有するマイクロ凝縮器装置の概略の側面図。
【図１３】さらに別の代案の実施形態によるマイクロ凝縮器装置の部分断面の斜視図。
【図１４】図１３のマイクロ凝縮器装置の側断面図。
【図１５】図１３のマイクロ凝縮器装置の平断面図。
【図１６】キャニスタからの燃料蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置を有する蒸発ガス抑制システムの概略図。
【図１７】第１のキャニスタ部および第２のキャニスタ部を備えるキャニスタからの燃料蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置を有する蒸発ガス抑制システムの概略図。
【図１８】地下の燃料貯蔵容器からの燃料蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置を有する蒸発ガス抑制システムの概略図。
【図１９】地下の燃料貯蔵容器に接続されたキャニスタからの燃料蒸気を処理するためのマイクロ凝縮器装置を有する蒸発ガス抑制システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで図面（１つ以上の典型的な実施形態を示すためのものであり、本発明を限定することを意図したものではない）を参照すると、図１は、内燃機関１２の蒸発ガス抑制システム１０を概略的に示している。図示の通り、内燃機関１２は、スロットルバルブ１６が作動可能に取り付けられた吸気管１４を備える吸気系統を備える。スロットルバルブ開度（ＴＨＡ）センサ１８が、スロットルバルブ１６に接続されている。スロットルバルブ開度センサ１８は、スロットルバルブ１６の開き角度（ＴＨＡ）に対応する信号を出力し、この信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０に供給する。燃料噴射バルブ２２（１つのみ図示）は、内燃機関１２のシリンダブロックとスロットルバルブ１６との間の中間かつそれぞれの吸気弁（図示されていない）のわずかに上流の位置において、吸気管１４に挿入されている。燃料噴射バルブ２２は、燃料供給配管２４を介して燃料タンク２６に接続され、燃料ポンプユニット２８は、タンク２６から燃料噴射バルブ２２に燃料を届けるために燃料供給配管２４に沿って設けられている。各々の燃料噴射バルブ２２は、ＥＣＵ２０に電気的に接続され、バルブの開度をＥＣＵ２０からの信号によって制御することができる。
【００１２】
１つ以上のセンサを、吸気管１４における状態を監視するために、吸気管１４上に設けることができる。例えば、吸気管１４に、吸気管１４内の絶対圧（ＰＢＡ）を検出するための吸気管絶対圧（ＰＢＡ）センサ３４、およびスロットルバルブ１６の下流の位置における吸気管１４内の空気温度（ＴＡ）を検出するための吸気温（ＴＡ）センサ３６を設けることができる。センサ３４、３６を含むこれらのセンサの各々は、検出された状態（例えば、ＰＢＡまたはＴＡ）に対応する信号を出力し、出力された信号をＥＣＵ２０に供給することができる。さらに、燃料タンク２６に、例えば燃料タンク２６内の圧力（ＰＴＡＮＫ）を検出するためのタンク圧力（ＰＴＡＮＫ）センサ３８、燃料タンク２６内の燃料の温度（ＴＧＡＳ）を検出するための燃料温度（ＴＧＡＳ）センサ４０、および燃料タンク２６内の燃料のレベル（すなわち、燃料の残量）を検出するための燃料レベルセンサ４２など、燃料タンクに関する特有の状態を監視するための１つ以上のセンサを設けることができる。本明細書に記載の他のセンサと同様に、燃料タンクの各々のセンサ（センサ３８、４０、４２など）は、燃料タンク２６において検出された状態に対応する信号を出力し、この信号をＥＣＵ２０に提供することができる。
【００１３】
さらなるセンサを、内燃機関１２上、あるいは内燃機関１２に関連させて設けることができる。より詳しくは、エンジンの回転速度（ＮＥ）を検出するためのエンジン回転（ＮＥ）センサ４４を、内燃機関１２のカムシャフトまたはクランクシャフト（どちらも図示されていない）の外周の付近に配置することができる。さらに、内燃機関１２の冷却水の温度（ＴＷ）を検出するためのエンジン冷却水温センサ４６、および内燃機関１２からの排気ガスにおける酸素濃度を検出するための酸素濃度センサ（「ＬＡＦセンサ」とも称される）４８を設けることができる。これらのセンサ４４、４６、４８からの検出信号を、ＥＣＵ２０に供給することができる。ＬＡＦセンサ４８は、酸素濃度および排気ガスに実質的に比例（すなわち、内燃機関１２に供給された空気−燃料混合物の空燃比に比例）する信号を出力するように構成された広域空燃比センサとして機能することができる。
【００１４】
蒸発ガス抑制システム１０は、更に、マイクロ凝縮器装置５０を備えている。図２を参照すると、マイクロ凝縮器装置５０は、燃料蒸気を受け入れるための入り口５４と凝縮した燃料蒸気を排出するための凝縮物出口５６とを有するハウジング５２を備えている。図示の実施形態においては、入り口５４は、燃料タンク２６で形成される燃料蒸気がマイクロ凝縮器装置５０に送られるように、蒸気配管５８を介して燃料タンク２６に接続されている。凝縮物出口５６も燃料タンク２６に接続されている。特に、凝縮物出口５６は、凝縮した蒸気（すなわち、液体の燃料）をマイクロ凝縮器装置５０から燃料タンク２６に戻すために、凝縮物排出配管６０を介して、燃料タンク２６に接続されている。さらに、ハウジング５２は、マイクロ凝縮器装置５０を通過した後も気化したままの状態である燃料蒸気を排出するための蒸気出口６２を有する。図示の実施形態においては、蒸気出口６２は、蒸気配管６４を介して、燃料噴射バルブ２２の上流において吸気管１４に流体接続されている。これにより、マイクロ凝縮器装置５０によって排出される燃料蒸気は、内燃機関１２で燃焼するために再び内燃機関１２を通るように循環する。
【００１５】
さらに詳しく後述されるように、マイクロ凝縮器装置５０は、入り口５４を通って進入した燃料蒸気を凝縮させるための熱電素子６６をさらに備える。熱電素子６６は、蒸気配管５８を介して燃料タンク２６から受け取られる蒸発性の燃料または気化した燃料を凝縮させるペルチェ効果を採用または使用するペルチェマイクロ素子でもよい。熱電素子６６がペルチェマイクロ素子である場合、そのサイズが小さく、かつ最小限の電力消費しか必要としないので車両または車両の電気系統の特定のレイアウトに苦労せずに、燃料タンク２６からの気化した燃料を凝縮させるために効果的なので、好ましい。マイクロ凝縮器装置５０は、その全体が本明細書に明示的に援用される米国特許第７，５２７，０４５号に記載のように動作することができる。
【００１６】
図３および図４を参照すると、ハウジング５２は、底壁または下部壁７０と、下部壁７０から上方に延びる少なくとも１つの側壁７２、７４、７６、７８と、を有する。下部壁７０と少なくとも１つの側壁７２乃至７８とによって、ハウジング５２内のチャンバ８０が画成される。図２乃至図４に示した実施形態においては、ハウジング５２は、少なくとも１つの側壁が下部壁７０から直角に上方にそれぞれ延びる４つの矩形の側壁７２、７４、７６、７８を含むように、直平行六面体または箱形の構成を有する。図示のように、燃料蒸気をチャンバ８０に進入させるために、入り口５４がハウジング５２、詳しくはハウジング５２の側壁７６に形成される。チャンバ８０で燃料蒸気から凝縮させられた液体燃料を排出するために、凝縮物出口５６がハウジング５２、詳しくはハウジング５２の側壁７２に形成される。チャンバ８０から未凝縮の燃料蒸気を排出するために、蒸気出口６２がハウジング５２、詳しくはハウジング５２の側壁７８に形成されている。
【００１７】
一例においては、熱電素子６６は、少なくとも１つの側壁（すなわち、図２乃至図４に示した実施形態においては側壁７２乃至７８）によって、下部壁７０に対して離隔した状態で支持されている。この配置により、熱電素子６６は、底壁７０から鉛直方向に離隔した位置にある。熱電素子６６を下部壁７０に対して離隔した状態で支持するために、少なくとも１つの側壁（すなわち、側壁７２乃至７８）は、段部８４と段部８４から上方に延びる面８６とによって画成される凹部８２を備える。特に、図示の実施形態の側壁７２乃至７８の各々は、凹部８２を画成する段部８４および面８６を備える。図示の通り、熱電素子６６は段部８４上に支持されており、また、熱電素子６６は、熱電素子６６の少なくとも１つの周縁が面８６に密着して隣接するような寸法となっている。図示の実施形態においては、熱電素子６６は、４つの周縁６６ａを備える矩形の構成を有することができ、各々の周縁６６ａは、該当する１つの側壁７２乃至７８の面８６に密着して隣接する。この配置によって、熱電素子６６は、ハウジング５２に形成された凹部８２に入れ子状に収容される。
【００１８】
多孔質部材１００は、ハウジング５２内に配置、詳しくはハウジング５２のチャンバ８０に収容されている。多孔質部材は、入り口５４を通って進入する燃料蒸気を吸収し、あるいは受け取るために、流体が流れるように入り口５４と凝縮物出口５６との間に介在されている。熱電素子６６は、多孔質部材１００によって吸収または受け入れられた燃料蒸気から熱を除去して、燃料蒸気を凝縮させるために、多孔質部材１００に熱接触している。特に、多孔質部材１００は、熱電素子６６との伝導性の熱接触した状態で配置されている。多孔質部材１００は、入り口５４と凝縮物出口５６との間に介在されるだけでなく、入り口５４と蒸気出口６２との間にも流体が流れるように介在されている。蒸気出口６２は、多孔質部材１００を通過した後も依然として気化したままである燃料蒸気を排出する。
【００１９】
一実施形態においては、多孔質部材１００は炭素発泡体部材である。炭素発泡体で多孔質部材１００を形成すると、従来からのヒートシンクおよび／またはフィン（例えば、アルミニウムフィン）で形成されるヒートシンクと比べ、熱伝導率が高いことや単位体積当たりの表面積が大きくなるなどの利点がある。さらに、炭素発泡体部材１００は、従来からの構成と比べて高い熱伝達効率を有し、結果としてマイクロ凝縮器装置５０を動作させるために必要な全体としての電気負荷が、従来からのフィンを用いた場合に必要となる電気負荷よりも大幅に少なくなる。
【００２０】
図示の実施形態においては、熱伝導板１０２は、多孔質部材１００と熱電素子６６との間に介在されている。一実施形態においては、熱伝導板１０２は銅板であり、本明細書においては熱伝導板１０２を銅板１０２と称することができる。本明細書においては銅板１０２と称されるが、板１０２は、熱を導くことができる任意の金属または金属合金であってよいことは理解されたい。したがって、伝導性の熱伝達が、多孔質部材１００から銅板１０２に生じ、次いで熱電素子６６に生じる。銅板１０２を使用することで、多孔質部材１００から熱電素子６６への熱伝達の改善が可能になる。銅板１０２は、特に多孔質部材１００との境界である面１０４において平坦度が改善（すなわち、他の効率的な熱伝達材料と比べて平坦度が改善）されている。さらに、サーマルペースト１０６は、銅板１０２と熱電素子６６との間または銅板１０２と多孔質部材１００との間の少なくとも一方に介在されている。図示の通り、図示の実施形態においては、サーマルペースト１０６は、銅板１０２と熱電素子６６との間および銅板１０２と多孔質部材１００との間の両方に介在されている。サーマルペースト１０６は、マイクロ凝縮器装置５０の伝熱要素間のより良好な熱伝達を促進する。
【００２１】
図示の実施形態に示されているように、銅板１０２は段部８４によって支持され、熱電素子６６は銅板１０２上に支持される。熱電素子６６と銅板１０２とが一緒に、ハウジング５２に定められた凹部８２内に入れ子状に収容される。特に、図示の実施形態においては、これらの構成要素６６、１０２は、ハウジング５２の上面を形成し、ハウジング５２によって画成されたチャンバ８０を閉じる。シール１０８は、銅板１０２の下面１０４と各々の側壁７２乃至７８に形成された段部８４との間に介在されている。銅板１０２および熱電素子６６を凹部８２内に入れ子状に配置および／またはシール１０８を配置することによって、マイクロ凝縮器装置５０（特に、マイクロ凝縮器装置５０のハウジング５２）における霜または霧の形成を軽減または排除し、装置５０の効率を向上させる（すなわち、装置の動作に必要な電力が少なくて済む）と考えられる。
【００２２】
またマイクロ凝縮器装置５０の効率を向上させるために、ハウジング５２をプラスチック材料で形成することができる。これは、ハウジング５２の本体の熱質量を小さくし、ハウジング５２の本体の材料の熱伝導率を低くする。ハウジング５２に採用される特定のプラスチック材料は、多孔質部材１００を通過する気化した燃料を熱電素子６６が冷却するのに必要なエネルギの量を少なくしつつ、充分な剛性を有することができる。また、プラスチックを使用することで、より軽量な材料の使用による最小限の重量という追加の利点もある。
【００２３】
具体的には、ハウジング５２の本体の材料は、例えばポリアミド、ポリアセタール、ＰＥＩ、ＰＰＳ、もしくは熱損失が少なく、さらには／あるいは熱質量が小さい任意の他の耐燃料性のプラスチック材料であってよい。さらに、周囲への熱損失をさらに抑えるために、絶縁体または絶縁層を、ハウジング５２の外側の周囲またはハウジングの内側の多孔質部材１００の周囲に配置することができる。図示の実施形態においては、発泡体絶縁層１１０がハウジング５２の外側の周囲に設けられている。あるいは、他の絶縁材料をハウジング５２の外側に適用してもよい。例えば、エアロゲルまたは他の発泡体を、ハウジングを周囲の環境への熱損失から絶縁するためにハウジングの外側に適用することができる。
【００２４】
マイクロ凝縮器装置５０は、ハウジング５２内で多孔質部材１００を支持する少なくとも１つの支持バッフルをさらに備える。さらに詳しく後述される通り、少なくとも１つの支持バッフルは、多孔質部材１００を下部壁７０から高められた位置（すなわち離れた位置）に、熱電素子６６と伝導性の熱接触した状態で支持する。さらに詳しく後述される通り、少なくとも１つの支持バッフルは、多孔質部材１００を熱電素子６６に向かって付勢することができ、さらには／あるいは熱電素子６６に熱接触するように付勢することができる。少なくとも１つの支持バッフルは、ハウジング５２のチャンバ８０内に種々のサブチャンバをもたらすように形成または構成された１つ以上のバッフルであってよい。バッフルの材料としては、例えば或る程度の弾性を提供するテフロン（登録商標）発泡絶縁体などの発泡体絶縁材料であり、積み重ねられたバッフルによって多孔質部材１００を銅板１０２に向かって付勢されて両者の間の効率的な熱伝達を補助する。
【００２５】
図示の実施形態においては、少なくとも１つの支持バッフルは、積み重なった複数のバッフルであり、複数のバッフルが多孔質部材１００に対して付勢されるまたは支持圧を供給することが促進される。１つ以上の支持バッフルは、積み重ねられ、成形され、あるいは他の方法で構成されても、燃料蒸気を多孔質部材１００に効率的に案内し、さらには／あるいは効率的な液体（すなわち、凝縮した燃料蒸気）の排出を促進するように配置される。図示の実施形態においては、複数のバッフルは、凝縮物出口５６に対応する切り欠きまたは凹部１１４を有する下部バッフル１１２を含んでいる。中間バッフル１１６、１１８、１２０、１２２は、下部バッフル１１２上に積み重ねられる。詳しくは、中間バッフル１１６、１１８が一体に重ねられて第１組のバッフルを形成する。同様に、中間バッフル１２０、１２２が一体に重ねられて第２組のバッフルを形成する。したがって、バッフル１１６乃至１２２は、積み重ねられたペアにて配置され、積み重ねられたバッフル１１６、１１８の第１のペアが入り口５４に隣接して、バッフル１２０、１２２から構成される第２のペアが蒸気出口６２に隣接し、積み重ねられたバッフル１１６、１１８および１２０、１２２のペアが凝縮物出口５６の側方に位置している。
【００２６】
バッフルは、マイクロ凝縮器装置５０において気体および／または液体の流れを案内し、多孔質部材１００を支持するように配置される。例えば、上側バッフル１２４、１２６は、中間バッフル１１６乃至１２２の上方に積み重ねられた状態で配置され、多孔質部材１００を直接支持することができる。詳しくは、図示の実施形態においては、上側バッフル１２４は、蒸気の入り口５４に隣接する中間バッフル１１６、１１８の第１のペアの上に重ねられ、上側バッフル１２６は、蒸気の出口６２に隣接する中間バッフル１２０、１２２の第２のペアの上に重ねられる。中間バッフル１１６乃至１２２と同様に、上側バッフル１２４、１２６を互いに横方向に離して凝縮物出口５６の側方に位置させることができる。
【００２７】
図２乃至図４に示した実施形態においては、バッフルは、蒸気の入り口５４に隣接して側壁７２から側壁７４に延びるプレナムチャンバ１２８が形成されるように配置される。プレナムチャンバ１２８は、蒸気の入り口５４を通って進入した燃料蒸気を、側壁７２から側壁７４に延びる多孔質部材１００の寸法に沿ってより一様に分配することを可能にするので、燃料蒸気のより効果的な吸収が可能となる。詳しくは、図示の実施形態のプレナムチャンバ１２８は、側壁７２、７４、７６、バッフル１１８および１２４、ならびに多孔質部材１００によって画成される。プレナムチャンバ１２８は、多孔質部材１００の実質的に全幅（例えば、側壁７２、７４の間を延びている幅）にわたって延びる。プレナムチャンバ１２８は、入り口５４を通って進入する燃料蒸気が多孔質部材１００によって吸収される前に、広がることができることを保証するように機能する。
【００２８】
さらに、バッフル１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、および１２６は、凝縮物出口５６と多孔質部材１００との間において、鉛直方向に凝縮物チャンバ１３０を画成する。図示のように、凝縮物チャンバ１３０は、多孔質部材１００の下方に配置される。これにより、凝縮した燃料が重力によって多孔質部材１００から除去されて凝縮物出口５６に案内させることを補助することができる。上側バッフル１２４は、図示の実施形態においては上側バッフル１２６よりも小さく、これによって凝縮物チャンバ１３０の拡大領域１３２が形成される。拡大領域１３２は、凝縮物チャンバ１３０のうちの蒸気入り口５４に近い側において、凝縮した燃料が重力によって多孔質部材１００から除去されることを促進する。
【００２９】
図５および図６を参照すると、マイクロ凝縮器装置１５０が示されている。マイクロ凝縮器装置１５０は、後述される点を除き、マイクロ凝縮器装置５０と同じであってよい。図５および図６においては、マイクロ凝縮器装置５０の積み重ねられた下部バッフルおよび中間バッフルが、成形によるただ１つのバッフル１５２で置き換えられており、この成形によるただ１つのバッフル１５２は、下部バッフル１１２に類似した構成の下部１５４と、積み重ねられた中間バッフル１１６乃至１２２に類似した構成の中間バッフル部１５６、１５８とを備える。マイクロ凝縮器装置１５０は、中間バッフル部１５６、１５８上に積み重ねられた状態で配置された上側バッフル１６０、１６２を備える。マイクロ凝縮器装置５０と異なり、マイクロ凝縮器１５０の上側バッフル１６０、１６２は、プレナムチャンバ１６４および凝縮物チャンバ１６６に変化する形状をもたらすようなサイズおよび配置となっている。詳しくは、上側バッフル１６０の後ろ側１６８が、中間バッフル部１５６の後ろ側１７０に整列している。したがって、中間バッフル部１５６の上方に拡大領域１３２が形成されていないが、プレナムチャンバ１６４の奥行き（すなわち、蒸気の入り口５４および／または側壁７６から上側バッフル１６０までの寸法）が大きくなっている。拡大領域１３２の代わりに、拡大領域１７２が中間バッフル部１５８の上方に形成されている。拡大領域１７２は、上側バッフル１６２の後縁１７４が中間バッフル部１５８の後ろ側１７６から側方に離されていることで形成される。
【００３０】
図７および図８を参照すると、別のマイクロ凝縮器装置２５０が示されている。マイクロ凝縮器装置２５０は、後述する点を除き、マイクロ凝縮器装置１５０と同じであってよい。図７および図８に示されている実施形態においては、上側バッフル１６２が、上側バッフル１２６（すなわち、マイクロ凝縮器装置５０に使用されたバッフルと同じバッフル）で置き換えられる。したがって、この実施形態においては、中間バッフル部１５６または中間バッフル部１５８の上方に凝縮物チャンバ１３０の拡大領域が存在しておらず、拡大されたプレナムチャンバ１６４だけが存在する。
【００３１】
図９および図１０を参照すると、後述する点を除いてマイクロ凝縮器装置１５０と同じであってよいさらに別のマイクロ凝縮器装置３５０が示されている。マイクロ凝縮器装置３５０においては、上側バッフル１２４（マイクロ凝縮器装置５０に使用されたものと同じ）が中間バッフル部１５６の上方に配置され、上側バッフル部１６２が中間バッフル部１５８の上方に配置される。したがって、この構成においては、拡大領域１３２が中間バッフル部１５６の上方に配置され、拡大領域１７２が中間バッフル部１５８の上方に配置される。さらに、小さなプレナムチャンバ１２８が入り口５４に隣接して中間バッフル部１５６の上方に配置される。
【００３２】
再び図２乃至図４を参照すると、多孔質部材１００は、変化する多孔率を有することができる。多孔質部材１００の変化する多孔率の一例（これに限られるわけではない）が、図中の点描で概略的に示されている。図示の通り、多孔質部材１００は、プレナムチャンバ１２８および入り口５４に隣接する第１の側または第１部分１００ａにおいて、第２の側または第２部分１００ｂよりも高い多孔率を有することができる。また、多孔質部材１００は、下面または下部１００ｃに隣接する箇所にて、熱電素子６６に隣接する上面または上部１００ｄよりも高い多孔率を有することができる。図示の実施形態は、第１の側の部分１００ａから第２の側の部分１００ｂに徐々に減少し、かつ下面の部分１００ｃから上面の部分１００ｄに徐々に減少する多孔率を備えるが、このような変化する多孔率が、１つの側からもう１つの側にだけ生じてもよい（例えば、側部１００ａから側部１００ｂに生じ、あるいは面部１００ｃから面部１００ｄに生じる）ことは理解されたい。あるいは、多孔質部材１００における変化する多孔率については、他の配置またはパターンを使用してもよい。
【００３３】
図３に最もよく示されているように、蒸気の入り口５４および出口５６、６２の相対的な配置は、マイクロ凝縮器装置５０を通過する蒸気および液体の効率的な流れを促進できる。本明細書において使用されるとき、「相対的な配置」とは、入り口５４および出口５６、６２の各々の中心軸または中央領域の互いに対する配置を指すことができる。詳しくは、図示の通り、蒸気の出口６２は、鉛直方向において蒸気の入り口５４および凝縮物の出口５６と比べて上方に配置される。凝縮物の出口５６は、蒸気の入り口５４および蒸気の出口６２と比べて下方に配置される。蒸気の入り口５４は、鉛直方向において蒸気の出口６２と凝縮物の出口５６との間に配置される。相対的な配置に加えて、相対的な寸法も、マイクロ凝縮器装置５０を通過する効率的な燃料の流れを促進することができる。例えば、図示のように、蒸気の入り口５４は、凝縮物の出口５６と比べて大きなサイズを有し、凝縮物の出口５６は、蒸気の出口６２と比べて大きなサイズを有する。
【００３４】
図１１および図１２を参照すると、マイクロ凝縮器装置５０は、熱電素子６６の高温側６６ｂに熱接触した熱除去アセンブリ１８０または１８２をさらに備える。熱除去アセンブリ１８０または１８２は、ヒートパイプ１８０（図１１）または液冷回路１８２（図１２）の少なくとも一方を備える。図１１には、ケーシング１８４と、ウィック１８６と、蒸気室１８８とを有する典型的なヒートパイプ１８０が示されている。当業者にとって公知かつ当業者であれば理解できる通り、ヒートパイプ１８０は、熱電素子６６の高温側６６ｂからのより迅速な熱の除去を促進することができ、結果としてチャンバ８０における燃料蒸気の凝縮のための熱電素子６６の電力消費が少なくなる。図１２には、ポンプ１９０と、熱交換器１９２と、液体循環ループ１９４とを有する典型的な液冷回路１８２が示されている。当業者にとって公知かつ当業者であれば理解できる通り、ポンプ１９０が、ループ１９４において熱伝達流体（例えば、不凍液）を熱電素子６６の高温側６６ｂから熱交換器１９２に循環させ、流体が熱電素子６６の高温側６６ｂにおいて熱電素子６６から熱を吸収し、吸収した熱を熱交換器１９２において消散させる。これに代え、あるいはこれに加えて、熱電素子６６の高温側６６ａを、対流フィンおよび／またはファン（どちらも不図示）によって冷却することができる。図示されていないが、熱除去アセンブリ１８０または１８２と熱電素子６６の高温側６６ａとの間にサーマルペーストを使用することができる。ヒートパイプ１８０または液冷回路１８２を使用することで、熱電素子６６の高温側６６ａから熱を迅速に除去し、熱電素子６６の効率を高めることができる。
【００３５】
図１３、図１４、および図１５を参照すると、さらに別の実施形態によるマイクロ凝縮器装置４５０が示されている。マイクロ凝縮器装置４５０は、後述する点を除き、本明細書においてすでに説明したマイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、および３５０と同じまたは同様であってよい。すでに説明したマイクロ凝縮器装置と同様に、装置４５０は、燃料蒸気を受け入れるための入り口４５４と凝縮した燃料蒸気を排出するための凝縮物出口４５６とを有するハウジング４５２を備える。マイクロ凝縮器装置４５０は、多孔質部材４５８をさらに備え、多孔質部材４５８は、ハウジング４５２内に配置され、流体が流れるように入り口４５４と凝縮物出口４５６との間に介在されており、入り口４５４を通って受け取られた燃料蒸気を吸収する。さらに、マイクロ凝縮器装置４５０は、多孔質部材４５８によって吸収された燃料蒸気から熱を取り去って燃料蒸気を凝縮させるために、熱電素子４６０を多孔質部材４５８に熱接触させた状態で備えている。
【００３６】
やはりすでに説明したマイクロ凝縮器装置と同様に、マイクロ凝縮器装置４５０のハウジング４５２は、下部壁４６２と、下部壁４６２から上方に延びる少なくとも１つの側壁４６４、４６６、４６８、４７０とを有する。下部壁４６２および少なくとも１つの側壁４６４〜４７０によって、ハウジング４５２内のチャンバ４７２が画成される。図示の通り、熱電素子４６０は、少なくとも１つの側壁４６４乃至４７０によって、下部壁４６２に対して離隔した状態で支持され、多孔質部材４５８は、チャンバ４７２内に収容される。図示の実施形態においては、多孔質部材４５８は、単一の部品またはユニットとして示されている。しかしながら、代案として、多孔質部材４５８は、互いに隣接して配置された複数の多孔質部材で構成されてもよいこと（例えば、２つ以上の部品から構成される構成）を理解されたい。
【００３７】
すでに説明したマイクロ凝縮器装置と同様に、入り口４５４は、チャンバ４７２に連通するとともにチャンバ４７２のプレナムチャンバ部分４７４に連通するように、少なくとも１つの壁４６４乃至４７０、詳しくは、側壁４６８を貫いて形成されている。より詳しくは、プレナムチャンバ部分４７４は、ハウジング４５２のチャンバ４７２において入り口４５４と多孔質部材４５８との間に形成される。図示の実施形態に示されている通り、プレナムチャンバ部分４７４は、多孔質部材４５８の実質的に横幅の全体にわたって（すなわち、側壁４６８に沿って側壁４６４から側壁４６６まで）延びる。特に、多孔質部材４５８は、入り口４５４と多孔質部材４５８との間に介装されたプレナムチャンバ４７４が形成されるように、少なくとも１つの壁４６４乃至４７０、詳しくは、側壁４６８から側方に離隔する。
【００３８】
多孔質部材４５８および多孔質部材１００は、多孔性または微小孔性の金属または金属合金あるいは炭素発泡体で形成される。金属および金属合金の例としては、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、マグネシウム、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの多孔性材料のいずれも、燃料蒸気および凝縮した燃料蒸気が多孔質部材４５８または多孔質部材１００をより容易に通過できるようにする開放気泡から構成される相互連続（ｃｏ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）材料であってよい（すなわち、発泡体内の空隙が互いにつながっている）。図示の実施形態においては、多孔質部材４５８は微小孔性のアルミニウム発泡体で形成される。多孔質部材４５８としての微小孔性のアルミニウム発泡体は、脆くないので、多孔質部材４５８と熱電素子４６０との間の熱伝達を改善するために熱電素子４６０に対してより容易に圧力が加えられるという好都合な属性を有することが明らかになっている。さらに、微小孔性のアルミニウム発泡体は、全般的により良好な熱伝達特性を呈することが明らかになっている。
【００３９】
一実施形態においては、多孔質部材４５８（または、多孔質部材１００）に微小孔性のアルミニウム発泡体を使用することで、マイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、および３５０に関して説明したバッフルも含めたバッフル、特に、スポンジ状の材料で形成されるバッフルをマイクロ凝縮器装置から省略することができる。さらに、任意のプレナムチャンバ４７４を除き、マイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、および３５０に関して説明した種々の他のチャンバ部分を、マイクロ凝縮器装置４５０から省略することができる。またさらに、微小孔性のアルミニウム発泡体のあまり脆くないという性質ゆえに、多孔質部材４５８と熱電素子４６０および／またはハウジング４５２との間の最大の接触が可能になる。すなわち、微小孔性のアルミニウム発泡体のあまり脆くないという性質ゆえに、多孔質部材４５８の破損の危険性をあまり心配せずに、このアルミニウム発泡体を熱電素子４６０（あるいは、熱電素子４６０に熱接続された他の介在の構成要素）にきつく押し付けることができる。
【００４０】
すでに本明細書においてマイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、３５０に関して説明した通り、マイクロ凝縮器装置４５０のハウジング４５２をプラスチックで形成することができる。あるいは、ハウジング４５２は、燃料蒸気から熱電素子４６０への熱伝達をさらに促進するアルミニウムで形成される。より詳しくは、いくつかの事例において、マイクロ凝縮器装置にプラスチック製の本体を採用することで、特に多孔質部材が発泡体部材（例えば、炭素発泡体部材）である場合に、多孔質部材の周囲を巡って温かい領域が生じる可能性がある。この結果、燃料蒸気（例えば、ブタン蒸気）が多孔質部材の周囲または外周面に沿って残り、プラスチック製の本体を通過して移動して、マイクロ凝縮器装置から漏れ出る可能性がある。これにより、通過する燃料蒸気からプラスチック製の本体に加わる大きな熱応力によってプラスチック製の本体にひずみが生じる可能性がある。この結果、最終的には、マイクロ凝縮器装置に渡される燃料蒸気の凝縮が少なくなり、あるいは皆無になる可能性がある。ハウジング４５２またはマイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、３５０のハウジングのいずれかにアルミニウム製の本体を使用することで、多孔質部材４５８からの熱伝達を大きくすることが可能になり、さらには／あるいはハウジングのひずみを軽減または皆無にすることができる。
【００４１】
図示の実施形態においては、多孔質部材４５８は、熱電素子４６０に隣接して配置される第１の表面４８０と、多孔質部材４５８における温度勾配を軽減するために少なくとも１つのチャンバまたは開口が形成された反対側の第２の表面４８２と、を備える。一実施形態においては、少なくとも１つの開口は、反対側の第２の表面４８２から、第１の表面４８０に隣接しかつ第１の表面４８０から離れている位置（例えば、位置４８４）まで延びているが、これは必須ではなく、少なくとも１つのチャンバまたは開口について他の構成も考えられる。図示の実施形態においては、少なくとも１つの開口は、多孔質部材４５８の第２の表面４８２に分布した複数の開口４８６である。複数の開口４８６の各々は、反対側の第２の表面４８２から、第１の表面４８０に隣接しかつ第１の表面４８０からは離れている位置（例えば、４８４）まで延びている。本明細書においては第２の表面４８２まで延びているものとして説明されるが、少なくとも１つの開口は、多孔質部材４５８の中に完全に囲まれていてもよいことは理解されたい。さらに別の例では、多孔質部材４５８の中に完全に閉じ込められた少なくとも１つの開口を設けることができ、第２の表面４８２から、第１の表面４８０に隣接しかつ第１の表面４８０からは離れている位置４８４まで延び、あるいは第１の表面４８０から第２の表面４８２まで延びる少なくとも１つの開口を設けることができる。
【００４２】
図示の実施形態においては、複数の開口４８６の各々が円柱形の形状であるが、これは必須ではない。図示の実施形態においては、複数の開口４８６の各々は、反対側の第２の表面４８２から多孔質部材４５８に約６ｍｍ延びることができ、第１の表面４８０から約２ｍｍだけ離れている（すなわち、例えば位置４８４に位置する複数の開口４８６の各々の閉じた端部が、第１の表面４８０から２ｍｍだけ離れている）が、これも必須ではない。図示の実施形態に示されている通り、多孔質部材４５８は、上側の表面４８０が上面を形成し、下側の表面４２が下面を形成する六面体の形状であってよい。
【００４３】
六面体形状に対応して、複数の開口４８６は、少なくとも２つの行と少なくとも２つの列とを有する行列にて下面４８２に配置される。さらに詳しくは、図示の実施形態に示されるように、開口４８６は、入り口４５４から遠ざかるように（すなわち、側壁４６８および４７０の間を）延びる４つの列および出口４５６に向かって（すなわち、側壁４６４および４６６の間を）延びる５つの行にて配置される。図示の実施形態に関してさらに示される通り、各々の行における間隔および各々の列における間隔など、複数の開口４８６の間の間隔は、ほぼ等しくてよい。開口４８６の配置は、図示の実施形態に関する或る程度の特異性にて説明したが、他の配置も採用可能であり、図示の実施形態に示した配置から外れてもよいことを、当業者であれば理解されたい。
【００４４】
マイクロ凝縮器装置５０に関して説明したように、熱伝導板４９０（例えば、銅板）は、多孔質部材４５８と熱電素子４６０との間に介在されているが、これは必須ではない。あるいは、熱伝導板４９０を間に介在させることなく、多孔質部材４５８を熱電素子４６０に直接隣接させて配置することができる。熱伝導板４９０の有無にかかわらず、サーマルペースト４９２を、多孔質部材４５８と熱電素子４６０との間に介在させることができる。熱伝導板４９０が備えられる場合、サーマルペースト４９２は、銅板４９０と熱電素子４６０との間に介在されるとともに、銅板４９０と多孔質部材４５８との間にも介在される。場合により、マイクロ凝縮器装置５０において銅板１０２の下面と段部８４との間に介装されるシール１０８と同様または同じ方法で、シール４９４は、ハウジング４５２に画成された凹部において銅板４９０の下面と熱電素子４６０との間に介在される。銅板４９０を備えない場合にも、シール４９４を任意で使用してよいが、その場合、ハウジング４５２に画成された段部と熱電素子４６０との間に直接介在されると考えられる。やはりマイクロ凝縮器装置５０と同様に、マイクロ凝縮器装置４５０（特に、そのハウジング４５２）は、図示されていないが、周囲に配置された絶縁層を備えることができる。
【００４５】
図示されていないが、マイクロ凝縮器装置４５０の多孔質部材４５８は、マイクロ凝縮器装置５０に関して説明したような変化する多孔率を有してもよいことを、当業者であれば理解されたい。例えば、変化する多孔率として、入り口４５４の付近の多孔率が凝縮物出口４５６の付近の多孔率と比べて高い。これに代え、あるいはこれに加えて、多孔質部材４５８は、凝縮物出口４５６に隣接して位置する多孔質部材４５８の下面（すなわち、第２の反対側の表面４２）の付近において、熱電素子４６０に隣接する上面（すなわち、第１の表面４８０）よりも高い多孔率を有する。マイクロ凝縮器装置４５０に関して採用することができる他の任意の変形例として、熱電素子４６０から熱を取り去るためのヒートパイプまたは液冷回路の使用が挙げられる。例えば、図１１のヒートパイプ１７０または図１２の液冷回路１７２を、熱電素子４６０から熱を取り除くために使用することができる。
【００４６】
またさらに、マイクロ凝縮器装置４５０のハウジング４５２は、多孔質部材４５８を通過した後も気化したままである燃料蒸気を排出するために、マイクロ凝縮器装置５０に関して説明した蒸気出口６２などの蒸気出口を任意で備えることができるが、これはマイクロ凝縮器装置４５０に関しては図示されていない。蒸気出口がハウジング４５２に設けられる場合、多孔質部材４５８を、流体が流れるように入り口４５４とそのような蒸気出口との間に介装することができる。蒸気出口６２と同様に、ハウジング４５２の蒸気出口を、入り口４５４よりも高い位置に配置することができ、図示の実施形態に示されているように、入り口４５４を凝縮物出口４５６よりも高い位置に配置することができる。多孔質部材４５８が変化する多孔率を備え、かつ蒸気出口がハウジング４５２に設けられる場合には、多孔質部材４５８は、入り口４５４に隣接して位置する多孔質部材４５８の第１の側の付近において、ハウジング４５２に形成された蒸気出口に隣接する第２の側よりも高い多孔率を有することができる。これを、凝縮物出口４５８に隣接して位置する多孔質部材４５８の下面の付近の多孔率を熱電素子４６０の付近と比べて高くすることと、組み合わせることができる。
【００４７】
マイクロ凝縮器装置５０、１５０、２５０、３５０と同様に、マイクロ凝縮器装置４５０ならびに本明細書に記載の種々の実施形態または構成のいずれも、入り口４５４をキャニスタを燃料タンクと入り口４５４との間に介在させることなく入り口４５４が燃料タンクに流体連通させた状態で、車両に取り付けられることが可能であり、その際、出口４５６は凝縮させた燃料蒸気を再び燃料タンクに戻すために燃料タンクに流体連通する。例えば、マイクロ凝縮器装置４５０を、図１に示したシステム１０においてマイクロ凝縮器装置５０の代わりとすることができる。したがって、入り口４５４を配管５８によって燃料タンク２６に接続でき、出口４５６も配管６０などによって燃料タンク２５に接続することができる。マイクロ凝縮器装置４５０が蒸気出口を備える場合には、そのような蒸気出口を配管６４を介してエンジンの吸気管１４に接続することができる。
【００４８】
一例においては、図１６を参照し、マイクロ凝縮器装置４５０を、車両５０４の内燃機関５０２を含む蒸発ガス抑制システム５００において使用することができる。システム５００において、マイクロ凝縮器装置４５０のハウジング４５２は車両５０４に取り付けられ、入り口４５４は、燃料キャニスタ５０６に流体連通し、凝縮物出口４５６は、燃料タンク５０８に流体連通する。当業者にとって公知かつ当業者であれば理解できる通り、キャニスタ５０６は、燃料蒸気が燃料タンク５０８から充てん配管５１０を介してキャニスタ５０６に送られて、（例えばキャニスタ５０６内の炭素床に）一時的に保持されるように、公知の方法で燃料タンク５０８に流体連通することができる。キャニスタ５０６は、パージ作業の際などに外部からの空気をキャニスタ５０６に進入させることができるドレーン配管５１２によって大気に接続される。キャニスタ５０６は、さらに詳しく後述されるように、キャニスタ５０６に一時的に保持された燃料蒸気をキャニスタ５０６からパージできるパージ配管５１４をさらに備える。
【００４９】
図示の実施形態においては、パージ配管５１４は、キャニスタ５０６をマイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４に流体連通させる少なくとも１つの分岐配管５１６を備える。これにより、キャニスタ５０６から燃料蒸気をパージし、マイクロ凝縮器装置４５０に案内することができる。この燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置４５０によって処理し、凝縮した燃料を出口４５６および戻り配管５１８を介して燃料タンク５０８に戻すことができる。より詳しくは、戻り配管５１８は、凝縮した燃料蒸気と未凝縮の燃料蒸気との混合物を燃料タンク５０８に戻すことができる。別途の分岐配管５２０を任意で備えることができる。分岐配管５２０が備えられる場合、分岐配管５２０は、パージ配管５１４を内燃機関５０２のエンジン吸気管５２２に流体連通させる。
【００５０】
適切なソレノイドバルブまたは同様の流量制御機構５２４は、当業者であれば本明細書を検討することによって理解および認識できる通り、システムにおける所望の流れを制御するために、システム５００に備えることができる。例えば、ソレノイドバルブ５２４は、キャニスタ５０６によって燃料タンク５０８からの燃料蒸気を一時的に保持できるように制御される。さらに、ソレノイドバルブ５２４は、分岐配管５１６を介したマイクロ凝縮器装置４５０へのパージを含め、キャニスタ５０６をパージできるように制御される。分岐配管５１６を備える構成の場合には、ソレノイドバルブ５２４は、内燃機関５０２の動作時などに燃料蒸気をキャニスタ５０６からエンジンの吸気管５２２にパージするように動作することもできる。
【００５１】
パージ配管５１４および分岐配管５１６を経由するキャニスタ５０６からマイクロ凝縮器装置４５０への燃料蒸気の案内を促進するために、ポンプ５２６は、流体が流れるように燃料キャニスタ５０６とマイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４との間に介在されており、燃料蒸気はポンプ作用で押されてキャニスタ５０６からマイクロ凝縮器装置４５０にパージされる。図示の通り、ポンプ５２６を分岐配管５１６に配置することができる。任意で、蒸気出口５２８および蒸気配管５３０をマイクロ凝縮器装置４５０に設けて、未凝縮の燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置４５０からエンジンの吸気管５２２に案内する。あるいは、蒸気出口５２８’をマイクロ凝縮器装置４５０に設け、マイクロ凝縮器装置４５０からの未凝縮の燃料蒸気を蒸気配管５３０’を介して再びキャニスタ５０６に案内することができる。
【００５２】
図１７に示した例においては、マイクロ凝縮器装置４５０は、第１のキャニスタ部５５２と第２のキャニスタ部５５４とを備える燃料キャニスタとともに使用される。システム５５０において、システム５００と同様の参照番号が同様の構成要素を指して使用される。図示の通り、第１のキャニスタ部５５２は、燃料タンク５０８に流体連通した充てん入り口５５６と、大気に流体連通したドレーン出口５５８と、配管５６２を介して内燃機関５０２の吸気管５２２に流体連通した第１のパージ出口５６０と、配管５６６を介して第２のキャニスタ部５５４に流体連通した第２のパージ出口５６４とを有する。第２のキャニスタ部５５４は、第１のキャニスタ部５５２の第２のパージ出口５６４に流体連通した充てん入り口５６８と、配管５７２を介してマイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４に流体連通したパージ出口５７０とを有し、任意で、ポンプ５２６は、流体が流れるようにキャニスタ部５５４とマイクロ凝縮器装置４５０との間に介在される。
【００５３】
ソレノイドバルブ５２４に加えて、ソレノイドバルブ５７４は、配管５６６において第１のキャニスタ部５５２と第２のキャニスタ部５５４との間に、流体が流れるように介在される。動作時に、ソレノイドバルブ５２４、５７４によって、キャニスタ部５５２、５５４をおおむね従来からの方法で動作させることが可能になる。例えば、燃料蒸気は、燃料タンク５０８から第１のキャニスタ部５５２に通過し、ソレノイドバルブ５７４は、第２のキャニスタ部５５４が第１のキャニスタ部５５２から燃料蒸気（例えば、あふれる蒸気）を受け取ることを可能にする。しかしながら、ソレノイドバルブ５７４を使用して、第２のキャニスタ部５５４を第１のキャニスタ部５５２から絶縁してもよい。この場合、燃料タンク５０８に望ましくない加圧の状況が生じることなく、マイクロ凝縮器装置４５０が第２のキャニスタ部５５４からの燃料蒸気を処理し、処理後の燃料蒸気を戻り配管５７６を介して燃料タンク５０８に戻すことを可能にするという利点がある。
【００５４】
さらに詳しくは、マイクロ凝縮器装置４５０によって処理された燃料蒸気は、凝縮した燃料蒸気と未凝縮の燃料蒸気とを含む可能性がある。燃料タンク５０８に未凝縮の燃料蒸気が戻ることで、燃料タンクに圧力状態が生じる可能性があり、その場合には、燃料タンク内の燃料蒸気を逃がす必要がある。キャニスタ部５５２、５５４を互いに絶縁することで、第１のキャニスタ部５５２によってそのような燃料タンク５０８からの燃料蒸気を処理できる一方で、マイクロ凝縮器装置４５０が第２のキャニスタ部５５４からの燃料蒸気を処理することができる。
【００５５】
任意で、蒸気出口５２８または蒸気出口５２８’を、蒸発ガス抑制システム５５０においてマイクロ凝縮器装置４５０に組み合わせて使用することができる。図示の通り、蒸気出口５２８’によって、マイクロ凝縮器装置４５０からの未凝縮の燃料蒸気を第２のキャニスタ部５５４に案内することができる。
【００５６】
図１８を参照すると、地下燃料貯蔵容器６００を含む蒸発ガス抑制システムにおけるマイクロ凝縮器装置４５０が示されている。図示の構成において、入り口４５４は、地下燃料貯蔵容器６００からの燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置４５０に案内するために地下貯蔵容器６００に流体連通し、出口４５６は、凝縮した燃料蒸気を容器６００に戻すために地下貯蔵容器６００に流体連通する。地下燃料貯蔵容器６００にマイクロ凝縮器装置４５０を使用することで、地下燃料貯蔵容器６００のための蒸発ガス抑制システムのコストおよび複雑さが低減される。
【００５７】
図１９を参照すると、別の蒸発ガス抑制システムに配置されたマイクロ凝縮器装置４５０が示されている。このシステムは、地下貯蔵容器６００と、燃料キャニスタ６０２と、ポンプ６０４とを備える。この構成において、マイクロ凝縮器装置４５０は、地下貯蔵容器６００からの燃料蒸気を処理するためにキャニスタ６０２に組み合わせて動作することができる。動作を、図１６の車両用の蒸発ガス抑制システム５００に関して説明した方法と同じ方法で行うことができるが、当然ながらエンジンの吸気管５２２または内燃機関５０２は存在しない。この点で、図１６の燃料タンク５０８を、気化した燃料が発生する燃料貯蔵容器と考えることができ、図１６のマイクロ凝縮器装置４５０が、この燃料貯蔵容器（すなわち、燃料タンク５０８）から受け取られる気化した燃料を処理すると考えることができる。
【００５８】
図１９に戻ると、キャニスタ６０２は、流体が流れるように燃料貯蔵容器６００とマイクロ凝縮器装置４５０との間に介在されている。キャニスタ６０２は、燃料貯蔵装置（すなわち、容器６００）から気化した燃料を受け取るための入り口６０６と、燃料蒸気を一時的に保持するための床要素とを有する。キャニスタ６０２は、一時的に保持した燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置４５０に案内して本明細書においてすでに説明した通りに処理するために、マイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４に流体連通したパージ配管６０８を有する。
【００５９】
一実施形態においては、気化した燃料が発生する燃料貯蔵容器と、燃料貯蔵容器から受け取られる気化した燃料を処理するためのマイクロ凝縮器装置４５０とを備える蒸発ガス抑制システムが提供される。本明細書においてすでに説明した通り、マイクロ凝縮器装置４５０は、気化した燃料からの熱の除去を促進する多孔質部分（すなわち、炭素発泡体または微小孔性のアルミニウム発泡体）を含むことができる。このシステムにおいて、任意でキャニスタ（例えば、キャニスタ５０６または６０２）を、流体が流れるように燃料貯蔵容器とマイクロ凝縮器装置４５０との間に介在させることができる。キャニスタは、燃料貯蔵装置から気化した燃料を受け取るための入り口と、燃料蒸気を一時的に保持するための床要素とを有することができる。さらにキャニスタは、一時的に保持した燃料蒸気をマイクロ凝縮器装置４５０に案内するためにマイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４に流体連通したパージ配管を有することができる。キャニスタのパージ配管を、マイクロ凝縮器装置４５０の入り口４５４に選択的に連通させることができる。１つの典型的な実施形態においては、燃料貯蔵容器が車両の燃料タンクであり、したがって、キャニスタからのパージ配管は、マイクロ凝縮器装置の入り口４５４に選択的に流体連通させられる。あるいは、燃料貯蔵容器は、地下燃料貯蔵容器であってよい。いずれの場合も、ポンプを、燃料蒸気をキャニスタからマイクロ凝縮器装置に移動させるために、流体が流れるようにキャニスタとマイクロ凝縮器装置との間に介在させることができる。
【００６０】
次に、蒸発ガスの抑制方法を、マイクロ凝縮器装置４５０に関して説明するが、この方法は、本明細書に記載の他のマイクロ凝縮器装置のうちの１つにおいて適切に使用することが可能である。この方法においては、燃料貯蔵容器（例えば、車上の燃料タンクまたは地下の燃料貯蔵容器）からの燃料蒸気がマイクロ凝縮器装置４５０などのマイクロ凝縮器装置に案内される。燃料貯蔵容器からの燃料蒸気がマイクロ凝縮器装置４５０において凝縮させられる。凝縮させられた燃料蒸気がマイクロ凝縮器装置４５０から燃料貯蔵容器に戻される。マイクロ凝縮器装置４５０による燃料蒸気の凝縮に先立って、燃料蒸気を床要素を有する燃料キャニスタに一時的に保持することができる。燃料蒸気は、エンジンが動作しているときに燃料キャニスタから内燃機関のエンジン吸気管に選択的に案内されるが、これは必須ではない。
【００６１】
さまざまな上述の特徴および機能ならびに他の特徴および機能もしくはその代案または変形例を、多数の他のさまざまなシステムまたは応用に所望の通りに組み合わせることができることを理解されたい。また、現時点においては予見または予想されないさまざまな代案、変更、変形、または改善を、当業者であれば後に行うことができ、それらも特許請求の範囲に包含されることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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