过滤罐的制作方法

本发明涉及用于汽车的蒸发燃料处理装置的过滤罐，特别是涉及以气体沿着呈筒状的壳体的长度方向流动的方式构成的过滤罐。

背景技术：

众所周知，在使用发动机的汽车中，为了抑制燃料箱内的蒸发燃料向大气中放出，具备以过滤罐为主体的蒸发燃料处理装置。过滤罐如下构成：在壳体内填充有活性炭等吸附材料，在停车时等，使从燃料箱内产生的蒸发燃料吸附于吸附材料，另一方面，在发动机工作时，通过从排放端口(也称为大气端口)导入的大气使燃料成分从吸附材料脱离，并吸入发动机的吸气系统。

专利文献1中所公开的过滤罐具备从沿着圆筒状壳体的中心轴线的中心位置向侧方延伸的净化端口和在半径方向上连接的加料端口，在壳体的一端部设置有将吸附材料室的一端隔开的凸缘部。在该凸缘部上，在形成有朝向吸附材料室侧突出的圆筒部的同时，沿着圆周方向排列配置有多个节流孔，该多个节流孔将加料端口所连接的扩散室和吸附材料室连通。蒸发燃料(原料气)从加料端口进入扩散室，穿过多个节流孔而被向吸附材料室内引导。上述圆筒部防止蒸发燃料未被吸附材料吸附而保持高浓度地流向净化端口。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－234717号公报

技术实现要素：

(发明要解决的技术问题)

根据专利文献1的构成，原料气以沿着圆筒部的外周面的方式大致直线状流动，随着加料的进行，在圆筒部的端部附近，原料气难以朝向吸附材料室的中心部流动，该中心部的区域不能有效利用于吸附。

因此，为了进一步提高作为过滤罐的吸附能力，仍然存在改良的余地。

(解决技术问题的技术方案)

本发明技术方案的过滤罐，在呈筒状的壳体的内部填充有吸附材料，同时，在所述壳体的长度方向的一端部配置有加料端口以及净化端口，并且，在所述壳体的长度方向的另一端部配置有排放端口，在所述壳体的所述一端部设置有将吸附材料室的一端的外周部隔开的呈环状的凸缘部，同时，具备第一筒部和第二筒部，所述第一筒部从所述凸缘部的内周向吸附材料室侧突出，与所述壳体呈同心状，所述第二筒部从所述凸缘部的内周向所述第一筒部的相反侧延伸，与所述壳体呈同心状，通过所述第一筒部形成的壳体中心部的空间连接于所述净化端口，在所述第二筒部和所述壳体之间形成的环状的扩散室连接于所述加料端口，在所述凸缘部形成有将所述吸附材料室和所述扩散室连通的多个节流孔，在所述吸附材料室内具备：第一隔壁，与所述第一筒部的端部接近设置，并且在中心部具有节流孔；第二隔壁，从所述第一隔壁向所述排放端口侧离开设置，并且遍及整面具有多个连通孔。将所述第一隔壁和所述第二隔壁之间构成为未填充吸附材料的第二扩散室。

在这样的构成中，由于经由凸缘部的节流孔被导入吸附材料室内的原料气朝向第一隔壁的节流孔汇聚，因此，在与流向正交的截面中沿径向进行加料。因此，与第一隔壁相比，上游侧的中心部的区域被有效利用于吸附。进一步，由于原料气在第二扩散室内进行再扩散，因此，在第二隔壁下游侧的吸附材料室内，遍及截面的整体进行加料。

在本发明的优选的一实施方式中，壳体具有排放端口侧的小直径部和加料端口侧的大直径部，并且在大直径部内配置有第一隔壁以及第二隔壁。另外，第一隔壁的节流孔形成圆环状。

进一步，本发明技术方案的过滤罐具备：隔壁，接近第一筒部的端部而配置在吸附材料室内，并且在中心部具有节流孔；通气性部件，在排放端口侧与隔壁重叠配置，沿着壳体的长度方向具有规定的长度。

在这样的构成中，由于经由凸缘部的节流孔被导入吸附材料室内的原料气朝向隔壁的节流孔汇聚，因此，在与流向正交的截面中沿径向进行加料。因此，与隔壁相比，上游侧的中心部的区域被有效利用于吸附。进一步，由于原料气穿过通气性部件的内部进行再扩散，因此，在通气性部件下游侧的吸附材料室内，遍及截面的整体进行加料。

(发明的效果)

根据本发明，吸附材料室内难以进行吸附的区域变少，在与流向正交的截面中沿径向进行广泛的加料。因此，能够有效地使用吸附材料室内的吸附材料整体来进行蒸发燃料的加料，并且能够提高作为过滤罐的吸附能力。特别地，在进行急速的加料的供油时是有效的。

附图说明

图1是示出第一实施例所涉及的过滤罐的一实施例的纵截面图。

图2是第一实施例所涉及的过滤罐的一端部的立体图。

图3是放大示出第一实施例所涉及的过滤罐的一端部的纵截面图。

图4是第一隔壁以及第二隔壁的立体图。

图5是示出吸附材料的温度和时间的关系并且表示第一实施例的吸附状况的曲线图。

图6是示出第二实施例的过滤罐的纵截面图。

符号说明

1过滤罐

13加料端口

18吸附材料室

20原料气汇聚/扩散机构

51第一隔壁

52第二隔壁

64第二扩散室。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施例进行详细说明。

图1是示出本发明所涉及的过滤罐1的第一实施例的纵截面图。该过滤罐1具有合成树脂制的壳体2，该壳体2主要由以下部分构成：具有大直径部3a以及小直径部3b并且两端开口的截面正圆形的圆筒状的主体部3、安装于该主体部3的大直径部3a侧的开口端的加料/净化侧端盖4、安装于主体部3的小直径部3b侧的开口端的排放侧端盖5。

上述排放侧端盖5在其中心部具备沿着主体部3的中心轴线l延伸的排放端口7。并且，该排放侧端盖5经由线圈状的弹簧8支承筛网部件9以及格子板10。

上述加料/净化侧端盖4具备净化端口12和加料端口13，上述净化端口12从沿着主体部3的中心轴线l的中心位置向侧方以大致l字形延伸，上述加料端口13在半径方向上连接。并且，在被该加料/净化侧端盖4覆盖的主体部3的端部安装有通过合成树脂一体成形得到的隔板15。在该隔板15的内侧端面配置有筛网部件16、17，这些主体部3一端的筛网部件16、17和排放端口7侧的筛网部件9之间的容积成为吸附材料室18。在吸附材料室18内填充有由活性炭等构成的粒状的吸附材料19，通过弹簧8被保持在适当的压缩状态。进一步，在主体部3的大直径部3a内配置有后述的原料气汇聚/扩散机构20。

此外，如本领域技术人员所公知，上述加料端口13连接于未图示的车辆的燃料箱的上部空间，并且上述净化端口12连接于未图示的内燃机的吸气系统。另外，排放端口7直接或者经由一些设备或配管向大气开放。例如，在车辆的停车中或供油中产生的蒸发燃料从上述加料端口13被导入到过滤罐1内，在主体部3内沿着其中心轴线l在长度方向上直线流动期间，被吸附材料19吸附。这样被吸附的燃料成分通过在内燃机的运转中由吸气系统产生的负压而从排放端口7吸入大气，由此，被吸附材料19净化，从净化端口12流入内燃机的吸气系统，最终在内燃机中燃烧。

如图2、3所示，隔板15具有将吸附材料室18的一端隔开的圆环状的第一凸缘部21和位于主体部3的开口端的圆环状的第二凸缘部22，这些呈板状的两个凸缘部21、22通过放射状配置的多个肋23而彼此连结。第一凸缘部21和第二凸缘部22彼此平行，并且分开适当的距离，以确保作为后述的扩散室41所必要的容积。在上述第一凸缘部21的内周缘连接有从该第一凸缘部21向吸附材料室18侧突出的第一圆筒部26和向该第一圆筒部26的相反侧延伸的第二圆筒部27。这些第一圆筒部26以及第二圆筒部27具有彼此相等的外径以及内径。第一圆筒部26将吸附材料19的一部分隔开成外周侧(加料端口13侧)和内周侧(净化端口12侧)，防止从加料端口13被导入到吸附材料室18内的原料气未被吸附材料19吸附而保持高浓度地流向净化端口12。

在上述第二圆筒部27的内周侧进一步同心状地形成有第三圆筒部28，在该第三圆筒部28内设置有用于支承筛网部件17的放射状肋30。上述第一圆筒部26、第二圆筒部27以及第三圆筒部28均与主体部3呈同心状。另外，第三圆筒部28与上述第一圆筒部26以及第二圆筒部27相比为小直径，在第三圆筒部28和第二圆筒部27之间形成有环状间隙33(参照图3)。该环状间隙33朝向在加料/净化侧端盖4内形成的空间即原料气室34开放。

在第三圆筒部28的原料气室34侧的端部壁上进一步设置有直径比该第三圆筒部28小的呈杯状的第四圆筒部35，在该第四圆筒部35的端部壁的中心，开口有净化出口36。净化出口36通过由另外的部件所构成的连结管37而连接于净化端口12。

另一方面，在上述第二圆筒部27的外周面和主体部3的内周面之间，形成有通过第一凸缘部21以及第二凸缘部22将前后进行划分而形成的圆环状的扩散室41。在成为第二圆筒部27和第二凸缘部22的连接部的第二凸缘部22的内周缘，在圆周方向的多处(例如三处)设置有使上述扩散室41和上述原料气室34彼此连通的切口状的窗部42。该窗部42作为辅助收缩部发挥作用，将原料气室34内的原料气的流动一边收缩一边向靠中心的位置集中之后向扩散室41引导。

进一步，如图3所示，在将上述扩散室41和吸附材料室18隔开的圆环状的第一凸缘部21上开口形成有多个小圆形的节流孔43，经由这些节流孔43，扩散室41和吸附材料室18连通。在此，多个节流孔43以等间隔排列配置在与第一、第二圆筒部26、27以及主体部3呈同心状的一个同心圆上。

含有在燃料箱产生的蒸发燃料的气体(在本说明书中称为原料气)从加料端口13进入原料气室34之后，通过窗部42进入扩散室41，自此穿过多个节流孔43向吸附材料室18内引导。在加料端口13中，相对于主体部3的中心轴线l从半径方向流入，重复进行在原料气室34的扩张、在窗部42的收缩、在扩散室41的再次扩张、在节流孔43的收缩、在吸附材料室18的扩张，其结果是，向加料端口13中的半径方向的流动的速度矢量消失，以无偏向的方式从多个节流孔43流向吸附材料室18。在吸附材料室18内，以沿着第一圆筒部26的外周面的方式，在每一个上以细的流动并且作为整体以圆筒状的流动而导入原料气。

另一方面，净化时，作为从排放端口7吸入的空气和燃料成分的混合物的净化气体在主体部3中心的第一圆筒部26内聚集，自此穿过第三圆筒部28进而第四圆筒部35以及连结管37流向净化端口12，从净化端口12流入内燃机的吸气系统，最终在内燃机中燃烧。

接着，参照图3以及图4，对原料气汇聚/扩散机构20进行详细说明。

原料气汇聚/扩散机构20由沿着与主体部3的中心轴线l正交的面分别设置的第一隔壁51以及第二隔壁52构成。第一隔壁51使用合成树脂材料形成圆板状，具有对应于大直径部3a的内径的外径。在第一隔壁51的中心部开口形成有节流孔53。节流孔53在中央残留圆形的岛部54(ランド部)而呈圆环状，具有与加料端口13的入口13a的直径相同程度的相等直径。岛部54经由多个(例如四个)细的桥接部55而连接于周缘部。进一步，第一隔壁51具有与第一圆筒部26相对向的第一面51a和成为排放端口7侧的第二面51b，还具有以沿着第一面51a的外周缘向外展开的方式立起的密封唇56。密封唇56经由切缝而被分割成多个唇片，与大直径部3a的内周面接触。在第一隔壁51的第二面51b上，在靠外周的位置形成有多个(例如四个)用于支承第二隔壁52的间隔件58。各间隔件58以将第一隔壁和第二隔壁隔开规定的间隔分开的方式设定长度。此外，也可以与第一隔壁51分开形成间隔件58。

第二隔壁52与第一隔壁51同样地使用合成树脂材料形成圆板状，具有与第一隔壁51的外径实际上相等的外径。第二隔壁52作为所谓的多孔板构成。也就是说，具有遍及整面而同样分布的多个连通孔60。各连通孔60被设置成其孔径小于节流孔43的孔径并且数量多于在第一凸缘部21上设置的节流孔43。另外，沿着与第一隔壁51的第二面51b相对向的第一面52a的外周缘设置有密封唇62。该密封唇62与大直径部3a的内周面接触。

如图3所示，如上构成的第一隔壁51和第二隔壁52通过间隔件58离开规定的间隔而配置于大直径部3a内，以确保作为第二扩散室64所必要的容积。也就是说，第一隔壁51以与第一凸缘部21平行的同时节流孔53位于中心轴线l上的方式比较接近第一圆筒部26的下游侧端部26a而配置。此外，考虑到后述的气体的流动，在第一隔壁51和下游侧端部26a之间设置适当的间隔。第二隔壁52通过间隔件58与第一隔壁51平行的同时从第一隔壁51向排放端口7侧离开规定的长度而定位。通过隔壁51、52，吸附材料室18被分成排放端口13侧的上游侧吸附材料室18a和排放端口7侧的下游侧吸附材料室18b这两部分。

在第一隔壁51和第二隔壁52之间形成第二扩散室64。在该第二扩散室64内未填充吸附材料19。也就是说，在上游侧吸附材料室18a和下游侧吸附材料室18b之间形成未填充吸附材料19的空间。第二扩散室64的长度方向的长度即第一隔壁51和第二隔壁52的分开距离例如被设定为加料端口13的入口13a的直径的三倍左右的长度。

在上述构成中，穿过第一凸缘部21的周围的节流孔43流入上游侧吸附材料室18a的原料气朝向上游侧吸附材料室18a的中心部汇聚，并且穿过第一隔壁51的节流孔53流入第二扩散室64内。在第二扩散室64中，原料气从节流孔53沿半径方向扩散，经由多个连通孔60向下游侧吸附材料室18b流出。

在上游侧吸附材料室18a中，以从沿第一凸缘部21的外周部在同心圆上配列的节流孔43向径向内侧汇聚的方式进行加料，其结果是，成为在径向上比较均等的吸附量分布。另外，在下游侧吸附材料室18b中，原料气在第二扩散室64内再度扩散之后，在截面的整面上进行加料，因此，成为在径向上大致均等的吸附量分布。

因此，能够有效地使用吸附材料室18内的吸附材料19整体进行蒸发燃料的加料。

图5示出第一实施例中第一圆筒部26的下游侧端部26a的附近的截面中的吸附材料19的温度和时间的关系，进而表示燃料成分的吸附状况。当发热反应即吸附时，吸附材料19的温度对应吸附量而上上升。因此，分别在上游侧吸附材料室18的中心部(以虚线示出)以及外周部(以实线示出)测定第一圆筒部26的下游侧端部26a的附近的吸附材料19的温度，并且示出其结果。如图示，在上述第一实施例中，在上游侧吸附材料室18a的中心部和外周部进行大概相等的吸附，因此，成为在径向上大致均等的吸附量分布。

接着，参照图6对发明的第二实施例进行说明。此外，省略对于与第一实施例重复的部分的说明。

在本实施例中，原料气汇聚/扩散机构120由圆板状的隔壁151和圆柱状的通气性部件152构成。隔壁151具有与第一实施例的第一隔壁51基本相同的构成，并且具备在中心部开口形成的节流孔153和沿着与第一圆筒部26相对向的第一面151a的外周缘设置的密封唇156。节流孔153在中央残留圆形的岛部154而呈圆环状。该第二实施例的隔壁151与第一实施例的第一隔壁51不同，不具有间隔件58。

通气性部件152由容许原料气的流动的聚氨酯泡沫等连续气泡的多孔性材料构成，具有扩散原料气所需的足够的厚度(沿着壳体2的长度方向的长度)。

如上构成的通气性部件152与隔壁151的排放端口7侧的第二面151b重叠而配置在大直径部3a内。也就是说，在本实施例中，与第一实施例不同，在隔壁151和通气性部件152之间未形成相当于第二扩散室64的空间。

在上述构成中，导入吸附材料室18的原料气朝向上游侧吸附材料室18a的中心部汇聚，并且经由隔壁151上设置的节流孔153流入通气性部件152内。原料气穿过通气性部件152的内部整体性扩散之后流向下游侧吸附材料室18b。这样，通气性部件152具有与第一实施例中的第二隔壁52以及第二扩散室64相同的功能。因此，与第一实施例同样，能够有效地使用吸附材料室18内的吸附材料19整体来进行蒸发燃料的加料。

此外，在上述各实施例中，第一隔壁51的节流孔53以及隔壁151的节流孔153分别形成圆环状，但是，也可以将节流孔形成为单一的圆形的孔。

另外，在上述实施例中，过滤罐1的主体部3呈圆筒状，但是本发明并不限定于此，主体部3也可以为具有矩形等截面的筒状。