▶ ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-15
(45)【発行日】2022-09-27
(54)【発明の名称】ＨＶＡＣ＆Ｒシステムのためのエミッションキャニスタシステム
(51)【国際特許分類】
B01D 53/04 20060101AFI20220916BHJP
F25B 43/04 20060101ALI20220916BHJP
【ＦＩ】
B01D53/04 110
F25B43/04 Z
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020518062
(86)(22)【出願日】2018-09-26
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-12-03
(86)【国際出願番号】 US2018052942
(87)【国際公開番号】W WO2019067606
(87)【国際公開日】2019-04-04
【審査請求日】2020-05-22
(31)【優先権主張番号】62/564,085
(32)【優先日】2017-09-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】518010511
【氏名又は名称】ジョンソン コントロールズ テクノロジー カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100120112
【氏名又は名称】中西 基晴
(74)【代理人】
【識別番号】100188329
【弁理士】
【氏名又は名称】田村 義行
(72)【発明者】
【氏名】モンティス，マックレー・ウィリアム
(72)【発明者】
【氏名】レンツ，ダニエル・ジェイ
【審査官】壷内 信吾
(56)【参考文献】
【文献】特開平０７－１２０１１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５５１５６９０（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２００１－１７４１０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３３１９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００３／００７４９０９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６４７８８４９（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１４５００６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ５３／０２－５３／１２
Ｆ２５Ｂ ４３／００－４９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸気圧縮システムのためのパージシステムであって、エミッションキャニスタであって、
前記エミッションキャニスタを通って流れる冷媒を吸着するように構成された吸着剤材料を備える、エミッションキャニスタと、
コントローラであって、
前記吸着剤材料の温度を指示するフィードバックを受信し、
前記吸着剤材料の前記温度と、前記吸着剤材料の飽和を指示する閾値温度との比較に基づいて前記吸着剤材料の飽和点を決定し、
前記吸着剤材料の前記温度を指示する前記フィードバックに基づいて前記エミッションキャニスタの再生サイクルを開始するか、又は終結させる、ように構成されたコントローラと、
を備える、パージシステム。
【請求項2】
前記コントローラが、前記吸着剤材料及び前記冷媒の重量を指示するフィードバックを受信するように構成され、前記コントローラが、前記吸着剤材料及び前記冷媒の前記重量と、前記吸着剤材料の飽和を指示する閾値重量との比較に基づいて前記吸着剤材料の前記飽和点を決定するように構成されている、請求項１に記載のパージシステム。
【請求項3】
方法であって、非凝結性気体及び冷媒の流れをエミッションキャニスタ内へ誘導することと、
非凝結性気体及び冷媒の前記流れの前記冷媒を、前記エミッションキャニスタ内に配置された吸着剤材料内に吸着することと、
コントローラを介して前記吸着剤材料の温度を監視することと、
前記吸着剤材料の前記温度と、前記吸着剤材料の飽和を指示する閾値温度との比較に基づいて、前記コントローラを介して前記吸着剤材料の飽和点を決定することと、
前記吸着剤材料の飽和を確認すると、前記コントローラを介して前記エミッションキャニスタ内への非凝結性気体及び冷媒の前記流れを終結させることと、
非凝結性気体及び冷媒の前記流れを終結させた後に、前記コントローラを介して前記エミッションキャニスタの再生サイクルを開始することと、
を含む方法。
【請求項4】
前記再生サイクルの間に前記吸着剤材料の前記温度を監視することと、前記吸着剤材料の前記温度が、前記吸着剤材料が飽和していないことを指示する追加の目標温度に達すると、前記再生サイクルを終結させることと、
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記吸着剤材料の前記温度を監視することが、所定の時間間隔で前記吸着剤材料の前記温度の複数の温度測定値を収集することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記吸着剤材料の前記温度を監視することが、前記吸着剤材料の熱エネルギーに関連する特性を検出するように構成されたセンサからのフィードバックを受信することを含み、前記センサが熱電対又は赤外線センサを含む、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月２７日に出願された、「ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＮＩＳＴＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＨＶＡＣ＆Ｒ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国仮特許出願第６２／５６４，０８５号からの優先権及びその利益を主張する。同出願はその全体が全ての目的のために本明細書において参照により組み込まれる。
本出願は、２０１７年９月２７日に出願された、「ＥＭＩＳＳＩＯＮ ＣＡＮＩＳＴＥＲ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＨＶＡＣ＆Ｒ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、米国仮特許出願第６２／５６４，０８５号からの優先権及びその利益を主張する。同出願はその全体が全ての目的のために本明細書において参照により組み込まれる。
【0002】
本開示は、概して、加熱、通気、空調、及び冷凍（ｈｅａｔｉｎｇ，ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ，ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ，ａｎｄ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ、ＨＶＡＣ＆Ｒ）システムに関する。詳細には、本開示はＨＶＡＣ＆Ｒユニットのためのエミッションキャニスタシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
本セクションは、以下において説明され、及び／又はクレームされている本技法の様々な態様に関連し得る、様々な技術態様に読者を案内することを意図されている。本説明は、本開示の様々な態様のより深い理解を促進するための背景情報を読者に提供する助けになると考えられる。したがって、これらの陳述はこの観点から読まれるべきであり、いかなる類いの承認としても読まれるべきでないことを理解されたい。
【0004】
加熱、通気、空調、及び冷凍（ＨＶＡＣ＆Ｒ）システムは、環境（例えば、建物、住宅、又は他の構造物）を熱的に調節する（例えば、加熱又は冷却する）ために用いられ得る。ＨＶＡＣ＆Ｒシステムは、ＨＶＡＣ＆Ｒシステムと環境との間で熱エネルギー（例えば、熱）を伝達する、コンデンサ及び蒸発器などの、熱交換器を含む、蒸気圧縮システムを含み得る。冷媒が蒸気圧縮システムの熱交換器内の熱伝達流体として用いられ得る。多くの場合（例えば、低圧冷媒を用いるとき）、非凝結性気体（例えば、空気、窒素）が蒸気圧縮システム内に蓄積し、冷媒と混合し得、これが蒸気圧縮システムの動作効率を低下させ得る。
【0005】
非凝結性気体を蒸気圧縮システムから除去するために、エミッションキャニスタシステムを含むパージシステムが蒸気圧縮システム内に含まれ得る。エミッションキャニスタシステムは、非凝結性気体を分離し、蒸気圧縮システムから除去するように構成され得る。すなわち、エミッションキャニスタは非凝結性気体を蒸気圧縮システムの冷媒から分離し、非凝結性気体から分離された冷媒を収集し得る。残念ながら、既存のエミッションキャニスタシステムはすぐに冷媒で飽和し得、及び／又はエミッションキャニスタ内からの冷媒の除去が非効率的になり得る。さらに、既存のエミッションキャニスタは、非凝結性気体からの冷媒の除去が非効率的になり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、エミッションキャニスタを含む蒸気圧縮システムのためのパージシステムに関する。エミッションキャニスタは、エミッションキャニスタの内部内に配置されたロードセルと、ロードセルによって支持された基台と、基台上に配置された吸着剤材料と、を含む。吸着剤材料は、エミッションキャニスタを通って流れる冷媒を吸着するように構成されており、ロードセルは、エミッションキャニスタ内の吸着剤材料及び冷媒の重量を監視するように構成されている。
【0007】
本開示はまた、蒸気圧縮システムのためのエミッションキャニスタに関する。エミッションキャニスタは、エミッションキャニスタ内に配置されたプラットフォームを含み、プラットフォームはエミッションキャニスタの内部の下面の上方に位置付けられている。複数のロードセルがプラットフォーム上に配置されており、基台が複数のロードセルによって支持されている。エミッションキャニスタはまた、基台上に配置された吸着剤材料を含み、吸着剤材料は、エミッションキャニスタを通って流れる冷媒を吸着するように構成されている。複数のロードセルは、エミッションキャニスタ内の吸着剤材料及び冷媒の重量を監視するように構成されている。
【0008】
本開示はまた、方法であって、非凝結性気体及び冷媒の流れをエミッションキャニスタ内へ誘導することと、非凝結性気体及び冷媒の流れの冷媒を、エミッションキャニスタ内に配置された吸着剤材料内に吸着することと、を含む方法に関する。本方法はまた、吸着剤材料の温度を監視することと、吸着剤材料の温度に基づいて吸着剤材料の飽和点を決定することであって、吸着剤材料の温度が、吸着剤材料の飽和を指示する目標温度に達するか、又はそれを超えると、飽和点に達する、決定することと、を含む。
【0009】
本開示の様々な態様は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することで、より深く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示の１つ以上の特定の実施形態が以下に説明される。これらの説明される実施形態は本開示の技法の単なる例にすぎない。加えて、これらの実施形態の簡潔な説明を提供するよう務めるために、実際の実装形態の全ての特徴は本明細書において説明されない場合がある。任意のこのような実際の実装形態の開発においては、任意の工学又は設計プロジェクトと同様に、開発者の特定の目標を達成するために、実装形態によって異なり得るシステム関連及び事業関連の制約の順守などの、数多くの実装形態固有の決定がなされなければならないことを理解されたい。さらに、このような開発努力は複雑になり、且つ時間がかかり得るが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては、設計、組み立て、及び製造の通常の作業であろうことを理解されたい。
【0012】
エミッションキャニスタシステムを含むパージシステムが蒸気圧縮システムに統合され、蒸気圧縮システム内の冷媒と混合し得る非凝結性気体を分離するために用いられ得る。エミッションキャニスタは、吸着質（例えば、冷媒）を吸着剤の細孔内に吸い込んで収集し、その一方で、非凝結性気体はエミッションキャニスタ及びベントを通って外部環境（例えば、大気）へ流れ続けるように構成された吸着剤材料を含み得る。残念ながら、エミッションキャニスタ内の吸着剤材料がいつ飽和したのか（例えば、吸着質を吸着する能力をもはや有しない）を決定することは困難であり得る。典型的なエミッションキャニスタは、時間を、エミッションキャニスタがいつ飽和したのか、及び／又は吸着質を吸着剤内から遊離させる再生サイクルをいつ開始するべきであるのかを決定するためのインジケータとして用い得る。加えて、典型的なエミッションキャニスタは、吸着のための動作可能温度に達するまでに再生サイクルの合間の相当な冷却時間を必要とし得、これは蒸気圧縮システムを一時的にシャットダウンさせ得る。実施形態によっては、パージシステムはこの冷却時間の間にエミッションキャニスタを迂回し、冷媒からの非凝結性気体の分離を低減し得、これはパージシステムの有効性を低下させ得る。
【0013】
本開示の諸実施形態は、吸着剤材料としてのシリカゲルの使用を通じて典型的なエミッションキャニスタよりも多量の吸着質を吸着し得るエミッションキャニスタシステムに関する。すなわち、エミッションキャニスタは従来のエミッションキャニスタと比べて特定の体積の吸着剤当たりより多量の吸着質を吸着し得る。エミッションキャニスタのさらなる諸実施形態は、吸着剤材料の温度及び／又は吸着剤材料の重量を用いてエミッションキャニスタの飽和点を決定するためのシステムを含み得る。さらに、パージシステムは、エミッションキャニスタが再生サイクルを経験する際に、蒸気圧縮システムが、シャットダウンすることなく連続的に動作することを可能にするための二重エミッションキャニスタシステムを含み得る。吸着剤をエミッションキャニスタの中心軸に沿って均一に加熱するための二重加熱要素がエミッションキャニスタ内に配置されていてもよく、これは再生サイクルの効率を改善し、及び／又は吸着剤の動作寿命を延ばし得る。実施形態によっては、吸着剤にわたるより均一な熱分布を促進するためのバッフル仕切りが二重加熱要素に結合されていてもよい。加えて、バッフル仕切りは、吸着剤を通る複数の流路を規定し得、これにより、吸着剤と、エミッションキャニスタを通って流れる吸着質との間の曝露時間を向上させる。本開示の諸実施形態はまた、吸着剤の検査及び／又は交換を可能にするためにエミッションキャニスタに取り外し可能に結合されたアクセスキャップを含む。本開示のさらなる諸実施形態は、再生サイクルの合間のエミッションキャニスタのための冷却時間を低減するためにエミッションキャニスタに結合され得る冷却システムを含む。本開示のなおさらなる諸実施形態は、パージシステムの動作効率を向上させ、及び／又はエミッションキャニスタの再生を促進し得る様々な配管構成及び制御システムを含む。
【0014】
ここで、図面に目を向けると、図１は、典型的な商業的環境のための建物１２における、加熱、通気、空調及び冷凍（ＨＶＡＣ＆Ｒ）システム１０のための環境の実施形態の斜視図である。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、建物１２を冷却するために使用され得る、冷却された液体を供給する蒸気圧縮システム１４を含み得る。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０はまた、建物１２を加熱するために温かい液体を供給するためのボイラー１６と、建物１２を通して空気を循環させる空気分配システムとを含み得る。空気分配システムは、空気還流ダクト１８、空気供給ダクト２０及び／又は空気ハンドラー２２も含み得る。いくつかの実施形態において、空気ハンドラー２２は、ボイラー１６及び蒸気圧縮システム１４に導管２４により接続された熱交換器を含み得る。空気ハンドラー２２における熱交換器は、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の作動モードに依存して、加熱された液体をボイラー１６から受けることができるか、又は冷却された液体を蒸気圧縮システム１４から受けることができるかのいずれかである。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、個別の空気ハンドラーが建物１２の各フロアにある状態で示されているが、他の実施形態において、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、フロア間で共有され得る空気ハンドラー２２及び／又は他のコンポーネントを含み得る。
【0015】
図２及び３は、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０において用いることができる蒸気圧縮システム１４の実施形態である。蒸気圧縮システム１４は、圧縮器３２で開始する回路を通って冷媒を循環させ得る。回路はまた、コンデンサ３４と、膨張バルブ又はデバイス３６と、液体チラー又は蒸発器３８とを含み得る。蒸気圧縮システム１４は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２、マイクロプロセッサ４４、不揮発性メモリ４６及び／又はインターフェイスボード４８を有する制御パネル４０をさらに含み得る。
【0016】
蒸気圧縮システム１４において冷媒として使用され得る流体のいくつかの例は、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系冷媒、例えばＲ－４１０Ａ、Ｒ－４０７、Ｒ－１３４ａ、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、アンモニア（ＮＨ３）、Ｒ－７１７、二酸化炭素（ＣＯ２）、Ｒ－７４４又は炭化水素系冷媒などの「天然」冷媒、水蒸気又は他の任意の好適な冷媒である。いくつかの実施形態において、蒸気圧縮システム１４は、Ｒ－１３４ａなど、中圧冷媒に対して低圧冷媒とも呼ばれる、１気圧でセ氏約１９度（カ氏６６度）の標準沸点を有する冷媒を効率的に用いるように構成され得る。本明細書で使用される際、「標準沸点」は、１気圧で計測された沸点温度と呼ばれ得る。
【0017】
いくつかの実施形態において、蒸気圧縮システム１４は、可変速駆動装置（ＶＳＤ）５２、モータ５０、圧縮器３２、コンデンサ３４、膨張バルブ又はデバイス３６及び／又は蒸発器３８の１つ又は複数を使用し得る。モータ５０は、圧縮器３２を駆動することができ、可変速駆動装置（ＶＳＤ）５２により動力供給され得る。ＶＳＤ５２は、ＡＣ電源からの特定の固定された線間電圧及び固定された線間周波数を有する交流（ＡＣ）電力を受け、可変電圧及び周波数を有する電力をモータ５０に供給する。他の実施形態において、モータ５０は、ＡＣ又は直流（ＤＣ）電源から直接的に動力供給され得る。モータ５０は、ＶＳＤにより、又はＡＣ若しくはＤＣ電源、例えばスイッチ式リラクタンスモータ、誘導モータ、電子整流式永久磁石モータ又は別の好適なモータから直接的に動力供給され得る任意のタイプの電気モータを含み得る。
【0018】
圧縮器３２は、冷媒蒸気を圧縮するとともに、排出路を通じて蒸気をコンデンサ３４に送達する。いくつかの実施形態において、圧縮器３２は、遠心圧縮器であり得る。圧縮器３２によりコンデンサ３４に送達された冷媒蒸気は、熱をコンデンサ３４における冷却液（例えば、水又は空気）に伝達し得る。冷媒蒸気は、冷却液との熱伝熱の結果として、コンデンサ３４において冷媒液に凝結し得る。コンデンサ３４からの液体冷媒は、膨張デバイス３６を通って蒸発器３８に流れ得る。図３の図示の実施形態において、コンデンサ３４は、水で冷却されるとともに、冷却液をコンデンサ３４に供給する冷却タワー５６に接続されたチューブ束５４を含む。
【0019】
蒸発器３８に送達される液体冷媒は、コンデンサ３４において使用された冷却液と同じであってもなくてもよい別の冷却液からの熱を吸収することができる。蒸発器３８における液体冷媒は、液体冷媒から冷媒蒸気への相変化を受け得る。図３の図示された実施形態に示される通り、蒸発器３８は、冷却負荷６２に接続された供給ライン６０Ｓと還流ライン６０Ｒとを有するチューブ束５８を含み得る。蒸発器３８の冷却液（例えば、水、エチルグリコール、塩化カルシウム塩水、塩化ナトリウム塩水又は他の任意の好適な流体）は、還流ライン６０Ｒを介して蒸発器３８に入り、供給ライン６０Ｓを介して蒸発器３８を出る。蒸発器３８は、チューブ束５８における冷却液の温度を、冷媒との熱伝熱を介して低下させ得る。蒸発器３８におけるチューブ束５８は、複数のチューブ及び／又は複数のチューブ束を含み得る。いずれの場合にも、蒸気冷媒は、蒸発器３８を出て、吸引ラインにより圧縮器３２に戻り、サイクルを完了する。
【0020】
図４は、中間回路６４がコンデンサ３４と膨張デバイス３６との間に組み込まれた蒸気圧縮システム１４の概略図である。中間回路６４は、コンデンサ３４に直接的に流体接続された入口ライン６８を有し得る。他の実施形態において、入口ライン６８は、コンデンサ３４に間接的に流体接続され得る。図４の図示された実施形態に示される通り、入口ライン６８は、中間容器７０の上流に位置付けられた第１膨張デバイス６６を含む。いくつかの実施形態において、中間容器７０は、フラッシュタンク（例えば、フラッシュ中間冷却器）であり得る。他の実施形態において、中間容器７０は、熱交換器又は「サーフェスエコノマイザー（ｓｕｒｆａｃｅ ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ）」として構成され得る。図４に示された実施形態において、中間容器７０は、フラッシュタンクとして使用され、第１膨張デバイス６６は、コンデンサ３４から受け取った液体冷媒の圧力を低める（膨張させる）ように構成される。膨張プロセス中、液体の一部が蒸発し得、したがって、中間容器７０は、第１膨張デバイス６６から受け取った液体から蒸気を分離するのに使用され得る。追加的に、中間容器７０は、中間容器７０に入るときに液体冷媒が受ける圧力低下を理由として、（例えば、中間容器７０に入るときに受ける、容積が急速に増大することを原因として）液体冷媒のさらなる膨張を提供し得る。中間容器７０における蒸気は、圧縮器３２の吸引ライン７４を通って圧縮器３２により引き込まれ得る。他の実施形態において、中間容器における蒸気は、圧縮器３２の中間ステージ（例えば、吸引ステージではない）に引き込まれ得る。中間容器７０において集まる液体は、膨張デバイス６６及び／又は中間容器７０における膨張を理由としてコンデンサ３４を出る液体冷媒より低いエンタルピーであり得る。中間容器７０からの液体は、次いで、ライン７２内において第２膨張デバイス３６を通って蒸発器３８に流れ得る。
【0021】
シリカゲル吸着剤を含有する改善されたエミッションキャニスタのためのシステム
図５は、コンデンサ３４と蒸発器３８との間に組み込まれたパージシステム１００を有する蒸気圧縮システム１４の概略図である。実施形態によっては、蒸気圧縮システム１４の一部分（例えば、蒸発器３８）内の冷媒は、周囲圧力よりも低い圧力（例えば、１４．７ｐｓｉ未満）で動作し得る。それゆえ、蒸気圧縮システム１４内の冷媒と周囲環境との間の圧力差が生み出され得る。実施形態によっては、周囲環境からの非凝結性気体１３８（例えば、空気、窒素）が蒸気圧縮システム１４の部分（例えば、冷凍回路又は他のコンポーネントとの間の接続部）を貫通し、冷媒と混合し得る。非凝結性気体１３８は、蒸気圧縮システム１４の動作温度（例えば、研究室環境では達成されない蒸気圧縮システムの通常動作温度）において凝結可能でない任意の気体（例えば、空気、窒素）を含み得る。非凝結性気体１３８は圧縮器３２を経由して蒸気圧縮システム１４を通して循環させられ、コンデンサ３４内に蓄積し得、これは、究極的には、蒸気圧縮システム１４、圧縮器３２、コンデンサ３４、又はこれらの任意の組み合わせの効率を低減し得る。他の実施形態では、蒸気圧縮システム１４は、追加の、又は図５に示される実施形態よりも少数のコンポーネントを含み得ることを認識されたい。
図５は、コンデンサ３４と蒸発器３８との間に組み込まれたパージシステム１００を有する蒸気圧縮システム１４の概略図である。実施形態によっては、蒸気圧縮システム１４の一部分（例えば、蒸発器３８）内の冷媒は、周囲圧力よりも低い圧力（例えば、１４．７ｐｓｉ未満）で動作し得る。それゆえ、蒸気圧縮システム１４内の冷媒と周囲環境との間の圧力差が生み出され得る。実施形態によっては、周囲環境からの非凝結性気体１３８（例えば、空気、窒素）が蒸気圧縮システム１４の部分（例えば、冷凍回路又は他のコンポーネントとの間の接続部）を貫通し、冷媒と混合し得る。非凝結性気体１３８は、蒸気圧縮システム１４の動作温度（例えば、研究室環境では達成されない蒸気圧縮システムの通常動作温度）において凝結可能でない任意の気体（例えば、空気、窒素）を含み得る。非凝結性気体１３８は圧縮器３２を経由して蒸気圧縮システム１４を通して循環させられ、コンデンサ３４内に蓄積し得、これは、究極的には、蒸気圧縮システム１４、圧縮器３２、コンデンサ３４、又はこれらの任意の組み合わせの効率を低減し得る。他の実施形態では、蒸気圧縮システム１４は、追加の、又は図５に示される実施形態よりも少数のコンポーネントを含み得ることを認識されたい。
【0022】
図５の例示の実施形態において示されるように、パージシステム１００は、非凝結性気体１３８を蒸気圧縮システム１４からパージするために用いられ得る。例えば、パージシステム１００は、非凝結性気体１３８を蒸気圧縮システム１４内の冷媒から除去及び／又は分離するように構成され得る。パージシステム１００は、互いに流体連通し得る、熱交換器１４２（例えば、蒸発器及び／又はパージコイル）、膨張弁１４４、コンデンサ１４６、並びに／或いは圧縮器１４８を含み得る。圧縮器１４８はパージシステム１００を通してパージ冷媒（例えば、中又は高圧冷媒）を誘導し得る。パージシステム１００内のパージ冷媒の流路は蒸気圧縮システム１４の冷媒から流体的に隔離され得る。実施形態によっては、パージ冷媒は、圧縮器１４８、コンデンサ１４６、膨張弁１４４、熱交換器１４２を通って流れ、圧縮器１４８に再び入り得る。別の実施形態では、パージシステム１００は、追加の、又は図５に示される実施形態よりも少数のコンポーネントを包含し得る。
【0023】
いずれの場合も、冷媒及び非凝結性気体１３８の気体混合物は入口管１５２を経由して蒸気圧縮システム１４のコンデンサ３４からパージシステム１００の熱交換器１４２へ流れ得る。実施形態によっては、冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物は熱サイフォンを経由して熱交換器１４２内へ流れ得る。追加的に、又は代替的に、（例えば、流入する冷媒が熱交換器１４２内で凝結した時に）部分真空が熱交換器１４２内に生み出され得る。コイル１５５が熱交換器１４２内に配置され得、パージ冷媒を流すように構成され得、これにより、パージ冷媒は熱（例えば、熱エネルギー）をエミッションキャニスタ１６４内の冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物から吸収する。それゆえ、冷媒は液体状態に凝結し得、非凝結性気体１３８は気体状態のままとどまり得る。液体冷媒は出口管１５４を経由してパージシステム１００の熱交換器１４２から蒸気圧縮システム１４の蒸発器３８へ排出され得る。弁１５６が出口管１５４に結合されており、熱交換器１４２から出てくる冷媒の流れを制御し得る。他の実施形態では、出口管１５４は、蒸発器３８ではなく、コンデンサ３４に結合されていてもよいことに留意されたい。したがって、液体冷媒は熱交換器１４２からコンデンサ３４へ排出されてもよい。
【0024】
冷媒の分圧が低いときなど、場合によっては、熱交換器１４２内の冷媒の一部分が凝結せず、それゆえ、気体状態のままとどまることがある。排出弁１５８及び排出導管１６０が、冷媒及び非凝結性気体１３８の気体混合物をパージシステム１００の熱交換器１４２から除去するように構成され得る真空ポンプ１６２に結合され得る。真空ポンプ１６２は混合物を、気体状態の冷媒を非凝結性気体１３８からさらに分離するように構成され得るエミッションキャニスタ１６４内へ誘導し得る。
【0025】
例えば、吸着剤１６６がエミッションキャニスタ１６４内に配置されており、吸着質（例えば、冷媒）を吸着するように構成され得る。吸着剤１６６は、吸着質との電気化学親和力を有し得る（例えば、高い比表面積を有する）多孔性材料であり得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、吸着剤１６６はシリカゲルであり得る。吸着質は吸着剤１６６の細孔内に吸い込まれて収集され得、その一方で、非凝結性気体１３８はエミッションキャニスタ１６４を通って流れ続け得る。それゆえ、エミッションキャニスタ１６４は、冷媒の実質的に全てをエミッションキャニスタ１６４内の非凝結性気体１３８から分離するように構成され得る。その後、非凝結性気体１３８は排気ベント１６７の排気弁１６８を経由して周囲環境中へ放出され得る。
【0026】
吸着質が吸着剤１６６の大部分の細孔を満たすと、エミッションキャニスタ１６４の吸着剤１６６は飽和し得る。実施形態によっては、吸着剤１６６が飽和すると、エミッションキャニスタ１６４は再生され得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４内への吸着質の流れが停止され得、エミッションキャニスタ１６４が、再生サイクルを経験するよう加熱され得る。排気弁１６８は、再生サイクルの間は、吸着質が周囲環境中へ逃げるのを防止するために閉鎖され得る。実施形態によっては、エネルギーが吸着剤１６６及び吸着質に（例えば、圧力の減少、温度の増大、又はその両方を介して）印加されてもよく、これにより、吸着質は吸着剤１６６の細孔から遊離させられ得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４内の１つ以上の加熱要素がエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６及び／又は吸着質を加熱し、吸着質を吸着剤１６６から遊離させ得る。遊離させられた吸着質（例えば、冷媒）はエミッションキャニスタ１６４から排出又は誘導され、（例えば、エミッションキャニスタ１６４と蒸気圧縮システム１４との間の圧力差のゆえに）出口導管１６９を経由して蒸気圧縮システム１４に向かって還流し得る。実施形態によっては、追加の真空ポンプが出口導管１６９と流体連通していてもよく、遊離させられた吸着質をエミッションキャニスタ１６４からコンデンサ３４に向けて誘導するように構成されていてもよい。図５の例示の実施形態では、出口導管１６９はコンデンサ３４に結合されているように示されているが、他の実施形態では、出口導管１６９は、蒸発器３８、又は蒸気圧縮システム１４の任意の他の好適な部分に流体結合され得ることに留意されたい。いずれにせよ、実施形態によっては、複数の再生サイクルが、吸着質を吸着剤１６６から遊離させるために用いられ得る。他の実施形態では、再生サイクルに加えて、又はその代わりに、飽和したエミッションキャニスタ１６４が、飽和していないエミッションキャニスタ１６４と交換されてもよい。
【0027】
以上において説明されたように、一実施形態では、シリカゲルが、活性炭又は活性木炭などの、従来の材料の代わりに吸着剤１６６として用いられ得る。シリカゲルは、従来の吸着剤１６６の材料よりも高い材料密度を含み得、それゆえ、従来の吸着剤１６６の材料と比べて、増大した質量のシリカゲルが固定体積（例えば、エミッションキャニスタ１６４）内に配置され得る。非限定例として、シリカゲルの材料密度は、１０ポンド／立方フィート（ｌｂ／ｆｔ３）～１５０ｌｂ／ｆｔ３、２０ｌｂ／ｆｔ３～１００ｌｂ／ｆｔ３、又は３０ｌｂ／ｆｔ３～５０ｌｂ／ｆｔ３であり得る。それゆえ、シリカゲルをエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６として用いることは、吸着剤１６６が、固定体積での比較において、従来の材料よりも高い比表面積（例えば、吸着剤１６６の質量単位当たりの利用可能な表面積）を有することを可能にし得る。より高い比表面積は、シリカゲルが従来の吸着剤材料よりも相当に多くの吸着質（例えば、冷媒）を吸着することを可能にし得、エミッションキャニスタ１６４の効率を改善し得る。例えば、シリカゲルは、エミッションキャニスタ１６４が、再生サイクルを経験することを必要とされるまでに、より長い期間にわたって動作することを可能にし得る。
【0028】
温度を用いてエミッションキャニスタの飽和点を決定するためのシステム及び方法
実施形態によっては、再生サイクルをいつ経験するべきであるのかを決定することが有用になり得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６（例えば、シリカゲル）がいつ吸着質（例えば、冷媒）で飽和したのかを決定することが望ましくなり得る。エミッションキャニスタを有する典型的なシステムは、時間を、吸着質の残りの吸着容量を決定する際のインジケータとして用い得る。例えば、設定時間量が第１の再生サイクルから経過した後に第２の再生サイクルが開始されてもよい。残念ながら、時間は飽和の正確な指示になり得ず、このため、温度などの異なるインジケータを、吸着剤１６６がいつ飽和点に達したのかを決定するために用いることが、エミッションキャニスタ１６４の効率を増大させ得る。
実施形態によっては、再生サイクルをいつ経験するべきであるのかを決定することが有用になり得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６（例えば、シリカゲル）がいつ吸着質（例えば、冷媒）で飽和したのかを決定することが望ましくなり得る。エミッションキャニスタを有する典型的なシステムは、時間を、吸着質の残りの吸着容量を決定する際のインジケータとして用い得る。例えば、設定時間量が第１の再生サイクルから経過した後に第２の再生サイクルが開始されてもよい。残念ながら、時間は飽和の正確な指示になり得ず、このため、温度などの異なるインジケータを、吸着剤１６６がいつ飽和点に達したのかを決定するために用いることが、エミッションキャニスタ１６４の効率を増大させ得る。
【0029】
例えば、図６は、温度を飽和のインジケータとして用いて、吸着剤１６６の飽和点、及びそれゆえ、再生サイクルをいつ開始するべきであるのかを決定するために用いられ得る方法１７０の一実施形態のブロック図である。ブロック１７２において、吸着剤１６６の初期温度を測定し得る。実施形態によっては、１つ以上の熱電対がエミッションキャニスタ１６４に結合されており、吸着剤１６６の温度及び／又はエミッションキャニスタ１６４の全体温度を測定するように構成され得る。他の実施形態では、吸着剤の温度は、赤外線（ｉｎｆｒａ－ｒｅｄ、ＩＲ）センサなどの、他の好適な温度センサを用いて測定されてもよい。吸着剤１６６の温度は、連続的又は（例えば、所定の時間間隔の経過後に）断続的に測定され得る。ブロック１７４において、エミッションキャニスタ１６４内への吸着質の流入を開始し得、これにより、エミッションキャニスタ１６４内へ流入する吸着質（例えば、冷媒）は吸着剤１６６（例えば、シリカゲル）に付着し、及び／又はそれによって吸着され得る。
【0030】
ブロック１７６及び１７８は、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６が吸着質を吸着したときの、吸着剤１６６の重量を吸着剤１６６の温度と比較するために用いられるグラフ１８０の一実施形態を含む、図７に関連する。吸着剤１６６の重量は、吸着剤１６６が吸着質を吸着するにつれて経時的に増大し得る。加えて、エミッションキャニスタ１６４の温度も、吸着剤１６６が吸着質を吸着するにつれて増大し得る。それゆえ、吸着剤１６６の重量及び吸着剤１６６の温度は、図７の線１８２によって示されるように、線形相関を含み得る。他の実施形態では、吸着剤１６６の重量及び吸着剤１６６の温度は、互いに対する、指数、対数、又は他の好適な相関を含み得る。いずれの場合も、吸着剤１６６の温度を測定することは、吸着剤１６６の飽和点が推定されることを可能にし得、それゆえ、飽和点がエミッションキャニスタ１６４の温度に基づいて決定された時に、再生サイクルが開始され得る。
【0031】
例えば、吸着剤１６６の温度及び重量（例えば、図７のグラフ１８０に示されるものなど）を測定するための試験室試験が、重量計及び熱電対を用いて行われ得る。測定は、吸着剤１６６内に吸着された吸着剤１６６（例えば、シリカゲル）の温度と吸着質（例えば、冷媒）の重量又は量との間の相関（例えば、線１８２）を決定するために用いられ得る。それゆえ、吸着剤１６６の飽和点が実験データを通じて決定され得る。したがって、相関は、指定の第１の量の吸着剤１６６が、第１の量の吸着質を吸着し、特定の温度に達した後に、飽和点に達したこと（例えば、吸着質をこれ以上取り込むことができないこと）を決定し得る。それゆえ、図７のグラフ１８０などの、グラフが、吸着剤１６６がいつ飽和点に達したのかを決定するために用いられ得る。
【0032】
特定の温度値は、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６が飽和点にいつ達したのかを決定するために用いられ得る。すなわち、吸着剤１６６は、吸着剤１６６の測定温度が、吸着剤１６６が飽和したことを指示する目標温度を満たすか、又はそれを超えたときに、飽和し得る。目標温度は実験試行を用いて決定され得る。非限定例として、上述された実験データは、第１の量の吸着剤１６６は飽和点においてカ氏１００度に達し得ると決定し得る。本例では、第１の量の吸着剤１６６がカ氏１００度に達するか、又はカ氏１００度を超えると、操作者（例えば、人間の操作者、コンピュータシステム）は、飽和点に達したと決定し得る。
【0033】
次に、図６のブロック１８４及び１８６に戻ると、吸着剤１６６が飽和点に達すると、パージシステム１００からエミッションキャニスタ１６４内への吸着質の流入を阻止し得る。吸着質を吸着剤１６６から除去するための再生サイクルを開始し得る。実施形態によっては、再生サイクルの間に遊離させられた吸着質（例えば、冷媒）は蒸気圧縮システム１４内に再び誘導され得る。実施形態によっては、方法１７０は、追加的に、再生サイクルがいつ完了したのかを決定するために用いられ得る。例えば、方法１７０は、吸着剤１６６内に吸着された吸着質の十分な量が吸着剤１６６からいつ遊離させられたのかを決定するために用いられ得る。エミッションキャニスタ１６４が、吸着質が吸着剤１６６内に実質的に存在しないことを指示する閾値温度に達すると、再生サイクルは完了し得る（例えば、再生サイクルは終結され得る）。この閾値温度は、上述された技法を用いて導出された実験データを通じて決定され得る。それゆえ、方法１７０は、再生サイクルを最適化し、再生サイクルを実行し、及び／又は吸着剤１６６の寿命を延ばすために必要とされる電力消費を減少させるために用いられ得る。
【0034】
重量を用いてエミッションキャニスタの飽和点を決定するためのシステム
図８は、図６の方法１７０に加えて、又はその代わりに、エミッションキャニスタ１６４内に配置された吸着剤１６６の飽和点を決定するために同様に用いられ得る重量計システム１９０の一実施形態の断面である。実施形態によっては、吸着質（例えば、冷媒）の流れは、（図５に示されるように）排出導管１６０を通ってエミッションキャニスタ１６４に入り得る。以上において説明されたように、吸着剤１６６は蒸気圧縮システム１４のパージングの間に吸着質を吸着し、より多くの吸着質が吸着されるのに従い、重量が増大し得る。実施形態によっては、吸着剤１６６は、１つ以上のロードセル１９４に結合された基台１９２上に配置され得る。特定の諸実施形態では、ロードセル１９４はエミッションキャニスタ１６４の中心軸の周りに均等に（例えば、対称的に）配置されている。ロードセル１９４は吸着剤１６６の重量を監視し、重量に関するデータを制御システム１９６へ送信し得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、制御システム１９６は、ロードセル１９４及び／又は他の好適なセンサ（例えば、熱電対）から受信されたフィードバックに基づいて再生サイクルを開始し、及び／又は終結させ得る。
図８は、図６の方法１７０に加えて、又はその代わりに、エミッションキャニスタ１６４内に配置された吸着剤１６６の飽和点を決定するために同様に用いられ得る重量計システム１９０の一実施形態の断面である。実施形態によっては、吸着質（例えば、冷媒）の流れは、（図５に示されるように）排出導管１６０を通ってエミッションキャニスタ１６４に入り得る。以上において説明されたように、吸着剤１６６は蒸気圧縮システム１４のパージングの間に吸着質を吸着し、より多くの吸着質が吸着されるのに従い、重量が増大し得る。実施形態によっては、吸着剤１６６は、１つ以上のロードセル１９４に結合された基台１９２上に配置され得る。特定の諸実施形態では、ロードセル１９４はエミッションキャニスタ１６４の中心軸の周りに均等に（例えば、対称的に）配置されている。ロードセル１９４は吸着剤１６６の重量を監視し、重量に関するデータを制御システム１９６へ送信し得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、制御システム１９６は、ロードセル１９４及び／又は他の好適なセンサ（例えば、熱電対）から受信されたフィードバックに基づいて再生サイクルを開始し、及び／又は終結させ得る。
【0035】
一実施形態では、基台１９２は、ロードセル１９４を、吸着剤１６６が飽和及び／又は再生サイクルの間に経験し得る温度変動から隔離し得る熱絶縁材料を含み得る。基台１９２とエミッションキャニスタ１６４の内面２０１（例えば、円周壁）との間の間隙２００が基台１９２と内面２０１との間の摩擦を低減し得る。例えば、間隙２００は、基台１９２と内面２０１との間の摩擦のゆえにロードセル１９４によって検出され得るノイズ（例えば、ロードセル１９４によって測定された重量データにおける異常）を低減し得る。ロードセル１９４はプラットフォーム２０２によって支持され得、締結具２０４（例えば、ボルト、ねじ、接着剤、又は他の好適な結合デバイス）を介してプラットフォーム２０２に結合され得る。プラットフォーム２０２は、エミッションキャニスタ１６４の底面２０７に結合された支持部２０６によって支持され得る。支持部２０６は表面２０７とプラットフォーム２０２との間の空間１０８を形成し得る。実施形態によっては、空間２０８は、ロードセル１９４をエミッションキャニスタ１６４内の熱変動からさらに絶縁し得る熱絶縁メッシュ２０５によって占有されていてもよい。実施形態によっては、冷媒はロードセル１９４に摩耗を被らせ得る。それゆえ、熱絶縁メッシュ２０５は、さらに、ロードセル１９４を冷媒との接触から隔離し得る。
【0036】
図８の例示の実施形態に示されるように、密閉管継手２０９がエミッションキャニスタ１６４に結合され得る。密閉管継手２０９は、吸着質がエミッションキャニスタ１６４の外へ漏れることを阻止しつつ、ロードセル１９４に結合されたワイヤ１９８がエミッションキャニスタ１６４に入ることを可能にし得る。制御システム１９６はロードセル１９４からのデータを受信して分析し、基台１９２の上方に配置された吸着剤１６６及び吸着質の重量を決定し得る。実施形態によっては、実験データは、吸着剤１６６（例えば、シリカゲル）の特定の物理及び／又は化学特性を決定するために用いられ得る。例えば、実験重量データは、吸着剤１６６がいつ吸着剤（例えば、冷媒）で飽和したのかを指示する吸着剤１６６の閾値重量を含み得る。それゆえ、重量計システム１９０は、エミッションキャニスタ１６４内の指定量の吸着剤１６６がいつ吸着質で飽和したのかを決定するために用いられ得る。
【0037】
二重エミッションキャニスタを用いて蒸気圧縮システムをパージするためのシステム
図９は、以上において説明されたパージシステム１００のエミッションキャニスタ１６４に加えて、又はその代わりに用いられ得る二重エミッションキャニスタシステム２１０の一実施形態の斜視図である。実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルを経験している間に、蒸気圧縮システム１４をパージすること（例えば、非凝結性気体１３８を冷媒から除去し、及び／又は分離すること）が望ましくなり得る。パージシステム１００は、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルを経験している間には、エミッションキャニスタ１６４を迂回し得、それゆえ、非凝結性気体１３８及び冷媒の分離を低減する。換言すれば、パージシステム１００の有効性が低下し得る。
図９は、以上において説明されたパージシステム１００のエミッションキャニスタ１６４に加えて、又はその代わりに用いられ得る二重エミッションキャニスタシステム２１０の一実施形態の斜視図である。実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルを経験している間に、蒸気圧縮システム１４をパージすること（例えば、非凝結性気体１３８を冷媒から除去し、及び／又は分離すること）が望ましくなり得る。パージシステム１００は、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルを経験している間には、エミッションキャニスタ１６４を迂回し得、それゆえ、非凝結性気体１３８及び冷媒の分離を低減する。換言すれば、パージシステム１００の有効性が低下し得る。
【0038】
実施形態によっては、蒸気圧縮システム１４は、エミッションキャニスタ１６４の再生サイクルが遂行される際に、一時的にシャットダウンされ得る。それゆえ、蒸気圧縮システム１４は、再生サイクルの間は冷却能力を提供することができなくなり得る。したがって、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、複数のエミッションキャニスタを用いることによって、冷媒と非凝結性気体１３８との間の分離量を増大させ、及び／又は蒸気圧縮システム１４の一時的シャットダウンを回避し得る。例えば、第１のエミッションキャニスタ２１２は、第２のエミッションキャニスタ２１４が再生サイクルを経験する間に、吸着質を吸収し得る。それゆえ、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、一方のエミッションキャニスタ２１２及び／又は２１４が蒸気圧縮システム１４をパージし、これにより、蒸気圧縮システム１４が連続的に稼働し得るようにすることを可能にし得る。
【0039】
実施形態によっては、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、単一のエミッションキャニスタ１６４の代わりに図５のパージシステム１００内に含まれ得る。二重エミッションキャニスタシステム２１０をパージシステム１００内に後付けすることを促進するために、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、排出導管１６０、出口導管１６９、及び排気ベント１６７をそれぞれ受け入れる、パージシステム１００の既存の配管に結合し得る、単一の入口２１６、単一の出口２１８、及び単一のベント２２０を含み得る。二重エミッションキャニスタ２１０の接続部はまた、１つを超えるエミッションキャニスタを有する既存のシステムと比べて、パージシステム１００の組み立てを促進し、及び／又はパージシステム１００の全体コストを低減し得る。さらに、二重エミッションキャニスタシステム２１０の構成は、２つのエミッションキャニスタ２１２、２１４を有する二重エミッションキャニスタシステム２１０を、単一のエミッションキャニスタ１６４を含むように以前に構成されたシステムに結合することを促進し得る。後述されるように、図９の例示の実施形態においては、２つのエミッションキャニスタ２１２、２１４が示されているが、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、３つ、４つ、５つ、６つ、又は６つを超えるエミッションキャニスタを含むように構成されていてもよい。
【0040】
冷媒及び非凝結性気体１３８の気体混合物の流路は二重エミッションキャニスタシステム２１０の配管システム２１５の弁によって制御され得る。配管システム２１５は気体混合物の流路を入口２１６から出口２１８へ、及び／又はベント２２０へ誘導し得る。実施形態によっては、エミッションキャニスタ２１２、２１４の各々は、入口２１６、出口２１８、及びベント２２０にそれぞれ結合された、入口弁２２２、出口弁２２４、及び／又はベント弁２２６を含み得る。
【0041】
入口２１６は、パージシステム１００の熱交換器１４２からの冷媒及び非凝結性気体１３８の気体混合物を受け入れ得る。配管システム２１５の弁は、第２のエミッションキャニスタ２１４が再生サイクルを経験する間に、第１のエミッションキャニスタ２１２が吸着質を吸着し得るよう、又はその逆に、配管システム２１５を通して気体混合物を誘導し得る。例えば、弁２２２、２２４、２２６は、気体混合物が第１のエミッションキャニスタ２１２に向かって流れるのを阻止し、第１のエミッションキャニスタ２１２が再生サイクルを経験することを可能にし、その一方で、第２のエミッションキャニスタ２１４がパージシステム１００の熱交換器１４２からの気体混合物を受け入れ、吸着質（例えば、冷媒）を吸着するように位置付けられ得る。第１のエミッションキャニスタ２１２の再生サイクルの間に、弁２２２、２２４、２２６は、吸着質が蒸気圧縮システム１４内へ戻るよう誘導され得るように位置付けられ得る。それゆえ、第２のエミッションキャニスタ２１４が飽和すると、弁は、今度は第１のエミッションキャニスタ２１２が吸着質を受け入れ、その一方で、第２のエミッションキャニスタ２１４が再生サイクルを経験するように位置変更され得る。
【0042】
上述されたように、実施形態によっては、二重エミッションキャニスタシステム２１０は２つを超えるエミッションキャニスタを含み得る。非限定例として、二重エミッションキャニスタシステム２１０は、４つの個々のエミッションキャニスタを有する四重エミッションキャニスタシステムを含み得る。実施形態によっては、４つのエミッションキャニスタは、飽和サイクル、再生サイクル、冷却サイクル、及び休止若しくは待機サイクルにおいて順次に動作するように構成され得る。本明細書で使用するとき、冷却サイクルは、エミッションキャニスタ１６４が、上昇した再生温度から周囲温度まで、又は上昇した再生温度よりも低い目標温度まで冷却し得る、再生サイクルの完了後の期間を指す。休止若しくは待機サイクルは、エミッションキャニスタ１６４が、エミッションキャニスタ１６４が吸着質及び非凝結性気体を受け入れない、周囲温度まで、又は上昇した再生温度よりも低い目標温度まで冷却した後の期間（例えば、冷却サイクルの完了後の期間）を指す。換言すれば、エミッションキャニスタ１６４は、休止若しくは待機サイクルの間には、実質的にアイドル又は非活動状態である。休止若しくは待機サイクルの後、次に、エミッションキャニスタ１６４は飽和サイクルを経験し、吸着質及び非凝結性気体１３８の新たな流れを受け入れ得る。
【0043】
四重エミッションキャニスタシステムの上述の例では、第１のエミッションキャニスタが飽和サイクルを経験し得、その一方で、第２のエミッションキャニスタが再生サイクルを経験し得、第３のエミッションキャニスタが冷却サイクルを経験し得、第４のエミッションキャニスタが休止若しくは待機サイクルを経験し得る。第１のエミッションキャニスタが飽和すると、熱交換器１４２からの吸着質及び非凝結性気体１３８の気体流は（例えば、休止若しくは待機サイクルを以前に経験した）第４のエミッションキャニスタに向けて誘導され得、その一方で、第１のエミッションキャニスタへの気体流は一時停止される。したがって、第１のエミッションキャニスタは再生サイクルを開始し得、その一方で、第２、第３、及び第４のエミッションキャニスタは、冷却サイクル、休止若しくは待機サイクル、及び飽和サイクルをそれぞれ経験する。エミッションキャニスタを上述のシーケンスで動作させることは、特定のエミッションキャニスタの飽和サイクルの合間の時間間隔が増大されることを確実にし得、これにより、エミッションキャニスタが、連続した飽和サイクルの合間に周囲温度又は目標温度まで十分に冷却することを可能にする。したがって、四重エミッションキャニスタシステムは、特定のエミッションキャニスタが後続の再生サイクルにおいて吸着質を吸着する能力を向上させ得る。
【0044】
エミッションキャニスタの再生サイクルの間における改善された加熱のためのシステム
既存のシステムでは、エミッションキャニスタ１６４は、エミッションキャニスタ１６４の中心内に（例えば、エミッションキャニスタ１６４の中心軸に沿って）配置された加熱要素を含み得る。加熱要素はエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６を貫いて延び、エネルギー（例えば、熱）を吸着剤１６６に供給し得る。供給されたエネルギーは、再生サイクルの間に吸着剤１６６の細孔内に埋まった吸着質を遊離させるために用いられ得る。一実施形態では、吸着剤１６６は天然絶縁材料であり、熱の伝導性伝達に抵抗し得る。それゆえ、加熱要素から最も遠くに配置された吸着質の部分を十分に加熱するには、相当量の熱が加熱要素によって供給されなければならない。この熱は、加熱要素に最も近い吸着剤１６６を過熱させ得、その一方で、加熱要素から最も遠くの吸着剤１６６の部分は、適切に再生するために十分な温度の増大を経験し得ない。これは、非効率的な再生サイクル、及び／又は吸着剤１６６の早期の劣化を招き得る。
既存のシステムでは、エミッションキャニスタ１６４は、エミッションキャニスタ１６４の中心内に（例えば、エミッションキャニスタ１６４の中心軸に沿って）配置された加熱要素を含み得る。加熱要素はエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６を貫いて延び、エネルギー（例えば、熱）を吸着剤１６６に供給し得る。供給されたエネルギーは、再生サイクルの間に吸着剤１６６の細孔内に埋まった吸着質を遊離させるために用いられ得る。一実施形態では、吸着剤１６６は天然絶縁材料であり、熱の伝導性伝達に抵抗し得る。それゆえ、加熱要素から最も遠くに配置された吸着質の部分を十分に加熱するには、相当量の熱が加熱要素によって供給されなければならない。この熱は、加熱要素に最も近い吸着剤１６６を過熱させ得、その一方で、加熱要素から最も遠くの吸着剤１６６の部分は、適切に再生するために十分な温度の増大を経験し得ない。これは、非効率的な再生サイクル、及び／又は吸着剤１６６の早期の劣化を招き得る。
【0045】
したがって、本開示のいくつかの実施形態では、二重加熱要素２３０が、図１０及び図１１に示されるように、再生サイクル（例えば、熱再生サイクル）の間に吸着剤１６６内の均一な温度分布を生成するために用いられ得る。例えば、二重加熱要素２３０は、エミッションキャニスタ１６４の中心内に配置された加熱要素を含む既存のシステムと比べて、吸着剤１６６全体を通してよりバランスのとれた温度分布を生成し得る。図１０は、エミッションキャニスタ１６４の中心軸２３６の周りに均等に離間され得る、本明細書においてまとめて二重加熱要素２３２、２３４と呼ばれる、第１の加熱要素２３２及び第２の加熱要素２３４を含み得るエミッションキャニスタ１６４の一実施形態を示す。すなわち、二重加熱要素２３２、２３４はエミッションキャニスタ１６４の中心軸２３６からほぼ等距離に配置され得る。二重加熱要素２３２、２３４の部分がエミッションキャニスタ１６４のキャップ２３８を貫いて延びており、吸着剤１６６を加熱するための電力を１つ以上の電源から受電し得る。図１０の例示の実施形態では、２つの加熱要素が示されているが、エミッションキャニスタ１６４は、中心軸２３６の周りに（例えば、その周りに円周方向に）離間された任意の好適な量の加熱要素を含み得ることに留意されたい。例えば、エミッションキャニスタ１６４は、中心軸２３６の周りに配置された、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又は６つを超える加熱要素を含み得る。
【0046】
図１１は、第１の加熱要素２３２及び第２の加熱要素２３４によって生じる熱分布を示す熱分布マップの一実施形態を示す。図１１の例示の実施形態に示されるように、二重加熱要素２３２、２３４は熱を中心軸２３６の周りに均一に分布させ得、これは、加熱要素２３２、２３４により接近して位置付けられた吸着剤１６６の部分を過熱することなく、吸着剤１６６の実質的に全てが再生を経験することを可能にし得る。加えて、中心軸２３６の周りに配置された単一の加熱要素と比べて、吸着剤１６６のより大きな部分が、再生を経験するために十分に加熱され得る。
【0047】
例えば、単一の加熱要素を用いる従来のエミッションキャニスタ１６４の場合など、中心軸２３６の近くで熱を供給する代わりに、二重加熱要素２３２、２３４は、エミッションキャニスタ１６４の内面２３９により接近して熱を供給し得る。それゆえ、供給された熱エネルギーが熱源（例えば、第１の加熱要素２３２、第２の加熱要素２３４）から吸着剤１６６まで、及び／又は熱源からエミッションキャニスタ１６４の内面２３９まで伝わる距離が短くなる。それゆえ、二重加熱要素２３２、２３４は、単一の加熱要素と比べて、実質的に同じ量の電力を、吸着剤１６６を加熱するために利用しながら、吸着剤１６６のより大きな部分を再生温度まで加熱し得る。加えて、二重加熱要素２３２、２３４は吸着剤１６６を過熱せず、これにより、吸着剤１６６の動作寿命を向上させる。
【0048】
加えて、二重加熱要素２３２、２３４は、従来のシステム（例えば、中心軸２３６と一致するように配置された単一の加熱要素）と比べて、熱が吸着剤１６６へより迅速に伝達することを可能にし得る。上述されたように、二重加熱要素２３２、２３４は、熱が、吸着剤１６６の実質的に全てを加熱するためにエミッションキャニスタ１６４内で伝達し得る距離を減少させる。それゆえ、二重加熱要素２３２、２３４は、既存のシステムと比べて、吸着剤１６６のより効率的でより高速な再生サイクルをもたらし得る。
【0049】
図１２は、二重加熱要素２３２、２３４に結合されており、二重加熱要素２３２、２３４と吸着剤１６６との間の熱伝達を促進し得るバッフル仕切り２４０の一実施形態の斜視図である。バッフル仕切り２４０は、エミッションキャニスタ１６４の長さ、又は長さの一部分に沿って延び得る。バッフル仕切り２４０は、エミッションキャニスタ１６４の中心軸２３６から半径方向に延びる１つ以上のフィン２４２を含む。特定の諸実施形態では、フィン２４２はエミッションキャニスタ１６４の内面２３９に当接又は接触し得、これにより、エミッションキャニスタ１６４の内部を複数のチャンバ２４４に仕切る。したがって、各チャンバ２４４は吸着剤１６６の一部分を収容し得る。しかし、他の実施形態では、半径方向の間隙がフィン２４２とエミッションキャニスタ１６４の内面２３９との間に延びていてもよい。したがって、間隙を介したチャンバ２４４の間の吸着質及び／又は非凝結性気体の流れを阻止するために、ガスケットがフィン２４２の半径方向縁部とエミッションキャニスタ１６４の内面２３９との間に配置されていてもよい。
【0050】
いずれの場合も、バッフル仕切り２４０はチャネル２４６の対を含み得、各チャネル２４６は、第１の加熱要素２３２及び第２の加熱要素２３４のうちの一方を受け入れるように構成されている。実施形態によっては、チャネル２４６の各々はバッフル仕切り２４０のそれぞれのフィン２４２内に一体的に形成されていてもよい。チャネル２４６の内径は二重加熱要素２３２、２３４のそれぞれの加熱要素の外径に実質的に等しくてもよい。したがって、二重加熱要素２３２、２３４は、チャネル２４６内に配置されたときに、バッフル仕切り２４０に物理的に接触し得、これにより、二重加熱要素２３２、２３４とバッフル仕切り２４０との間の伝導熱伝達を可能にする。特定の諸実施形態では、熱伝導性ゲル又はペーストが、二重加熱要素２３２、２３４とチャネル２４６との間に形成され得る任意の隙間空間内に配置されており、それゆえ、それらの間の熱伝達を促進し得る。
【0051】
バッフル仕切り２４０は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼等などの、任意の好適な熱伝導性材料で構築され得る。したがって、二重加熱要素２３２、２３４によって発生された熱エネルギーは伝導を介してバッフル仕切り２４０のフィン２４２全体にわたって分布し得る。加えて、バッフル仕切り２４０のフィン２４２に分布した熱エネルギーは、伝導熱伝達を介して、又は対流熱伝達を介してチャンバ２４４内の吸着剤１６６に伝達し得る。このように、フィン２４２は吸着剤１６６にわたる熱エネルギーの均一な分布をさらに促進し得る。上述されたように、熱エネルギーを吸着剤１６６に均一に分布させることは、吸着剤１６６の特定の部分を過熱する可能性を軽減するか、又は実質的に低減し、それゆえ、吸着剤１６６の動作寿命を向上させ得る。加えて、バッフル仕切り２４０は、吸着剤１６６の実質的に全てを再生の間に十分な温度まで加熱するのに関与する期間を低減し得る。
【0052】
図１２の例示の実施形態では、バッフル仕切り２４０が５つのフィン２４２を含むが、バッフル仕切り２４０は任意の他の好適な量のフィン２４２を含み得ることに留意されたい。すなわち、バッフル仕切り２４０は、エミッションキャニスタ１６４の中心軸２３６から延びる、又は任意の他の好適な構成で配置された、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、又は８つを超えるフィン２４２を含み得る。加えて、バッフル仕切り２４０は、任意の数の加熱要素を受け入れるように構成された任意の好適な量のチャネル２４６を含み得る。例えば、バッフル仕切り２４０は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又は５つを超える加熱要素をそれぞれ受け入れるように構成された、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又は５つを超えるチャネル２４６を含み得る。さらに、特定の諸実施形態では、バッフル仕切り２４０の単一のフィン２４２は１つを超えるチャネル２４６を含み得る。すなわち、単一のフィン２４２が、エミッションキャニスタ１６４のそれぞれの加熱要素を受け入れるように構成された２つを超えるチャネル２４６を含み得る。
【0053】
エミッションキャニスタ内における改善された吸着質曝露のためのシステム
図１３は、曝露時間、及び／又は吸着質が、吸着剤１６６と相互作用する間に接触し得る表面積を増大させるように構成され得るエミッションキャニスタ１６４の一実施形態の斜視図である。例えば、エミッションキャニスタ１６４は、半径方向寸法２５０（例えば、直径）及び鉛直方向寸法２５２（例えば、高さ若しくは長さ）を含み得る。エミッションキャニスタ１６４の高さ（例えば、鉛直方向寸法２５２）と直径（例えば、半径方向寸法２５０）との比を増大させることは、吸着剤１６６が吸着質を吸着する能力を改善し得る。例えば、実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４の高さと直径との比は３：１～４：１であり得る。他の実施形態では、高さと直径との比は、吸着質の十分な吸着を可能にする任意の好適な比であり得る。
図１３は、曝露時間、及び／又は吸着質が、吸着剤１６６と相互作用する間に接触し得る表面積を増大させるように構成され得るエミッションキャニスタ１６４の一実施形態の斜視図である。例えば、エミッションキャニスタ１６４は、半径方向寸法２５０（例えば、直径）及び鉛直方向寸法２５２（例えば、高さ若しくは長さ）を含み得る。エミッションキャニスタ１６４の高さ（例えば、鉛直方向寸法２５２）と直径（例えば、半径方向寸法２５０）との比を増大させることは、吸着剤１６６が吸着質を吸着する能力を改善し得る。例えば、実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４の高さと直径との比は３：１～４：１であり得る。他の実施形態では、高さと直径との比は、吸着質の十分な吸着を可能にする任意の好適な比であり得る。
【0054】
高さと直径との比を増大させることは、相当量の吸着質に接触し得ないエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６の量を減少させる。例えば、エミッションキャニスタ１６４の端部２５６における縁部２５４（例えば、キャップ２３８の内周）の近位に配置された吸着剤１６６は、エミッションキャニスタ１６４の中心軸２３６に沿って配置された吸着剤１６６、及び／又はエミッションキャニスタ１６４の吸着質入口２４７と軸方向に整列した吸着剤１６６よりも少量の吸着質に接触し、及び／又はそれを受け入れ得る。全体的に、吸着質が吸着剤１６６に接触する表面積は、エミッションキャニスタ１６４の高さと直径との比を増大させることによって、増大され得る。
【0055】
加えて、鉛直方向寸法２５２と半径方向寸法２５０との比を増大させることは、吸着剤１６６によって生じる熱抵抗がより小さくなるがゆえに（例えば、エミッションキャニスタ１６４の半径方向に延びる吸着剤１６６の幅が実質的に小さくなり得る）、エミッションキャニスタ１６４内に配置された単一の加熱要素及び／又は二重加熱要素２３２、２３４を通じた吸着剤１６６のより効果的な加熱を可能にし得る。例えば、二重加熱要素２３２、２３４から放出された熱が、エミッションキャニスタ１６４の内面２３９の近位に位置付けられた吸着剤１６６を加熱するために中心軸２３６から伝わる距離がより短くなり得る。
【0056】
図１４はバッフル仕切り２４０の一実施形態の斜視図である。上述されたように、バッフル仕切り２４０はエミッションキャニスタ１６４の内部を、エミッションキャニスタ１６４の鉛直方向寸法２５２（例えば、高さ）に沿って延び得る、チャンバ２４４に分割し得る。実施形態によっては、バッフル仕切り２４０は、吸着質及び非凝結性気体１３８の混合物を、チャンバ２４４の各々を直列に通るように誘導し、それゆえ、気体流混合物と吸着剤１６６との間の曝露時間を増大させるように構成され得る。加えて、バッフル仕切り２４０は、気体がエミッションキャニスタ１６４を通って流れる際に気体流混合物によって接触される吸着剤１６６の表面積を増大させ得る。したがって、バッフル仕切り２４０は、吸着剤１６６と、エミッションキャニスタ１６４を通って流れる吸着質との間の相互作用を向上させ得る。すなわち、バッフル仕切り２４０は、非凝結性気体１３８からの吸着質の分離を促進することによって、エミッションキャニスタ１６４の有効性を向上させ得る。
【0057】
例えば、複数のチャンバ２４４のうちの第１のチャンバ２６４は、エミッションキャニスタ１６４の入口導管２６６からの吸着質及び非凝結性気体１３８の流れを受け入れるように構成され得る。明確にするために、第１のチャンバ２６４は複数のフィン２４２のうちの第１のフィン２６８及び第２のフィン２７０（例えば、隣接したフィン）によって規定されることに留意されたい。吸着質及び非凝結性気体１３８は、エミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２（例えば、入口導管２６６の近位の端部部分）から、エミッションキャニスタ１６４の、第１の端部部分２７２と反対の、第２の端部部分２７４に向かって中心軸２３６に沿って第１の方向２７６に流れ得る。このように、吸着質は、第１のチャンバ２６４内に配置された吸着剤１６６の実質的に全てと相互作用し得る。
【0058】
例示の実施形態に示されるように、第１のアパーチャ２７８が、エミッションキャニスタ１６４の第２の端部部分２７４の付近において、第２のフィン２７０内に画定されている。第１のアパーチャ２７８は、第１のチャンバ２６４とチャンバ２４４のうちの第２のチャンバ２８０との間に延び、第１のチャンバ２６４をチャンバ２４４のうちの第２のチャンバ２８０に流体結合するように構成されている。第１のチャンバ２６４と同様に、第２のチャンバ２８０は第２のフィン２７０と第３のフィン２８２（例えば、中心軸２３６周り反時計方向２８４に第２のフィン２７０に隣接したフィン）との間に規定される。したがって、吸着質及び非凝結性気体１３８の気体流が第１のアパーチャ２７８を介して第１のチャンバ２６４から第２のチャンバ２８０へ流れ得る。第１のフィン２６８はアパーチャを含まず、これにより、第１のフィン２６８を通した第１のチャンバ２６４からの気体流は阻止されることに留意されたい。
【0059】
第２のチャンバ２８０内へ入ると、吸着質及び非凝結性気体１３８は第２の端部部分２７４からエミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２へ中心軸２３６に沿って第２の方向２８６（例えば、第１の方向２７６と反対の方向）に流れ得る。したがって、吸着質及び非凝結性気体１３８は、第２のチャンバ２８０内に配置された吸着剤１６６の実質的に全てと相互作用し得る。第３のフィン２８２は、第２のチャンバ２８０を第３のチャンバ２９０（例えば、反時計方向２８４に第２のチャンバ２８０に隣接したチャンバ）に流体結合するように構成された第２のアパーチャ２８８を含む。したがって、吸着質及び非凝結性気体１３８は第３のチャンバ２９０を通って第１の方向２７６に流れ得る。各フィン（第１のフィン２６８を除く）は、その内部に画定されたアパーチャを含み、これにより、吸着質及び非凝結性気体１３８が第１のチャンバ２６４からチャンバ２４４の各々を直列に通って反時計方向２８４に流れることを可能にすることに留意されたい。具体的には、後続のフィンのアパーチャは、隣接したフィンのアパーチャが位置付けられたエミッションキャニスタ１６４の端部部分２７２、２７４の反対にあるエミッションキャニスタ１６４の端部部分２７２、２７４の付近に位置し得る。このように、吸着質及び非凝結性気体１３８は、第１のチャンバ２６４から、中心軸２３６の周りに、エミッションキャニスタ１６４の鉛直方向寸法２５２沿ってつづら折りパターンでチャンバ２４４の各々を通って順次に横断する。それゆえ、非凝結性気体１３８は、チャンバ２４４のうちの第５のチャンバ２９４（例えば、最後のチャンバ、末端チャンバ）に結合された出口導管２９２を介してエミッションキャニスタ１６４から排出し得る。吸着質及び非凝結性気体１３８の流れを、チャンバ２４４を通して直列に誘導することは、吸着質の実質的に全てが吸着剤１６６によって吸着されることを可能にする。他の実施形態では、フィン２４２はアパーチャを含まなくてもよく、吸着質及び非凝結性気体１３８はチャンバ２４４を並列に通って流れてもよいことに留意されたい。
【0060】
図１５は、エミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２の付近における、バッフル仕切り２４０の一実施形態の拡大斜視図である。実施形態によっては、フィン２４２内のアパーチャ（例えば、第１のアパーチャ２７８、第２のアパーチャ２８８等）の直径２９６は、約０．５ミリメートル（ｍｍ）（例えば、この１０％以内、この５％以内、若しくはこの１％以内）～約５ｍｍ、約１ｍｍ～約４ｍｍ、又は約３ｍｍであり得る。他の実施形態では、アパーチャの直径２９６は０．５ｍｍ未満又は５ｍｍ超であり得る。特定の諸実施形態では、フィン２４２の各々は、その内部に配置された複数のアパーチャを含み得る。さらに、実施形態によっては、アパーチャは非円形断面を含み得る。例えば、アパーチャは、四辺形スロット、卵形、又は任意の他の好適な幾何プロファイルを有する開口部を含み得る。
【0061】
エミッションキャニスタの保守を促進するためのシステム
典型的なエミッションキャニスタは、多くの場合、エミッションキャニスタのハウジングに（例えば、接着剤、ろう着、溶接、及び／又は圧着接続を介して）固定して取り付けられたエンドプレート（例えば、キャッププレート）を含む。したがって、エミッションキャニスタ内に配置されたコンポーネントへのアクセスを得るために従来のエミッションキャニスタのエンドプレートを取り外すには、相当な期間が必要となり得る。
典型的なエミッションキャニスタは、多くの場合、エミッションキャニスタのハウジングに（例えば、接着剤、ろう着、溶接、及び／又は圧着接続を介して）固定して取り付けられたエンドプレート（例えば、キャッププレート）を含む。したがって、エミッションキャニスタ内に配置されたコンポーネントへのアクセスを得るために従来のエミッションキャニスタのエンドプレートを取り外すには、相当な期間が必要となり得る。
【0062】
図１６は、エミッションキャニスタ１６４に取り外し可能に結合され、それゆえ、エミッションキャニスタ１６４内に配置されたコンポーネントに対して保守作業を遂行することを促進し得る、エンドプレート、又はアクセスキャップ３００の一実施形態の斜視図である。アクセスキャップ３００は、エミッションキャニスタ１６４のハウジング３０６の周りに配置された雄ねじ３０４と係合するように構成された雌ねじ３０２を含み得る。このように、アクセスキャップ３００はハウジング３０６に螺合又は螺脱され得、これにより、エミッションキャニスタ１６４の内部３０８へのアクセスを促進する。他の実施形態では、アクセスキャップ３００が雄ねじを含み得、その一方で、エミッションキャニスタ１６４のハウジング３０６が雌ねじを含むことに留意されたい。
【0063】
いずれの場合も、アクセスキャップ３００を取り外すと、サービス技術者はバッフル仕切り２４０を（例えば、中心軸２３６に沿って）第１の方向２７６にスライドさせ、バッフル仕切り２４０及び吸着剤１６６をエミッションキャニスタ１６４から取り外し得る。したがって、サービス技術者は吸着剤１６６を検査し、及び／又は吸着剤１６６を新しい吸着剤と交換し得る。加えて、サービス技術者は、バッフル仕切り２４０内に配置された二重加熱要素２３２、２３４、或いはエミッションキャニスタ１６４のハウジング３０６及び／又は内部３０８内に配置された任意の他のコンポーネントを検査し、及び／又は交換し得る。特定の諸実施形態では、ガスケット３１０がエミッションキャニスタ１６４のハウジング３０６とアクセスキャップ３００との間に配置されている。ガスケット３１０は、アクセスキャップ３００がハウジング３０６上に螺合され、トルク締めされたときに、ハウジング３０６とアクセスキャップ３００との間の流体シール（例えば、流体密封シール）の形成を促進し得る。アクセスキャップ３００は、エミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２、エミッションキャニスタ１６４の第２の端部部分２７４、又はその両方の内部に含まれ得ることに留意されたい。
【0064】
エミッションキャニスタのより急速な冷却のためのシステム
図１７は、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６及び／又は吸着質を熱的に調節するために用いられ得る冷却システム３２０の一実施形態を示す。実施形態によっては、吸着剤１６６は、吸着剤１６６及び／又は吸着質が、低下した温度にある時に、吸着質をより効果的に吸着し得る。再生サイクルの間に、エミッションキャニスタ１６４の内部温度は大幅に上昇し得（例えば、カ氏２００度以上）、このような温度は、吸着剤１６６が吸着質（例えば、再生サイクルの完了後に蒸気圧縮システム１４からエミッションキャニスタ１６４に入ってくる新たな吸着質）を吸着する能力を低下させ得る。通例、エミッションキャニスタ１６４は、再生サイクルが完了した後、及び吸着剤１６６が吸着質の吸着を開始する前に、冷却相を経験し得る。エミッションキャニスタ１６４は絶縁されていてもよく、したがって、エミッションキャニスタ１６４を吸着のために十分な動作温度まで冷却するまでには相当量の時間が経過し得る。それゆえ、冷却システム３２０をエミッションキャニスタ１６４に結合することが望ましくなり得、これは、再生後のエミッションキャニスタ１６４の冷却時間を減少させ得る。
図１７は、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６及び／又は吸着質を熱的に調節するために用いられ得る冷却システム３２０の一実施形態を示す。実施形態によっては、吸着剤１６６は、吸着剤１６６及び／又は吸着質が、低下した温度にある時に、吸着質をより効果的に吸着し得る。再生サイクルの間に、エミッションキャニスタ１６４の内部温度は大幅に上昇し得（例えば、カ氏２００度以上）、このような温度は、吸着剤１６６が吸着質（例えば、再生サイクルの完了後に蒸気圧縮システム１４からエミッションキャニスタ１６４に入ってくる新たな吸着質）を吸着する能力を低下させ得る。通例、エミッションキャニスタ１６４は、再生サイクルが完了した後、及び吸着剤１６６が吸着質の吸着を開始する前に、冷却相を経験し得る。エミッションキャニスタ１６４は絶縁されていてもよく、したがって、エミッションキャニスタ１６４を吸着のために十分な動作温度まで冷却するまでには相当量の時間が経過し得る。それゆえ、冷却システム３２０をエミッションキャニスタ１６４に結合することが望ましくなり得、これは、再生後のエミッションキャニスタ１６４の冷却時間を減少させ得る。
【0065】
冷却システム３２０は、エミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２から第２の端部部分２７４へ延びる１つ以上の冷却通路３２２（例えば、内部冷却通路）を含み得る。明確にするために、冷却通路３２２は、エミッションキャニスタ１６４の第１及び第２の端部部分２７２、２７４の間に延びるそれぞれの冷却導管３３３（例えば、配管、管系等）によって規定され得ることに留意されたい。実施形態によっては、冷却通路３２２はエミッションキャニスタ１６４のキャップ２３８（例えば、アクセスキャップ３００）を貫いて延び得、エミッションキャニスタ１６４内に配置された吸着剤１６６内に埋まり得る。さらに、冷却流体（例えば、空気）を、冷却通路３２２を通してエミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２から第２の端部部分２７４へ誘導するためのファン３２４が冷却通路３２２の第１の端部部分２７２に結合されていてもよい。冷却流体は熱エネルギー（例えば、熱）をエミッションキャニスタ１６４及び／又は吸着剤１６６から吸収し、熱エネルギーを周囲環境へ伝達し得る。それゆえ、冷却通路３２２は再生後のエミッションキャニスタ１６４の冷却時間を低減し得る。図１３の例示の実施形態には、４つの冷却通路３２２が示されているが、冷却システム３２０は、１つ、２つ、３つ、５つ、又はそれより多くの冷却通路３２２を含み得る。実施形態によっては、冷却通路３２２は、冷却通路３２２がエミッションキャニスタ１６４内の熱エネルギーを吸収する能力を（例えば、冷却通路３２２の熱伝達表面積を増大させることによって）改善し得る内部及び／又は外部フィンを含み得る。
【0066】
図１８は、図１７に示される冷却通路３２２に加えて、又はその代わりに用いられ得る外部冷却通路３２６の一実施形態の拡大斜視図である。外部冷却通路３２６は、エミッションキャニスタ１６４の外面３２８の周りに円周方向に配置され得る。他の実施形態では、外部冷却通路３２６とエミッションキャニスタ１６４の外面３２８との間の熱エネルギー伝達を向上させるための絶縁層が外部冷却通路３２６の上に配置されていてもよい。実施形態によっては、外部冷却通路３２６はエミッションキャニスタ１６４のキャップ２３８及び／又は吸着剤１６６を貫いて延びていなくてもよい。いずれの場合も、ファン３２４は、再生サイクルの間は、エミッションキャニスタ１６４内の熱を維持するためにスイッチを切られてもよい。それゆえ、冷却通路３２２、３２６は冷却流体の流れを受け入れなくてもよく、再生の間は熱をエミッションキャニスタ１６４から除去しないことになる。
【0067】
任意の好適な冷却流体が、熱エネルギーを、エミッションキャニスタ１６４及びその内部に配置された吸着剤１６６から除去するために、冷却通路３２２、３２６を通して誘導され得ることに留意されたい。例えば、特定の諸実施形態では、ファン３２４は、冷却通路３２２、３２６の導管３３３を通して液体（例えば、水）を誘導するように構成されたポンプ（例えば、遠心ポンプ）又は他の流れ発生デバイスを含み得る。したがって、液体は熱エネルギーをエミッションキャニスタ１６４から吸収し得る。別の例として、導管３３３は、蒸気圧縮システム１４からの冷媒を流し、これにより、冷媒が熱エネルギーをエミッションキャニスタ１６４及び吸着剤１６６から吸収し得るように構成され得る。さらに、バッフル仕切り２４０を有するエミッションキャニスタ１６４の諸実施形態では、冷却通路３２２はフィン２４２のうちの１つ以上の内部に（例えば、それらと一体的に）形成され得る。したがって、冷却通路３２２を通って流れる好適な冷却流体が熱エネルギーをバッフル仕切り２４０から吸収し、これにより、バッフル仕切り２４０の外部の周りに配置された吸着剤１６６を冷却し得る。
【0068】
エミッションキャニスタの真空再生のためのシステム
従来のパージシステムは、概して、パージシステムの動作を駆動するように構成された１つ以上の真空ポンプを含む。例えば、従来のパージシステムは、蒸気圧縮システム１４の冷媒からの非凝結性気体１３８の除去及び／又は分離を可能にするために熱交換器１４２を通して冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物を吸うように構成された第１の真空ポンプを備え得る。第２の真空ポンプが、エミッションキャニスタ１６４が冷媒（例えば、吸着質）で飽和したときにエミッションキャニスタ１６４の再生を促進するように構成され得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４が飽和すると、典型的なパージシステムは第２の真空ポンプを活動化してエミッションキャニスタ１６４内の圧力を大幅に低減し、吸着質を吸着剤１６６から除去し、吸着質を最終的に蒸気圧縮システム１４内へ誘導して戻す。残念ながら、複数の真空ポンプをパージシステム１００内に含むことは、パージシステム１００の組み立てコスト、運転コスト、及び／又は保守コストを増大させ得る。
従来のパージシステムは、概して、パージシステムの動作を駆動するように構成された１つ以上の真空ポンプを含む。例えば、従来のパージシステムは、蒸気圧縮システム１４の冷媒からの非凝結性気体１３８の除去及び／又は分離を可能にするために熱交換器１４２を通して冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物を吸うように構成された第１の真空ポンプを備え得る。第２の真空ポンプが、エミッションキャニスタ１６４が冷媒（例えば、吸着質）で飽和したときにエミッションキャニスタ１６４の再生を促進するように構成され得る。例えば、エミッションキャニスタ１６４が飽和すると、典型的なパージシステムは第２の真空ポンプを活動化してエミッションキャニスタ１６４内の圧力を大幅に低減し、吸着質を吸着剤１６６から除去し、吸着質を最終的に蒸気圧縮システム１４内へ誘導して戻す。残念ながら、複数の真空ポンプをパージシステム１００内に含むことは、パージシステム１００の組み立てコスト、運転コスト、及び／又は保守コストを増大させ得る。
【0069】
図１９は、真空再生を介したエミッションキャニスタ１６４からの吸着質の除去を促進するように構成された集中真空ポンプ３３０（例えば、単一の真空ポンプ）を含む、パージシステム１００の一実施形態の概略図である。特定の諸実施形態では、集中真空ポンプ３３０はまた、熱交換器１４２内の冷媒の凝結を介して生み出される熱サイフォン効果に加えて、又はその代わりに、パージシステム１００の熱交換器１４２内への冷媒の吸い込みも支援し得る。したがって、パージシステム１００は、複数の真空ポンプの代わりに、単一の真空ポンプを用いて動作させられ得る。
【0070】
例示の実施形態に示されるように、集中真空ポンプ３３０はエミッションキャニスタ１６４の排気ベント１６７と流体連通している。パージシステム１００はまた、集中真空ポンプ３３０と蒸発器３８との間に延び、集中真空ポンプ３３０を蒸発器３８に流体結合する出口導管３３２を含む。出口弁３３４が出口導管３３２に結合されており、エミッションキャニスタ１６４から出口導管３３２を通る流体の流れを可能又は不能にするように構成されている。したがって、排出弁１５８、排気弁１６８、出口弁３３４、及び集中真空ポンプ３３０は、パージシステム１００が、蒸気圧縮システム１４をパージするためのパージモードで動作すること（例えば、飽和サイクル）を可能にするとともに、エミッションキャニスタ１６４が真空再生を介した吸着剤１６６からの吸着質の除去を促進すること（例えば、真空再生サイクル）を可能にするよう協働し得る。
【0071】
例えば、パージモード（例えば、飽和サイクル）では、排出弁１５８及び排気弁１６８は開放位置になっており、その一方で、出口弁３３４は閉鎖位置になっている。したがって、集中真空ポンプ３３０は入口管１５２を介して冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物を熱交換器１４２内に吸い込み、混合物を、排出導管１６０を通してエミッションキャニスタ１６４内へ誘導し得る。上述されたように、吸着剤１６６は冷媒の実質的に全てを冷媒及び非凝結性気体１３８の混合物から吸着し得る。それゆえ、集中真空ポンプ３３０は非凝結性気体１３８を誘導し、エミッションキャニスタ１６４の排気ベント１６７を介してパージシステム１００から排出し得る。
【0072】
エミッションキャニスタ１６４が飽和すると、集中真空ポンプ３３０は、真空再生を介したエミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６からの吸着質の除去を促進し得る。例えば、真空再生モードでは、排出弁１５８及び排気弁１６８は（例えば、制御パネル４０を介して）閉鎖位置に調整され、その一方で、出口弁３３４は（例えば、制御パネル４０を介して）開放位置に調整される。したがって、集中真空ポンプ３３０は真空をエミッションキャニスタ１６４内に発生し得る、或いは、換言すれば、エミッションキャニスタ１６４内の圧力を（例えば、周囲環境、及び／又は蒸気圧縮システム１４の一部分の圧力に対して）実質的に低減し得る。実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４内の圧力を低減することは、吸着質に相変化を経験させ得（例えば、沸騰させる）、これにより、吸着質を吸着剤１６６の細孔から遊離させる。集中真空ポンプ３３０は、遊離させられた吸着質を（例えば、集中真空ポンプ３３０の吸引側を介して）取り込み、吸着質を、集中真空ポンプ３３０の出口を通して出口導管３３２内へ強制的に送り込み得る。したがって、吸着質は出口導管３３２を通って蒸気圧縮システム１４の蒸発器３８内へ流れ込み得る。このように、集中真空ポンプ３３０は、連続した飽和サイクルの合間に、吸着剤１６６によって以前に吸着された吸着質を遊離させるべく真空再生を遂行するために利用され得る。
【0073】
実施形態によっては、蒸気圧縮システム１４の圧縮器３２は、集中真空ポンプ３３０に加えて、又はその代わりにエミッションキャニスタ１６４の真空再生を促進する用いられ得る。例えば、図２０は、エミッションキャニスタ１６４と流体連通した圧縮器３２を有するパージシステム１００の一実施形態の概略図を示す。例示の実施形態に示されるように、出口導管３３２は圧縮器３２（例えば、圧縮器３２の吸引側）をエミッションキャニスタ１６４に流体結合する。したがって、圧縮器３２は、エミッションキャニスタ１６４の真空再生サイクルの間にエミッションキャニスタ１６４を減圧する（例えば、その内部の圧力を低減する）ために用いられ得る。すなわち、エミッションキャニスタ１６４の真空再生の間に、排出弁１５８及び排気弁１６８は（例えば、制御パネル４０を介して）閉鎖位置に調整され得、その一方で、出口弁３３４は（例えば、制御パネル４０を介して）開放位置に調整される。したがって、圧縮器３２の動作は、エミッションキャニスタ１６４の内部３０８を減圧し、エミッションキャニスタ１６４が真空再生を経験することを可能にするためにも用いられ得る。
【0074】
実施形態によっては、複合再生サイクルが、エミッションキャニスタ１６４の再生速度を向上させるために用いられ得る。例えば、複合再生サイクルは、エミッションキャニスタ１６４の１つ以上の加熱要素を、集中真空ポンプ３３０、圧縮器３２、エミッションキャニスタ１６４を減圧するように構成された別の好適な真空ポンプ、又はこれらの任意の組み合わせと並行して動作させることを含み得る。すなわち、複合再生サイクルはエミッションキャニスタ１６４の同時の熱再生及び真空再生を含み得る。
【0075】
例えば、図２１は、エミッションキャニスタ１６４の並行した真空再生及び熱再生を可能にするように構成されたパージシステム１００の一部分３３８の一実施形態の概略図である。この複合再生サイクルでは、集中真空ポンプ３３０がエミッションキャニスタ１６４を減圧する間に、二重加熱要素２３２、２３４が、熱エネルギー（例えば、熱）をエミッションキャニスタ１６４に供給するために用いられ得る。上述されたように、吸着剤１６６を加熱することは、吸着剤１６６の細孔内に配置された吸着質を遊離させることを促進し得る。したがって、エミッションキャニスタ１６４を同時に減圧しつつ吸着剤１６６を加熱することは、吸着質が吸着剤１６６から遊離する速度を向上させ得る。このように、複合再生サイクルを用いて再生を行うための期間は低減され得る。
【0076】
特定の諸実施形態では、エミッションキャニスタ１６４を再生するために真空ポンプ（例えば、集中真空ポンプ３３０）及び加熱要素（例えば、二重加熱要素２３２、２３４）の両方を協働して動作させることは、真空ポンプ及び／又は加熱要素が、従来の真空再生サイクルの間における真空ポンプの動作能力単独、及び従来の熱再生サイクルの間における加熱要素の動作能力単独と比べて、低減された能力で動作することを可能にし得る。すなわち、集中真空ポンプ３３０及び二重加熱要素２３２、２３４の両方が複合再生サイクルの間に並行して動作するため、集中真空ポンプ３３０及び二重加熱要素２３２、２３４は、エミッションキャニスタ１６４の再生に関与するエネルギーの全てを個々に供給する代わりに、エミッションキャニスタ１６４の再生に関与するエネルギーの一部分を各々供給し得る。したがって、集中真空ポンプ３３０上の摩耗（例えば、材料疲労）を低減することによって、集中真空ポンプ３３０の動作寿命が増大され得る。同様に、二重加熱要素２３２、２３４によって供給される熱エネルギー量の低下が低減され得、これは吸着剤１６６の動作寿命を向上させ得る。
【0077】
パージシステムのためのポンプ制御システム
既存のパージシステムは、通例、熱交換器１４２、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力にかかわらず、蒸気圧縮システム１４をパージするために真空ポンプ１６２を活動化する。同様に、典型的なパージシステムは、概して、エミッションキャニスタ１６４、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力に関係なく、エミッションキャニスタ１６４の真空再生の間に追加の真空ポンプを動作させる。残念ながら、熱交換器１４２内の圧力、エミッションキャニスタ１６４内の圧力、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力にかかわらずパージシステム１００の１つ以上の真空ポンプを動作させることは、パージシステム１００の非効率的な動作をもたらし得る。
既存のパージシステムは、通例、熱交換器１４２、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力にかかわらず、蒸気圧縮システム１４をパージするために真空ポンプ１６２を活動化する。同様に、典型的なパージシステムは、概して、エミッションキャニスタ１６４、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力に関係なく、エミッションキャニスタ１６４の真空再生の間に追加の真空ポンプを動作させる。残念ながら、熱交換器１４２内の圧力、エミッションキャニスタ１６４内の圧力、及び／又は蒸気圧縮システム１４の部分内の圧力にかかわらずパージシステム１００の１つ以上の真空ポンプを動作させることは、パージシステム１００の非効率的な動作をもたらし得る。
【0078】
図２２は、蒸気圧縮システム１４（例えば、センサ、制御パネル４０、又は蒸気圧縮システム１４の他のコントローラ）から受信されたフィードバックに基づいて真空ポンプ１６２を非活動化するように構成されたポンプ制御システム３４０を有するパージシステム１００の一実施形態の概略図である。より具体的には、コンデンサ３４と周囲環境又はエミッションキャニスタ１６４との間の圧力差が、真空ポンプ１６２からの支援を受けずに、冷媒及び非凝結性気体１３８を、コンデンサ３４から熱交換器１４２及びエミッションキャニスタ１６４を通って流れるよう強制するために十分であるときには、ポンプ制御システム３４０は真空ポンプ１６２を非活動化し得る。例えば、コンデンサ３４内の圧力が、蒸気圧縮システム１４を包囲する周囲環境（例えば、大気）の圧力（例えば、排気ベント１６７における圧力）よりも目標百分比だけ大きいときには、ポンプ制御システム３４０は真空ポンプ１６２を非活動化し得る。本明細書においてさらに詳細に説明されるように、ポンプ制御システム３４０は、パージシステム１００の特定の動作期間の間、真空ポンプ１６２の動作を低減し、それゆえ、パージシステム１００の効率を向上させ得る。
【0079】
図２２の例示の実施形態に示されるように、ポンプ制御システム３４０は、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００の特定のコンポーネントを制御するために用いられ得る、コントローラ３４２（例えば、制御パネル４０若しくは別個のコントローラ）、又は複数のコントローラを含む。例えば、ワイヤ、ケーブル、無線通信デバイス、及び同様のものなどの、１つ以上の制御伝達デバイスが、圧縮器３２（例えば、モータ５０若しくはＶＳＤ５２）、真空ポンプ１６２（例えば、真空ポンプ１６２のモータ）、排出弁１５８、排気弁１６８、出口弁３３４、又は蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００の任意の他の好適なコンポーネント（単数又は複数）をコントローラ３４２に通信可能に結合し得る。コントローラ３４２は、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００のコンポーネントを制御するためのソフトウェアを実行し得る、マイクロプロセッサなどの、プロセッサ３４４を含み得る。さらに、プロセッサ３４４は、複数のマイクロプロセッサ、１つ以上の「汎用」マイクロプロセッサ、１つ以上の専用マイクロプロセッサ、及び／又は１つ以上の特定用途向け集積回路（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）、或いはこれらの何らかの組み合わせを含み得る。
【0080】
例えば、プロセッサ３４４は１つ以上の縮小命令セット（ｒｅｄｕｃｅｄ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｅｔ、ＲＩＳＣ）プロセッサを含み得る。コントローラ３４２はまた、制御ソフトウェア、ルックアップテーブル、構成データ等などの情報を記憶し得るメモリデバイス３４６を含み得る。メモリデバイス３４６は、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）などの揮発性メモリ、及び／又はリードオンリーメモリ（ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）などの不揮発性メモリを含み得る。メモリデバイス３４６は種々の情報を記憶し得、様々な目的のために用いられ得る。例えば、メモリデバイス３４６は、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００のコンポーネントを制御するための命令などの、プロセッサ３４４が実行するためのファームウェア又はソフトウェアを含むプロセッサ実行可能命令を記憶し得る。実施形態によっては、メモリデバイス３４６は、プロセッサ３４４が実行するための機械可読命令を記憶し得る有形の非一時的機械可読媒体である。メモリデバイス３４６は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードドライブ、又は任意の他の好適な光学、磁気、又は固体記憶媒体、或いはこれらの組み合わせを含み得る。メモリデバイス３４６は、データ、命令、及び任意の他の好適なデータを記憶し得る。
【0081】
実施形態によっては、コントローラ３４２は、コントローラ３４２に、コンデンサ３４内の圧力（例えば、冷媒圧力）を指示するフィードバックを提供するように構成された第１の圧力センサ３５０に通信可能に結合され得る。加えて、コントローラ３４２は、コントローラ３４２に、周囲大気の圧力（例えば、排気ベント１６７における圧力）を指示するフィードバックを提供する構成された第２の圧力センサ３５２に通信可能に結合され得る。コントローラ３４２は、パージシステム１００の動作中にコンデンサ３４内の圧力を周囲環境の圧力と比較し得る。実施形態によっては、コントローラ３４２は、コンデンサ３４内の圧力が周囲環境の圧力を閾値量（例えば、０．０５バール、０．１バール、０．５バール、２バール）又は百分比（例えば、１０％超、２０％超、３０％超）だけ超えた場合に、真空ポンプ１６２を非活動化し得る。すなわち、パージシステム１００がパージモードで動作しており（例えば、飽和サイクル）、コンデンサ３４内の冷媒と周囲環境との圧力差が、冷媒及び非凝結性気体１３８をコンデンサ３４から熱交換器１４２内へ強制的に送り込むために十分である場合には、コントローラ３４２は、真空ポンプ１６２を非活動化するか、その速度を低減するか、又はそれをシャットダウンし得る。同様に、熱交換器１４２とコンデンサ３４との自然圧力差（例えば、熱交換器１４２内の凝結冷媒を介して発生された圧力差）が、冷媒及び非凝結性気体１３８をコンデンサ３４から熱交換器１４２内へ強制的に送り込むために十分である場合には、コントローラ３４２は、真空ポンプ１６２を非活動化するか、又は真空ポンプ１６２の速度を低減し得る。したがって、コンデンサ３４と周囲環境及び／又はコンデンサ３４と熱交換器１４２との圧力差は冷媒及び非凝結性気体１３８をパージシステム１００に強制的に通し得、これにより、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６は冷媒（例えば、吸着質）を吸着し、非凝結性気体１３８が排気ベント１６７を介して周囲環境中へ排出することを可能にし得る。このように、ポンプ制御システム３４０は真空ポンプ１６２の非効率的な動作を低減し得る。
【0082】
特定の諸実施形態では、コントローラ３４２は、真空ポンプ１６２の動作を調整した（例えば、真空ポンプを非活動化した、その速度を低減した、又はシャットダウンした）後に、コンデンサ３４内の気体（例えば、冷媒及び非凝結性気体１３８）と周囲環境との間の圧力差を連続的又は断続的に評価し得る。コンデンサ３４内の圧力が周囲圧力を下回るか、又は周囲圧力の閾値範囲内に入った場合には、コントローラ３４２は、コンデンサ３４からの冷媒及び非凝結性気体１３８をパージシステム１００内へ吸い込むべく真空ポンプ１６２を再活動化するか、又はその速度を増大させるための信号を送信し得る。したがって、コントローラ３４２は、冷媒及び非凝結性気体１３８の流れを、熱交換器１４２を通してエミッションキャニスタ１６４内へ誘導するために十分である、コンデンサ３４と熱交換器１４２との間の圧力差を維持し得る。
【0083】
図２２の例示の実施形態では、第１の圧力センサ３５０が、コンデンサ３４内の圧力を監視するように構成されているが、ポンプ制御システム３４０は、第１の圧力センサ３５０に加えて、又はその代わりに、追加のセンサに通信可能に結合されていてもよいことに留意されたい。追加のセンサは、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００の様々な他のコンポーネント内の圧力を測定するように構成され得る。例えば、ポンプ制御システム３４０は、圧縮器３２、蒸発器３８、熱交換器１４２、エミッションキャニスタ１６４、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００の１つ以上の導管、或いは蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００の任意の他の好適なコンポーネント（単数又は複数）の圧力を監視するように構成された１つ以上の圧力センサに通信可能に結合され得る。実施形態によっては、コントローラ３４２は、これらの追加の圧力センサによって提供されたフィードバックに基づいて真空ポンプ１６２を非活動化するために適した動作期間を決定し得る。例えば、コントローラ３４２は、圧縮器３２、蒸発器３８、熱交換器１４２、及び／又はエミッションキャニスタ１６４内の圧力が周囲環境の圧力を閾値量だけ超えたときに、真空ポンプ１６２を非活動化するように構成され得る。
【0084】
実施形態によっては、ポンプ制御システム３４０は、エミッションキャニスタ１６４内の圧力に基づいて再生サイクルの間にエミッションキャニスタ１６４から排出する吸着質の流路を調整するように構成され得る。例えば、上述されたように、エミッションキャニスタ１６４内の温度がエミッションキャニスタ１６４の再生サイクル間に増大され得る。実施形態によっては、温度のこの増大は、飽和サイクルの間に吸着剤１６６内に捕捉された吸着質を遊離させ得、これにより、エミッションキャニスタ１６４内の圧力を増大させる。ポンプ制御システム３４０は、例えば、第３の圧力センサ３５４を用いて、エミッションキャニスタ１６４内の圧力を監視し得る。コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４内の圧力を蒸発器３８内の冷媒の圧力と比較するように構成され得る。エミッションキャニスタ１６４内の圧力が蒸発器３８内の圧力を閾値量（例えば、０．０５バール、０．１バール、０．５バール、２バール）だけ超えた場合には、コントローラ３４２は出口弁３３４を閉鎖位置に調整し、第２の出口弁３５６を開放位置に調整し得る。図２２の例示の実施形態に示されるように、第２の出口弁３５６は、蒸発器３８と出口導管３３２との間に延び、蒸発器３８を出口導管３３２に流体結合する第２の出口導管３５８に結合されている。したがって、エミッションキャニスタ１６４から遊離させられた吸着質は、出口導管３３２の一部分を通り、第２の出口導管３５８を通り、蒸気圧縮システム１４の蒸発器３８内へ流れ得る。すなわち、吸着質は、圧縮器３２、集中真空ポンプ３３０、又は同様のものなどの、専用の真空ポンプを用いることなく、エミッションキャニスタ１６４から蒸発器３８内へ流れ得る。
【0085】
コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４の再生サイクル全体を通じてエミッションキャニスタ１６４と蒸発器３８との間の圧力差を監視し得る。コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４内の圧力が蒸発器３８内の圧力を下回るか、又は蒸発器３８内の圧力の閾値範囲内に入った場合に、出口弁３３４を開放位置に調整し、第２の出口弁３５６を閉鎖位置に調整し得る。したがって、圧縮器３２は真空をエミッションキャニスタ１６４内に発生し、これにより、吸着質をエミッションキャニスタ１６４から蒸気圧縮システム１４内へ吸い込むことを促進し得る。追加的に、又は代替的に、コントローラ３４２は真空ポンプ（例えば、集中真空ポンプ３３０）を活動化し、エミッションキャニスタ１６４からの吸着質を、蒸発器３８、又は蒸気圧縮システム１４の任意の他の好適なコンポーネントへ誘導することを促進し得る。上述された諸技法を利用することによって、コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４からの吸着質を蒸発器３８へ伝達するために十分な圧力差が維持されることを確実にし得る。
【0086】
エミッションキャニスタのためのバイラテラル再生システム
従来のエミッションキャニスタは、通例、エミッションキャニスタの再生サイクルの間に、排出された吸着質が放出されることを可能にするように構成された単一の出口導管を含む。例えば、伝統的なエミッションキャニスタは、エミッションキャニスタの上端部分の付近に配置された出口導管を含み得る。したがって、再生サイクルの間に、エミッションキャニスタの下端部分の付近で吸着剤１６６から遊離させられた吸着質は、出口導管を通って排出するまでに、エミッションキャニスタのほぼ全長（例えば、上端部分と下端部分との間の距離）に沿って横断する。残念ながら、この構成は、吸着質をエミッションキャニスタから排出するための所要時間を増大させ、これにより、パージシステム１００の動作効率を低下させ得る。さらに、遊離させられた吸着質をエミッションキャニスタの単一の出口導管から排出することは、エミッションキャニスタからの流体排出が制限されるため、エミッションキャニスタの再生サイクルを促進するために用いられるポンプ又はヒータにかかる負担を増大させ得る。
従来のエミッションキャニスタは、通例、エミッションキャニスタの再生サイクルの間に、排出された吸着質が放出されることを可能にするように構成された単一の出口導管を含む。例えば、伝統的なエミッションキャニスタは、エミッションキャニスタの上端部分の付近に配置された出口導管を含み得る。したがって、再生サイクルの間に、エミッションキャニスタの下端部分の付近で吸着剤１６６から遊離させられた吸着質は、出口導管を通って排出するまでに、エミッションキャニスタのほぼ全長（例えば、上端部分と下端部分との間の距離）に沿って横断する。残念ながら、この構成は、吸着質をエミッションキャニスタから排出するための所要時間を増大させ、これにより、パージシステム１００の動作効率を低下させ得る。さらに、遊離させられた吸着質をエミッションキャニスタの単一の出口導管から排出することは、エミッションキャニスタからの流体排出が制限されるため、エミッションキャニスタの再生サイクルを促進するために用いられるポンプ又はヒータにかかる負担を増大させ得る。
【0087】
上述のことを念頭に置きつつ、図２３は、エミッションキャニスタ１６４の再生サイクルの間におけるエミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２（例えば、上端部分）及び第２の端部部分２７４（例えば、下端部分）からの吸着質の並行した排出を可能にするバイラテラル排出システム３７０の一実施形態の概略図である。例えば、バイラテラル排出システム３７０は、エミッションキャニスタ１６４の第１の端部部分２７２及び第２の端部部分２７４にそれぞれ結合された第１の接続導管３７２及び第２の接続導管３７４を含む。したがって、第１及び第２の接続導管３７２、３７４はエミッションキャニスタ１６４の内部３０８への流体の進入又はそこからの排出を可能にする。例示の実施形態に示されるように、バイラテラル排出システム３７０は、排出導管１６０、排気ベント１６７、及び出口導管３３２を流体結合する中間導管３７６を含む。バイラテラル排出システム３７０はまた、排出導管１６０と出口導管３３２との間に延びる中間導管３７６の一部分に沿って配置された再生弁３７８を含む。
【0088】
エミッションキャニスタ１６４の飽和サイクルの間に、排出弁１５８及び排気弁１６８は開放位置になっており、その一方で、出口弁３３４及び再生弁３７８は閉鎖位置になっている。したがって、冷媒及び非凝結性気体１３８の気体混合物は、熱交換器１４２から、排出導管１６０を通り、下側の接続導管３７４を通り、エミッションキャニスタ１６４内へ流れ込み得る。それゆえ、吸着剤１６６は冷媒を気体流混合物から吸着し得、これにより、非凝結性気体１３８は第１の接続導管３７２及び排気ベント１６７を経由して周囲環境中へ排出し得る。再生弁３７８が閉鎖位置になっているため、熱交換器１４２からの気体流混合物はエミッションキャニスタ１６４を迂回することができない。
【0089】
エミッションキャニスタ１６４の再生サイクルにおいて、排出弁１５８及び排気弁１６８は閉鎖位置になっており、その一方で、出口弁３３４及び再生弁３７８は開放位置になっている。したがって、エミッションキャニスタ１６４の再生の間に遊離させられた吸着質は、第１の接続導管３７２及び第２の接続導管３７４をそれぞれ経由してエミッションキャニスタ１６４の第１及び第２の端部部分２７２、２７４から並行して排出し得る。遊離させられた吸着質は、その後、中間導管３７６に沿って流れ、出口導管３３２を通り、蒸発器３８（又は蒸気圧縮システム１４の別の好適なコンポーネント）内へ流れ込む。実施形態によっては、吸着質をエミッションキャニスタ１６４の第１及び第２の端部部分２７２、２７４から同時に排出することは、遊離させられた吸着質をエミッションキャニスタ１６４から除去するための所要時間、及びそれゆえ、再生サイクルの所要時間を大幅に低減し得る。したがって、バイラテラル排出システム３７０はパージシステム１００の動作効率を向上させ得る。バイラテラル排出システム３７０は、本明細書において説明されるパージシステム１００の諸実施形態及び／又は特徴のうちの任意のものに組み込まれ得ることを理解されたい。
【0090】
エミッションキャニスタのための熱エネルギー回収システム
上述されたように、エミッションキャニスタ１６４は、エミッションキャニスタ１６４の熱再生サイクル及び／又は複合再生サイクルの間に熱エネルギー（例えば、熱）を吸着剤１６６に供給するように構成された１つ以上の加熱要素（例えば、電気加熱要素）を含み得る。これらの加熱要素は、概して、蒸気圧縮システム１４の電源及び／又はパージシステム１００の電源から供給される電気エネルギーを用いて動作させられる。パージシステム１００のシステムの電力消費は、蒸気圧縮システム１４からの未利用の熱エネルギーを回収し、回収された熱エネルギーを利用してエミッションキャニスタ１６４の再生サイクルの間に吸着剤１６６を加熱することによって、低減され得る。
上述されたように、エミッションキャニスタ１６４は、エミッションキャニスタ１６４の熱再生サイクル及び／又は複合再生サイクルの間に熱エネルギー（例えば、熱）を吸着剤１６６に供給するように構成された１つ以上の加熱要素（例えば、電気加熱要素）を含み得る。これらの加熱要素は、概して、蒸気圧縮システム１４の電源及び／又はパージシステム１００の電源から供給される電気エネルギーを用いて動作させられる。パージシステム１００のシステムの電力消費は、蒸気圧縮システム１４からの未利用の熱エネルギーを回収し、回収された熱エネルギーを利用してエミッションキャニスタ１６４の再生サイクルの間に吸着剤１６６を加熱することによって、低減され得る。
【0091】
上述のことを念頭に置きつつ、図２４は、蒸気圧縮システム１４からの廃熱エネルギーを回収するように構成されたエネルギー回収システム４００を含むパージシステム１００の一実施形態の概略図である。具体的には、エネルギー回収システム４００は、回収された熱エネルギーを、エミッションキャニスタ１６４の再生サイクルの間に吸着質をエミッションキャニスタ１６４から除去するために伝達するように構成されている。例示の実施形態に示すように、エネルギー回収システム４００は、回収導管４０６を介して蒸発器３８及び回収熱交換器４０４に流体結合された流れ発生デバイス４０２（例えば、遠心ポンプ）を含む。回収導管４０６はまた、回収熱交換器４０４を、エミッションキャニスタ１６４内に配置されているか、又はさもなければ、それと熱的に連通した回収コイル４０８に流体結合する。回収導管４０６はまた、回収コイル４０８を圧縮器３２（例えば、圧縮器３２の吸引側）及び蒸発器３８に流体結合する。回収システム４００は、回収導管４０６の様々な区分と流体連通した、第１の回収弁４２０、第２の回収弁４２２、及び第３の回収弁４２４、及び第４の回収弁４２６を含み得る。以下において詳細に説明されるように、第１、第２、第３、及び第４の回収弁４２０、４２２、４２４、及び４２６は、エミッションキャニスタ１６４の飽和サイクルの間には回収コイル４０８への加熱された冷媒の流れを阻止し、エミッションキャニスタ１６４の再生サイクルの間には回収コイル４０８への加熱された冷媒の流れを可能にするよう協働し得る。
【0092】
例えば、エミッションキャニスタ１６４の飽和サイクルの間に、コントローラ３４２は、第１の回収弁４２０、第３の回収弁４２４、及び第４の回収弁４２６をそれぞれの閉鎖位置に調整し得、その一方で、第２の回収弁４２２は開放位置に調整される。コントローラ３４２は、その後、流れ発生デバイス４０２（例えば、流れ発生デバイス４０２のモータ）を活動化し得る。したがって、流れ発生デバイス４０２は冷媒を蒸発器３８から吸い出し、冷媒を回収熱交換器４０４に向けて誘導し得る。回収熱交換器４０４は、圧縮器３２のモータ５０、圧縮器３２のＶＳＤ５２、又は蒸気圧縮システム１４の動作の間に熱エネルギー（例えば、熱）を放出するように構成された任意の他の好適な圧縮器コンポーネントと熱的に連通し得る。このように、回収熱交換器４０４を通って循環する冷媒は、例えば、圧縮器３２のモータ５０からの、熱エネルギーを吸収し得る。回収熱交換器４０４を出た加熱された冷媒は、回収導管４０６、第２の回収弁４２２を通り、圧縮器３２（例えば、圧縮器３２の吸引側）に向かって流れ得、これは、冷媒を、蒸気圧縮システム１４を通して再利用のために再循環させる。このように、回収システム４００は、蒸気圧縮システム１４の動作の間に圧縮器３２を冷却する（例えば、熱エネルギーをそれから除去する）ために用いられ得る。
【0093】
実施形態によっては、コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルにあるとの指示を（例えば、再生サイクルの開始時に）受信すると、第１の回収弁４２０及び第３の回収弁４２４をそれぞれの開放位置に移行させ得る。コントローラ３４２はまた、第２の回収弁４２２を部分閉鎖位置又は完全閉鎖位置に移行させ得る。したがって、流れ発生デバイス４０２は、回収熱交換器４０４から排出する加熱された冷媒の一部分、又は加熱された冷媒の全てを、エミッションキャニスタ１６４内に配置されているか、又はさもなければ、それと熱的に連通した回収コイル４０８に向けて誘導し得る。すなわち、回収コイル４０８は吸着剤１６６と熱的に連通し得る。したがって、吸着剤１６６は、回収コイル４０８を通って流れる加熱された冷媒から熱エネルギーを吸収し得る。実施形態によっては、回収熱交換器４０４内の冷媒は、相を変化させる（例えば、沸騰する）ために十分な熱エネルギーを吸収し得、これにより、冷媒は高温の気相で回収熱交換器４０４から排出し得ることに留意されたい。このような実施形態では、圧縮器３２は、流れ発生デバイス４０２に加えて、又はその代わりに、回収熱交換器４０４からの冷媒を回収コイル４０８内へ吸い込むことを促進し得る。すなわち、圧縮器３２は、回収熱交換器４０４から排出する気体冷媒を、（例えば、吸引を介して）回収コイル４０８を通して吸うための圧力差を回収導管４０６内に発生させ得る。
【0094】
いずれの場合も、加熱された冷媒はエミッションキャニスタ１６４の内部を通って流れ、熱エネルギーを、エミッションキャニスタ１６４内に配置された吸着剤１６６に伝達し得る。すなわち、吸着剤１６６は、回収コイル４０８を通って流れる加熱された冷媒から熱（例えば、熱エネルギー）を吸着し得る。実施形態によっては、回収コイル４０８内で冷媒によって供給される熱エネルギーは、エミッションキャニスタ１６４の再生を可能にし、吸着質を吸着剤１６６から遊離させるために十分になり得る。したがって、遊離させられた吸着質は出口導管３３２を経由して蒸発器３８に向けて誘導され得る。このように、エネルギー回収システム４００は、二重加熱要素２３２、２３４などの、追加の加熱要素を用いることなく、エミッションキャニスタ１６４が熱再生を経験することを可能にし得る。回収コイル４０８を出た、冷却された、又は部分的に冷却された気体冷媒は、回収導管４０６、第３の回収弁４２４を通り、圧縮器３２に向かって流れ得、これは、冷媒を、蒸気圧縮システム１４を通して再利用のために再循環させる。他の実施形態では、回収コイル４０８を出た、冷却された、又は部分的に冷却された冷媒は蒸気圧縮システム１４の任意の他の好適なコンポーネントに向かって流れ得る。
【0095】
例えば、実施形態によっては、エミッションキャニスタ１６４内の吸着剤１６６は十分な熱エネルギーを冷媒から吸収し得、これにより、冷媒は液体状態に相を変化させるか、又は凝結し得る。このような実施形態では、第３の回収弁４２４は（例えば、コントローラ３４２を介して）閉鎖位置に調整され得、その一方で、第４の回収弁４２６は（例えば、コントローラ３４２を介して）開放位置に調整される。したがって、回収コイル４０８を出た、凝結された冷媒、又は部分的に凝結された冷媒は、圧縮器３２の代わりに、蒸気圧縮システム１４の蒸発器３８へ誘導され得る。
【0096】
実施形態によっては、コントローラ３４２は、エミッションキャニスタ１６４が再生サイクルにあるとの指示を受信した時にのみ、流れ発生デバイス４０２を活動化し得る。すなわち、流れ発生デバイス４０２は、例えば、エミッションキャニスタ１６４の飽和サイクルの間は、非活動状態のままとどまり、再生サイクルの開始時に（例えば、コントローラ３４２によって送信された信号を介して）活動化し得る。実施形態によっては、コントローラ３４２は、二重加熱要素２３２、２３４に、エネルギー回収システム４００の回収コイル４０８と並行して熱エネルギーをエミッションキャニスタ１６４に供給するよう命令し得る。例えば、コントローラ３４２は、（例えば、流れ発生デバイス４０２の初始動後に）回収コイル４０８を通って循環する冷媒が、エミッションキャニスタ１６４の熱再生を単独で可能にするには不十分である温度を有するときには、再生サイクルの初始動の間に二重加熱要素２３２、２３４を活動化し得る。実施形態によっては、コントローラ３４２は、コントローラ３４２に、回収導管４０６及び／又は回収コイル４０８を通って循環する冷媒の温度を指示するフィードバックを提供するように構成された１つ以上のセンサに通信可能に結合され得る。それゆえ、コントローラ３４２は、回収コイル４０８を通って循環する冷媒が、エミッションキャニスタ１６４の熱再生サイクルを単独で援助するために十分な温度であると決定すると、二重加熱要素２３２、２３４を非活動化し得る。このように、エネルギー回収システム４００は、エミッションキャニスタ１６４の再生を促進するために用いられる従来の電気ヒータの電力消費を低減し、それゆえ、パージシステム１００の動作効率を改善し得る。
【0097】
エミッションキャニスタ１６４の上述の諸実施形態は、蒸気圧縮システム１４及び／又はパージシステム１００上で別個に、或いは上述された諸実施形態のうちの１つ以上と組み合わせて用いられ得る。加えて、上述された特定の諸実施形態は例として示されており、これらの実施形態は様々な変更及び代替形態の余地があり得ることを理解されたい。請求項は、開示された特定の形態に限定されることを意図されておらず、むしろ、本開示の趣旨及び範囲に含まれる全ての変更、同等物、及び代替例を網羅することを意図されていることをさらに理解されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】