JP2013511666A

JP2013511666A - 燃料再循環ライン用の弁アセンブリ

Info

Publication number: JP2013511666A
Application number: JP2012540506A
Authority: JP
Inventors: マシューエル．エルドマン; マシューデー．ロイター
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2013-04-04
Also published as: US20110120591A1; EP2504188A2; RU2012126159A; AU2010322787A1; US8596311B2; CN102712251A; WO2011064648A2; KR20120089757A; WO2011064648A3; MX2012006013A

Abstract

【課題】燃料再循環ライン用の弁アセンブリを有する燃料システムを提供する。
【解決手段】燃料システム10は、燃料タンク14、フィルヘッド16、燃料蒸気キャニスタ18、及び弁アセンブリ12を含む。フィルヘッド16は、燃料タンク14に流体連通し、流体Ｆがフィルヘッド16から燃料タンク14に流れる。燃料蒸気キャニスタ18は、内部蒸燃料蒸気を吸収するように構成され、再循環ライン26は、燃料タンク16とフィルヘッド１６の間に伸びて流体連通する。蒸気ライン28は、燃料タンク14と燃料蒸気キャニスタ18の間に伸びて流体連通する。弁アセンブリ12は、蒸気ライン28または再循環ライン26に沿って廃止されて作動する。弁アセンブリ12は、微小孔のある要素から形成された膜44を有するフィルタ36を含む。この要素は、流体を通さず、蒸気を通過させる。流体Ｆは、膜44を通って燃料蒸気キャニスタ18に流れるのを妨げられ、一方、燃料蒸気Ｖは、膜４４を通過して燃料蒸気キャニスタ18に流入することができる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、燃料再循環ライン用の弁アセンブリに関する。

燃料システムは、燃料システムを介して放出される燃料蒸気を捕捉するために構成された燃料蒸気キャニスタを含む。流体が燃料蒸気キャニスタに入ると、燃料蒸気キャニスタは、適切に機能しなくなり、一般的に交換が必要となる。流体が燃料蒸気キャニスタに入るのを防止するため機械的な弁アセンブリがシステム内に設けられる。この機械的な弁アセンブリは、燃料タンクシステム内の圧力の下で、燃料蒸気を逃がすとともに流体がキャニスタ内に流れるのを防止するように、弁部分を開く移動弁部分を含んでいる。

燃料システムは、燃料タンクに所定の流体容積を満たすように構成されている。この燃料システムは、フィルヘッド、燃料タンク、燃料蒸気キャニスタ、及び弁アセンブリを含んでいる。フィルヘッドは、燃料タンクに流体連通するように構成されている。フィルヘッドは、燃料がフィルヘッドから燃料タンクに流れるように構成されている。燃料蒸気キャニスタは、その内部に燃料蒸気を吸収するように構成されている。再循環ラインは、燃料タンクとフィルヘッドとの間を流体がつながるように構成されている。燃料蒸気ラインは、燃料タンクと燃料蒸気キャニスタとの間を流体がつながるように構成されている。弁アセンブリは、燃料蒸気ライン又は再循環ラインに沿って配置されて作動する。この弁アセンブリは、流体を通過させずに、蒸気を通過可能にする膜を有するフィルタを含み、その結果、流体が、膜を通って燃料蒸気キャニスタ内に流れるのを防止し、一方、蒸気が、膜を通って燃料蒸気キャニスタに流れるのを可能にする。

別の実施形態において、燃料システムは、燃料タンク、フィルヘッド、燃料蒸気キャニスタ、及び弁アセンブリを含む。燃料タンクは、所定容積の流体を受け入れるように構成されている。フィルヘッドは、燃料タンクと流体連通している。フィルヘッドは、流体がフィルヘッドから燃料タンクに流れるように構成されている。燃料蒸気キャニスタは、その中に蒸気を吸収するように構成されている。再循環ラインは、燃料タンクと燃料蒸気キャニスタとの間を流体がつながるように構成されている。燃料蒸気ラインは、燃料タンクとフィルヘッドとの間を流体がつながるように構成されている。弁アセンブリは、燃料蒸気ライン又は再循環ラインに沿って配置されて作動する。この弁アセンブリは、ハウジングとフィルタを含む。ハウジングは、入口側と出口側を有して、その間に蒸気の通路を形成する。フィルタは、蒸気通路内に配置されて作動し、ハウジングの入口側に取り付けられる。このフィルタは、流体室を取り囲む内壁と流体室に対面する外壁とを有する１つの膜を含む。フィルタは、流体と蒸気が、入口側から流体室に入ることができるように構成されている。膜は、蒸気の通過を可能にし、かつ、流体室から蒸気通路への液体の通過を防止する。内壁は、一般的に、円筒形状である。外壁は、複数の凹凸を有し、その各々は、頂部に延び、谷部は、凹凸の間に形成される。

別の実施形態において、燃料システムは、燃料タンク、フィルヘッド、燃料蒸気キャニスタ、及び弁アセンブリを含む。燃料タンクは、所定容積の流体を受け入れるように構成されている。フィルヘッドは、燃料タンクと流体連通している。フィルヘッドは、流体がフィルヘッドから燃料タンクに流れるように構成されている。燃料蒸気キャニスタは、その中に蒸気を吸収するように構成されている。再循環ラインは、燃料タンクとフィルヘッドを流体接続する。蒸気ラインは、燃料タンクと燃料蒸気キャニスタとを流体接続する。弁アセンブリは、蒸気ライン又は再循環ラインに沿って配置されて作動する。この弁アセンブリは、流体を通過させず、蒸気を通過させる膜を有するフィルタを含む。従って、流体は、膜を通って燃料蒸気キャニスタ内に流れるのを妨げられ、一方、蒸気は、膜を通って燃料蒸気キャニスタ内に流れることが可能になる。

本発明の上記特徴及び利点ならびに他の特徴及び利点は、添付の図面に関連して見るとき、以下の詳細な記載から本発明を実行するための最良の形態が容易に明らかになるであろう。

図１Ａ−図１Ｃは、種々の位置に配置された弁アセンブリを有する燃料システムの異なる実施形態を示す概略図である。図２Ａは、図１Ａ−図１Ｃの弁アセンブリの側断面を示す断面概略図である。図２Ｂは、図１Ａ−図１Ｃの弁アセンブリにおける別の実施形態を示す部分断面斜視図である。図２Ｃは、図１Ａ−図１Ｃの弁アセンブリにおけるさらに別の実施形態を示す部分断面斜視図である。図２Ａの弁アセンブリと流体連通している燃料システムのフィルヘッドの側断面を示す断面概略図である。

図面において、同様の参照番号は、同様な部品を示しており、図１Ａ−図１Ｃは、種々の位置に配置された弁アセンブリ１２を有する燃料システム１０を示す。
さらに、特定すると、燃料システム１０は、燃料タンク１４、フィルヘッド１６、燃料蒸気キャニスタ１８、及び弁アセンブリ１２を含む。フィルパイプ２０は、フィルヘッド１６と燃料タンク１４を流体的に相互接続し、流体がフィルヘッド１６から燃料タンク１４に流れる。ベント管２２は、燃料タンク１４から連結部２４に伸びて流体が流れる。再循環ライン２６は、燃料タンク１４とフィルヘッド１６との間に伸びて流体が流れる。

さらに、再循環ライン２６は、連結部２４において、ベント管２２とフィルヘッド１６との間に伸びて流体が流れる。蒸気ライン２８は、燃料タンク１４と燃料蒸気キャニスタ１８の間に伸びて流体が流れる。さらに、蒸気ライン２８は、連結部２４において、ベント管２２と燃料蒸気キャニスタ１８との間に伸びて流体が流れる。燃料システム１０は、オンボード燃料補給蒸気回復（ＯＲＶＲ）システムの一部である。このＯＲＶＲシステムは、車両のエミッション制御システムであり、燃料補給中、燃料タンク１４および／または再循環ライン２６から燃料蒸気Ｖを捕捉する。

燃料タンク１４とフィルヘッド１６は、車両（図示略）の燃料補給時、燃料タンク１４内の燃料蒸気Ｖは、ベント管２２を通って流れ、さらに、蒸気ライン２８を介して燃料蒸気Ｖを吸収する燃料蒸気キャニスタ１８内に進む。車両のエンジン（図示略）が作動中のとき、エンジンは、エンジン用の燃料として用いられる燃料蒸気Ｖをエンジンのインテークマニホールド（図示略）内に引入れる。燃料蒸気キャニスタ１８は、活性化した炭素が封入されたキャニスタまたは他の燃料蒸気キャニスタ１８とすることができ、当業者に良く知られている。燃料補給中、燃料システム内に圧力平衡を与えるために、エアおよび／または蒸気Ｖが、燃料タンク１４に存在し、そして、ベント管２２、蒸気ライン２８を通って燃料蒸気キャニスタ１８に流入し、さらに再循環ライン２６からフィルヘッド１６内に流入する。

燃料タンク１４は、所定容積の流体Ｆを受け入れるように構成されている。フィルネックは、流体Ｆがフィルヘッド１６からフィルパイプ２０を介して、さらに燃料タンク１４に流れるように構成されている。さらに、ベント３０は、再循環ライン２６に開放するフィルヘッド１６内に形成される。弁アセンブリ１２は、フィルヘッド１６と燃料蒸気キャニスタ１８との間に配置されて作動し、流体Ｆが燃料蒸気キャニスタ１８内に入るのを防止し、一方、蒸気Ｖが燃料蒸気キャニスタ１８内に流れるのを可能にする。

図１Ａに図示された実施形態において、弁アセンブリ１２は、フィルヘッド１６近くの再循環ライン２６に沿って配置される。図１Ｂに図示された実施形態において、弁アセンブリ１２は、再循環ライン２６に沿って配置されており、この弁アセンブリ１２は、フィルヘッド１６と連結部２４から間隔を置いて配置されている。図１Ｃに図示された実施形態において、弁アセンブリ１２は、燃料蒸気キャニスタ１８近くの蒸気ライン２８に沿って配置されている。弁アセンブリ１２は、図１Ａ−図１Ｃに図示された配置に限定されるものではなく、当業者に知られるように、再循環ライン２６と蒸気ライン２８に沿って、いずれの位置に配置することができる。その結果、流体Ｆが、燃料蒸気キャニスタ１８に入るのを防止する。

燃料補給中、図３に示すように、燃料ノズル３２は、フィルヘッド１６内に挿入され、そして、燃料が燃料タンク１４内に流入する。燃料が燃料タンク１４内に流入すると、燃料タンク１４内の燃料蒸気Ｖの一部は、移動してフィルヘッド１６に入る。燃料蒸気Ｖがフィルヘッド１６に一旦入ると、燃料蒸気Ｖは、ノズルに存在する高速の流体Ｆによって取り込まれる。しかし、燃料蒸気Ｖと流体Ｆの一部は、フィルヘッド１６内のベント３０を介して、再循環ライン２６内に溢れ出る。燃料蒸気キャニスタ１８は、再循環ライン２６からの液体が内部に流入した場合、悪影響を与えることになる。さらに、流体Ｆが弁アセンブリ１２を通過して再循環ライン２６に入ることができる場合、液体は、燃料蒸気Ｖを燃料蒸気キャニスタ１８にベントするのに障害物となるか、あるいは、充填品質及びＯＲＶＲシステムの性能を低下させながら、再循環ライン２６を通って流れる燃料蒸気Ｖの妨げとなる。

図２Ａ−図２Ｃ及び図３を参照すると、弁アセンブリ１２は、ハウジング３４とフィルタ３６を含んでいる。このハウジング３４は、入口側３８と出口側４０を含む。ハウジング３４は、入口側３８と出口側４０の間に伸びて作動する蒸気通路４２を形成する。フィルタ３６は、入口側３８に取り付けられ、ハウジング３４の蒸気通路４２内に配置されて作動する。フィルタ３６は、流体室４８を取り囲む内壁４６と流体室４８に対面する外壁５０を有する膜４４を含む。フィルタ３６は、流体Ｆと燃料蒸気Ｖが、ハウジング３４の入口側３８から流体室４８に入ることができるように構成されている。

膜４４は、微小孔のある要素から形成され、液体を判別し、そして、流体Ｆが膜を通って流れるのを防止する。さらに、特定すると、膜４４は、燃料蒸気Ｖの通過を可能にし、かつ流体Ｆがそこを通過するのを防止する。結果として、燃料蒸気Ｖのみが入口側３８から出口側４０にフィルタ３６を介して通過できるようになっている。さらに、膜４４は、弁アセンブリ１２が、内部にいかなる移動部品なしで作動するように構成されている。流体Ｆが、膜４４を通過して、さらに、再循環ライン２６に入ることが可能になると、流体Ｆの充填問題からシステムの性能に悪影響を生じ、燃料蒸気キャニスタ１８に永久的な損傷を生じさせ、車両の排ガス基準を満たすことができない。

図２Ａ−図２Ｃ及び図３を参照すると、フィルタ３６は、一般的に円筒形状を有する。特に、図２Ａ及び図３に示された実施形態において、内壁４６と外壁５０は、一般的に均一な厚さｔを有し、複数の凹凸５２を有する。溝５４は、凹凸５２の各々の間に形成される。凹凸５２は、流体室４８の回りに複数のリング５６を形成し、このリングは、間隔を置いてかつ互いにほぼ平行関係に配置される。各リング５６は、頂部５８に伸び、溝５４は、隣接するリング５６の間に形成される。頂部５８と溝５４は、互いに補い合い、内壁及び外壁４６,５０が、ほぼ正弦波の形状を与えるようになる。しかし、当業者に知られているように、他の形状を用いることもできる。

図２Ｂ及び図２Ｃに図示された実施形態を参照すると、内壁４６は、ほぼ円筒形状であり、外壁５０は、複数の凹凸５２を含む。溝５４は、凹凸５２の各々の間に形成されている。特に図２Ｂに図示した実施形態を参照すると、凹凸５２は、複数のディスク６２を含み、これらのディスクは、内壁４６の回りに間隔を置いて互いにほぼ平行関係に配置される。この実施形態では、各リング５６は、頂部５８に伸び、各溝５４は、隣接するディスク６２の間に形成され、その結果、各溝５４は、径方向に膜４４を取り囲む。

図２Ｃに図示される弁アセンブリ１２のフィルタ３６の実施形態を参照すると、凹凸５２は、複数のリッジ６０を含み、これらのリッジは、外壁５０に沿って直線上に伸び、互いに径方向に間隔を置いて配置される。各リッジ６０は、頂部５８に対して径方向に伸び、溝５４の１つは、隣接するリッジ６０の間に形成される。この実施形態において、各頂部５８は、ほぼＵ形状であり、各溝５４は、ほぼＶ形状である。Ｖ形状の溝５４は、リッジ６０が内壁４６を径方向に取り囲むことができ、互いに径方向に間隔を置いて配置されている。頂部５８と溝５４の他の形状は、当業者に良く知られているように、用いることができる。

図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、膜４４は、内壁４６と外壁５０の間に形成され、均一でない厚さを含んでいる。さらに特定すると、各凹凸５２は、頂部５８での内壁４６及び外壁５０の間に形成される最大厚さｔmaxを有する。同様に、最小厚さｔminは、溝５４の位置で、内壁４６と外壁５０の間に形成される。

図２Ａ−図２Ｃ及び図３を参照すると、膜４４は、微小孔のある要素から形成され、蒸気を通過させて流体を通さないように構成されている。これは、膜４４が燃料蒸気Ｖを通過させながら、流体Ｆは、図３に示すように、そこを通過させないようにすることを意味している。フィルタ３６は、ハウジング３４の入口側３８と出口側４０に間隔を置いた関係にある流体室４８の一部分を横切って伸びるキャップ６４を含んでいる。このキャップ６４は、燃料蒸気Ｖまたは流体Ｆの流れを径方向外側に向かうように構成され、燃料蒸気Ｖのみが、膜４４を通過して径方向に流れ、蒸気通路４２に入るようになる。燃料蒸気Ｖが蒸気通路４２にあると、燃料蒸気Ｖは、蒸気通路４２から放出され、出口側を介して再循環ライン２６に入る。そして、燃料蒸気Ｖは、再循環ライン２６を通り、燃料蒸気キャニスタ１８内に捕捉される。膜４４は、燃料蒸気Ｖまたはエアがハウジング３４の出口側４０から蒸気通路４２内に入るように構成されており、燃料蒸気Ｖまたはエアは、膜４４を通過して流体室４８内に、さらに、ハウジング３４の入口側３８を介して再循環ライン２６または蒸気通路２８に流れることができる。

フィルタ３６は、溶接、接着剤、熱シーリング、インサート成形、または当業者に知られた他の方法によりハウジング３４に固定することができる。当業者は、特定のハウジング３４及びフィルタ３６の装置に必要とされる適当な取付具を知っている。

図３に図示された実施形態を再び参照すると、弁アセンブリ１２は、フィルヘッド１６のベント管３０に配置されて作動する。この実施形態において、弁アセンブリ１２は、フィルヘッド１６と再循環ライン２６との間に配置されており、フィルヘッド１６のベント管３０は、弁アセンブリ１２に開放されている。フィルヘッド１６内に流体Ｆが流れると、流体Ｆは及び燃料蒸気Ｖは、飛び散り、フィルヘッド１６と流体連通している弁アセンブリ内に入る。弁アセンブリ１２は、流体Ｆが再循環ライン２６内に流れないように防止しながら、燃料蒸気Ｖが、膜４４を介して再循環ライン２６に流れるように構成されている。フィルヘッド１６の位置に、弁アセンブリ１２を配置することにより、流体Ｆが、再循環ライン２６の重要な部分に入るのを防止する。さらに、流体Ｆが、弁アセンブリ１２内に蓄積されるのを防止するために、弁アセンブリ１２は、フィルタ３６に入る流体Ｆが、フィルヘッド１６に出入りするように角度付けされている。

本発明を実施するための最良の形態を詳細に記載してきたが、この発明に関する技術の当業者には、添付の請求項に記載の範囲内で、本発明を実施するための種々の変形例及び実施形態を認めることができよう。

Claims

燃料タンク（14）に所定容積の流体（Ｆ）を満たすように構成された燃料システム（10）であって、
流体（Ｆ）が前記燃料タンク（14）に流体連通するフィルヘッド（16）から前記燃料タンク（14）に流れるように構成された前記フィルヘッド（16）と、
内部に燃料蒸気（Ｖ）を吸収するように構成された燃料蒸気キャニスタ（18）と、
前記燃料タンク（14）と前記フィルヘッド（16）の間に伸びて流体が流れるように構成された再循環ライン（26）と、
前記燃料タンク（14）と前記燃料蒸気キャニスタ（18）の間に伸びて流体が流れるように構成された蒸気ライン（28）と、
前記蒸気ライン（28）と前記再循環ライン（26）の一方に沿って配置されて作動する弁アセンブリ（12）と、を含み、
前記弁アセンブリ（12）は、微小孔のある要素から形成される膜（44）を有するフィルタ（36）を含んでいることを特徴とする燃料システム。
前記フィルタ（36）は、ほぼ円筒形状の外形を有することを特徴とする請求項１記載の燃料システム。
前記微小孔のある要素は、流体を通さずに、蒸気を通過可能にしており、流体（Ｆ）が前記要素を通過して前記燃料蒸気キャニスタ（18）に流れるのを妨げ、一方、蒸気が前記要素を通過して前記燃料蒸気キャニスタ（18）内に流入できるようにすることを特徴とする請求項１記載の燃料システム。
前記弁アセンブリ（12）は、入口側（38）と出口側（40）を含み、前記フィルタ（36）は、前記入口側（38）に取り付けられて作動し、
前記フィルタ（36）は、流体（Ｆ）と燃料蒸気（Ｖ）が前記入口側（38）から膜（44）に流入し、前記燃料蒸気（Ｖ）のみが、前記膜（44）を通過して流れ、前記出口側（40）を介して前記弁アセンブリ（12）に排出されることを特徴とする請求項２記載の燃料システム。
前記膜（44）は、流体室（48）を取り囲む内壁（46）と、前記流体室（48）に対面する外壁（50）を有し、
前記フィルタ（36）は、流体（Ｆ）と燃料蒸気（Ｖ）が前記入口側（38）から流体室（48）に流入し、前記燃料蒸気（Ｖ）のみが、前記膜（44）を通過して流れ、前記出口側（40）を介して前記弁アセンブリ（12）に排出されることを特徴とする請求項４記載の燃料システム。
前記フィルタ（36）は、前記内壁（46）と外壁（50）との間に、ほぼ均一に形成される厚さ（ｔ）を含むことを特徴とする請求項４記載の燃料システム。
前記フィルタ（36）は、前記内壁（46）と外壁（50）との間に、不均一に形成される厚さ（ｔ）を含むことを特徴とする請求項４記載の燃料システム。
前記外壁（50）は、頂部（58）にそれぞれ伸びる複数の凹凸（52）と、該凹凸（52）の各々の間に形成される溝（54）と有することを特徴とする請求項５記載の燃料システム。
前記複数の凹凸（52）の各々は、各頂部（58）の位置で、前記内壁（46）と前記外壁（50）の間に形成される最大厚さ（ｔmax）と、各溝（54）の位置で、前記内壁（46）と前記外壁（50）の間に形成される最小厚さ（ｔmin）とを有することを特徴とする請求項８記載の燃料システム。
前記複数の凹凸（52）は、互いに間隔を置いた関係で前記内壁（46）を径方向に取り囲む複数のディスク（62）を含むことを特徴とする請求項９記載の燃料システム。
前記複数の凹凸（52）は、互いに径方向に間隔を置いた関係で前記外壁（50）に沿って直線上に伸びる複数のリッジ（60）を含むことを特徴とする請求項９記載の燃料システム。
前記フィルタ（36）は、該フィルタ（36）の入口側（38）に間隔を置いた関係で前記流体室（48）を横切って伸びるキャップ（64）を含み、
前記キャップ（64）は、該キャップ（64）から燃料蒸気（Ｖ）または流体（Ｆ）が流れないようにし、前記燃料蒸気（Ｖ）のみが前記膜（44）を介して出口側（40）に径方向に流れるように、前記燃料蒸気（Ｖ）を偏向させることを特徴とする請求項５記載の燃料システム。