JPS5924271B2 - 内燃機関における燃料タンク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料タンクから蒸発する燃料が大気
中に放散するのを防止するための燃料タンクの構造に関
する。

近年、交通、運輸の発達に伴い融送量、交通量が増大し
、各種自動車、航空機、モーターボート等に用いられる
ガソリン機関、各種船舶、発電、ポンプ、建設機械等に
用いられるディーゼル機関等から排出される排気ガス、
蒸発燃料蒸気が人体や生物に対して与える悪影響が問題
になり、上記排ガス、蒸発燃料蒸気の排出を規制するこ
とが検討されている。

したがってこれら有毒ガスの放散を防止するための対策
及び研究が急がれている。

燃料蒸気の放散防止法としては、燃料蒸気をブローバイ
ガスとともに処理する方法、活性炭粉末を使用して燃料
蒸気を吸着する方法が知られているが、これらの方法で
は、燃料蒸気の放散を確実に防止するにはなお不光分で
あり、吸着効果を向上させるために活性炭層を増加すれ
ば圧力損失が太き（なって運転時の空気吸込に支障をき
たす。

本発明者らは、前述のような欠点を解消するために鋭意
研究の結果、本発明の燃料タンクの構造に到達した。

すなわち、本発明は燃料タンクの通気孔と連結し、かつ
燃料蒸気を吸着する吸着材を内蔵し、エンジン停止中は
蒸発する燃料を該吸着材で吸着させ、運転中は該吸着材
から脱着させ脱着燃料をエンジン部へ送りこむ機構を有
してなる燃料蒸気放散防止装置を取付けた燃料タンクに
おいて、前記吸着材が活性炭素繊維を主材とするウェッ
ブ、トウのような繊維集合体であることを特徴とするも
のである。

本発明によれば、従来の活性炭の場合、即ちエンジン停
止中は蒸発する燃料を活性炭で吸着させ運転中は該活性
炭から脱着させ脱着燃料蒸発をエンジン部へ送りこむ構
造を有してなる燃料蒸気放散防止機構を取付けた燃料タ
ンクを採用する場合に比べて表面積がはるかに大きいた
めに燃料蒸気、ことにガソリン蒸気の吸着速度がきわめ
て速（、燃料蒸気を吸着層を通して短時間に吸着させる
場合にされめて有利である。

また、この活性炭素繊維は表面積が大きいために脱着速
度も速（、吸着と脱着を（り返しながら行なう吸着法に
よるガソリン蒸気の放散防止装置に使用すると非常に好
都合である。

更に上記活性炭素繊維は燃料蒸気の平衡吸着後に新しい
空気で脱着したときの燃料蒸気の残存量（吸着保持量）
との差が活性炭より大きく、これもまた燃料蒸気の放散
防止装置に使用して有利な点である。

更に活性炭素繊維層を用いれば、繊維層の両側の圧力損
失が小さいために、運転時の空気吸込が容易に行なわれ
、かつ新しい空気による一旦吸着した燃料蒸気の脱着が
容易である。

また活性炭素繊維は活性炭に比べて粉体化しかた（、取
扱いが容易であるという利点もある。

本発明に係る燃料タンクに装備せる活性炭素繊維はレー
ヨン、綿のようなセルロース系のものであり、これは燃
料蒸気の吸着力が大きく好ましい。

特にリン酸、リン酸アンモニウム、縮合リン酸、す：Ｊ
す酸尿素縮合物、テトラキスヒドロキシメチルホスホニ
ウム化合物のようなリン含有化合物、硫酸、硫酸アンモ
ニウム、硫酸−尿素縮合物のような硫酸系化合物、塩酸
、ホウ酸のような酸類、塩化アルミニウム、塩化錫のよ
うな塩類でセルロース系繊維を前処理し、次いで炭化し
たものが特に吸着力が大きく更に好ましい。

上記炭素繊維は、例えば次のようにして製造される。

すなわち、セルロース系繊維に上記前処理剤（６０重量
置部下の濃度が好ましい）を含浸させたのち、２５０〜
４００℃の温度で加熱処理し、元のセルロース系繊維の
乾燥重量に対して５ｏ係以上の減損率になるように炭化
し、その後、酸素、炭酸ガス、水蒸気等の気体中で３５
０’Ｃ以上に加熱して、上記減損率を６５〜９５係、炭
素含有率を６０重量置部上にすることにより製造する。

この活性炭素繊維は布帛、不織布等のウェッブあるいは
トウ等の通気性の繊維集合体として使用する。

またこれらの繊維集合体には活性炭素繊維以外に天然繊
維、合成繊維を混用してもよ（、更に補強材として無機
系の繊維、例えば石綿繊維、金属繊維を混用してもよい
。

上記炭素繊維は前述のような効果がいっそうすぐれてい
るばかりでなく、活性炭に比べて燃料蒸気の吸着量の温
度依存性が少な（、このことは運転中および運転後にか
なりの高価にさらされる燃料蒸気め放散防止装置の適用
にはきわめて有利である。

本発明の活性炭素繊維集合体は前述のようなすぐれた諸
特注を有するので、特にガソリン機関のガソリンタンク
に取付けてエンジン停止中は蒸発するガンリン蒸気を吸
着させ、運転中は上記繊維集合体を通して空気を吸込ま
せることによって、いったん吸着したガソリンを脱着し
て最終的に燃焼室に送りこむことによってガソリン蒸気
が大気中に放散するのを防止するのにきわめて有効であ
る。

次に実施例について説明する。

なお実施例中に用いたガソリン吸着試験法は次のとおり
である。

ガソリン吸着試験法：ＪＩＳ Ｋ １４１２に示さ
れている粒状活性炭のベンゼン吸着力の試験方法に準じ
て行なった。

第１図には試験装置を示す。

１は恒温水槽で、２の水は２０℃に調節されている。

３，４及び５はそれぞれびんを示し、びん３には６のレ
ギュラーガソリンをほぼ１／３入れる。

７及び８は細いガラス管を示し、一定量の空気を矢印で
示した如く吹込む。

びん３で生成したガソリン蒸気飽和空気は９の蛇管など
で温度調節され、空びん４を経て混合びん５にてガラス
管７からの空気によって適当に希釈され、Ｕ字管１０に
充填された試料１１を通過して試料に吸着される。

なおＵ字管１０の試料１１の径は約１６−その長さは約
２００ｒｒａｎである。

実施例 １．５ｄのポリノジック繊維よりなるフェルトを１０Ｊ
ｉ量係のリン硫水素ニアンモニウムの溶液に３０分間浸
漬した後、５０℃で光分乾燥した。

次にこのフェルトを２５０℃に保った空気浴中に入れて
、３℃／分の昇温速度で温度が３１０℃に到達するまで
昇温加熱した。

原料フェルトの乾燥重量に対する上記処理後の重量減損
率は５９係であった。

さらに上記浴中の雰囲気を３５容量係の炭酸ガスを含有
する窒素におきかえ、３１０’Ｃから５℃／分の昇温速
度で温度が６００℃に達するまで昇温加熱した。

こうして得られた活性炭素繊維のフェルトはリン含有率
０．５重量％、炭素含有率７５重量置部上記の重量減損
率８２係であった。

上記活性炭素繊維を使用して、まずその吸着速度及び吸
着量を測定した。

第１図において、秤量したＵ字管１０に図の如く、約１
０Ｓ’の試料を精秤して充填し、ガラス管８より一定流
速の空気（２，３６Ｘ１０−３１／５ｅｃ）を送り込ん
でびん３でガソリンをバブリングさせながらその飽和蒸
気を作り、ガラス管７よりは空気を送らずに直接２０℃
に於けるガソリンの飽和蒸気を試料に吸着させた。

一定時間毎にＵ字管１０をはずしてその重量を測り、単
位重量当りの試料へのガソリン蒸気の吸着量を求めた。

結果を第２図に示す。

Ａは活性炭素繊維、Ｂは活性炭（（ヤシガラ破砕炭）を
用いた場合におけるガソリン蒸気の吸着量の時間的変化
である。

第２図から活性炭素繊維のガソリン吸着速度及び吸着量
が著しく大きいことが確認される。

次に上記活性炭素繊維のガソリン蒸気脱着速度を測定し
た。

ガソリン蒸気を飽和するまで吸着した上記活性炭素繊維
及び活性炭の試料を上記Ｕ字管に充填し、ガラス管８よ
り新鮮な空気を一定流速（２，３６Ｘ１０−３ グ／５
ｅｃ）で込みながら、一定時間毎にＵ字管１０をはずし
てその重量をはかり、単位重量当りの試料中に残存する
ガソリン蒸気の量を求めた。

結果を第３図に示す。

Ａ、Ｂはそれぞれ本発明の活性炭素繊維及び活性炭の場
合である。

第３図より、活性炭素繊維からのガソリン蒸気の脱着速
度は活性炭に比較して著しく大きいことが確認された。

以上のことから、本発明の活性炭素繊維は内燃機関の燃
料タンクからのガソリン蒸気の放散防止のための素材と
して極めて優秀であることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガソリン蒸気の吸着試験に用いた装置の説明図
、第２図は単位重量当りの試料へのガソリン蒸気の吸着
速度を示すグラフ、第３図はガソリン蒸気で吸着平衡に
到達した試料の脱着速度を示すグラフである。 １・・・恒温槽、２・・・水、３・・・ガソリンびん、
４・・・空びん、５・・・混合びん、６・・・レギュラ
ー・ガソリン、７，８・・・ガラス管、９・・・蛇管、
１０・・・Ｕ字管、１１・・・試料、Ａ・・・活性炭素
繊維の場合の曲線、Ｂ・・・活性炭の場合の曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料タンクの通気孔と連結し、かつ燃料蒸気を吸着
   する吸着材を内蔵し、エンジン停止中は蒸発する燃料を
   該吸着材で吸着させ、運転中は該吸着材から脱着させ脱
   着燃料蒸気をエンジン部へ送りこむ機構を有してなる燃
   料蒸気放散防止機構を取付けた燃料タンクにおいて、前
   記吸着材が活性炭素繊維を主材とするウェッブ、トウの
   ような繊維集合体から構成されてなることを特徴とする
   内燃機関における燃料タンク。