(57)【要約】  車両からの燃料蒸気の放出を制御する制御システム（1）であって、第1の吸収システム（3）および第2の吸収システム（4）を有する制御システムについて開示した。第1の吸収システムは、キャニスタ（3b）により構成され、粒径が4mmを超える活性炭素が充填されることが好ましい。第2の吸収システム（4）は、管状ハウジング（24）で構成され、このハウジングは、等価直径Dと軸高さHの間の比が、1：2.5から1:4.5の間にあり、粒径が4mmを超える活性炭素で充填される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両からの燃料蒸気の放出を制御する制御システムであって、
キャニスタを有する第1の吸収システムと、
第1の軸に沿って延在する管状ハウジングを有する第2の吸収システムと、
を有し、
前記管状ハウジングには、粒径が4mmを超える活性炭素が充填されることを特徴とする制御システム。
【請求項２】
前記管状ハウジングには、4mmから6mmの間の粒径を有する活性炭素が充填されることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
【請求項３】
前記第2の吸収システムは、等価直径Dよりも大きな軸高さHを有することを特徴とする請求項1または2に記載の制御システム。
【請求項４】
前記第2の吸収システムは、等価直径Dと軸高さHの間の比が1：2.5から1：4.5の間であることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項５】
前記第2の吸収システムは、等価直径Dと軸高さHの間の比が1：3に等しいことを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項６】
前記管状ハウジングは、前記キャニスタの上部壁から得られることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項７】
前記キャニスタには、4mmを超える粒径を有する活性炭素が充填されることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項８】
前記第1の吸収システムおよび前記第2の吸収システムは、燃料蒸気の削減のため、連続的に作用することを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項９】
前記第1の吸収システムおよび前記第2の吸収システムは、分離されており、前記燃料蒸気との連続的な接触が可能となるように相互に接続されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【請求項１０】
前記第1の吸収システムおよび前記第2の吸収システムは、同一のボックス状ハウジング内に収容されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器からの燃料蒸気の放出を制御するシステムに関し、特に、活性炭素を用いた蒸気吸着システムを有する制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、自動車には、燃料蒸気がタンクから大気中に放出されることを抑制するための「キャニスタ」または一時的なアキュムレータで構成された吸着システムを有する放出制御システムが設置されている。
【０００３】
通常キャニスタは、タンクおよび外部環境に接続されたハウジングと、このハウジング内に収容され、外部環境に向かって放出される燃料蒸気の流れを妨げるメインフィルタとを有する。
【０００４】
通常メインフィルタには、活性炭素の粒子が充填され、この粒子は、タンクからの燃料蒸気の主要な成分である炭化水素を吸収することができる。
【０００５】
最近の研究は、蒸気吸収に関してより良好な結果を得るため、および車両の外側環境への燃料蒸気の拡散をさらに抑制するため、蒸発を制御するシステムを開発する方向に向かっている。
【０００６】
通常、キャニスタの内部では、平均寸法が約2mmの活性炭素の粒子上で蒸気吸収が生じるため、高い収容量での吸収が可能になるとともに、材料を横切る所与の流れに対抗する抵抗の指標でもある圧力低下の抑制が可能となる。基本的に、活性炭素の圧力低下は、タンクに挿入された燃料銃での燃料補給工程の際に、圧力システムによって、燃料蒸気が大気中に放出されるのではなく、「オンボード燃料補給蒸気回復」（ORVR）と称されるシステムにより、吸引されるように作用する必要がある。またその結果、ガソリンのハンドリングによって生じた全ての蒸気は、蒸発制御システムの内部、すなわちキャニスタの活性炭素を通る必要がある。
【０００７】
圧力低下が極めて大きい場合、システム圧力は、反対方向において上昇し、さらにタンクを充填する際に抵抗が生じるようになり、さらには銃の突発的な動作または反動が生じるようになり、結果的に、供給の際に燃料蒸気の放出による汚染が生じる。
【０００８】
従って吸収システムは、高い吸収能を有し、圧力低下を小さくする必要があるとともに、高い洗浄効率を確保する必要がある。
【０００９】
近年、外部環境への未燃焼炭化水素の放出レベルを十分に低い値に低減する法律が公布され、キャニスタの活性炭素で吸収されなかったタンクからの蒸気のみならず、車両が何日間か駐車されたままの状態となっている場合に、再生工程の後、残渣として活性炭素により放出された炭化水素の蒸気についても、法律に従うことが必要となっている。前記放出は、通常「ブリード放出」とも称されている。
【００１０】
通常の場合、ブリード放出物は、ブタン等の短鎖炭化水素分子からなり、この分子は、弱いファンデルワールス力によって、吸収システムの炭素粒子内に捕獲され、前記分子は、キャニスタの大気と接する領域の方向にゆっくりと移動し、その後、周囲環境に分散される。
【００１１】
前記分子の拡散は、フィックの法則に従い、拡散係数、分子種、拡散面積すなわちキャニスタの形状、および分子濃度の関数である。現在キャニスタに使用されている炭素は、吸収能力に優れ、圧力低下に関しては良好な結果が得られるが、しばしば、ブリード放出の値を低く抑えることができず、さらに、洗浄効率を高く維持することができなくない場合がある。
【００１２】
前記問題を解消するため、例えば、高い吸収力を有する第1の活性炭素で形成された第1の層と、低吸収力の活性炭素の第2の層とで、メインフィルタを充填することが提案されている。
【００１３】
あるいは、有害物質量を抑制し、特にブリード放出を抑制するため、活性炭素の第2の層を、主要な一つに対して、直列に使用することが可能な予備フィルタで構成された吸収システムに置換することが提案されている。
【００１４】
前記システムは、常時効率的なわけではなく、経済的な利点はない。また、この結果として、蒸発を制御するより良好なシステムに対する継続的な研究が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の第1の目的は、蒸発を制御するシステムを提供することであり、これにより、燃料蒸気の吸収と脱着の間の良好な両立が可能となるとともに、ブリード放出の抑制が可能となり、すなわち車両が停車した状態の場合にも、吸収システムによる蒸気の脱着による、炭化水素の漏洩を抑制することが可能となる。
【００１６】
本発明の第2の目的は、燃料蒸気の蒸発を制御するシステムを提供することであり、このシステムは、適切な吸収能を示し、いかなる圧力低下も示さず、高い洗浄効率を得ることが可能な吸収システムを有する。
【００１７】
本発明の第3の目的は、一時的な蒸気アキュムレータを提供することであり、このアキュムレータは、便利で、経済的な有意性を有する構成である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前述の目的は、請求項1に記載の蒸発を制御するシステムによって得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のより良い理解のため、以下、好適実施例について説明する。好適実施例は、単に非限定的な例として、取付板を参照して示されているに過ぎない。添付図面は、蒸発を制御する制御システム1を示した単一の図からなり、これは、本発明によりなされた断面図である。前記システムは、ボックス状のハウジング2を有し、このハウジング2は、キャニスタ3bにより構成された第1の吸収システム3を取り囲み、このキャニスタ3bは、第2の吸収システム4を取り囲んでいる。
【００２０】
ボックス状ハウジング2は、実質的に四角形状の水平上部壁7を有し、この壁は、カバーまたは蓋部7bを形成し、開口5およびエア抜き部6を有する。またボックス状ハウジング2は、垂直側壁8を有し、図にはこの2箇所のみが示されている。またボックス状ハウジング2は、上部壁7と平行な底部壁9を有する。
【００２１】
ボックス状ハウジング2は、垂直軸Aを有する開口5を有し、第1の吸収システム3は、この開口を介して、図示されていないタンクと連通される。ボックス状ハウジング2は、垂直軸Bを有するエア抜き部6を有し、この部分を介して、第2の吸収システム4は、外界と連通されている。
【００２２】
キャニスタ3bには、活性炭素の粒子14が充填され、この粒子は、4mmよりも大きな平均寸法を有することが好ましく、4mmから6mmの間の平均寸法を有することがより好ましい。活性炭素は、サポート手段15によって支持され、サポート手段15は、底部壁9上に配置され、多孔質可撓性材料、例えばフェルト布で構成された、1または2以上の水平層16の上部および底部に収容される。
【００２３】
ボックス状ハウジング2は、この内部が平面垂直仕切壁10によって区画され、平面垂直仕切壁10は、上部壁7から出され、2つの軸A、Bを結ぶ直線に垂直となるように、側壁8の組と平行な方向に配置される。仕切壁10は、側壁8の間で水平方向に延在するが、実質的に矩形状の燃料蒸気用の通路11の区画を定形するように、一定量だけ縦方向に延在する。また、仕切壁10およびボックス状ハウジング2は、2つの部屋12、13を区画し、この最初のものは、開口5と接続され、後のものは、第2の吸収システム4を収容する。
【００２４】
部屋12内では、上部層16に複数の突出部17が設けられ、この突出部は、底部壁9と対向しており、上部壁7と一体化され、側壁8とともに、内部空間18を区画する。内部空間18は、メインフィルタ3の断面に沿って、燃料蒸気を均一に分散する役割を有する。
【００２５】
部屋13内に収容された第2の吸収システム4は、壁7から突き出た円筒状ハウジング24により形成され、これは、単一の部分で構成され、第2の吸収システム4のエア抜き部6と同心円状に延在している。ハウジング24には、サポート手段25により支持された活性炭素の粒子28が充填され、この粒子は、多孔質可撓性材料、例えばフェルト布からなる1または2以上の水平層26の上部および底部に収容される。
【００２６】
第2の吸収システム4は、活性炭素を有するハウジング部24と、サポート手段25の厚さと層26の厚さの合計から、等価直径Dおよび軸高さHを定める。
【００２７】
ハウジング24は、活性炭素の粒子28で部分的に充填され、この粒子の粒径すなわち平均寸法は、4mmよりも大きく、4mmと6mmの間にあることが好ましい。
【００２８】
第2の吸収システムは、軸高さHが等価直径Dよりもおおきくなるようにして構成されることが好ましく、この直径は、20mmと50mmの間である。
【００２９】
管状ハウジング24は、等価直径Dと軸高さHの比が1：2.5から1：4.5の間にあることがより好ましい。
【００３０】
等価直径と軸高さの比が、1：4.5よりも大きい値の場合、圧力低下の適切な値を得ることができないことが示されている。これに対して、値が1：2.5よりも小さい場合は、適切な洗浄効率を得ることができなくなる。
【００３１】
等価直径Dと軸高さHの比は、1:3に等しいことがより好ましく、具体的には、例えば、直径は、30mmで、軸高さは、90mmである。
【００３２】
驚くべきことに、広く認識されていた事実とは異なり、第2の吸収システムの形状の適切な選択と、大きな粒径を有する活性炭素の利用の組み合わせによって、従来の蒸気制御システムの問題が解決され得ることが見出されている。
【００３３】
例えば日照りの日の蒸発によって、動作中タンク内で生じた蒸気は、蒸発制御用のシステム1を横断して、外環境の方に逸散する傾向にある。
【００３４】
一度蒸気が開口5を通過すると、これらの蒸気は、部屋12に収容された吸着粒子14を介して、実質的に均一な状態で、入口空間18に収容され、分散状態が抑制される。
【００３５】
一度蒸気が通路11の区画に到達すると、これらの蒸気は、部屋13に入り、これらの移動方向が反転され、ボックス状ハウジング2の上部壁7の近傍の通路30に到達する。
【００３６】
この位置では、これらの方向が再度反転され、これらは、パイプ32に沿って流れ、底部サポート26、活性炭素28および多孔質サポート35を横断し、最終的にエア抜き部6に入る。
【００３７】
表1には、粒径が4mmを超え、第1の吸収システム3および第2の吸収システム4の両方に使用され得る活性炭素の種類の例を示す。
【００３８】
【表１】
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本発明による蒸発制御用の第1のシステムと従来のシステムの間で、組み合わせ試験を行った。
【００３９】
従来の蒸発システムの組み合わせは、粒径が2mmのNorit  CNR115活性炭素で充填された、2.7リットルのキャニスタで構成した。本発明による蒸発システムは、粒径が5mmのGPA55活性炭素で充填された、2.7リットルのキャニスタで構成された第1の吸収システムと、粒径が5mmの50cm3のGPA55活性炭素を含み、30mmの直径および90mmの高さを有する円柱管状ハウジングで構成された第2の吸収システムとで構成される。
【００４０】
圧力低下は、60Sl／分で測定され、比較システムで得られた値は、14mbarであるのに対して、本発明によるシステムでは、15mbarであった。
【００４１】
また、標準的な米国CARBに従って、低洗浄レベル（390lt）で、3日間のブリード放出試験を実施した。
【００４２】
従来の蒸発制御用システムでは、3日間で120mg／24hの放出が得られたのに対し、本発明による制御蒸発用システムでは、10mg／24hが得られ、これは従来の値に比べて十分に低くなっている。
【００４３】
本発明により構成された蒸発システム1の特徴の一例から、本発明の有意性は明らかである。
【００４４】
特に、本発明により構成された蒸発制御用システムは、タンクからの燃料蒸気に対して優れた吸収を示すとともに、車両の停車中に、いかなる圧力損失または燃料蒸気の漏洩も生じず、高い洗浄効率が得られる。
【００４５】
また、本発明により構成された蒸発制御用システムは、モノリスを第2の吸収システムとして採用した場合に得られる同等の蒸気制御システムよりも低コストである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】蒸発を制御する制御システムの断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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