(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭等の吸着体を収容した吸着容器の一端部に、途中に蒸気制御弁を備え燃料タンクの上部空間部につながる第１のベンチレーション管路と、燃料タンクの給油管につながる第２のベンチレーション管路並びに途中に真空ポンプを配設したパージ管路を接続し、パージ管路の先端部を燃料タンクの内側又は外側に設けた上端が閉じ底部が逆止弁を介してタンク底部に通じる気液接触筒内に挿入してその先端を筒底部に臨ませ、又燃料タンクの上部空間部には、細管により気液接触筒の上端につながりかつエンジンに供給する燃料の戻り管路から帰還する液体燃料により動作するポンプ手段を配設し、エンジンの作動時には、上記吸着体に吸着させた燃料蒸気を真空ポンプにより離脱させて気液接触筒に導く一方、戻り管路から帰還する液体燃料により上記ポンプ手段を作動させ、気液接触筒内の液体燃料を連続的に入れ替えて、燃料蒸気を液体燃料に吸収させるようにしたことを特徴とする車両における蒸発燃料の処理装置。
【請求項２】
上記ポンプ手段を、戻り管路の先端部の細く絞られたノズルと細管により気液接触筒の上端につながり下側にノズルに対向する広がりパイプを有する吸込み室とでジェットポンプとして形成したことを特徴とする請求項１記載の車両における蒸発燃料の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の燃料タンク内に生じる蒸発燃料（主としてガソリン蒸気）の外部への放出を防ぐと共に燃焼制御に影響を与えないようにした処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリン使用の車両では、公害防止の対策上車両の停止時や走行時等に燃料タンク内に生じるガソリン蒸気を大気中に放出させないようにしているが、そのための一例を示せば図３のとおりであり、燃料タンク（以下単にタンクという）１の上部空間とカーボンキャニスタ２とを、途中にタンク１内に圧力を所定に保つチェックバルブ３（タンク１内が正圧のときガソリン蒸気を通し、負圧のとき空気を通す）を配置した第１ベンチレーション管路Ｒａで結び、車両の停止時や走行時にタンク１内に生じるガソリン蒸気を活性炭を充填したキャニスタ２に送り込んで活性炭に吸着させるチャージ機構と、タンク１の入口管１ａに給油ノズルＮを挿入，抜き取りにより開閉する仕切弁４を設け、この仕切弁４を第２ベンチレーション管路Ｒｂによってタンク１内に設けた液面感知バルブ５に接続すると共にキャニスタ２の近辺において第１ベンチレーション管路Ｒａにつなぎ、ガソリンの補給時に生じるガソリン蒸気をキャニスタ２に送り込むと共にタンク１に対する過給を防止する機構と、キャニスタ２をパージ管Ｒｃと負圧導入路ＲｄでエンジンＥの吸気管Ｋに結び、エンジンＥの運転時に吸気負圧によってキャニスタ２の大気口２ａから空気を吸い込みながら吸着ガソリンを離脱させて吸気管Ｋに送り込むパージ機構とで構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の排出ガスの規制は環境保護の観点から強化の方向にあり、そして、燃料消費率の向上や運転性（迅速性，忠実性）の改善等により、エンジンの燃焼制御の高度化が進められていて、上記従来のガソリン蒸気の処理装置のようにキャニスタに吸着保持させたガソリン蒸気をエンジンに送り込んで燃焼させるやり方だと、混合気の空燃比が狂ってしまい、上記目的が達成できなかったり、逆に空燃比の変化を抑制しようとすると、キャニスタの性能回復が遅れてしまい、キャニスタが余剰のガソリン蒸気を抱え込むことになり、そのガソリン蒸気が大気口から外部に放出されるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明は吸着体に吸着させたガソリン蒸気を吸気管側に送ることなく、燃料タンクに戻すようになし、その液化を促進し、そしてエンジンの燃焼制御に影響を与えず、ガソリン蒸気を外部に放出する恐れのない蒸発燃料の処理装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題のもとにこの発明は、車両における蒸発燃料の処理装置として、第１に、活性炭等の吸着体を収容した吸着容器の一端部に、途中に蒸気制御弁を備え燃料タンクの上部空間部につながる第１のベンチレーション管路と、燃料タンクの給油管につながる第２のベンチレーション管路並びに途中に真空ポンプを配設したパージ管路を接続し、パージ管路の先端部を燃料タンクの内側又は外側に設けた上端が閉じ底部が逆止弁を介してタンク底部に通じる気密接触筒内に挿入してその先端を筒底部に臨ませ、又燃料タンクの上部空間部には、細管により気液接触筒の上端につながりかつエンジンに供給する燃料の戻り管路から帰還する液体燃料により動作するポンプ手段を配設し、エンジンの作動時には、上記吸着体に吸着させた燃料蒸気を真空ポンプにより離脱させて気液接触筒に導く一方、戻り管路から帰還する液体燃料により上記ポンプ手段を作動させ、気液接触筒内の液体燃料を連続的に入れ替えて、燃料蒸気を液体燃料に吸収させるようにしたことを特徴とし、第２には、上記ポンプ手段を、戻り管路の先端部の細く絞られたノズルと細管により気液接触筒の上端につながり下側にノズルに対向する広がりパイプを有する吸込み室とでジェットポンプとして形成したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明に係る処理装置の一例を示すものであり、１１は燃料タンク（以下単にタンクという）で、その内側の上部空間部は第１前半のベンチレーション管路Ｌａによって蒸気制御弁１３に連結され、この蒸気制御弁１３は第１後半のベンチレーション管路Ｌｂによって吸着体容器１２の一端部に連結されており、又吸着体容器１２の一端部にはタンク１１の給油管１１ａに開閉弁１７を介して通じる第２のベンチレーション管路Ｌｃ及び途中に真空ポンプ１４を配設したパージ管路Ｌｄが互いに通じ合うように連結されている。
【０００７】
蒸気制御弁１３は、ばね付勢されたダイヤフラム式のもので、タンク１１内に存在するガソリンの蒸気圧の如何によって、第１後半のベンチレーション通路Ｌｂの入口端を開閉するようになされており、その入口端が開いたときに通じ合う第１前半のベンチレーション管路Ｌａの途中には大気に通じる一方向式の逆止弁１６が連結されていて、タンク１１内が負圧になるのを防ぐようになされている。
【０００８】
吸着体容器１２の内部には、粒状，塊状，ハニカム体状の活性炭，セラミック等の無機質の吸着剤、或いは有機質の高分子吸着剤等の吸着体Ｓが所定量収容され、その上下にはフィルタ部材１２ａと多孔板１２ｂが配置されて保持されており、又吸着体容器１２の他端には、途中に電磁弁１８を備えた空気排出用の管路Ｌｅが設けられ、電磁弁１８と真空ポンプ１４は制御器２０に電気的に接続されている。
【０００９】
一方、タンク内には上端が閉じられた所定高さ（１０ｃｍ程度）の気液接触筒１５が立設されていて、その内部には上記パージ管路Ｌｄの先端部が挿入され、その先端部はガソリン蒸気が気液接触筒１５内に後述のようにして取入れられた液体ガソリンと充分に接触し、有効に液化吸収されるように筒底に近づけられており、又先端部には液体ガソリンへの吸収を早めるための網材，フィルタ等の分散具１９が取付けられている。
【００１０】
更に、タンク１１内には供給管路Ｌｆを介してエンジンに燃料を供給するポンプ２１が配設され（但し、ポンプ２１はタンク外に設けられることもある）、そして、余剰燃料の戻り管路Ｌｇの先端部は細く絞られてノズルｎをなし、気液接触筒１５の上端に細管１５ｃを介し連結された漏斗状の吸込み室１５ａ内に挿入されて吸込み室１５ａの下側に伸びるラッパ状の広がりパイプ１５ｂの基端部に臨み、これらノズルｎと吸込み室１５ａ，広がりパイプ１５ｂとで一つのジェットポンプを形成している。
【００１１】
又気液接触筒１５の底部一側にはタンク側から筒側の方向にだけ開き、逆方向には閉じるようにした逆止弁２３が取付けられる一方、タンク１１内には液面感知弁２２が設けられ、管路Ｌｈを介し給油管１１ａ上の開閉弁１７に連通されている。
【００１２】
しかして、車両の使用始めにおいて、給油管１１ａに給油ノズルを挿し込んでタンク１１内にガソリンを注入していけば、タンク１１内に入ったガソリンの一部が逆止弁２３を押し開いて気液接触筒１５中に入ることになり、タンク１１ともども内部には所定量の液体ガソリンが貯留され、それと同時にタンク１１内の上空間部はガソリン蒸気で満たされる。
【００１３】
このような状態で、温度上昇等によりタンク１１内に生じたりガソリン蒸気の圧力が所定圧以上になると、第１前半のベンチレーション管路Ｌａを通じ蒸気制御弁１３のダイヤフラムを押し開き、第１後半のベンチレーション管路Ｌｂを通って吸着体容器１２中に入り、容器中の吸着体Ｓに吸着される。一方、前記の給油時に生じるガソリン蒸気は開閉弁１７から直接に、又は管路Ｌｈと開閉弁１７とを介して第２のベンチレーション管路Ｌｃを通って吸着体容器１２に入り、吸着体Ｓに吸着される。そして、給油時や車両の停止時には電磁弁１８は開かれていて、ガソリン蒸気と共に吸着体容器１２に入った空気は排出管路Ｌｅを通って大気中に放出される。
【００１４】
車両の運転に当たり、エンジンを始動させれば、制御器２０により電磁弁１８が閉じると同時に真空ポンプ１４が作動し、その真空作用により吸着体Ｓに吸着されているガソリン蒸気が離脱してパージ管路Ｌｄを通り、タンク１１内に設けられた気液接触筒１５の底部に向かい、分散具１９により小泡化されて流出し、液体ガソリンとの所定時間の接触により液化吸収される。
【００１５】
又エンジンの始動により、エンジンに供給される液体ガソリンの余剰のものが戻り管路Ｌｇによりタンク１１側に戻されるが、その際、戻り管路Ｌｇの先端部は気液接触筒１５の上端につながる吸込み室１５ａ内においてノズルｎをなしているので、戻りの液体ガソリンが吸込み室１５ａ内において噴出し、それによって生じる負圧により気液接触筒１５内の液体ガソリンが細管１５ｃを介して吸引され、広がりパイプ１５ｂからタンク１１内に流出する。それと同時にタンク１１内の液体ガソリンが逆止弁２３を開いて気液接触筒１５の底部から入ることになり、筒１５内はガソリン蒸気との接触を充分に保つように液体ガソリンで一杯に満たされると共にその液体ガソリンが連続的に入れ替わることになる。
【００１６】
一般に戻りの液体ガソリンは温度がタンク１１内のガソリンより４ないし６℃程度高いが、その戻りの液体ガソリンを直接気液接触筒中に戻すようにするよりは気液接触筒１５内の液体ガソリンの温度を低く保つことができ、それだけガソリン蒸気の液化吸収を促進することになる。又、エンジンの作動中にはタンク１１内に生じた所定圧以上のガソリン蒸気は、第１のベンチレーション管路Ｌａ，Ｌｂを通じ吸着体容器１２に向かうが、その殆んどは吸着体Ｓに吸着されることなく、パージ管路Ｌｄを通ってタンク１１に戻されることになる。
【００１７】
一方、タンク１１内の圧力が所定圧以下になれば、蒸気制御弁１３のダイヤフラムが第１後半のベンチレーション管路Ｌｂを閉じ、又タンク１１内が負圧になれば逆止弁１６が開かれ、大気がタンク１１内に導入され、タンク１１の損傷が防止される。
【００１８】
そして、エンジンを停止させた際、気液接触筒周囲の液面レベルが低くなっている場合でも、逆止弁２３によって気液接触筒１５内の液面レベルは高く保持されるので、次のエンジン作動時におけるガソリン蒸気の吸収能力を低下させることがない。
【００１９】
吸着体Ｓに吸着されたガソリン蒸気を離脱させるに当たり、図１の一点鎖線のように吸着体容器１２の周りにジャケットＪを形成し、そこにラジエータの高温（８０℃程度）な冷却水を送り込むか、又は電気ヒータを配設して制御器２０によりガソリン蒸気の離脱時に容器１２を加熱させればガソリン蒸気の離脱が促進される。
【００２０】
図２は気液接触筒１５をタンク１１の外側近傍に配設した変更例を示すものであり、このものは、タンク１１内においてジェットポンプを形成する吸込み室１５ａを気液接触筒１５の上端を結ぶ細管１５ｃをタンク内から外方に伸ばすと共にタンク底部と気液接触筒１５の底部とを別の細管１５ｄで結び、その途中に上記のような逆止弁２３を配設するようにしてあり、液体ガソリンの戻り管路Ｌｇの先端部は吸込み室１５ａ内にあってノズルｎをなし、かつパージ管路Ｌｄ等の連結状態は図１の例と変りなく、その機能も変りない。しかし、この場合には気液接触筒１５をタンク１１と別にしたので、車両の仕向地（販売地）により、処理装置を取付けたり、取り付けなかったりすることの選択が容易であり、また車種によるタンク１１の形状の違いに影響されずに処理装置を搭載でき汎用性を高めることができる。
【００２１】
なお、図１の点線のようにタンク底部に空気調和機の冷媒等を利用した冷却装置Ｃを設けて、冷却された液体ガソリンが気液接触筒内に入るようにすれば大気温が高い場合や高負荷運転が長時間続いて、タンク１１内の燃料の温度が上がってしまうような状況下でもガソリン蒸気の液化が促進されて有効である。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は車両における蒸発燃料の処理装置として、請求項１，２のように構成されているので、燃料タンク内に生じる燃料蒸気を確実に燃料タンクに戻すことができ、大気中に放出する恐れなく、環境汚染の防止に役立たせることができ、又燃料蒸気をエンジンに送り込むことがないので、混合気の空燃比を狂わせることなく、燃焼制御の高度化を達成することができ、そして、エンジンの作動中には気液接触筒内の液体燃料を筒体周囲の液体燃料と連続的に入れ替えることができ、筒内の液体燃料の温度上昇を招かず、燃料蒸気の吸収能力を低下させずに維持することができ、更に、気液接触筒内の液体燃料の入れ替えには、エンジンからの戻り燃料を利用するので、特別なエネルギー手段を必要とせず、低廉なコストで生産できる。又請求項２のようにポンプ手段としてジェットポンプを用いる構成すれば、回転手段を持たないので、構成が簡単で騒音も少なく、より安価に生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る蒸発燃料の処理装置の一例の系統図。
【図２】他の例の系統図。
【図３】従来の処理装置の系統図。
【符号の説明】
１１  燃料タンク
１１ａ  給油管
１２  吸着体容器
１３  蒸気制御弁
１４  真空ポンプ
１５  気液接触筒
１５ａ  吸込み室
１５ｂ  広がりパイプ
１５ｃ  細管
１７  開閉弁
２１  燃料供給用のポンプ
２３  逆止弁
Ｌａ  第１前半のベンチレーション管路
Ｌｂ  第１後半のベンチレーション管路
Ｌｃ  第２ベンチレーション管路
Ｌｄ  パージ管路
Ｌｇ  戻り管路
ｎ  ノズル
Ｓ  吸着体
【図１】
0003909631.tif 000002
【図２】
0003909631.tif 000003
【図３】
0003909631.tif 000004