JPH04265461A - キャニスタ - Google Patents
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- JPH04265461A JPH04265461A JP3109933A JP10993391A JPH04265461A JP H04265461 A JPH04265461 A JP H04265461A JP 3109933 A JP3109933 A JP 3109933A JP 10993391 A JP10993391 A JP 10993391A JP H04265461 A JPH04265461 A JP H04265461A
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Landscapes
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、揮発性燃料(特にガソ
リン)を燃料とする内燃機関(特に自動車のエンジン)
において燃料蒸気の大気への放散を防止するためのキャ
ニスタに関する。本明細書において、“%”および“部
”とあるのは、それぞれ“重量%”および“重量部”を
意味するものとする。
リン)を燃料とする内燃機関(特に自動車のエンジン)
において燃料蒸気の大気への放散を防止するためのキャ
ニスタに関する。本明細書において、“%”および“部
”とあるのは、それぞれ“重量%”および“重量部”を
意味するものとする。
【0002】
【従来技術とその問題点】従来自動車用キャニスタとし
ては、粒状活性炭を容器に充填したものが使用されてい
るが、この様なキャニスタには、以下のような欠点があ
った。 (1)粒状活性炭自体の吸着容量および吸着速度があま
り大きくないので、キャニスタの吸着特性が十分ではな
い。したがって、一定以上のガソリン蒸気の回収率を得
るためには、キャニスタの寸法を大きくしなければなら
ない。 (2)吸着時の吸着熱の除去および脱着時の脱着熱の供
給が困難である。これは、粒状活性炭粒子が相互にほぼ
点接触しているため、伝熱特性が悪いので、粒状活性炭
中に熱交換器を挿入しても、熱の供給および除去が効率
良く行なえないからである。したがって、キャニスタの
ガソリン蒸気の吸脱着特性は、満足すべきものとはいえ
ない。
ては、粒状活性炭を容器に充填したものが使用されてい
るが、この様なキャニスタには、以下のような欠点があ
った。 (1)粒状活性炭自体の吸着容量および吸着速度があま
り大きくないので、キャニスタの吸着特性が十分ではな
い。したがって、一定以上のガソリン蒸気の回収率を得
るためには、キャニスタの寸法を大きくしなければなら
ない。 (2)吸着時の吸着熱の除去および脱着時の脱着熱の供
給が困難である。これは、粒状活性炭粒子が相互にほぼ
点接触しているため、伝熱特性が悪いので、粒状活性炭
中に熱交換器を挿入しても、熱の供給および除去が効率
良く行なえないからである。したがって、キャニスタの
ガソリン蒸気の吸脱着特性は、満足すべきものとはいえ
ない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の様な
従来技術の問題点を軽減ないし実質的に解消することを
第一の目的とするものである。
従来技術の問題点を軽減ないし実質的に解消することを
第一の目的とするものである。
【0004】本発明の他の目的およびこれらの目的達成
のための構成などは、以下の記載により明らかにする。
のための構成などは、以下の記載により明らかにする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に鑑みて研究を進めた結果、活性炭の
焼結シートを積層した吸着体を使用する場合には、従来
技術の問題点が大幅に軽減され或いは実質的に解消され
ることを見出した。
従来技術の問題点に鑑みて研究を進めた結果、活性炭の
焼結シートを積層した吸着体を使用する場合には、従来
技術の問題点が大幅に軽減され或いは実質的に解消され
ることを見出した。
【0006】すなわち、本発明は、下記のキャニスタを
提供するものである。
提供するものである。
【0007】■ 活性炭の焼結シートをそれぞれの間
に空間が形成されるように層状に配列した吸着体を備え
たことを特徴とする揮発性燃料を燃料とする内燃機関用
キャニスタ。■ 補強シートの片面または両面に焼結
シートが固着されている吸着体を備えた上記項■に記載
のキャニスタ。■ 補強シートが金属シートであり、
該金属シートの端部が焼結シートの端部よりも外側に延
長されており、該延長部に加熱手段が付加されている上
記項■に記載のキャニスタ。■ 加熱手段が、該延長
部の抵抗加熱による電気的加熱機構、ラジエータを通過
して昇温された空気との熱交換による加熱機構、ラジエ
ータの温水との熱交換による加熱機構および大気温以上
の排気ガスとの熱交換による加熱機構の少なくとも1つ
以上である上記項■に記載のキャニスタ。
に空間が形成されるように層状に配列した吸着体を備え
たことを特徴とする揮発性燃料を燃料とする内燃機関用
キャニスタ。■ 補強シートの片面または両面に焼結
シートが固着されている吸着体を備えた上記項■に記載
のキャニスタ。■ 補強シートが金属シートであり、
該金属シートの端部が焼結シートの端部よりも外側に延
長されており、該延長部に加熱手段が付加されている上
記項■に記載のキャニスタ。■ 加熱手段が、該延長
部の抵抗加熱による電気的加熱機構、ラジエータを通過
して昇温された空気との熱交換による加熱機構、ラジエ
ータの温水との熱交換による加熱機構および大気温以上
の排気ガスとの熱交換による加熱機構の少なくとも1つ
以上である上記項■に記載のキャニスタ。
【0008】本発明における燃料蒸気の吸着剤は、活性
炭である。活性炭は、繊維状、粉末状、粒状などの任意
の形態のものであって良い。
炭である。活性炭は、繊維状、粉末状、粒状などの任意
の形態のものであって良い。
【0009】この様な活性炭を含む焼結シートとしては
、湿式法或いは乾式法により製造した活性炭のシートを
高温高圧で焼結したシートなどが例示される。
、湿式法或いは乾式法により製造した活性炭のシートを
高温高圧で焼結したシートなどが例示される。
【0010】活性炭の由来については、特に限定されず
、石炭系、石油系、フェノール樹脂系、PAN系、セル
ロース系、ヤシガラ系、木材系などのいずれであっても
良い。
、石炭系、石油系、フェノール樹脂系、PAN系、セル
ロース系、ヤシガラ系、木材系などのいずれであっても
良い。
【0011】焼結に先立って、湿式法により、シートを
製造する場合には、活性炭およびバインダー、或いはこ
れらにさらに活性炭100部に対し80部程度までの補
強材を含む混合物を水に分散させ、機械的に攪拌して均
一な水性スラリーを調製した後、常法による抄紙手法に
よりシート化するか、吸引口を有する成形型に水性スラ
リーを入れ、吸引してシートとした後、乾燥すれば良い
。或いは、活性炭として繊維状のものを使用する場合に
は、あらかじめ乾式法により不織布の形態としたペーパ
ー状シートを焼結に供しても良い。
製造する場合には、活性炭およびバインダー、或いはこ
れらにさらに活性炭100部に対し80部程度までの補
強材を含む混合物を水に分散させ、機械的に攪拌して均
一な水性スラリーを調製した後、常法による抄紙手法に
よりシート化するか、吸引口を有する成形型に水性スラ
リーを入れ、吸引してシートとした後、乾燥すれば良い
。或いは、活性炭として繊維状のものを使用する場合に
は、あらかじめ乾式法により不織布の形態としたペーパ
ー状シートを焼結に供しても良い。
【0012】特に、繊維状活性炭を使用する場合には、
繊維同志の絡み合いおよび繊維方向の高い強度などの構
造的特性に基いて、最終的に高強度の焼結シートが得ら
れるので、より好ましい。活性炭素繊維としては、特に
限定されるものではないが、通常繊維直径2〜30μm
程度(より好ましくは5〜20μm程度)、繊維長0.
5〜10mm程度、孔径8〜20オングストローム程度
の微細孔を有し、比表面積1000〜2500m2/g
程度のものを使用することが好ましい。粉末状或いは粒
状活性炭としては、平均粒径10〜100μm程度、比
表面積1000m2/g以上程度のものが、良好な吸脱
着特性を示すので、好ましい。
繊維同志の絡み合いおよび繊維方向の高い強度などの構
造的特性に基いて、最終的に高強度の焼結シートが得ら
れるので、より好ましい。活性炭素繊維としては、特に
限定されるものではないが、通常繊維直径2〜30μm
程度(より好ましくは5〜20μm程度)、繊維長0.
5〜10mm程度、孔径8〜20オングストローム程度
の微細孔を有し、比表面積1000〜2500m2/g
程度のものを使用することが好ましい。粉末状或いは粒
状活性炭としては、平均粒径10〜100μm程度、比
表面積1000m2/g以上程度のものが、良好な吸脱
着特性を示すので、好ましい。
【0013】焼結シートを製造する場合には、通常活性
炭100部に必要に応じて20部以下、より好ましくは
2〜10部程度のバインダーを配合し、均一に混合した
後、成形し、焼結する。活性炭単独で焼結を行なっても
、十分な強度の焼結体が得られる場合には、バインダー
を使用する必要はない。
炭100部に必要に応じて20部以下、より好ましくは
2〜10部程度のバインダーを配合し、均一に混合した
後、成形し、焼結する。活性炭単独で焼結を行なっても
、十分な強度の焼結体が得られる場合には、バインダー
を使用する必要はない。
【0014】バインダーを使用する場合には、焼結操作
により、活性炭と一体化する材料(以下焼結性バインダ
ーという)が特に好適であり、より具体的には、不融化
炭素(より詳細には、原料ピッチを不融化処理した未焼
成の炭素)、熱硬化性樹脂(アラミド樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂など)、不融化した熱溶
融性樹脂(不融化アクリル樹脂、不融化ポリビニルアル
コール樹脂など)が例示される。これらの焼結性バイン
ダーは、熱溶融性のバインダーと異なり、活性炭の細孔
を塞ぐ割合が極めて低い点に特色がある。さらに、焼結
性バインダーを糸状の形態で使用する場合には(例えば
、原料ピッチを紡糸し、不融化処理した未焼成の炭素繊
維を使用する場合には)、活性炭の細孔を塞ぐ割合がよ
り少なくなる利点がある。糸状の焼結性バインダーとし
ては、特に限定されるものではないが、糸径5〜100
μm程度、長さ0.1〜5mm程度のものを使用するこ
とが好ましい。
により、活性炭と一体化する材料(以下焼結性バインダ
ーという)が特に好適であり、より具体的には、不融化
炭素(より詳細には、原料ピッチを不融化処理した未焼
成の炭素)、熱硬化性樹脂(アラミド樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂など)、不融化した熱溶
融性樹脂(不融化アクリル樹脂、不融化ポリビニルアル
コール樹脂など)が例示される。これらの焼結性バイン
ダーは、熱溶融性のバインダーと異なり、活性炭の細孔
を塞ぐ割合が極めて低い点に特色がある。さらに、焼結
性バインダーを糸状の形態で使用する場合には(例えば
、原料ピッチを紡糸し、不融化処理した未焼成の炭素繊
維を使用する場合には)、活性炭の細孔を塞ぐ割合がよ
り少なくなる利点がある。糸状の焼結性バインダーとし
ては、特に限定されるものではないが、糸径5〜100
μm程度、長さ0.1〜5mm程度のものを使用するこ
とが好ましい。
【0015】繊維状、粉末状、粒状などの活性炭または
活性炭とバインダーとの配合物には、必要に応じて、活
性炭100部に対して、80部程度までの補強材をさら
に添加しても良い。この様な補強材としては、湿式法に
よるペーパーシートの製造に際して一般に使用されてい
るもの、例えば、木材パルプ、麻などの繊維パルプ、合
成パルプ(芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなど)などが使用できる。特に、繊維状活性炭を
使用する場合には、繊維同志の絡み合いおよび繊維方向
の高い強度などの構造的特性に基いて、少量のバインダ
ー使用量により、高強度の焼結体が得られるので、より
好ましい。
活性炭とバインダーとの配合物には、必要に応じて、活
性炭100部に対して、80部程度までの補強材をさら
に添加しても良い。この様な補強材としては、湿式法に
よるペーパーシートの製造に際して一般に使用されてい
るもの、例えば、木材パルプ、麻などの繊維パルプ、合
成パルプ(芳香族ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンなど)などが使用できる。特に、繊維状活性炭を
使用する場合には、繊維同志の絡み合いおよび繊維方向
の高い強度などの構造的特性に基いて、少量のバインダ
ー使用量により、高強度の焼結体が得られるので、より
好ましい。
【0016】焼結シートは、より詳細には以下の様にし
て製造される。まず、活性炭単独若しくは活性炭と焼結
性バインダーとの均一な混合物或いはさらに補強材を含
む混合物を型に入れ、圧力5〜1000kgf/cm2
程度(より好ましくは、30〜300kgf/cm2程
度)、温度500〜1500℃程度(より好ましくは、
800〜1300℃程度)の条件下に焼結する。加圧圧
力が5kgf/cm2未満の場合および/または焼結温
度が500℃未満の場合には、焼結不十分となって、強
度が低く、密度の小さい製品となることがある。焼結温
度が1500℃を上回る場合には、細孔形状の変化、比
表面積の減少などが生じ、また活性炭の細孔が焼結性バ
インダーにより塞がれる割合が増大して、焼結シートの
吸着性能が低下する傾向がある。加圧圧力が、1000
kgf/cm2を上回る場合には、活性炭の細孔が破壊
されて、焼結シートの吸着性能が低下する危険性がある
。焼結時間は、使用する活性炭の種類、成形体の形状、
焼結性バインダーの種類および量などに応じて、適宜選
択すれば良いが、通常5秒〜30分程度の範囲内にある
。
て製造される。まず、活性炭単独若しくは活性炭と焼結
性バインダーとの均一な混合物或いはさらに補強材を含
む混合物を型に入れ、圧力5〜1000kgf/cm2
程度(より好ましくは、30〜300kgf/cm2程
度)、温度500〜1500℃程度(より好ましくは、
800〜1300℃程度)の条件下に焼結する。加圧圧
力が5kgf/cm2未満の場合および/または焼結温
度が500℃未満の場合には、焼結不十分となって、強
度が低く、密度の小さい製品となることがある。焼結温
度が1500℃を上回る場合には、細孔形状の変化、比
表面積の減少などが生じ、また活性炭の細孔が焼結性バ
インダーにより塞がれる割合が増大して、焼結シートの
吸着性能が低下する傾向がある。加圧圧力が、1000
kgf/cm2を上回る場合には、活性炭の細孔が破壊
されて、焼結シートの吸着性能が低下する危険性がある
。焼結時間は、使用する活性炭の種類、成形体の形状、
焼結性バインダーの種類および量などに応じて、適宜選
択すれば良いが、通常5秒〜30分程度の範囲内にある
。
【0017】或いは、活性炭として繊維状のものを使用
する場合には、あらかじめ上述の湿式法或いは乾式法に
より作成しておいた低密度の予備成形体を焼結しても良
い。これらの予備成形体を使用する場合には、取扱いが
容易となり、密度のむらを防止することができる。特に
、湿式法により作った予備成形体を使用する場合には、
その目付けのむらが小さいので、焼結体の密度むらも小
さくなり、好ましい。
する場合には、あらかじめ上述の湿式法或いは乾式法に
より作成しておいた低密度の予備成形体を焼結しても良
い。これらの予備成形体を使用する場合には、取扱いが
容易となり、密度のむらを防止することができる。特に
、湿式法により作った予備成形体を使用する場合には、
その目付けのむらが小さいので、焼結体の密度むらも小
さくなり、好ましい。
【0018】上記の方法で得られた本発明による焼結シ
ートは、密度が0.4g/cm3以上という非常に高い
ものとなり、しかもそのほとんどが活性炭により構成さ
れているため、吸着能に優れ、高強度を発揮する。
ートは、密度が0.4g/cm3以上という非常に高い
ものとなり、しかもそのほとんどが活性炭により構成さ
れているため、吸着能に優れ、高強度を発揮する。
【0019】本発明による焼結シートの厚さは、用途な
どに応じて適宜選択すれば良いが、通常0.1〜2mm
程度とすることが好ましく、0.2〜0.5mm程度と
することがより好ましい。焼結シートの厚さが厚すぎる
場合には、高密度となるため、燃料蒸気の吸着処理に適
用した際に、内部に存在する活性炭が有効に利用されな
いことがある。一方、焼結シートの厚さが薄すぎる場合
には、強度が不十分となり、耐久性のあるキャニスタが
得られない。
どに応じて適宜選択すれば良いが、通常0.1〜2mm
程度とすることが好ましく、0.2〜0.5mm程度と
することがより好ましい。焼結シートの厚さが厚すぎる
場合には、高密度となるため、燃料蒸気の吸着処理に適
用した際に、内部に存在する活性炭が有効に利用されな
いことがある。一方、焼結シートの厚さが薄すぎる場合
には、強度が不十分となり、耐久性のあるキャニスタが
得られない。
【0020】本発明において、焼結シートと密着して積
層体を形成する補強シート(本明細書において、シート
とは、板状物を含む)としては、アルミニウム、銅、炭
素鋼、高合金鋼などの金属シート、黒鉛シート、プラス
チックシートなどが挙げられる。これらの中でも、熱伝
導率が高く且つ安価であることから、アルミニウム製シ
ートがより好ましい。補強シートの厚さは、0.02〜
1mm程度とすることが好ましい。補強シートの厚さが
薄すぎる場合には、補強効果が低下し、特に補強シート
として金属シートを使用する場合には、伝熱特性が低下
する。一方、補強シートの厚さが厚すぎる場合には、吸
着体中の吸着剤の割合が減少して、吸着特性が低下する
。
層体を形成する補強シート(本明細書において、シート
とは、板状物を含む)としては、アルミニウム、銅、炭
素鋼、高合金鋼などの金属シート、黒鉛シート、プラス
チックシートなどが挙げられる。これらの中でも、熱伝
導率が高く且つ安価であることから、アルミニウム製シ
ートがより好ましい。補強シートの厚さは、0.02〜
1mm程度とすることが好ましい。補強シートの厚さが
薄すぎる場合には、補強効果が低下し、特に補強シート
として金属シートを使用する場合には、伝熱特性が低下
する。一方、補強シートの厚さが厚すぎる場合には、吸
着体中の吸着剤の割合が減少して、吸着特性が低下する
。
【0021】補強シートとして金属シートを使用する場
合に、揮発性燃料の蒸気を吸着した際に発生する吸着熱
は、金属シートにより吸着体端部に運ばれて、放散され
るので、吸着シートの温度上昇が防止され、吸着特性の
低下が抑制される。また、吸着物の脱着に際して吸着剤
が脱着熱により大気温度以下となった場合には、大気乃
至何らかの熱源から、金属シートを介して、吸着部端部
に熱を供給することができるので、被吸着物の脱着を促
進することができる。
合に、揮発性燃料の蒸気を吸着した際に発生する吸着熱
は、金属シートにより吸着体端部に運ばれて、放散され
るので、吸着シートの温度上昇が防止され、吸着特性の
低下が抑制される。また、吸着物の脱着に際して吸着剤
が脱着熱により大気温度以下となった場合には、大気乃
至何らかの熱源から、金属シートを介して、吸着部端部
に熱を供給することができるので、被吸着物の脱着を促
進することができる。
【0021】以下図面を参照しつつ、本発明をより詳細
に説明する。
に説明する。
【0022】図1に斜面図として示すように、本発明で
使用する吸着体2は、基本的には、上記の様にして得ら
れた焼結シート1を補強シート3の少なくとも一方の面
に密着させて、構成されている。この様に密着状態とす
ることにより、接触熱抵抗を低下させることができる。 焼結シート1と補強シート3とを密着させるためには、
接着剤を使用しても良い。接着面積は、両シート間の熱
伝導を妨げないために、両シートを密着保持させ得る限
り、出来るだけ小さくすることが望ましい。
使用する吸着体2は、基本的には、上記の様にして得ら
れた焼結シート1を補強シート3の少なくとも一方の面
に密着させて、構成されている。この様に密着状態とす
ることにより、接触熱抵抗を低下させることができる。 焼結シート1と補強シート3とを密着させるためには、
接着剤を使用しても良い。接着面積は、両シート間の熱
伝導を妨げないために、両シートを密着保持させ得る限
り、出来るだけ小さくすることが望ましい。
【0023】また、図2として斜面図として示すように
、補強シート3の両面を2枚の焼結シート1,1により
サンドイッチ状に挟んだ吸着体2は、両面から被吸着物
質(燃料蒸気)を吸着することが出来るので、より好ま
しい。
、補強シート3の両面を2枚の焼結シート1,1により
サンドイッチ状に挟んだ吸着体2は、両面から被吸着物
質(燃料蒸気)を吸着することが出来るので、より好ま
しい。
【0024】さらに、補強シート3の端部からの熱放散
および熱供給をより良好に行なうためには、図3に斜面
図として示すように、補強シート3の端部を焼結シート
1,1の端部よりも外側に延長しておくことが好ましい
。
および熱供給をより良好に行なうためには、図3に斜面
図として示すように、補強シート3の端部を焼結シート
1,1の端部よりも外側に延長しておくことが好ましい
。
【0025】また、補強シート3の端部からの熱放散或
いは熱供給をさらに良好に行なうためには、図4に断面
図として示すように、補強シート3の両面を2枚の焼結
シート1,1によりサンドイッチ状に挟んだ複数個の吸
着体(図3において符号2で示されているもの)をスペ
ーサー5……5により一定の間隔をおいて配置し、補強
シート3の端部を冷却用或いは昇温用の熱媒体を通す配
管7,7に接続させておくことが好ましい。なお、図4
に断面図として示す構造体においては、複数個の吸着体
は、シール部材9,9により、密閉空間内に封入されて
いる。
いは熱供給をさらに良好に行なうためには、図4に断面
図として示すように、補強シート3の両面を2枚の焼結
シート1,1によりサンドイッチ状に挟んだ複数個の吸
着体(図3において符号2で示されているもの)をスペ
ーサー5……5により一定の間隔をおいて配置し、補強
シート3の端部を冷却用或いは昇温用の熱媒体を通す配
管7,7に接続させておくことが好ましい。なお、図4
に断面図として示す構造体においては、複数個の吸着体
は、シール部材9,9により、密閉空間内に封入されて
いる。
【0026】さらにまた、補強シート3の端部からの熱
放散或いは熱供給を行なうために、図5に断面図として
示すように、補強シート3,……3を上下方向に貫く様
に配管7,7を配置しても良い。この場合にも、複数個
の焼結シート1,……1は、シール部材9,9により、
密閉空間内に封入されている。
放散或いは熱供給を行なうために、図5に断面図として
示すように、補強シート3,……3を上下方向に貫く様
に配管7,7を配置しても良い。この場合にも、複数個
の焼結シート1,……1は、シール部材9,9により、
密閉空間内に封入されている。
【0027】本発明によるキャニスタにより燃料蒸気を
処理する場合、燃料蒸気含有気体の圧力損失を減少させ
るために、複数個の焼結シートの間に間隔が形成される
ようにこれらを層状に配置することが好ましい(図4お
よび図5参照)。この間隔の存在により、焼結シート間
に燃料蒸気を含む気体を低圧力損失で流し、処理するこ
とが可能となる。
処理する場合、燃料蒸気含有気体の圧力損失を減少させ
るために、複数個の焼結シートの間に間隔が形成される
ようにこれらを層状に配置することが好ましい(図4お
よび図5参照)。この間隔の存在により、焼結シート間
に燃料蒸気を含む気体を低圧力損失で流し、処理するこ
とが可能となる。
【0028】間隔の形成方法は、特に限定されるもので
はないが、図4および図5に示す様式のほかにも、例え
ば、図6に断面図として示す様に、平面状の焼結シート
と波形状の焼結シートとを交互に積層することにより、
間隔11を形成することができる。或いは、規則的にま
たはランダムに多数の凹凸を設けた複数枚の焼結シート
を凹部と凸部とが重ならない様に積層しても良く、さら
に図4乃至図5に示す実施態様の場合と同様に、所定の
高さのスペーサー5,……5を挿入しても良い。焼結シ
ート間の間隔は、使用条件などにより適宜選択され、特
に限定されるものではないが、圧力損失の大きさおよび
焼結シートの長さを考慮すれば、0.1〜1mm程度と
することが好ましく、0.2〜0.5mm程度とするこ
とがより好ましい。焼結シート間の間隔が、0.1mm
未満の場合には、圧力損失が大きくなって、実用的でな
くなるのに対し、1mmを上回る場合には、焼結シート
と被処理流体との接触が不十分となり、また活性炭の充
填密度が低下するため、被吸着物質(燃料蒸気)が破過
しやすくなる。これを防止しようとすれば、焼結シート
の長さも大きくなって、やはり実用性に欠けるものとな
る。
はないが、図4および図5に示す様式のほかにも、例え
ば、図6に断面図として示す様に、平面状の焼結シート
と波形状の焼結シートとを交互に積層することにより、
間隔11を形成することができる。或いは、規則的にま
たはランダムに多数の凹凸を設けた複数枚の焼結シート
を凹部と凸部とが重ならない様に積層しても良く、さら
に図4乃至図5に示す実施態様の場合と同様に、所定の
高さのスペーサー5,……5を挿入しても良い。焼結シ
ート間の間隔は、使用条件などにより適宜選択され、特
に限定されるものではないが、圧力損失の大きさおよび
焼結シートの長さを考慮すれば、0.1〜1mm程度と
することが好ましく、0.2〜0.5mm程度とするこ
とがより好ましい。焼結シート間の間隔が、0.1mm
未満の場合には、圧力損失が大きくなって、実用的でな
くなるのに対し、1mmを上回る場合には、焼結シート
と被処理流体との接触が不十分となり、また活性炭の充
填密度が低下するため、被吸着物質(燃料蒸気)が破過
しやすくなる。これを防止しようとすれば、焼結シート
の長さも大きくなって、やはり実用性に欠けるものとな
る。
【0029】なお、本発明のキャニスタを使用する際に
は、吸着した燃料蒸気を効率良く脱着するために、脱着
用空気および/または補強シートの延長端部を加熱する
ことが好ましい。この様な加熱用熱源としては、自動車
のエンジンなどの内燃機関から発生する排熱からの熱回
収(例えば、ラジエータを通過して昇温された空気との
熱交換、ラジエータの温水との熱交換、大気温以上の排
気ガスとの熱交換など)により得られる熱を利用するこ
とが、コスト削減および省エネルギーの観点から好まし
い。或いは、排熱を十分に利用できない場合(内燃機関
の停止時など)には、補強シート(金属シート)の延長
端部の電気的な抵抗熱により、加熱を行なっても良い。
は、吸着した燃料蒸気を効率良く脱着するために、脱着
用空気および/または補強シートの延長端部を加熱する
ことが好ましい。この様な加熱用熱源としては、自動車
のエンジンなどの内燃機関から発生する排熱からの熱回
収(例えば、ラジエータを通過して昇温された空気との
熱交換、ラジエータの温水との熱交換、大気温以上の排
気ガスとの熱交換など)により得られる熱を利用するこ
とが、コスト削減および省エネルギーの観点から好まし
い。或いは、排熱を十分に利用できない場合(内燃機関
の停止時など)には、補強シート(金属シート)の延長
端部の電気的な抵抗熱により、加熱を行なっても良い。
【0030】また、キャニスタの冷却は、特に限定され
るものではないが、脱着用空気による直接的冷却、或い
は大気、水、油などの液体などと補強シートの延長端部
との熱交換による冷却などにより行なわれる。
るものではないが、脱着用空気による直接的冷却、或い
は大気、水、油などの液体などと補強シートの延長端部
との熱交換による冷却などにより行なわれる。
【0031】本発明によるキャニスタを使用する場合、
内燃機関自体の構造は特に変更する必要はなく、公知の
キャニスタに代替してそのまま使用することが出来る。
内燃機関自体の構造は特に変更する必要はなく、公知の
キャニスタに代替してそのまま使用することが出来る。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、下記の様な顕著な効果
が達成される。 (1)キャニスタによる燃料蒸気の吸着時の吸着熱の除
去および吸着物の熱供給を効率良く行なうことが出来る
。従って、高濃度の燃料蒸気の吸着処理が可能となり、
装置全体の小形化が達成され、また、低線速の脱着ガス
による燃料蒸気の脱着が可能となった。 (2)補強シートは、焼結シートの補強材としての作用
をも発揮し、その破損を効果的に防止する。また、補強
シートは、吸着体の保形性を改善し、その破損および変
形を防止する。その結果、キャニスタの優れた吸着特性
および通気性が長期にわたり持続される。 (3)脱着空気および補強シートの延長端部の加熱用熱
源として、内燃機関の排熱を利用することができるので
、省エネルギーを図りつつ、効率良く燃料蒸気を脱着す
ることが出来る。
が達成される。 (1)キャニスタによる燃料蒸気の吸着時の吸着熱の除
去および吸着物の熱供給を効率良く行なうことが出来る
。従って、高濃度の燃料蒸気の吸着処理が可能となり、
装置全体の小形化が達成され、また、低線速の脱着ガス
による燃料蒸気の脱着が可能となった。 (2)補強シートは、焼結シートの補強材としての作用
をも発揮し、その破損を効果的に防止する。また、補強
シートは、吸着体の保形性を改善し、その破損および変
形を防止する。その結果、キャニスタの優れた吸着特性
および通気性が長期にわたり持続される。 (3)脱着空気および補強シートの延長端部の加熱用熱
源として、内燃機関の排熱を利用することができるので
、省エネルギーを図りつつ、効率良く燃料蒸気を脱着す
ることが出来る。
【0033】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明の
特徴とするところをより一層明確にする。
特徴とするところをより一層明確にする。
【0034】実施例1
吸着剤として比表面積2000m2/gのピッチ系活性
炭素繊維(商標“A−20”、(株)アドール製)93
部および結合材として不融化したピッチ繊維7部を水に
分散させ、それぞれの繊維長がほぼすべて5mm以下と
なるまで叩解して、均一なスラリーを得た。次いで、下
部に多数の吸引口を有する平面状の成形型に上記のスラ
リーを入れ、吸引を行ない、目付約230g/m2の平
板の成形品を得た後、乾燥して嵩密度約0.1g/cm
3の乾燥物を得た。
炭素繊維(商標“A−20”、(株)アドール製)93
部および結合材として不融化したピッチ繊維7部を水に
分散させ、それぞれの繊維長がほぼすべて5mm以下と
なるまで叩解して、均一なスラリーを得た。次いで、下
部に多数の吸引口を有する平面状の成形型に上記のスラ
リーを入れ、吸引を行ない、目付約230g/m2の平
板の成形品を得た後、乾燥して嵩密度約0.1g/cm
3の乾燥物を得た。
【0035】次いで、得られた乾燥物をプレス機により
圧力100kgf/cm2で加圧しつつ、1000℃で
10分間保持することにより、100mm×100mm
×0.45mmで嵩密度0.51g/cm3の平板状の
焼結シートを得た。また、非常に緩やかな波形状の成形
型内に上記と同様にして製造した乾燥物を設置し、プレ
ス機により圧力100kgf/cm2で加圧しつつ、1
000℃で10分間保持することにより、厚さ0.45
mmで嵩密度0.51g/cm3の波形状の焼結シート
を得た。得られたシートの波形は、山と谷との高さの差
が0.3mmであり、山と山との間隔が10mmであっ
た。
圧力100kgf/cm2で加圧しつつ、1000℃で
10分間保持することにより、100mm×100mm
×0.45mmで嵩密度0.51g/cm3の平板状の
焼結シートを得た。また、非常に緩やかな波形状の成形
型内に上記と同様にして製造した乾燥物を設置し、プレ
ス機により圧力100kgf/cm2で加圧しつつ、1
000℃で10分間保持することにより、厚さ0.45
mmで嵩密度0.51g/cm3の波形状の焼結シート
を得た。得られたシートの波形は、山と谷との高さの差
が0.3mmであり、山と山との間隔が10mmであっ
た。
【0036】上記の様にして得られた平板状の焼結シー
トおよび波形状の焼結シートの強度は高く、取扱いに支
障は全くなかった。また、これらの焼結シートのベンゼ
ン平衡吸着量は、69%程度であり、ピッチ系繊維状活
性炭の吸着能が殆どそのまま維持されていることが明ら
かとなった。次いで、厚さ0.1mmの平板状アルミニ
ウム板を平板状の焼結シートに密着させることにより平
板状の吸着シートを調製するとともに、厚さ0.1mm
の波形状のアルミニウム板を波形状の焼結シートに密着
させることにより波形状の吸着シートを調製した。なお
、波形状のアルミニウム板は、上記の波形状の成形型を
使用して、プレス加工により製造した。
トおよび波形状の焼結シートの強度は高く、取扱いに支
障は全くなかった。また、これらの焼結シートのベンゼ
ン平衡吸着量は、69%程度であり、ピッチ系繊維状活
性炭の吸着能が殆どそのまま維持されていることが明ら
かとなった。次いで、厚さ0.1mmの平板状アルミニ
ウム板を平板状の焼結シートに密着させることにより平
板状の吸着シートを調製するとともに、厚さ0.1mm
の波形状のアルミニウム板を波形状の焼結シートに密着
させることにより波形状の吸着シートを調製した。なお
、波形状のアルミニウム板は、上記の波形状の成形型を
使用して、プレス加工により製造した。
【0037】かくして得られた平板状の吸着シートと波
形状の吸着シートとを吸着シート部分21の断面積が幅
100mm×高さ100mm×長さ80mmとなる様に
交互に積層して、図7に断面図として示すキャニスタを
製造した。該キャニスタ中の焼結シートの充填密度は、
0.38g/cm3(活性炭素繊維として283g)で
あった。なお、アルミニウム板の両側方(図7において
左右側方)の延長端部23、23の長さは、それぞれ2
0mmであり、吸着シートの端部は、シール部材として
接着剤を使用してシールし、供試ガスの漏れを生じない
ようにした。
形状の吸着シートとを吸着シート部分21の断面積が幅
100mm×高さ100mm×長さ80mmとなる様に
交互に積層して、図7に断面図として示すキャニスタを
製造した。該キャニスタ中の焼結シートの充填密度は、
0.38g/cm3(活性炭素繊維として283g)で
あった。なお、アルミニウム板の両側方(図7において
左右側方)の延長端部23、23の長さは、それぞれ2
0mmであり、吸着シートの端部は、シール部材として
接着剤を使用してシールし、供試ガスの漏れを生じない
ようにした。
【0038】また、他の実施例として、アルミニウム板
の両側方に延長端部を設けない以外は上記と同様にして
、キャニスタを製造した。
の両側方に延長端部を設けない以外は上記と同様にして
、キャニスタを製造した。
【0039】次いで、ガソリン蒸気のモデルとしてノル
マルブタンを使用して上記のキャニスタの性能評価を行
なうために、下記の(a)吸着工程および(b)脱着工
程を繰返し行なった。なお、図7において、下向きの矢
印は、吸着時の気体の流れを示し、上向きの矢印は、脱
着時の気体の流れを示す。まず、吸着時には、容器(図
示せず)からのノルマルブタンをライン27からチェッ
ク弁29を経てキャニスタ内に導入し、吸着を行なわせ
た。このライン27は、本発明によるキャニスタをエン
ジンにおいて実際に使用する場合には、燃料タンクに接
続される。脱着時には、空気供給口31を経て100℃
の空気をアルミニウム板の延長端部23、23に導入し
た後、排気口33から排出するとともに、吸着シート部
分21にはファン(図示せず)により吸引した25℃の
空気を大気解放口25から導入して、ノルマルブタンを
脱着した。また、自動車のエンジンにより実現される負
圧は、該ファンによる減圧により模擬した。すなわち、
実用時には、排気ライン35は、エンジンの吸気管に接
続されるものである。測定条件は、以下の通りである。 (a)吸着工程: *ノルマルブタン;4 l/分、25℃、10分(b
)脱着工程: *吸着シート部分;窒素16 l/分、25℃、10
分*アルミニウム板延長部分;空気600 l/分、
100℃、10分
マルブタンを使用して上記のキャニスタの性能評価を行
なうために、下記の(a)吸着工程および(b)脱着工
程を繰返し行なった。なお、図7において、下向きの矢
印は、吸着時の気体の流れを示し、上向きの矢印は、脱
着時の気体の流れを示す。まず、吸着時には、容器(図
示せず)からのノルマルブタンをライン27からチェッ
ク弁29を経てキャニスタ内に導入し、吸着を行なわせ
た。このライン27は、本発明によるキャニスタをエン
ジンにおいて実際に使用する場合には、燃料タンクに接
続される。脱着時には、空気供給口31を経て100℃
の空気をアルミニウム板の延長端部23、23に導入し
た後、排気口33から排出するとともに、吸着シート部
分21にはファン(図示せず)により吸引した25℃の
空気を大気解放口25から導入して、ノルマルブタンを
脱着した。また、自動車のエンジンにより実現される負
圧は、該ファンによる減圧により模擬した。すなわち、
実用時には、排気ライン35は、エンジンの吸気管に接
続されるものである。測定条件は、以下の通りである。 (a)吸着工程: *ノルマルブタン;4 l/分、25℃、10分(b
)脱着工程: *吸着シート部分;窒素16 l/分、25℃、10
分*アルミニウム板延長部分;空気600 l/分、
100℃、10分
【0040】上記の両工程を繰返し行ない、平衡となっ
た時点での活性炭素繊維1g当たりのノルマルブタンの
有効吸着量は、33g/gであった。これに対し、アル
ミニウム板の両側方に延長端部を設けない形式のキャニ
スタ(この場合には、脱着時に100℃の空気を流さな
い)は、同様の条件下に活性炭素繊維1g当たりのノル
マルブタン有効吸着量=28g/gを示した。
た時点での活性炭素繊維1g当たりのノルマルブタンの
有効吸着量は、33g/gであった。これに対し、アル
ミニウム板の両側方に延長端部を設けない形式のキャニ
スタ(この場合には、脱着時に100℃の空気を流さな
い)は、同様の条件下に活性炭素繊維1g当たりのノル
マルブタン有効吸着量=28g/gを示した。
【0041】なお、図7に示す形式のキャニスタを実際
に自動車において使用する場合の概要を図8に示す。エ
ンジン運転中には、ガソリンは、燃料タンク101から
フィルター103を経てポンプ105によりガソリン供
給管107を通して送液され、管109から送られてく
る燃焼用空気と混合され、エンジン燃焼室に送られる。 エンジン停止中に燃料タンク101内の温度が上昇して
、タンク内の圧が高められると、揮発するガソリンをキ
ャニスタ内に送り、揮発成分を吸着体21に吸着させる
。すなわち、揮発したガソリンは、空気とともに管11
1及びチェック弁29を経てキャニスタに入り、ガソリ
ン蒸気は吸着体21に吸着された後、空気は大気解放口
25から大気中に放散される。さらに燃料の噴射口11
3に貯えられたガソリンは、管115を経てキャニスタ
に送液され、キャニスタの吸着体21に吸着される。 逆に燃料タンク内の温度が低下して、タンク内の圧が負
圧となった場合には、大気解放口25を経て吸引された
空気が、吸着体21を通過して吸着成分を脱着し、チェ
ック弁117および管111を通じて燃料タンク101
を補圧する。また、エンジンの運転再開後は、大気解放
口25から吸引した空気が吸着体21を脱着しつつ通過
するので、チェック弁119および管121を経て脱着
された揮発成分が吸引され、ガソリンおよび燃焼用空気
からなる気流中に加わり、エンジン燃焼室に送られる。
に自動車において使用する場合の概要を図8に示す。エ
ンジン運転中には、ガソリンは、燃料タンク101から
フィルター103を経てポンプ105によりガソリン供
給管107を通して送液され、管109から送られてく
る燃焼用空気と混合され、エンジン燃焼室に送られる。 エンジン停止中に燃料タンク101内の温度が上昇して
、タンク内の圧が高められると、揮発するガソリンをキ
ャニスタ内に送り、揮発成分を吸着体21に吸着させる
。すなわち、揮発したガソリンは、空気とともに管11
1及びチェック弁29を経てキャニスタに入り、ガソリ
ン蒸気は吸着体21に吸着された後、空気は大気解放口
25から大気中に放散される。さらに燃料の噴射口11
3に貯えられたガソリンは、管115を経てキャニスタ
に送液され、キャニスタの吸着体21に吸着される。 逆に燃料タンク内の温度が低下して、タンク内の圧が負
圧となった場合には、大気解放口25を経て吸引された
空気が、吸着体21を通過して吸着成分を脱着し、チェ
ック弁117および管111を通じて燃料タンク101
を補圧する。また、エンジンの運転再開後は、大気解放
口25から吸引した空気が吸着体21を脱着しつつ通過
するので、チェック弁119および管121を経て脱着
された揮発成分が吸引され、ガソリンおよび燃焼用空気
からなる気流中に加わり、エンジン燃焼室に送られる。
【0042】比較例1
図7と同様の装置において、吸着体を充填する部分に現
在自動車のキャニスタに使用されている粒状活性炭を断
面積が幅100mm×高さ100mm×長さ80mmと
なる様に詰め(充填量360g)、実施例1と同様の吸
着試験を行なった。ただし、脱着時に吸着シート部分に
は25℃の窒素16 l/分を10分間流した。この
比較例キャニスタでは、実施例1と同体積の粒状活性炭
を使用したにもかかわらず、平衡となった時点での粒状
活性炭1g当たりのノルマルブタンの有効吸着量は、わ
ずか16.5g/gに止まり、実施例1の半分であった
。
在自動車のキャニスタに使用されている粒状活性炭を断
面積が幅100mm×高さ100mm×長さ80mmと
なる様に詰め(充填量360g)、実施例1と同様の吸
着試験を行なった。ただし、脱着時に吸着シート部分に
は25℃の窒素16 l/分を10分間流した。この
比較例キャニスタでは、実施例1と同体積の粒状活性炭
を使用したにもかかわらず、平衡となった時点での粒状
活性炭1g当たりのノルマルブタンの有効吸着量は、わ
ずか16.5g/gに止まり、実施例1の半分であった
。
【0043】
【図1】本発明で使用する吸着体の一例の概要を示す斜
面図である。
面図である。
【図2】本発明で使用する吸着体の他の一例の概要を示
す斜面図である。
す斜面図である。
【図3】本発明による吸着体のさらに他の一例の概要を
示す斜面図である。
示す斜面図である。
【図4】図3に示す吸着体を使用して吸着シートの冷却
または加熱を行なう本発明キャニスタの吸着部の構造の
一例を示す断面図である。
または加熱を行なう本発明キャニスタの吸着部の構造の
一例を示す断面図である。
【図5】図3に示す吸着体を使用して吸着シートの冷却
または加熱を行なう本発明キャニスタの吸着部の構造の
他の一例を示す断面図である。
または加熱を行なう本発明キャニスタの吸着部の構造の
他の一例を示す断面図である。
【図6】平板状の吸着体と波形状の吸着体とを組合わせ
て使用する本発明キャニスタの吸着部の構造のさらに他
の一例を示す断面図である。
て使用する本発明キャニスタの吸着部の構造のさらに他
の一例を示す断面図である。
【図7】本発明によるキャニスターの一例を示す断面図
である。
である。
【図8】本発明によるキャニスターの使用例を示す概略
図である。
図である。
(1)…焼結シート
(2)…吸着体
(3)…補強シート
(5)…スペーサー
(7)…熱媒体用配管
(9)…シール部材
(11)…間隔
(21)…吸着シート部分
(23)…アルミニウム板の延長端部
(25)…大気解放口
(27)…ノルマルブタン導入ライン
(29)…チェック弁
(31)…空気供給口
(33)…排気口
(35)…排気ライン
(101)…燃料タンク
(103)…フィルター
(105)…ポンプ
(107)…ガソリン供給管
(109)…管
(111)…管
(113)…燃料噴射口
(115)…管
(117)…チェック弁
(119)…チェック弁
(121)…管
Claims (4)
- 【請求項1】 活性炭の焼結シートをそれぞれの間に
空間が形成されるように層状に配列した吸着体を備えた
ことを特徴とする揮発性燃料を燃料とする内燃機関用キ
ャニスタ。 - 【請求項2】 補強シートの片面または両面に焼結シ
ートが固着されている吸着体を備えた請求項1に記載の
キャニスタ。 - 【請求項3】 補強シートが金属シートであり、該金
属シートの端部が焼結シートの端部よりも外側に延長さ
れており、該延長部に加熱手段が付加されている請求項
2に記載のキャニスタ。 - 【請求項4】 加熱手段が、該延長部の抵抗加熱によ
る電気的加熱機構、ラジエータを通過して昇温された空
気との熱交換による加熱機構、ラジエータの温水との熱
交換による加熱機構および大気温以上の排気ガスとの熱
交換による加熱機構の少なくとも1つ以上である請求項
2に記載のキャニスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109933A JPH04265461A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | キャニスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109933A JPH04265461A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | キャニスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265461A true JPH04265461A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=14522791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109933A Pending JPH04265461A (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | キャニスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04265461A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000509327A (ja) * | 1996-05-03 | 2000-07-25 | エムハーベー フィルトラツィオーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | フィルタ材料及びフィルタ材料の製法並びにこのフィルタ材料から製作された吸着フィルタ |
| WO2021033752A1 (ja) * | 2019-08-21 | 2021-02-25 | 日本製紙株式会社 | 自動車キャニスタ用活性炭素繊維シート |
| EP3812571A4 (en) * | 2018-06-19 | 2022-07-20 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | ACTIVATED CARBON SHEET FOR AUTOMOTIVE CANISTERS |
| JP2022541589A (ja) * | 2019-07-22 | 2022-09-26 | カルゴン カーボン コーポレーション | テクスチャー付き吸着シート、それらを含むアセンブリー、およびそれらを製造するためのモールド |
| US12076687B2 (en) | 2019-08-08 | 2024-09-03 | Calgon Carbon Corporation | Sorbent devices for air intakes |
| US12208367B2 (en) | 2019-08-21 | 2025-01-28 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | Activated carbon fiber sheet for motor vehicle canister |
| JP2025029791A (ja) * | 2023-08-22 | 2025-03-07 | フタバ産業株式会社 | キャニスタの製造方法 |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3109933A patent/JPH04265461A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US12318758B2 (en) | 2019-07-22 | 2025-06-03 | Calgon Carbon Corporation | Textured sorbent sheets, assemblies containing them, and molds for making same |
| JP2022541589A (ja) * | 2019-07-22 | 2022-09-26 | カルゴン カーボン コーポレーション | テクスチャー付き吸着シート、それらを含むアセンブリー、およびそれらを製造するためのモールド |
| US12076687B2 (en) | 2019-08-08 | 2024-09-03 | Calgon Carbon Corporation | Sorbent devices for air intakes |
| CN114270026A (zh) * | 2019-08-21 | 2022-04-01 | 日本制纸株式会社 | 汽车吸附罐用活性碳纤维片材 |
| KR20220047374A (ko) * | 2019-08-21 | 2022-04-15 | 닛뽄세이시가부시끼가이샤 | 자동차 캐니스터용 활성 탄소 섬유 시트 |
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| JPWO2021033752A1 (ja) * | 2019-08-21 | 2021-02-25 | ||
| US12208367B2 (en) | 2019-08-21 | 2025-01-28 | Nippon Paper Industries Co., Ltd. | Activated carbon fiber sheet for motor vehicle canister |
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