JPS6149499B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車の燃料タンク等より発生する
燃料蒸気を吸着する活性炭を容器に内蔵せしめた
自動車用燃料蒸発防止装置（以下、キヤニスタと
いう）、特に燃料蒸気流入用のパイプを設けたキ
ヤニスタに関するもので、容器に内蔵された活性
炭全体を燃料蒸気吸着のために有効に利用するこ
とを目的とするものである。

自動車用キヤニスタは一般に、燃料タンク等の
燃料蒸気発生源と連通する燃料蒸気導入口と、気
化器などの吸気通路と連通する混合気導出口と、
大気と連通する空気導入口をもつ容器に活性炭を
内蔵せしめて構成されており、エンジン停止時に
燃料タンク等からキヤニスタ内に導入される燃料
蒸気を活性炭により吸着せしめて大気中への放出
を防止し、エンジン作動時に吸気通路内負圧にて
キヤニスタ内に空気を吸入してこの空気により吸
着燃料蒸気を活性炭から脱離せしめ、空気と燃料
蒸気の混合気を吸気通路に供給するものである。

ところで、エンジン作動中でも燃料タンク等が
加熱されて多量の燃料蒸気が発生することがあ
る。この場合、上記のキヤニスタにおいては、燃
料蒸気導入口よりキヤニスタ内に導入された燃料
蒸気は、活性炭に接触することなく混合気導出口
より導出されて吸気通路に供給されエンジンに吸
入されることになる。これにより、エンジン加速
時等における吸入混合気の空燃比は所定値よりも
著しく過濃となつて、エンジンの不調をまねくと
ともに排気ガスを悪化させる。

かかる障害の発生を防止するものとして、多数
の小孔をパイプ壁面に有する燃料蒸気流入パイプ
を容器内に設けてその一端を燃料蒸気導入口に接
続するとともに、他端側をキヤニスタの底方向に
向けて活性炭内に突出せしめたキヤニスタがあ
る。このキヤニスタにおいては、燃料蒸気は燃料
蒸気導入口より燃料蒸気流入パイプに入り、その
小孔より活性炭内に流入することより、燃料蒸気
が活性炭と接触することなく直接に混合気導出口
から導出されるのを防止することができる。しか
しながらこのキヤニスタにおける問題点は、容器
内の活性炭の多くが、燃料吸着用に有効に利用さ
れないことである。

この事情を更に詳述すれば、従来のこの種キヤ
ニスタにおいては、容器の燃料蒸気導入口に、こ
れと同径の細い燃料蒸気流入パイプの一端を連結
し、先端側をキヤニスタの底方向に向けて活性炭
層内に挿置しており、またパイプ内には活性炭は
充填されていない。このような従来のキヤニスタ
では、活性炭層の通気抵抗は中空の燃料蒸気流入
パイプ内のそれよりもはるかに大きいことより、
燃料蒸気導入口からパイプ内に入つた燃料蒸気
は、パイプの上部にある小孔からほとんど流出せ
ず、大部分が先端部にある小孔より流出すること
になる。従つて活性炭層の上部は燃料吸着に有効
に利用されない。また、パイプの先端部の小孔よ
り流出した燃料蒸気は活性炭層の底部のみにおい
て吸着されてこの部分の活性炭は早期に吸着能力
の限界に達し、吸着されない蒸気は大気に放出さ
れて装置本来の目的が達せられなくなる。そこで
本発明は、燃料蒸気導入口に連結して燃料蒸気を
活性炭層内に導く燃料蒸気流入パイプとして、上
記導入口の径よりも大きい径を有するとともに多
数の燃料蒸気流通用小孔を有するパイプを用い、
かつこのパイプ内にも活性炭を充填せしめて活性
炭層中に挿置することにより、上記した従来装置
における障害に解決を与えるものである。

即ち、本発明のキヤニスタでは、燃料蒸気流入
パイプ中にも活性炭を充填したことによつて、従
来装置の如く燃料蒸気の活性炭層への流出がパイ
プの先端にある小孔に偏在することなくパイプの
上部にある小孔からも多くの流出がなされるよう
になり、吸着に利用される活性炭層の領域を広く
することができる。また、パイプの径を従来より
も大きくしてあるので、パイプ内における燃料蒸
気の流通抵抗が過大となつて流通を阻害するよう
なことはない。

以下、本発明の実施例を従来例と対比して説明
する。

第１図は本発明の実施例の構造および燃料蒸気
の流れを示すもので、キヤニスタの容器１内の下
部に形成された段部には多数の通孔を有するパン
チングメタル２ａが棚状に固定されるとともに、
その上にはフイルター部材たるガラスウール３ａ
が載置され、更にその上に粒状活性炭が層状に充
填されている。この活性炭層４の上面にはガラス
ウール３ｂが、更にその上にはパンチングメタル
２ｂが載置されており、容器１の上部開口には蓋
５がパンチングメタル２ｂを下方へ押し付けた状
態で固着されている。

蓋５には厚肉のバルブ基体部５ａが設けられ、
該基体部５ａには燃料蒸気導入パイプ６および混
合気導出パイブ７が連結されている。なお図示は
省略したが、燃料蒸気導入パイプ６は燃料蒸気流
通パイプを介して燃料タンクに連通され、混合気
導出パイプ７は混合気流通パイプを介して気化器
の吸気通路と連通している。

上記バルブ基体部５ａには、燃料蒸気導入パイ
プ６からの燃料蒸気の流通を制御するためのチエ
ツクバルブ９および容器１内から混合気導出パイ
プ７への混合気の流通を制御するためのチエツク
バルブ１０が設けられている。チエツクバルブ９
は、チエツクボール９ａおよびこのボール９ａを
燃料蒸気導入パイプ６の開口部に設けた弁座９ｃ
へ押し付けるためのスプリング９ｂとより成り、
燃料タンクの燃料蒸気圧が所定値に達したときに
燃料蒸気が燃料蒸気導入口９ｄより容器１内に流
入することを許容し、蒸気の逆方向の流れを遮断
する。チエツクバルブ１０はチエツクボール１０
ａおよびこのポール１０ａを混合気導出口１０ｄ
に設けた弁座１０ｃへ押し付けるためのスプリン
グ１０ｂとより成りエンジンの吸気通路負圧が所
定値に達したときに混合気が混合気導出パイプ７
へ流出するのを許容するが、混合気の逆方向の流
れを遮断する。一方、容器１の底部中央には大気
と連通するパイプ１１が取付けられ、空気導入口
１１ａを形成している。

バルブ基体部５ａの下面には、チエツクバルブ
９を設けた燃料蒸気導入口９ｄと連通する位置に
燃料蒸気流入パイプ１２の一端が固着されてい
る。このパイプ１２はその径が上記導入口９ｄの
径よりも大きく先端、即ち下端側はパンチングメ
タル２ｂおよびガラスウール３ｂの中央を貫通し
て活性炭層４内に挿置され、下端開口は活性炭層
４のほぼ中央に位置している。またこのパイプ１
２の活性炭層内挿置部には、上下３段にそれぞれ
周方向位置に燃料蒸気流通用の小孔群１２ａ，１
２ｂ，１２ｃが穿設されている。そして、このパ
イプ１２内にも活性炭層４と同一レベルまで活性
炭が充填され、その上面にはガラスウール３１ｂ
が載置されている。

しかして、エンジン停止時、燃料タンクに発生
した燃料蒸気は所定圧に達するとチエツクバルブ
９を開弁して燃料蒸気流入パイプ１２に入り、小
孔群１２ａ，１２ｂ，１２ｃおよび下端開口を通
つて活性炭層４に入つて吸着される。そしてエン
ジン作動時、気化器通路内の負圧が所定値に達す
るとチエツクバルブ１０を開弁し、これにより空
気導入口１１ａから空気が容器１内に吸入され、
この空気により吸着燃料蒸気は活性炭より脱離さ
れ、混合気が混合気導出口１０ｄを通りパイプ７
を経て気化器に供給される。なお、エンジン停止
時に多量の燃料蒸気が発生しチエツクバルブ９を
開いて容器内に流入しても、燃料蒸気流入パイプ
１２により混合気導出口１０ｄと遮断されている
ために直接に該導出口１０ｄより導出されない。

一方、第２図は従来のキヤニスタの代表例を示
すもので、上記した本発明実施例との相異点を中
心に説明すれば、バルブ基体部５ａに燃料蒸気導
入口９ｄと連通せしめて設けた燃料蒸気流入パイ
プ１３は、該導入口９ｄと同径であつてパンチン
グメタル２ｂおよびガラスウール３ｂの中央を貫
通して活性炭層４内に立設され、下端は活性炭層
４の底部に位置している。またこのパイプ１３の
活性炭層４中にある部分には、上下５段にそれぞ
れ周方向位置に小孔群１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄ，１３ｅが穿設されている。そしてパイプ
１３内には活性炭は収納されておらず、中空状と
なつている。

ところでこの従来装置において、燃料タンクよ
りの燃料蒸気は燃料蒸気流入パイプ１３の各小孔
群より活性炭１４内に入る。活性炭層４での蒸気
の流れは、流体としての流れと拡散による広がり
との２要素があるが、発明者等の実験によれば流
体としての流れが支配的で拡散はほとんど無視し
得る程度であつて、活性炭層４内で蒸気は矢印
A′，B′，C′，D′，E′の経路で流れる。しかし
て、従来装置の燃料蒸気流入パイプ１３内は中空
であつて、活性炭が充填されたパイプ以外の流通
抵抗はパイプ内のそれよりも遥かに大きいため、
パイプ内へ流入した燃料蒸気はごく僅かしか上部
にある小孔群からは流出せず、多くが下部の小孔
群から流出し、矢印E′の経路で流れる蒸気量が
最も多い。しかるにE′経路にある活性炭量は少
量であるから、これ等の活性炭は蒸気の吸着を始
めると間もなく吸着能力の限界に達し、吸着され
ない蒸気が空気導入パイプ１１を経て大気中へ放
出されることになり、装置本来の目的が達せられ
なくなるのである。一方、上段の小孔群１３ａ等
から活性炭層４へ流出する燃料蒸気は少量である
ために横方向への進出が少く、活性炭層４の底部
へ向けて流下する。従つて活性炭層４の一部しか
燃料蒸気吸着に有効に利用されないことになるの
である。

これに対し本発明のキヤニスタにおいては、第
１図に示す如く燃料蒸気流入パイプ１２内にも活
性炭が充填されていることより、各小孔群１２
ａ，１２ｂ，１２ｃおよび下端開口から均等に燃
料蒸気が流出し、矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの経路で活
性炭層４内を流れる。特に上段の小孔群１２ａ等
からは従来装置のパイプ１３（第２図）の上段小
孔群よりも多量の蒸気が流出するために横方向へ
の進出も大きくなる。更に、活性炭中を流れる蒸
気の各経路Ａ〜Ｄは近似した長さを有しているこ
とより、局部的に、特に活性炭層４の底部におい
て蒸気が集中するようなことはない。従つて本装
置においては、活性炭層４全体が吸着に有効に利
用されることにより吸着能力が向上され、また吸
着行程の初期において燃料蒸気が大気中に放出さ
れるような事態は発生しないのである。また、燃
料蒸気流入パイプ１２の径が燃料蒸気導入口９ｄ
の径よりも充分に大きく形成してあるので、小孔
群により出口が絞られたパイプ内においても蒸気
が過密となり流通が阻害されるようなことはな
い。

なお、燃料蒸気流入パイプ１２の径は、燃料蒸
気導入口９ｄの径および容器１の径にもよるが、
導入口９ｄの３〜５倍程度が望ましい。パイプ径
を大きくしすぎると、蒸気脱離行程において、混
合気の導出が阻害される。また上記実施例では燃
料蒸気導入パイプ１２の下端を活性炭層４の上下
方向に位置させたが、パイプ１２を更に長くし、
下端を底部に位置させてもよい。またパイプ下端
は全体を開口させてもよいし、下端を有底として
該底部に蒸気流通用の小孔群を設けてもよい。

上記の如く本発明のキヤニスタは、容器内に燃
料蒸気導入口と連通して燃料蒸気を活性炭層内に
送給するための燃料蒸気流入パイプを設けたキヤ
ニスタにおいてその性能を改善したもので、容器
内の活性炭全体を燃料蒸気吸着のために有効に利
用し得ることにより小型高性能のキヤニスタを提
供するものであり、また本発明のキヤニスタは蒸
気が容器内の活性炭層内を均一に流通して局部的
に集中することがなく、燃料蒸気の放出をより完
全に防止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置実施例の縦断面および燃料
蒸気の流れを示す図、第２図は従来例の縦断面お
よび燃料蒸気の流れを示す図である。 １……容器、４……活性炭層、９ｄ……燃料導
入口、１０ｄ……混合気導出口、１１ａ……空気
導入口、１２，１３……燃料流入パイプ、１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄ，１３ｅ……燃料流入パイプの小孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料蒸気発生源と連通する燃料蒸気導入口
   と、内燃機関の吸気通路に連通する混合気導出口
   と、大気と連通する空気導入口とを有する容器内
   に活性炭を内蔵せしめ、容器内にはパイプ壁に多
   数の燃料蒸気流通用小孔を有し一端を上記燃料導
   入口に接続するとともに他端部を活性炭内に突出
   せしめた燃料蒸気流入パイプを設けて成る自動車
   用燃料蒸発防止装置において、上記燃料蒸気流入
   パイプの径を燃料蒸気導入口の径よりも大きく形
   成し、かつ該パイプ内にも活性炭を充填したこと
   を特徴とする自動車用燃料蒸発防止装置。