(57)【要約】【課題】給油燃料を利用した、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路を流れる蒸発燃料ガスの効果的な処理構造を提供する。【解決手段】燃料タンク４とキャニスタ７とを連通する通気通路に燃料給油管３の内壁に固定される螺旋状金属管２を配設する。燃料給油時には、給油燃料８１が、螺旋状金属管２に直接当たり、温度の高い燃料タンク４内の蒸発燃料ガス４３と温度の低い給油燃料８１間の熱交換が螺旋状金属管２を通して行われ、蒸発燃料ガス４３が冷却され、蒸発燃料ガス４３の飽和蒸気圧が下がり、キャニスタ７に流出する蒸発燃料ガス４３の量を減らすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に設けられ、燃料給油時に燃料タンクから流出される蒸発燃料ガスを冷却する構造であって、
該構造は、燃料給油管の下方の内壁に螺旋状金属管を固定し、該螺旋状金属管の下方端部は、前記燃料タンクに、前記螺旋状金属管の上方端部は、前記キャニスタに接続されることを特徴とする蒸発燃料冷却構造。
【請求項２】
前記螺旋状金属管は、前記燃料給油管の内壁に沿って形成されている請求項１に記載の蒸発燃料冷却構造。
【請求項３】
前記螺旋状金属管は、すり鉢状に形成されている請求項１に記載の蒸発燃料冷却構造。
【請求項４】
前記螺旋状金属管の下方端部近傍の最下部には、冷却されて液化した燃料を前記燃料タンクに戻すための穴部が設けられている請求項1乃至３に記載の蒸発燃料冷却構造。
【請求項５】
前記螺旋状金属管の上方端部と前記キャニスタを連通する配管部材は、樹脂である請求項１乃至４に記載の蒸発燃料冷却構造。
【請求項６】
前記螺旋状金属管の下方端部は、前記燃料タンクに取り付けられたフューエルカットオフバルブに接続されている請求項１乃至５に記載の蒸発燃料冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路を流れる蒸発燃料ガスの処理に関し、特に給油燃料を有効利用した蒸発燃料ガス冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンを燃料とする自動車は、燃料タンク内のガソリンが気化した蒸発燃料ガスの車外への放出を防止することが求められる。蒸発燃料ガスの排出量低減のため、ガソリン自動車にはＥＬＣＤ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｌｏｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｄｅｖｉｃｅ）が搭載されており、その中でも重要な働きをするものとして、活性炭を用いて蒸発燃料ガスを吸脱着により大気と分離する方法を用いたキャニスタがある。
【０００３】
キャニスタに内包された活性炭層は大気に連結されており，蒸発燃料ガスは大気放出前に活性炭層に吸着される。ところで、自動車が走行を停止した場合（Ｈｏｔ  Ｓｏａｋ)や、日中の気温上昇 (ｄｉｒｎａｌｃｙｃｌｅ)などによって、ガソリンタンクなどの温度が上昇する。特に夏季は上記要因が重なり、飽和蒸気圧の上昇度合いも高い。
【０００４】
ガソリンタンクの温度が上昇し、飽和蒸気圧が大きい場合には、タンク内に蒸発燃料ガスが多く充満しており、その状況で給油すると、温度の上昇した蒸発燃料ガスがキャニスタに送り込まれることになる。その結果、キャニスタの吸着能力を超えた場合は、蒸発燃料ガスが大気に放出されることになる。したがって、それを防止するために、給油時に燃料タンク本体外に流出する蒸発燃料ガスの量を減らすことが必要である。
【０００５】
特許文献１には、燃料タンク本体内に燃料を導入するインレットロアパイプの先端部に逆止弁を取り付け、逆止弁は通常閉じているが、給油時には、燃料により押圧されて開き、その結果、給油時の燃料により、燃料タンク内の蒸発燃料ガスを冷却することが開示されている。
【０００６】
しかし、この場合は、給油前に燃料タンクに充満している暖かい蒸発燃料ガスがカットオフバルブを通じてキャニスタに流れることになり、給油時に燃料タンク本体外に流出する蒸発燃料ガスの量を減らすことは十分ではない。
【０００７】
特許文献２には、燃料タンクとキャニスタを連通する通気通路間に満タン制御弁、満タン制御弁の前若しくは後に燃料タンクからの蒸発燃料ガスの液化促進部材を設ける蒸発燃料処理装置が記載されている。
【０００８】
特許文献２の液化促進部材は、ステンレスやアルミ等の金属或いは樹脂材料からなり、これを多数の板状、棒状、粒状、繊維状、短冊状に形成したものをケース内に充填したものである。しかし、給油時には、液化促進部材そのものの温度も上昇しているため、液化促進部材における液化効率は低い。
【０００９】
特許文献３には、燃料タンクとキャニスタを連通する通気通路を圧縮空気の供給により冷風を吹き出すボルテックスチューブを備えた蒸発燃料処理装置が記載されている。
【００１０】
しかし、この場合は、圧縮空気源（コンプレッサー）が必要であり、且つ圧縮空気源とボルテックスチューブを連通する通気通路の設置なども必要である。また、ボルテックスチューブは非常に高価である。
【００１１】
一方、特許文献４には、燃料タンクと、燃料タンク内の燃料の冷却を行う冷却器とを備え、冷却器は、車両の充電中に外部電源から供給された電力により燃料そのものを冷却し、車両ソーク中においても、蒸発燃料を大気に放出することを防止する燃料冷却装置が記載されている。
【００１２】
しかし、特許文献４の燃料冷却装置は、燃料そのものを冷却するため、相当な電力を必要とし、燃料冷却装置を駆動させる電力を外部電源から供給できるプラグインハイブリッド車に適用される技術である。左記車両以外では、バッテリ容量が限られているので、走行中の燃料の冷却や車両ソーク中に燃料の冷却を行うことは困難である。また、燃料冷却装置そのものも高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１０−１１９５９４号公報
【特許文献２】特開２００４−２７８３９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２１６０７８号公報
【特許文献４】特開２００９−２８１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に、燃料給油管内を経由する通路を設け、給油燃料により蒸発燃料ガスを冷却し、キャニスタに流入する蒸発燃料ガスの量を減らす、簡便で安価な蒸発燃料冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために請求項１の本発明は、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に設けられ、燃料給油時に燃料タンクから流出される蒸発燃料ガスを冷却する構造であって、燃料給油管の下方の内壁に螺旋状金属管を固定し、螺旋状金属管の下方端部は、燃料タンクに、螺旋状金属管の上方端部は、キャニスタに接続される蒸発燃料ガス冷却構造である。
【００１６】
請求項１の本発明では、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に設けられ、燃料給油時に燃料タンクから流出される蒸発燃料ガスを冷却する構造は、燃料給油管の下方の内壁に螺旋状金属管を固定し、螺旋状金属管の下方端部は燃料タンクに、螺旋状金属管の上方端部は、キャニスタに接続される。このため、燃料タンク内の蒸発燃料ガスは、一旦燃料給油管の内壁に固定された螺旋状金属管を経由してキャニスタに流れることになる。一方、燃料給油時には、給油燃料が、螺旋状金属管に当たることになる。
【００１７】
給油燃料の温度は燃料タンク内の燃料蒸発ガスより温度の低いので、温度の高い蒸発燃料ガスと温度の低い給油燃料間の熱交換が螺旋状金属管を通して行われ、蒸発燃料ガスが冷却され、一部は液化する。したがって、キャニスタに流出する蒸発燃料ガスの量を減らすことができる。
【００１８】
請求項２の本発明は、螺旋状金属管は、燃料供給管の内壁に沿って形成されている蒸発燃料ガス冷却構造である。
請求項２の本発明では、螺旋状金属管は、燃料給油管の内壁に沿って形成されているので、給油燃料が燃料給油管内をスムーズに流れる。また、螺旋状金属管を確実に固定することができる。
【００１９】
請求項３の本発明は、螺旋状金属管は、すり鉢状に形成されている蒸発燃料ガス冷却構造である。
請求項３の本発明では、螺旋状金属管は、すり鉢状、すなわち、円錐形にくぼんだ形状に形成されているので、給油燃料が当たる螺旋状の金属管の表面積が増加し、温度の高い蒸発燃料ガスと温度の低い給油燃料間の熱交換の効率を増加させることができる。また、螺旋状金属管の管長を短くすることができる。
【００２０】
なお、螺旋状金属管をすり鉢状にすることにより、螺旋状金属管を燃料給油管の内壁に沿って形成する場合に比較し、給油燃料の燃料給油管内通過時の抵抗が増加するが、螺旋状金属管の間隔を調整することにより、燃料給油管の内壁に沿って形成する場合と同様なスムーズさを実現することができる。
【００２１】
請求項４の本発明は、螺旋状金属管の下方端部近傍の最下部には、冷却されて液化した燃料を燃料タンクに戻すための穴部が設けられている蒸発燃料ガス冷却構造である。
請求項４の本発明では、螺旋状金属管の下方端部近傍の最下部に冷却されて液化した燃料を燃料タンクに戻すための穴部が設けられているので、液化した燃料により螺旋状金属配管が塞がれ、蒸発燃料ガスが螺旋状金属配管内を流れなくなる不具合を防止することができる。
【００２２】
請求項５の本発明は、螺旋状金属管の上方端部とキャニスタを連通する配管部材は、樹脂である蒸発燃料ガス冷却構造である。
請求項５の本発明では、螺旋状金属管の上方端部とキャニスタを連通する配管部材は、樹脂であるので、樹脂は熱伝導率が小さく、螺旋状金属管を通過し、冷却された蒸発燃料ガスが、燃料供給管とキャニスタとの間で再度昇温されることを防止することができる。
【００２３】
請求項６の本発明は、螺旋状金属管の下方端部は、燃料タンクに取り付けられたフューエルカットフバルブに接続されている蒸発燃料ガス冷却構造である。
請求項６の本発明では、螺旋状金属管の下方端部は、燃料タンクに取り付けられたフューエルカットフバルブに接続されているので、車両制動時や旋回時にはフューエルカットフバルブが閉じてタンク外に燃料が漏れすることを防止し、燃料タンクと螺旋状金属管を連通する配管部材が燃料で詰まり、蒸発燃料ガスが流れなくなることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に、燃料給油管内を経由する通路を設け、燃料供給管内に螺旋状金属管を配設することで、給油燃料自身により蒸発燃料ガスを冷却することができる。その結果、蒸発燃料ガスの飽和蒸気圧を下げることができ、キャニスタに流入する蒸発燃料ガスの量を減らすことができる。また、燃料給油管内に螺旋状金属管を配設するため、蒸発燃料ガスの冷却のための新たな空間を設ける必要もない。さらに、簡便であり、安価である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態１の蒸発燃料ガス冷却構造の構成図であり、燃料タンク、螺旋状金属管及びキャニスタ間を連通する通気通路を示すものである。
【図２】本発明の実施形態１の螺旋状金属管の側面部である。
【図３】本発明の実施形態２の螺旋状金属管の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、燃料タンクとキャニスタとを連通する通気通路に、燃料給油管内を経由する通路を設け、燃料給油管内に螺旋状金属管を配設する蒸発燃料ガスの冷却構造に関するものである。
【００２７】
図１及び図２は、本発明の実施形態１の蒸発燃料ガス冷却構造１の構成図である。まず、図１により実施形態１の蒸発燃料ガス冷却構造１の構成を説明し、その後に、図２をより本実施形態１に用いられる螺旋状金属管２を詳述する。
【００２８】
（蒸発燃料ガス冷却構造１）
図１に示すように、燃料タンク４には、燃料４２を供給するための燃料給油管３が取り付けられ、その先端部には、給油口３１を備えられている。給油口３１には、燃料４２の給油時以外は、図示しないキャップが螺着されている。給油時は、キャップを外し、給油ノズル８を給油口３１に差し込み、給油ノズル８の先端から給油燃料８１を燃料タンク４に導入する。本実施形態においては、燃料給油管３は樹脂製である。
【００２９】
燃料タンク４の上部には、フューエルカットオフバルブ４１が配設されている。フューエルカットオフバルブ４１は、車両制動時や旋回時にはフューエルカットオフバルブ４１が閉じて燃料タンク４外に燃料４２が漏れることを防止するものである。
【００３０】
燃料給油管３内には、図２に示す螺旋状金属管２が取り付けられ、螺旋状金属管２の上方端部２１と下方端部２２が燃料給油管３から突出するように固定されている。螺旋状金属管２の下方端部２２の接続部材Ａ２３は、フューエルカットオフバルブ４１に、配管部材Ａ５により接続され、螺旋状金属管２の上方端部２１の接続部材Ｂ２４は、キャニスタ７に、配管部材Ｂ６により接続されている。なお、配管部材Ｂ６は、樹脂製である。また、配管部材Ａ５と配管部材Ｂ６は、可撓性を有している。キャニスタ７には、図示しないエンジンの吸気管に連通されるパージ通路９及び大気に連通される大気口１０が連結されている。
【００３１】
給油ノズル８の先端から給油燃料８１が燃料給油管３に導入され、燃料タンク４内の燃料４２が増加すると、飽和蒸気圧の高い蒸発燃料ガス４３がフューエルカットオフバルブ４１、配管部材Ａ５を通過し、燃料給油管３の下方に突出した螺旋状金属管２の下方端部２２から螺旋状金属管２内に導入される。
【００３２】
この時、螺旋状金属管２には、給油ノズル８の先端部から供給された給油燃料８１が当たっている。給油燃料８１は、蒸発燃料ガス４３よりも温度が低いので、螺旋状金属管２を介して、給油燃料８１と蒸発燃料ガス４３間で熱交換が行われ、蒸発燃料ガス４３の温度が下がり、蒸発燃料ガス４３の飽和蒸気圧も下がる。すなわち、蒸発燃料ガス４３の体積も螺旋状金属管２への導入前よりも少なくなっている。
【００３３】
飽和蒸気圧の下がった蒸発燃料ガス４３は、燃料給油管３の上方に突出した螺旋状金属管２の上方端部２１から燃料給油管３外に取り出され、樹脂製の配管部材Ｂ６を通り、キャニスタ７に至る。その結果、キャニスタ７に吸着される蒸発燃料ガス４３量は、螺旋状金属管２がない場合に比較して減少しており、キャニスタ７が吸着する蒸発燃料ガス４３量を減らすことができる。したがって、蒸発燃料ガス４３がキャニスタ７で吸着されず、大気に放出されることを防止することができる。
【００３４】
なお、螺旋状金属管２を介した給油燃料８１と蒸発燃料ガス４３間の熱交換により蒸発燃料ガス４３の飽和蒸気圧が下がるが、それに伴い蒸発燃料ガス４３の一部が液化する。この液化した蒸発燃料ガス４３、すなわち、燃料４２は、螺旋状金属管２の内壁を伝い螺旋状金属管２の下部に移動する。螺旋状金属管２の下方端部２２近傍の最下部には穴部２５が設けられているので、穴部２５から燃料タンク４に戻され、液化した蒸発燃料ガス４３により螺旋状金属管２が塞がれ、蒸発燃料ガス４３が螺旋状金属管２内を通過できなくなることはない。
【００３５】
一方、螺旋状金属管２の上方端部２１の接続部材Ｂ２４から燃料給油管３外に出た飽和蒸気圧が低下した蒸発燃料ガス４３は、樹脂製の配管部材Ｂ６に導入され、キャニスタ７に接続される。配管部材Ｂ６は、樹脂製であるので、熱伝導率が小さく、飽和蒸気圧が低下した蒸発燃料ガス４３がキャニスタ７に到達する前に配管部材Ｂ６で再度昇温されることがない。
【００３６】
樹脂製の配管部材Ｂ６は、ガソリン耐性を考慮すると、フッ素系樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＥＥ）が望ましい。
【００３７】
（螺旋状金属管２）
図２は、本発明の実施形態１の蒸発燃料ガス冷却構造１に用いられた螺旋状金属管２の側面図である。螺旋状金属管２は、金属製の円柱筒状の直管を螺旋状に加工したものであり、螺旋状金属管２の螺旋形状の外径は、燃料給油管３の内径より少し小さい。螺旋状金属管２の外側には、螺旋状金属管２を燃料給油管３に固定するための取り付け部２６が複数設けられている。螺旋状金属管２は、取り付け部２６が樹脂製の燃料給油管３に埋め込まれる形で成形される。
【００３８】
螺旋状金属管２の下方端部２２には配管部材Ａ５との接続部材Ａ２３が、上方端部２１には配管部材Ｂ６との接続部材Ｂ２４が設けられている。
【００３９】
螺旋状金属管２の材質は、熱導電率と対ガソリン腐食性を考慮すると、金属製の燃料タンクで用いられている鋼（はがね）にニッケル（Ｎｉ）を添加したもの、若しくはステンレス、アルミニウム（Ａｌ）が望ましい。
【００４０】
図３は、本発明の実施形態２で用いられる螺旋状金属管２である。蒸発燃料ガス冷却構造１の観点からは、図１の螺旋状金属管２を本図に置き換えたものになる。図３は、螺旋状金属管２が、すり鉢状、すなわち、円錐形にくぼんだ形状に形成されており、下方に行くほど螺旋形状の径が小さくなっている。
【００４１】
螺旋状金属管２の外側には、螺旋状金属管２を燃料給油管３に固定するための取り付け部２６が複数設けられている。螺旋状金属管２は、取り付け部２６が樹脂製の燃料給油管３に埋め込まれる形で成形される。
【００４２】
この螺旋状金属管２は、すり鉢状をしているので、給油燃料８１が当たる螺旋状金属管２の表面積が増加し、温度の高い蒸発燃料ガス４３と温度の低い給油燃料８１間の熱交換の効率を増加させることができ、螺旋状金属管２の管長を短くすることができる。
【００４３】
なお、螺旋状金属管２に設けられる穴部２５は、配管部材Ａ５と螺旋状金属管２の下方端部２２の接続部材Ａ２３の連通系において、螺旋状金属管２の最下部に設けられる必要がある。そのため、図２や図３の穴部２５が、配管部材Ａ５と螺旋状金属管２の下方端部２２の接続部材Ａ２３の連通系において、最下部にならない場合は、螺旋状金属管２の下方端部２２に、Ｕ字状又はＶ字状の下方凸状の形状部を新たに設け、その最下部に穴部２５を設ける。
【００４４】
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、実施形態１及び実施形態２では、燃料給油管３を樹脂製としたが、金属製であってもよい。燃料給油管３が金属製の場合は、螺旋状金属管２と燃料給油管３の接続は、例えば、螺旋状金属管２の上方端部２１と下方端部２２において燃料給油管３と溶接により行う。
【００４６】
また、例えば、実施形態１及び実施形態２では、螺旋状金属管２の下方端部２２とフューエルカットオフバルブ４１を接続する配管部材Ａ５は燃料タンク４の外部であるが、燃料タンク４の内部でもよい。この場合は、螺旋状金属管２の下方端部２２の接続部材Ａ２３は、燃料給油管３から突出することはなく、燃料タンク４の内部に載置される。
【００４７】
なお、螺旋状金属管２に設けられる穴部２５は、配管部材Ａ５と螺旋状金属管２の下方端部２２の接続部材Ａ２３の連通系において、螺旋状金属管２の最下部に設けられる必要がある。そのため、前述の同様に、図２や図３の穴部２５が最下部にならない場合は、螺旋状金属管２の下方端部２２に、Ｕ字状又はＶ字状の下方凸状の形状部を新たに設け、その最下部に穴部２５を設ける。
【符号の説明】
【００４８】
１  蒸発燃料冷却構造
２  螺旋状金属管
３  燃料給油管
４  燃料タンク
５  配管部材Ａ
６  配管部材Ｂ
７  キャニスタ
８  給油ノズル
２１  上方端部
２２  下方端部
２３  接続部材Ａ
２４  接続部材Ｂ
２５  穴部
２６  取り付け部
４１  フューエルカットフバルブ
４２  燃料
４３  蒸発燃料ガス
８１  給油燃料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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