EP3074625A1 - Device for atomizing or spraying liquid into an operating chamber - Google Patents

Device for atomizing or spraying liquid into an operating chamber

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Publication number
EP3074625A1
EP3074625A1 EP14806223.5A EP14806223A EP3074625A1 EP 3074625 A1 EP3074625 A1 EP 3074625A1 EP 14806223 A EP14806223 A EP 14806223A EP 3074625 A1 EP3074625 A1 EP 3074625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jet
nozzle
liquid
liquid spray
wide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14806223.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Schneider
Sebastian Franz
Stephan Wanner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG filed Critical Handtmann Systemtechnik GmbH and Co KG
Publication of EP3074625A1 publication Critical patent/EP3074625A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/1813Discharge orifices having different orientations with respect to valve member direction of movement, e.g. orientations being such that fuel jets emerging from discharge orifices collide with each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F02M61/182Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement

Definitions

  • the invention relates to a device for atomizing or spraying or injecting liquid into a
  • Injector two or more beams are generated, which intersect or collide in the combustion chamber.
  • the purpose of this arrangement is that the high
  • Combustion chamber collide, whereby a particularly intimate atomization of the fuel and thus comparatively small fuel droplets are realized.
  • the object of the invention is in contrast, a device for atomizing or spraying or injecting liquid into an operating room, in particular for injecting
  • Exhaust gas quality can be met when burning fuel in a combustion chamber.
  • At least one near-field nozzle for generating a near-field liquid spray and that at least one wide-jet nozzle for generating a wide-jet liquid spray are provided, wherein a length of the
  • the atomized or atomized liquid esp.
  • the fuel in their entirety is advantageously adaptable to different operating rooms or to the combustion chamber.
  • an optimization of the liquid distribution and / or the combustion can be realized.
  • Liquid or no liquid droplets on the wall can be reflected. This is currently at
  • an advantageous adaptation of the spatial extent / distribution of a density and / or a composition and / or a spray parameter of the liquid spray (s) can be provided.
  • the droplet size in comparison to the near-field liquid spray in the case of the wide-jet liquid spray, the droplet size,
  • the fuel or air-fuel mixture for different locations in the combustion chamber can be varied or adjusted, eg homogeneous distribution, rich and / or lean mixture close to the center, lean-lean-lean gradation in the radial and / or axial direction of the operating room / combustion chamber and / or cylinder.
  • the length of the near-field liquid spray is substantially between 10 to 90%, in particular between 30 to 70%, of the length of the wide-jet liquid spray. It has been shown that such lähgenunter Kunststoffe a significant change or adaptability and thus optimization of
  • the wide jet nozzle comprises a single jet channel. It has been shown that a relatively long or long jet with a single steel channel in
  • Borehole dimensions produces a further / longer beam than e.g. with a corresponding / comparable dimensioned double jet / multiple jet or the like.
  • the near-field nozzle is a multi-jet nozzle with at least two, in particular acute angle to each other
  • Multi-jet nozzle with two or more jet channels, which are aligned so that the exiting
  • Liquid jets meet in a baffle zone, particularly advantageous sprays or liquid mist can be generated, esp. With very small droplets or advantageous droplet size distribution and / or droplet propagation in the operating room.
  • Diameter of / the jet channels is, wherein the nozzle body of the multi-jet nozzle comprises at least the two beam channels.
  • the stability of the fan jet is very little if ever dependent on an injection pressure and / or a backpressure in the operating room or the combustion chamber. Rather, it has been shown that the aforementioned distance for the beam stability is of great advantage.
  • the distance is substantially between 3 times and 5 times the diameter of the jet channel (s).
  • the distance is advantageously between 0.5 and 0.7 mm. In this area, a particularly advantageous collision of the liquid jets is generated, wherein the liquid jets are still substantially formed as a uniform beam. Accordingly
  • Outlet openings of the jet channels wherein between the outlet openings an offset between the central axes of the jet channels
  • Liquid jets is provided in the baffle zone. It has. shown that by an offset of the central axes of the liquid jets, the orientation of the fan level
  • the jet channels are the Multi-jet nozzle arranged at an angle to each other and / or is an angle between the two beam channels or liquid jets substantially between 10 ° and 70 °.
  • Fan beam shaping is generated by the collision of the two liquid jets and on the other that no adverse reverberation is generated.
  • Fluid jets would result in detrimental evaporation in the service room or contact of the fluid with a wall of the service room, i. in this case, especially of the nozzle body. This would be at
  • the angle of the jet channels for adjusting the length of the near field liquid spray is provided and / or a first angle of the jet channels of the near field nozzle is greater than a second angle of the jet channels of the wide jet nozzle. So can
  • a device or an injector be realized, wherein at least one wide jet nozzle and at least one near field nozzle are each formed as a double jet / Mehrfachstrahldüse.
  • at least one wide jet nozzle and at least one near field nozzle are each formed as a double jet / Mehrfachstrahldüse.
  • the fan spray or liquid mist becomes narrower and at the same time longer, the smaller the angle between the respective jet channels / liquid jets.
  • the angle for setting the length of the wide-beam and / or the near-field Liquid sprays are used or formed, for example, an angle of about 10 ° for a wide beam and an angle of about 50 ° for a near-field beam.
  • Liquid sprays / fan beams are provided. Also, by varying or adapting the pressurization of the liquid and / or different diameters of the jet channel (s), different dimensions or lengths of the sprays can be generated, both with respect to the near field nozzle and also with respect to the wide jet nozzle.
  • Piston geometry or combustion chamber e.g. an adaptation or training of one or more
  • a ratio of a length L of the jet channel (s) with respect to a channel diameter D of the jet channel (s) is greater than 5, in particular substantially between 5 and 10, preferably substantially 7
  • Beam stability of the fan beam can be generated. It has It has been shown that it is precisely the L / D ratio which is of significant influence to ensure a stable and reproducible collision in the impact zone or a stable and reproducible one
  • a stable and reproducible fan beam is for
  • channel diameters are substantially between about 80 and 250 microns, preferably about 120 ym, of
  • Outlet cross section is advantageously a (lighter) portion / part of an (outer) envelope surface or lateral surface of the nozzle body.
  • Nozzle body to the impact zone or a Kollisionspuhkt the rays remain largely stable, i. especially without
  • the substantially stable liquid jets generated with the aforementioned measures advantageously collide with defined collision conditions in the impact zone or at the collision point, so that a defined and very stable fan beam is generated.
  • the length L of the jet channel is defined such that the two clear cross-sectional areas or the enveloping surfaces / lateral surfaces of the nozzle body respectively form the beginning and the end of the length of the jet channel.
  • the clear surface area of the nozzle body or the corresponding respective area centroid of the inlet and outlet cross-section define the length in the sense of the invention.
  • the respective diameter D of Beam channel in the sense of the invention as the diameter of the clear cross-sectional area at the inlet or at the outlet of the
  • Liquid defined in / from the nozzle body / jet channel.
  • Figure 1 is a schematic plan view from below
  • Figure 2 is a schematic side view of the injector according to Figure 1 with a plurality of inventively different lengths trained
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of the principle with four liquid sprays of different lengths each according to the invention
  • Figure 4 is schematic views of pistons of a
  • FIG. 1 shows schematically an injector 1 according to the invention, wherein in operation four shorter fan beams 7 and four longer beams 6 can be generated.
  • FIG. 1 shows schematically an injector 1 according to the invention, wherein in operation four shorter fan beams 7 and four longer beams 6 can be generated.
  • jets 6 are a wide jet spray which is generated by means of a single jet nozzle 11 or so-called “single hole nozzle", ie this nozzle 11 has only a single jet channel, through which a liquid or a force / Fuel flows and after leaving a channel opening it transforms into a spray or mist of countless droplets.
  • This spray has a comparatively high flow energy or momentum and can be used in applications in particular
  • Combustion engine has a beneficial interaction with the engine
  • the shorter fan beams 7 are by means of a
  • Double jet nozzle 10 is formed, wherein two jet channels
  • Liquid jets formed a fan beam 7, the in the
  • an injector 1 can be realized, e.g. two double jet nozzles 10 and six single jet nozzles 11 or six double jet nozzles 10 and a single jet nozzle 11, etc.
  • an injector 1 By means of an injector 1 according to the invention can thus different penetration depths or lengths L of the sprays or liquid jets are generated, so that, for example, in the vicinity of the center of an operating room B or a combustion chamber, the desired fuel-air mixture is generated, while the longer jet 6 ensures that the interaction of spray / Piston / air and charge movements in the operating room is carried out in an advantageous manner. It can be realized by means of the invention, inter alia, two different fuel areas or fuel-air mixtures.
  • the number of nozzles or sprays can range from a single to numerous nozzles here.
  • the liquid or fuel-air mixture is for different locations / areas in the operating room B or
  • Adjustable combustion chamber homogeneous, rich mixture
  • exit planes in the longitudinal direction of the injector 1 and / or cylinder, e.g. 1st level with double jet nozzles and in the direction of
  • Piston 20 offset is the 2nd level for other nozzles, esp. Provided for single jet nozzles,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

The invention proposes a device for atomizing or spraying or injecting liquid into an operating chamber, wherein at least one nozzle with at least one jet channel is provided for generating at least one liquid spray, whereby the distribution of the liquid in the operating chamber is improved and it is possible to meet in particular relatively stringent requirements relating to the exhaust-gas quality during the combustion of fuel in the combustion chamber. This is achieved according to the invention by the provision of at least one close-range nozzle, for generating a close-range liquid spray (7), and at least one long-range nozzle, for generating a long-range liquid spray (6), wherein a length of the close-range liquid spray (7) is smaller than a length of the long-range liquid spray (6).

Description

"Vorrichtung zum Vernebeln oder Versprayen von Flüssigkeit in einen Betriebsraum" "Device for atomizing or spraying liquid in an operating room"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vernebeln oder Versprayen oder Einspritzen von Flüssigkeit in einen The invention relates to a device for atomizing or spraying or injecting liquid into a
Betriebsraum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Operating room according to the preamble of claim 1.
Stand der Technik State of the art
Es sind beispielsweise Einspritzvorrichtungen in For example, there are injectors in
Verbrennungskraftmaschinen bereits seit langer Zeit bekannt. So wird in der Druckschrift DE 939 670 eine Internal combustion engines have been known for a long time. Thus, in the document DE 939 670 a
Einspritzvorrichtung beschrieben, bei der in einer Injector described in which in one
Einspritzdüse zwei oder mehrere Strahlen erzeugt werden, die sich im Verbrennungsraum kreuzen bzw. zusammenprallen. Der Sinn dieser Anordnung liegt darin, dass die mit hoher Injector two or more beams are generated, which intersect or collide in the combustion chamber. The purpose of this arrangement is that the high
Geschwindigkeit austretenden Brennstoffstrahlen im Speed exiting fuel jets in the
Verbrennungsraum aufeinanderprallen, wodurch eine besonders innige Zerstäubung des Brennstoffs und somit vergleichsweise kleine Brennstofftröpfchen realisiert werden. Combustion chamber collide, whereby a particularly intimate atomization of the fuel and thus comparatively small fuel droplets are realized.
Aus der DE 10 146 642 AI ist ein Verfahren zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum bekannt, wobei mit zwei oder mehreren Flüssigkeitsstrahlen ein rotierender Nebel erzeugt wird. Rotierende Nebel sind jedoch nicht kontrollierbar und breiten sich großvolumig im Brennraum aus, so dass sich From DE 10 146 642 Al a method for injecting fuel into a combustion chamber is known, wherein with two or more liquid jets, a rotating mist is generated. However, rotating nebulae are not controllable and are bulging in the combustion chamber, so that
Brennstoff an den Wänden niederschlägt. Ein derartiger Fuel deposits on the walls. Such a
Niederschlag, der aufgrund der unkontrollierten Verwirbelung nicht zu verhindern ist, führt jedoch zu einer nachteiligen bzw. ungenügenden Verbrennung. Aufgrund zunehmender Precipitation, which can not be prevented due to the uncontrolled turbulence, however, leads to a disadvantageous or insufficient combustion. Due to increasing
gesetzlicher Vorschriften bezüglich der Abgasqualität ist ein rotierender, nicht kontrollierbarer Flüssigkeitsnebel Legislation regarding exhaust quality is a rotating, uncontrollable liquid mist
zwischenzeitlich bei Verbrennungsmotoren in der Praxis nicht mehr akzeptabel. in the meantime in internal combustion engines in practice no longer acceptable.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung Purpose and advantages of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zum Vernebeln oder Versprayen oder Einspritzen von Flüssigkeit in einen Betriebsraum, insbesondere zum Einspritzen von The object of the invention is in contrast, a device for atomizing or spraying or injecting liquid into an operating room, in particular for injecting
Kraftstoff in einen Brennraum, vorzuschlagen, womit die Fuel into a combustion chamber, suggesting what the
Verteilung der Flüssigkeit in einem Betriebsraum verbessert wird und insbesondere höhere Anforderungen an die Distribution of the liquid in an operating room is improved and in particular higher demands on the
Abgasqualität bei der Verbrennung von Kraftstoff in einem Brennraum erfüllt werden können. Exhaust gas quality can be met when burning fuel in a combustion chamber.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend genannten Art, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die in den ünteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der This object is achieved on the basis of a device of the aforementioned type by the features of claim 1. The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and refinements of
Erfindung möglich. Invention possible.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Accordingly, an inventive invention
Vorrichtung dadurch aus, dass wenigstens eine Nahfeld-Düse zur Erzeugung eines Nahfeld-Flüssigkeitssprays und dass wenigstens eine Weitstrahl-Düse zur Erzeugung eines Weitstrahl- Flüssigkeitssprays vorgesehen sind, wobei eine Länge des Device characterized in that at least one near-field nozzle for generating a near-field liquid spray and that at least one wide-jet nozzle for generating a wide-jet liquid spray are provided, wherein a length of the
Nahfeld-Flüssigkeitssprays kleiner als eine Länge des Near-field liquid sprays smaller than a length of
Weitstrahl-Flüssigkeitssprays ist . Wide-beam liquid sprays is.
Mit Hilfe dieser Maßnahme wird erreicht, dass die vernebelte bzw. verdüste Flüssigkeit, insb. der Brenn-/Kraftstoff, in ihrer Gesamtheit in vorteilhafter Weise an unterschiedliche Betriebsräume bzw. an den Brennraum anpassbar ist. Hiermit kann eine Optimierung der Flüssigkeitsyerteilung und/oder der Verbrennung realisiert werden. With the help of this measure it is achieved that the atomized or atomized liquid, esp. The fuel, in their entirety is advantageously adaptable to different operating rooms or to the combustion chamber. Hereby, an optimization of the liquid distribution and / or the combustion can be realized.
Einerseits kann eine vorteilhafte Anpassung der räumlichen Ausdehnung bzw. der Länge des/der Flüssigkeitssprays in Bezug zum Abstand von der/den Düse/Düsen und/oder des/der On the one hand, an advantageous adaptation of the spatial extent or the length of the liquid spray (s) in relation to the distance from the nozzle (s) and / or the / the
Strahlkanäle und/oder der Austrittsöffnung/Austrittsöffnungen bis zu einer Wand/Oberfläche oder zumindest einem Abschnitt einer Wand/Oberfläche des Betriebsraumes/Brennraumes Beam channels and / or the outlet opening / outlet openings to a wall / surface or at least a portion of a wall / surface of the operating room / combustion chamber
vorgesehen werden. Hiermit kann erreicht werden, dass auch bei verschieden Abständen mittels wenigstens einer Weitstrahl-Düse und wenigstens einer Nahfeld-Düse kein Niederschlag der be provided. Hereby can be achieved that even at different distances by means of at least one wide jet nozzle and at least one near field nozzle no precipitation of
Flüssigkeit bzw. keine Flüssigkeitströpfchen an der Wand sich niederschlagen können. Hiermit wird gerade bei Liquid or no liquid droplets on the wall can be reflected. This is currently at
Verbrennungsmotoren oder dergleichen gewährleistet, dass keine nachteilige Vernebelung bzw. Verbrennung und somit  Internal combustion engines or the like ensures that no adverse nebulization or combustion and thus
unerwünschte Abgase entstehen. unwanted exhaust gases arise.
Alternativ oder in Kombination hierzu kann anderseits eine vorteilhafte Anpassung der räumlichen Ausdehnung/Verteilung einer Dichte und/oder einer Zusammensetzung und/oder eines Sprayparameters des/der Flüssigkeitssprays vorgesehen werden. Beispielsweise kann im Vergleich zum Nahfeld-Flüssigkeitsspray beim Weitstrahl-Flüssigkeitsspray die Tröpfchengröße, Alternatively or in combination thereto, on the other hand, an advantageous adaptation of the spatial extent / distribution of a density and / or a composition and / or a spray parameter of the liquid spray (s) can be provided. For example, in comparison to the near-field liquid spray in the case of the wide-jet liquid spray, the droplet size,
Tröpfchendichte, Form der Sprayquerschnittsfläche oder Droplet density, shape of the spray cross-sectional area or
dergleichen unterschiedlich ausgebildet werden. So kann in vorteilhafter Weise u.a. in einem Brennraum eines be formed differently. So can advantageously u.a. in a combustion chamber of a
Verbrennungsmotors das Kraft- bzw. Brennstoff-Luftgemisch für unterschiedliche Orte im Brennraum variiert bzw. eingestellt werden, z.B. homogene Verteilung, fettes und/oder mageres Gemisch zentrumsnah, mager-fett-mager Abstufung in radialer und/oder axialer Richtung des Betriebsraumes/Brennraumes und/oder Zylinders. Vorzugsweise ist die Länge des Nahfeld-Flüssigkeitssprays im Wesentlichen zwischen 10 bis 90%, insbesondere zwischen 30 bis 70%, der Länge des Weitstrahl-Flüssigkeitssprays. Es hat sich gezeigt, dass derartige Lähgenunterschiede eine signifikante Veränderung bzw. Anpassbarkeit und somit Optimierung der Combustion engine, the fuel or air-fuel mixture for different locations in the combustion chamber can be varied or adjusted, eg homogeneous distribution, rich and / or lean mixture close to the center, lean-lean-lean gradation in the radial and / or axial direction of the operating room / combustion chamber and / or cylinder. Preferably, the length of the near-field liquid spray is substantially between 10 to 90%, in particular between 30 to 70%, of the length of the wide-jet liquid spray. It has been shown that such lähgenunterschiede a significant change or adaptability and thus optimization of
Verteilung bzw. Vernebelung der Flüssigkeit im Betriebsraum ermöglichen. Dies kann zu messbaren Verbesserungen, die außerhalb der üblichen Betriebsschwankungen liegen, bei der Verbrennung von Kraft-/Brennstoff in einem Brennraum eines Verbrennungsmotors führen, insb. bei Fahrzeuganwendungen. Allow distribution or atomization of the liquid in the operating room. This can lead to measurable improvements, which are outside of the usual operating fluctuations, in the combustion of fuel / fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine, esp. In vehicle applications.
Vorteilhafterweise umfasst die Weitstrahl-Düse einen einzigen Strahlkanal. Es hat sich gezeigt, dass ein relativ weiter bzw. langer Düsenstrahl mit einem einzigen Stahlkanal in Advantageously, the wide jet nozzle comprises a single jet channel. It has been shown that a relatively long or long jet with a single steel channel in
vorteilhafter Weise realisiert werden kann. So wird mit einem einzigen Strahlkanal, durch den die Flüssigkeit bzw. der can be advantageously realized. Thus, with a single jet channel through which the liquid or the
Kraft-/Brennstoff strömt und in den Betriebsraum bzw. Hubraum hineinströmt und verdüst wird, bei gegebenen/vergleichbaren Druckbedingungen und gegebenen/vergleichbaren Kanal-/ Fuel / fuel flows and into the operating space or displacement flows in and is atomized, given / comparable pressure conditions and given / comparable channel /
Bohrlochdimensionen ein weiterer/längerer Strahl erzeugt als z.B. mit einer entsprechenden/vergleichbar dimensionierten Doppelstrahl-/Mehrfachstrahldüse oder dergleichen. Borehole dimensions produces a further / longer beam than e.g. with a corresponding / comparable dimensioned double jet / multiple jet or the like.
So wird vor allem mittels einer Weitstrahl-Düse mit einem einzigen Stahlkanal ein vergleichsweise großer Thus, especially by means of a jet nozzle with a single steel channel a comparatively large
fluiddynamischer Impuls bzw. relativ große fluid dynamic pulse or relatively large
Strömungsgeschwindigkeit/-unterschiede im Betriebsraum Flow velocity / differences in the operating room
realisiert und/oder eine besonders vorteilhafte Interaktion von z.B. Spray, Kolben bzw. Betriebsraum, Luft- und realized and / or a particularly advantageous interaction of e.g. Spray, piston or operating room, air and
Ladungsbewegungen generiert. Hiermit können bei Charge movements generated. Hereby can at
Verbrennungsmotoranwendungen in vorteilhafter Weise mindestens zwei unterschiedliche Kraftstoffbereiche realisiert werden, wie z.B. mager/fett, homogen/inhomogen, etc.. Bevorzugt ist die Nahfeld-Düse als Mehrfachstrahldüse mit wenigstens zwei, insbesondere spitzwinklig zueinander Combustion engine applications advantageously at least two different fuel ranges are realized, such as lean / fat, homogeneous / inhomogeneous, etc .. Preferably, the near-field nozzle is a multi-jet nozzle with at least two, in particular acute angle to each other
ausgerichteten Strahlkanälen zur Erzeugung wenigstens zweier, in einer Prallzone wenigstens teilweise aufeinander prallender Flüssigkeitsstrahlen ausgebildet. Mittels einer aligned beam channels for generating at least two, in a baffle at least partially colliding liquid jets formed. By means of a
Mehrfachstrahldüse mit zwei oder mehreren Strahlkanälen, die derart ausgerichtet sind, dass die austretenden Multi-jet nozzle with two or more jet channels, which are aligned so that the exiting
Flüssigkeitsstrahlen sich in einer Prallzone treffen, können besonders vorteilhafte Sprays bzw. Flüssigkeitsnebel generiert werden, insb. mit sehr kleinen Tröpfchen bzw. vorteilhafter Tröpfchengrößenverteilung und/oder Tröpfchenausbreitung im Betriebsraum. Liquid jets meet in a baffle zone, particularly advantageous sprays or liquid mist can be generated, esp. With very small droplets or advantageous droplet size distribution and / or droplet propagation in the operating room.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die In a preferred variant of the invention is the
Mehrfachstrahldüse zur Erzeugung eines Fächerstrahls Multiple jet nozzle for generating a fan jet
ausgebildet, dessen Ausdehnung in einer Fächerebene deutlich größer oder wenigstens doppelt so groß ist als in Querrichtung zu dieser Fächerebene. Das heißt, dass ein sehr flacher, jedoch breit streuender Fächerstrahl erzeugt wird. Durch die flache Fächerstrahlerzeugung kann eine räumliche Anpassung an den Betriebsraum bzw. Brennraum erfolgen. Hiermit kann u.a. eine vorteilhaft definierte und kontrollierte Verteilung und/oder Verbrennung im Brennraum einer formed, the extent of which in a fan plane is significantly greater or at least twice as large as in the transverse direction to this fan level. This means that a very flat, but widely scattering fan beam is generated. Due to the flat fan beam generation, a spatial adaptation to the operating room or combustion chamber can take place. This can u.a. an advantageously defined and controlled distribution and / or combustion in the combustion chamber of a
Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, was für die  Internal combustion engine to be realized, which is for the
Verbrennung und somit für die Abgaszusammensetzung von Combustion and thus for the exhaust gas composition of
wesentlicher Bedeutung ist. is essential.
Vorteilhafterweise ist ein Abstand des Düsenkörpers von der Prallzone und/oder von einem Kollisionspunkt der wenigstens teilweise aufeinander prallenden Flüssigkeitsstrahlen im Advantageously, a distance of the nozzle body from the impact zone and / or from a collision point of the at least partially colliding liquid jets in
Wesentlichen zwischen 0 mm und dem 15-Fachen eines Essentially between 0 mm and 15 times one
Durchmessers des/der Strahlkanäle ist, wobei der Düsenkörper der Mehrfachstrahldüse wenigstens die beiden Strahlkanäle umfasst. Bei Verbrennungsmotoranwendungen insbesondere für Motorräder, PKW, LKW oder dergleichen ist der Abstand Diameter of / the jet channels is, wherein the nozzle body of the multi-jet nozzle comprises at least the two beam channels. In internal combustion engine applications, in particular for motorcycles, cars, trucks or the like, the distance
vorzugsweise etwa zwischen 0 und 0,9 Millimetern. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Stabilität des Fächerstrahls nur sehr wenig, wenn überhaupt von einem Einspritzdruck und/oder einem Gegendruck im Betriebsraum bzw. der Brennkammer abhängig ist. Vielmehr hat sich gezeigt, dass der zuvor genannte Abstand für die Strahlstabilität von großem Vorteil ist. preferably between about 0 and 0.9 millimeters. It has surprisingly been found that the stability of the fan jet is very little if ever dependent on an injection pressure and / or a backpressure in the operating room or the combustion chamber. Rather, it has been shown that the aforementioned distance for the beam stability is of great advantage.
Vorzugsweise ist der Abstand im Wesentlichen zwischen dem 3- Fachen und dem 5-Fachen des Durchmessers des/der Strahlkanäle. Bei Verbrennungsmotoranwendungen insbesondere für Motorräder, PKW, LKW oder dergleichen ist der Abstand in vorteilhafter Weise zwischen 0,5 und 0,7 mm. In diesem Bereich wird eine besonders vorteilhafte Kollision der Flüssigkeitsstrahlen generiert, wobei die Flüssigkeitsstrahlen im Wesentlichen noch als einheitlicher Strahl ausgebildet. Dementsprechend Preferably, the distance is substantially between 3 times and 5 times the diameter of the jet channel (s). In internal combustion engine applications, in particular for motorcycles, cars, trucks or the like, the distance is advantageously between 0.5 and 0.7 mm. In this area, a particularly advantageous collision of the liquid jets is generated, wherein the liquid jets are still substantially formed as a uniform beam. Accordingly
kontrolliert findet der Zusammenprall der beiden controlled finds the clash of the two
Flüssigkeitsstrahlen statt, sodass eine hohe Stabilität und/oder eine definierte Länge/Weite des erzeugten Liquid jets instead, so that a high stability and / or a defined length / width of the generated
Fächerstrahls realisiert wird. Entsprechend kann ein Fan beam is realized. Accordingly, a
Kontaktieren des Sprays bzw. der Tröpfchen mit der Wand des Betriebsraumes wirkungsvoll verhindert werden. Contacting the spray or the droplets with the wall of the operating room can be effectively prevented.
Vorteilhafterweise weist die Mehrfachstrahldüse Advantageously, the multiple jet nozzle
Austrittsöffnungen der Strahlkanäle auf, wobei zwischen den Austrittsöffnungen ein Versatz zwischen Mittelachsen der Outlet openings of the jet channels, wherein between the outlet openings an offset between the central axes of the
Flüssigkeitsstrahlen in der Prallzone vorgesehen ist. Es hat. sich gezeigt, dass durch einen Versatz der Mittelachsen der Flüssigkeitsstrahlen die Orientierung der Fächerebene Liquid jets is provided in the baffle zone. It has. shown that by an offset of the central axes of the liquid jets, the orientation of the fan level
eingestellt bzw. planmäßig gedreht werden kann. Hiermit kann u.a. eine räumliche Anpassung an etwas komplexer ausgebildete Brennräume mit Auswölbungen oder Aussparungen etc. vorgenommen werden. Beispielsweise können bei Verbrennungsmotoranwendungen eine Aussparung im Bereich von Ein- und/oder Auslassventilen oder dergleichen realisiert werden. set or can be turned as planned. This can u.a. a spatial adaptation to something more complex trained combustion chambers with bulges or recesses etc. are made. For example, in internal combustion engine applications, a recess in the area of intake and / or exhaust valves or the like can be realized.
Vorteilhafterweise sind die Strahlkanäle der Mehrfachstrahldüse in einem Winkel zueinander angeordnet und/oder ist ein Winkel zwischen den beiden Strahlkanälen bzw. Flüssigkeitsstrahlen im Wesentlichen zwischen 10° und 70°. Advantageously, the jet channels are the Multi-jet nozzle arranged at an angle to each other and / or is an angle between the two beam channels or liquid jets substantially between 10 ° and 70 °.
Innerhalb dieses Winkelbereichs hat sich gezeigt, dass zum einen eine besonders vorteilhafte Zerstäubung und Within this angular range has been shown that, on the one hand, a particularly advantageous atomization and
Fächerstrahlausformung durch den Zusammenprall der beiden Flüssigkeitsstrahlen generiert wird und zum anderen, dass keine nachteilige Rückstrahlung generiert wird. Eine Fan beam shaping is generated by the collision of the two liquid jets and on the other that no adverse reverberation is generated. A
entsprechende Rückstrahlung der aufeinander prallenden corresponding reflection of the colliding one another
Flüssigkeitsstrahlen würde zu einer nachteiligen Verdampfung im Betriebsraum bzw. zu einem Kontakt der Flüssigkeit mit einer Wand des Betriebsraumes führen, d.h. in diesem Fall vor allem des Düsenkörpers. Dies wäre gerade bei Fluid jets would result in detrimental evaporation in the service room or contact of the fluid with a wall of the service room, i. in this case, especially of the nozzle body. This would be at
Kraftstoffanwendungen in Verbrennungsmotoren von erheblichem Nachteil .  Fuel applications in internal combustion engines of considerable disadvantage.
In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist der Winkel der Strahlkanäle zur Einstellung der Länge des Nahfeld- Flüssigkeitssprays vorgesehen und/oder ist ein erster Winkel der Strahlkanäle der Nahfeld-Düse größer ist als ein zweiter Winkel der Strahlkanäle der Weitstrahl-Düse. So kann In a particular embodiment of the invention, the angle of the jet channels for adjusting the length of the near field liquid spray is provided and / or a first angle of the jet channels of the near field nozzle is greater than a second angle of the jet channels of the wide jet nozzle. So can
beispielsweise eine Vorrichtung oder ein Injektor realisiert werden, wobei wenigstens eine Weitstrahl-Düse und wenigstens eine Nahfeld-Düse jeweils als Doppelstrahl-/Mehrfachstrahldüse ausgebildet sind. Hierbei sind die Winkel zwischen den For example, a device or an injector be realized, wherein at least one wide jet nozzle and at least one near field nozzle are each formed as a double jet / Mehrfachstrahldüse. Here are the angles between the
jeweiligen Strahlkanälen/Flüssigkeitsstrahlen unterschiedlich groß. So wird der Fächerspray bzw. Flüssigkeitsnebel breiter und zugleich kürzer, je größer der Winkel zwischen den respective jet channels / liquid jets of different sizes. Thus, the fan spray or liquid mist is wider and shorter, the greater the angle between the
jeweiligen Strahlkanälen/Flüssigkeitsstrahlen ist. respective jet channels / liquid jets.
Entsprechend wird der Fächerspray bzw. Flüssigkeitsnebel schmäler und zugleich länger, je kleiner der Winkel zwischen den jeweiligen Strahlkanälen/Flüssigkeitsstrahlen ist. Accordingly, the fan spray or liquid mist becomes narrower and at the same time longer, the smaller the angle between the respective jet channels / liquid jets.
Dementsprechend kann in vorteilhafter Weise der Winkel zur Einstellung der Länge des Weitstrahl- und/oder des Nahfeld- Flüssigkeitssprays verwendet bzw. ausgebildet werden, z.B. ein Winkel von ca. 10° für einen Weitstrahl und ein Winkel von ca. 50° für einen Nahfeld-Strahl. Accordingly, the angle for setting the length of the wide-beam and / or the near-field Liquid sprays are used or formed, for example, an angle of about 10 ° for a wide beam and an angle of about 50 ° for a near-field beam.
Vorzugsweise sind mehrere Nahfeld-Düsen und/oder mehrere Preferably, several near-field nozzles and / or more
Weitstrahl-Düsen und/oder Mehrfachstrahldüsen wenigstens über eine in radialer Richtung ausgerichtete ümfangsflache eines Düsenkörpers verteilt angeordnet. Mit dieser Maßnahme kann eine rundum Abstrahlung bzw. im Wesentlichen vollumfängliche Verteilung der Flüssigkeitssprays verwirklicht werden, so dass der Betriebsraum bzw. Brennraum in vorteilhafter Weise Wide-jet nozzles and / or multi-jet nozzles arranged distributed at least over a radially oriented surface of a nozzle body. With this measure, an all-round radiation or essentially full distribution of the liquid sprays can be realized, so that the operating space or combustion chamber advantageously
ausgefüllt bzw. erfasst wird. completed or recorded.
Generell können unterschiedliche Eindringbereiche von In general, different penetration ranges of
unterschiedlichen und/oder jeder einzelnen Düse bzw. different and / or each individual nozzle or
Flüssigkeitssprays/Fächerstrahlen vorgesehen werden. Auch kann durch Veränderung bzw. Anpassung des Druckbeaufschlagens der Flüssigkeit und/oder unterschiedliche Durchmesser des/der Strahlkanäle unterschiedliche Dimensionierungen bzw. Längen der Sprays generiert werden, sowohl bzgl. der Nahfeld-Düse, aber auch bzgl. der Weitstrahl-Düse. Liquid sprays / fan beams are provided. Also, by varying or adapting the pressurization of the liquid and / or different diameters of the jet channel (s), different dimensions or lengths of the sprays can be generated, both with respect to the near field nozzle and also with respect to the wide jet nozzle.
Grundsätzlich kann/sollte gerade bei Anwendungen in Basically, this can / should be just for applications in
Verbrennungsmotoren oder dergleichen eine Anpassung der Internal combustion engines or the like an adaptation of
Kolbengeometrie bzw. des Brennraums vorgesehen werden, z.B. eine Anpassung oder Ausbildung einer oder mehrerer Piston geometry or combustion chamber, e.g. an adaptation or training of one or more
Kolbenmulden und/oder sog. Mehrfachmulden insb. auf jedem Eindringtiefendurchmesser. Hiermit kann eine vorteilhafte Interaktion mit den Flüssigkeitssprays bzw. Fächerstrahlen verwirklicht werden. Piston wells and / or so-called multiple wells esp. On each Eindingtiefendurchmesser. Hereby, an advantageous interaction with the liquid sprays or fan beams can be realized.
Vorteilhafterweise ist ein Verhältnis von einer Länge L des/der Strahlkanäle in Bezug zu einem Kanaldurchmesser D des/der Strahlkanäle größer als 5, insb. im Wesentlichen zwischen 5 und 10, vorzugsweise im Wesentlichen 7 ist Advantageously, a ratio of a length L of the jet channel (s) with respect to a channel diameter D of the jet channel (s) is greater than 5, in particular substantially between 5 and 10, preferably substantially 7
(V = L/D) . Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch ein derartiges L/D-Verhältnis eine besonders hohe  (V = L / D). It has surprisingly been found that by such an L / D ratio a particularly high
Strahlstabilität des Fächerstrahles generierbar ist. Es hat sich gezeigt, dass gerade das L/D-Verhältnis von bedeutendem Einfluss ist, um eine stabile und reproduzierbare Kollision in der Prallzone bzw. eine stabile und reproduzierbare Beam stability of the fan beam can be generated. It has It has been shown that it is precisely the L / D ratio which is of significant influence to ensure a stable and reproducible collision in the impact zone or a stable and reproducible one
Fäc.herstrahlausformung zu generieren. Generate Fäc.herstrahlausformung.
Ein stabiler und reproduzierbarer Fächerstrahl ist für A stable and reproducible fan beam is for
zahlreiche Anwendungsfälle, insbesondere beim Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum eines Verbrennungsmotors oder dergleichen, von entscheidender Bedeutung ist. So konnte ermittelt werden, dass beispielsweise die Temperatur des numerous applications, especially when injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine or the like, is of crucial importance. Thus it could be determined that, for example, the temperature of the
Kraftstoffs oder ein nahezu exakt eingestellter Druck der Flüssigkeit bzw. des Kraftstoffs oder der Gegendruck im Fuel or a nearly exactly set pressure of the liquid or the fuel or the back pressure in the
Betriebsraum etc. überraschenderweise für die Stabilität und Reproduzierbarkeit des Fächerstrahls in der Praxis von Operating room, etc. surprisingly for the stability and reproducibility of the fan beam in the practice of
untergeordneter Bedeutung sind. are of secondary importance.
Beispielsweise sind Kanaldurchmesser im Wesentlichen zwischen ca. 80 und 250 Mikrometer, vorzugsweise ca. 120 ym, von For example, channel diameters are substantially between about 80 and 250 microns, preferably about 120 ym, of
Vorteil, insbesondere für Motorräder, PKW, LKW oder Advantage, especially for motorcycles, cars, trucks or
dergleichen. Darüber hinaus sind zum Beispiel bei like. In addition, for example, at
Schiffdieselmotoren oder dergleichen Kanaldurchmesser von bis etwa 2 Millimetern denkbar. Ship diesel engines or similar channel diameter of up to about 2 millimeters conceivable.
Bei Dieselmotoren wird bislang in der Praxis Dieselkraftstoff mittels einer Einzeldüse bei einem Druck von ca. 2000 bar in den Brennraum eingespritzt. Gemäß der Erfindung ist aber auch ein geringerer Druck möglich. Hierdurch wird im Vergleich zum zuvor genannten Stand der Technik bei Dieseleinspritzungen ein erheblich geringerer Druck benötigt. Dies wirkt sich In diesel engines so far diesel fuel is injected by means of a single nozzle at a pressure of about 2000 bar in the combustion chamber in practice. But according to the invention, a lower pressure is also possible. As a result, a significantly lower pressure is required in diesel injections compared to the aforementioned prior art. This affects itself
vorteilhaft einerseits auf die konstruktive Dimensionierung der benötigten Komponenten aus, vor allem auch auf den Aufwand bzgl. Dichtungsmaßnahmen oder Dichtungselemente. Andererseits kann hierdurch eine erhebliche Energieeinsparung, nämlich durch die geringere Druckbeaufschlagung, realisiert werden. advantageous on the one hand on the constructive dimensioning of the required components, especially on the effort regarding sealing measures or sealing elements. On the other hand, this can be a significant energy savings, namely by the lower pressure, realized.
Vorteilhafterweise weist wenigstens einer der Strahlkanäle oder alle Strahlkanäle einen positiven Konizitätsfaktor K auf, wobei der Konizitätsfaktor K = (Diimen - Daußen) * 100/L und/oder im Wesentlichen zwischen 1,0 und 3,0 ist, wobei in Strömungsrichtung der Flüssigkeit betrachtet Dinneii ein Eintritts- oder Innen-Durchmesser und DaUßen ein Austritts- oder Außen-Durchmesser des/der Strahlkanäle und wobei L die Länge des/der Strahlkanäle ist. Alternativ oder in Kombination hierzu ist eine Eintrittsquerschnittsfläche des/der Advantageously, at least one of the jet channels or all the jet channels has a positive conicity factor K, wherein the conicity factor K = (D iime n - D out n) * 100 / L and / or substantially between 1.0 and 3.0, wherein In the direction of flow of the liquid, Di nne ii considers an entrance or internal diameter and D indicates an exit or outside diameter of the jet channel ( s) and L is the length of the jet channel ( s). Alternatively or in combination with this, an entry cross-sectional area of the /
Strahlkanäle größer als eine Austrittsquerschnittsfläche des/der Strahlkanäle, wobei der Eintrittsquerschnitt des/der Strahlkanäle in Strömungsrichtung der Flüssigkeit betrachtet vor dem Austrittsquerschnitt angeordnet ist. Der Beam channels greater than an outlet cross-sectional area of the / of the jet channels, wherein the inlet cross section of the / the jet channels in the flow direction of the liquid viewed in front of the outlet cross-section is arranged. Of the
Austrittsquerschnitt ist in vorteilhafter Weise ein (lichter) Abschnitt/Teil einer (äußeren) Hüllfläche bzw. Mantelfläche des Düsenkörpers. Outlet cross section is advantageously a (lighter) portion / part of an (outer) envelope surface or lateral surface of the nozzle body.
Mit .Hilfe dieser Maßnahmen wird ein Strahlkanal in With . Help of these measures will be a beam channel in
vorteilhafter Weise derart dimensioniert, dass dieser sich in Strömungsrichtung verjüngt bzw. konisch konvergent ausgebildet ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass hiermit eine sehr gute Strahlstabilität erzeugt wird. So werden dimensioned advantageously such that it tapers in the flow direction or is formed conically convergent. It has surprisingly been found that hereby a very good jet stability is generated. So be
Strahlen generiert, die nach dem/vom Austritt aus dem Rays generated after / from the exit of the
Düsenkörper bis zur Prallzone bzw. einem Kollisionspuhkt der Strahlen weitestgehend stabil bleiben, d.h. insb. ohne Nozzle body to the impact zone or a Kollisionspuhkt the rays remain largely stable, i. especially without
aufzubrechen bzw. ohne dass vereinzelt/teilweise einzelne Tröpfchen oder dergleichen sich abtrennen/ablösen. break up or without isolated / partial individual droplets or the like to separate / replace.
Die mit vorgenannten Maßnahmen generierten, im Wesentlichen stabilen Flüssigkeitsstrahlen kollidieren in vorteilhafter Weise mit definierten Kollisionsbedingungen in der Prallzone bzw. im Kollisionspunkt, sodass ein definierter und sehr stabiler Fächerstrahl generiert wird. The substantially stable liquid jets generated with the aforementioned measures advantageously collide with defined collision conditions in the impact zone or at the collision point, so that a defined and very stable fan beam is generated.
Im Sinn der Erfindung ist die Länge L des Strahlkanals derart definiert, dass die beiden lichten Querschnittsflächen bzw. die Hüllflächen/Mantelflächen des Düsenkörpers jeweils den Anfang und das Ende der Länge des Strahlkanals bilden. Das bedeutet, dass die lichte Mantelfläche des Düsenkörpers bzw. der entsprechende jeweilige Flächenschwerpunkt des Eintrittsund des Austrittsquerschnitts die Länge im Sinn der Erfindung definieren. Entsprechend wird der jeweilige Durchmesser D des Strahlkanals im Sinn der Erfindung als Durchmesser der lichten Querschnittsfläche am Eintritt bzw. am Austritt der In the context of the invention, the length L of the jet channel is defined such that the two clear cross-sectional areas or the enveloping surfaces / lateral surfaces of the nozzle body respectively form the beginning and the end of the length of the jet channel. This means that the clear surface area of the nozzle body or the corresponding respective area centroid of the inlet and outlet cross-section define the length in the sense of the invention. Accordingly, the respective diameter D of Beam channel in the sense of the invention as the diameter of the clear cross-sectional area at the inlet or at the outlet of the
Flüssigkeit in/aus dem Düsenkörper/Strahlkanal definiert. Liquid defined in / from the nozzle body / jet channel.
Ausführungsbeispiel embodiment
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail with reference to FIGS.
Im Einzelnen zeigt: In detail shows:
Figur 1 eine schematische Draufsicht von unten auf Figure 1 is a schematic plan view from below
einen Injektor mit mehreren erfindungsgemäß unterschiedlich lang ausgebildeten  an injector having a plurality of inventively different lengths trained
Flüssigkeitssprays,  Liquid sprays,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht des Injektors gemäß Figur 1 mit mehreren erfindungsgemäß unterschiedlich lang ausgebildeten Figure 2 is a schematic side view of the injector according to Figure 1 with a plurality of inventively different lengths trained
Flüssigkeitssprays und einer vergrößerten, schematischen Darstellung,  Liquid sprays and an enlarged, schematic representation,
Figur 3 eine schematische Prinzip-Darstellung mit vier, jeweils erfindungsgemäß unterschiedlich lang ausgebildeten Flüssigkeitssprays und FIG. 3 shows a schematic diagram of the principle with four liquid sprays of different lengths each according to the invention and FIG
Figur 4 schematische Ansichten von Kolben eines Figure 4 is schematic views of pistons of a
Verbrennungsmotors mit verschiedenen Mulden für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.  Internal combustion engine with various wells for a device according to the invention.
In Figur 1 ist schematisch ein Injektor 1 gemäß der Erfindung dargestellt, wobei im Betrieb vier kürzere Fächerstrahlen 7 und vier längere Strahlen 6 generierbar sind. Figur 1 1 shows schematically an injector 1 according to the invention, wherein in operation four shorter fan beams 7 and four longer beams 6 can be generated. FIG. 1
veranschaulicht, dass hiermit nicht wie ggf. beim Stand der Technik eine nahezu kreisrunde Querschnittskontur erfüllt wird, sondern es besteht die Möglichkeit eine im Wesentlichen quadratische Querschnittskontur auszufüllen. Bei den längeren Strahlen 6 handelt es sich um einen Weitstrahlspray, der mittels einer Einzelstrahldüse 11 bzw. sog. „Single Hole Düse" generiert wird. D.h. diese Düse 11 weist lediglich einen einzigen Strahlkanal auf, durch den eine Flüssigkeit bzw. ein Kraft-/Brennstoff strömt und nach dem Austritt an einer Kanalöffnung sich zu einem Spray bzw. Nebel aus zahllosen Tröpfchen wandelt bzw. „zerfällt". illustrates that this is not as possibly the case of the prior art, a nearly circular cross-sectional contour is met, but it is possible to fill a substantially square cross-sectional contour. The longer jets 6 are a wide jet spray which is generated by means of a single jet nozzle 11 or so-called "single hole nozzle", ie this nozzle 11 has only a single jet channel, through which a liquid or a force / Fuel flows and after leaving a channel opening it transforms into a spray or mist of countless droplets.
Dieser Spray hat eine vergleichsweise hohe Strömungsenergie bzw. Impuls und kann gerade bei Anwendungen in einem This spray has a comparatively high flow energy or momentum and can be used in applications in particular
Verbrennungsmotor eine vorteilhafte Interaktion mit der Combustion engine has a beneficial interaction with the engine
Verbrennungsluft im Zylinder und/oder dem beweglichen Kolben generieren. Generate combustion air in the cylinder and / or the movable piston.
Die kürzeren Fächerstrahlen 7 werden mittels einer The shorter fan beams 7 are by means of a
Doppelstrahldüse 10 gebildet, wobei zwei Strahlkanäle Double jet nozzle 10 is formed, wherein two jet channels
spitzwinklig zueinander angeordnet sind, so dass die durch diese strömende Flüssigkeit bzw. der Brenn-/Kraftstoff nach dem Durchtritt durch entsprechende Kanalöffnungen in einem Abstand zur Düsenwand aufeinanderprallen und zerstäuben. are arranged at an acute angle to each other, so that the liquid flowing through them or the fuel / fuel after passing through corresponding channel openings at a distance from the nozzle wall and collide.
Hierdurch werden besonders kleine Tröpfchen generiert, was sich vorteilhaft z.B. auf eine Verbrennung bei Kraft-/ As a result, particularly small droplets are generated, which is advantageous for example. on combustion at force /
Brennstoffanwendungen auswirkt. Fuel applications.
Zudem werden durch die beiden aufeinanderprallenden In addition, by the two clashing
Flüssigkeitsstrahlen ein Fächerstrahl 7 gebildet, der im Liquid jets formed a fan beam 7, the in the
Allgemeinen keinen nahezu kreisrunden Querschnitt, sondern einen elliptischen Querschnitt bzw. einen Querschnitt Generally not nearly circular cross-section, but an elliptical cross section or a cross section
aufweist, der in einer Ebene breiter als in einer senkrecht hierzu angeordneten Ebene ist (vgl. insb. Figur 2). has, which is wider in a plane than in a plane perpendicular thereto (see, in particular, Figure 2).
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Variante ist lediglich ein vorteilhaftes Beispiel. So kann auch ein Injektor 1 realisiert werden, der z.B. zwei Doppelstrahldüsen 10 und sechs Einzelstrahldüsen 11 oder sechs Doppelstrahldüsen 10 und eine einzige Einzelstrahldüse 11, etc. aufweist. The variant shown in FIGS. 1 and 2 is merely an advantageous example. Thus, also an injector 1 can be realized, e.g. two double jet nozzles 10 and six single jet nozzles 11 or six double jet nozzles 10 and a single jet nozzle 11, etc.
Mittels eines erfindungsgemäßen Injektors 1 können somit unterschiedliche Eindringtiefen bzw. Längen L der Sprays bzw. Flüssigkeitsstrahlen generiert werden, so dass beispielsweise im zentrumsnahen Bereich eines Betriebsraumes B bzw. einer Brennkammer das gewünschte Kraftstoff-Luft-Gemisch generiert wird, während der längere Weitstrahl 6 dafür sorgt, dass die Interaktion von Spray/Kolben/Luft- und Ladungsbewegungen im Betriebsraum in vorteilhafter Weise erfolgt. Es können mittels der Erfindung u.a. zwei unterschiedliche Kraftstoffbereiche bzw. Kraftstoff-Luft-Gemische realisiert werden. By means of an injector 1 according to the invention can thus different penetration depths or lengths L of the sprays or liquid jets are generated, so that, for example, in the vicinity of the center of an operating room B or a combustion chamber, the desired fuel-air mixture is generated, while the longer jet 6 ensures that the interaction of spray / Piston / air and charge movements in the operating room is carried out in an advantageous manner. It can be realized by means of the invention, inter alia, two different fuel areas or fuel-air mixtures.
Generell ist von Vorteil, dass mittels der unterschiedlich langen Flüssigkeitsstrahlen 6, 7 eine Anpassung an die In general, it is advantageous that by means of the different lengths of liquid jets 6, 7 an adaptation to the
räumliche, dreidimensionale Ausdehnung des Betriebsraumes B verwirklicht werden kann. Dies wird u.a. in Figur 3 spatial, three-dimensional extent of the operating room B can be realized. This is u.a. in FIG. 3
schematisch veranschaulicht. Hier sind beispielhaft vier unterschiedliche Flüssigkeitsstrahlen 6, 7 sowie drei illustrated schematically. Here are four different liquid jets 6, 7 and three, for example
verschiedene Radien bzw. Eindringtiefen I, II, III abgebildet. Beispielsweise ist die Eindringtiefe I für das different radii or penetration depths I, II, III shown. For example, the penetration depth I for the
Brennraumzentrum bzw. den injektornahen Bereich, Eindringtiefe II für den Zwischenbereich zwischen Zentrum und Wandung und Eindringtiefe III für den Randbereich (bis kurz vor) der Wand des Betriebsraumes/Brennraumes vorgesehen.  Combustion chamber or injector-near area, penetration depth II for the intermediate area between the center and wall and penetration depth III for the edge region (until shortly before) the wall of the operating room / combustion chamber provided.
So sind hierin schematisch zwei Fächersprays 7 sowie zwei dünnere, längere Sprays 6 aufgeführt, die jeweils Thus, schematically shown here are two fan sprays 7 and two thinner, longer sprays 6, each one
unterschiedliche Längen L aufweisen. Die Anzahl der Düsen bzw. Sprays kann hier von einer einzigen bis zu zahlreichen Düsen reichen. have different lengths L. The number of nozzles or sprays can range from a single to numerous nozzles here.
Bei unterschiedlich langen und ggf. breiten Sprays 6,7 ist eine Anpassung des Kolbens von Brennkraftmaschinen von For different lengths and possibly wide sprays 6.7 is an adaptation of the piston of internal combustion engines of
Vorteil. So können beispielsweise wie in Figur 4 schematisch dargestellte Kolben 20 mit Mulden 21, 22 bzw. mit sog. Advantage. For example, as shown in Figure 4 schematically illustrated piston 20 with wells 21, 22 or with so-called.
Mehrfachmulden vorgesehen werden. Hierbei können verschiedene, beispielhaft dargestellte Kolbengeometrien X, XI, XII Mehrfachmulden be provided. In this case, different piston geometries X, XI, XII, shown by way of example can be used
realisiert werden. Hiermit können die verschieden lang will be realized. This can be different lengths
ausgebildeten Sprays 6, 7, d.h. mit unterschiedlichen trained sprays 6, 7, i. with different
Eindringtiefen I, II, III, in vorteilhafter Weise mit den Mulden 21, 22 interagieren . Grundsätzlich können mit Hilfe der Erfindung zahlreiche Penetration depths I, II, III, in an advantageous manner with the wells 21, 22 interact. In principle, with the aid of the invention numerous
Vorteile erreicht werden, wie z.B. Advantages can be achieved, such as
- die Kombination unterschiedlicher Eindringtiefen I, II, III,  - the combination of different penetration depths I, II, III,
- das Flüssigkeits- bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch ist für unterschiedliche Orte/Bereiche im Betriebsraum B bzw.  - The liquid or fuel-air mixture is for different locations / areas in the operating room B or
Brennraum einstellbar => homogen, fettes Gemisch  Adjustable combustion chamber => homogeneous, rich mixture
zentrumsnah, mageres Gemisch zentrumsnah, mager-fettmager Abstufung, etc.,  close to the center, lean mixture close to the center, lean-lean gradation, etc.,
- sowohl mit unterschiedlichen Düsenarten (Einzelstrahl-/ Doppelstrahl-Düsen) aber auch mit unterschiedlich  - Both with different types of nozzles (single jet / double jet nozzles) but also with different
ausgebildeten Doppelstrahldüsen ist eine Abstufung der Eindringtiefen I, II, III realisierbar, wobei z.B. die Winkel zwischen den Strahlkanälen z.B. ca. 10° = weit und ca. 50° = nah ausgebildet werden,  formed double jet nozzles is a gradation of the penetration depths I, II, III feasible, wherein e.g. the angles between the beam channels e.g. about 10 ° = far and about 50 ° = be formed close,
- es können Austrittsebenen (Höhen) in Längsrichtung des Injektors 1 und/oder Zylinders realisiert werden, z.B. 1. Ebene mit Doppelstrahldüsen und in Richtung der  it is possible to realize exit planes (heights) in the longitudinal direction of the injector 1 and / or cylinder, e.g. 1st level with double jet nozzles and in the direction of
Längsachse des Injektors 1 und/oder Zylinders bzw.  Longitudinal axis of the injector 1 and / or cylinder or
Kolbens 20 versetzt ist die 2. Ebene für weitere Düsen, insb. für Einzelstrahldüsen vorgesehen,  Piston 20 offset is the 2nd level for other nozzles, esp. Provided for single jet nozzles,
- vorteilhafte Interaktion bzw. weiteres Aufbrechen der  - Advantageous interaction or further break up the
Strahlen 6, 7 durch Geschwindigkeitsunterschiede der verschiedenen Strahlen/Fächer untereinander wird nutzbar sowie  Rays 6, 7 by speed differences of the different beams / compartments among each other becomes usable as well
- Anwendung u.a. für Dieselmotoren und Benzinmotoren oder weitere Brennstoffe, insb. mit Ausrichtung von im  - Application u.a. for diesel engines and gasoline engines or other fuels, especially with alignment of im
Wesentlichen radial und/oder axial. Essentially radially and / or axially.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Injektor 1 injector
2 Strahlkanal 2 beam channel
3 Strahlkanal3 beam channel
4 Öffnung 4 opening
5 Öffnung  5 opening
6 Spray  6 spray
7 Spray  7 spray
10 Düse  10 nozzles
11 Düse  11 nozzle
20 Kolben  20 pistons
21 Mulde  21 trough
22 Mulde  22 trough
I EindringtiefeI penetration depth
II EindringtiefeII penetration depth
III EindringtiefeIII penetration depth
X GeometrieX geometry
XI GeometrieXI geometry
XII Geometrie XII geometry
B Betriebsraum L Länge B operating room L length
P Ebene  P level

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung zum Vernebeln oder Versprayen oder Einspritzen von Flüssigkeit in einen Betriebsraum (B) , wobei mindestens eine Düse (10, 11) mit wenigstens einem Strahlkanal (2, 3) zur Erzeugung wenigstens eines Flüssigkeitssprays (6, 7) 1. Device for atomizing or spraying or injecting liquid into an operating space (B), wherein at least one nozzle (10, 11) with at least one jet channel (2, 3) for generating at least one liquid spray (6, 7)
vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Nahfeld-Düse (10) zur Erzeugung eines Nahfeld- Flüssigkeitssprays (7) und dass wenigstens eine Weitstrahl- Düse (11) zur Erzeugung eines Weitstrahl-Flüssigkeitsspraysis provided, characterized in that at least one near-field nozzle (10) for generating a near-field liquid spray (7) and that at least one wide-jet nozzle (11) for generating a wide-jet liquid spray
(6) vorgesehen sind, wobei eine Länge (L) des Nahfeld- Flüssigkeitssprays (7) kleiner als eine Länge (L) des (6), wherein a length (L) of the near-field liquid spray (7) is smaller than a length (L) of the
Weitstrahl-Flüssigkeitssprays (6) ist. Wide-jet liquid sprays (6).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Nahfeld-Flüssigkeitssprays (7) im Wesentlichen zwischen 10 bis 90%, insbesondere zwischen 30 bis 70%, der Länge des Weitstrahl-Flüssigkeitssprays (6) ist. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the length of the near-field liquid spray (7) is substantially between 10 to 90%, in particular between 30 to 70%, of the length of the wide-jet liquid spray (6).
3. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Weitstrahl-Düse (11) einen einzigen Strahlkanal (2) umfasst. 3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the wide-jet nozzle (11) comprises a single jet channel (2).
4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nahfeld-Düse (10) als 4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the near field nozzle (10) as
Mehrfachstrahldüse (10) mit wenigstens zwei Strahlkanälen (2,Multiple jet nozzle (10) with at least two jet channels (2,
3) zur Erzeugung wenigstens zweier, in einer Prallzone 3) for generating at least two, in a baffle zone
wenigstens teilweise aufeinander prallender at least partially colliding
Flüssigkeitsstrahlen ausgebildet ist. Liquid jets is formed.
5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachstrahldüse (10) zur Erzeugung eines Fächerstrahls (7) ausgebildet ist, dessen Ausdehnung in einer Fächerebene (P) deutlich größer oder wenigstens doppelt so groß ist als in Querrichtung zu dieser Fächerebene (P) . 5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Mehrfachstrahldüse (10) for generating a fan beam (7) is formed, whose extension in a fan plane (P) is significantly larger or at least twice as large as in the transverse direction to this fan level (P).
6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachstrahldüse (10) 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the multi-jet nozzle (10)
Austrittsöffnungen (4, 5) der Strahlkanäle (2, 3) aufweist, wobei zwischen den Austrittsöffnungen (4, 5) ein Versatz vorgesehen ist. Outlet openings (4, 5) of the jet channels (2, 3), wherein between the outlet openings (4, 5) an offset is provided.
7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkanäle (2, 3) der 7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the jet channels (2, 3) of the
Mehrfachstrahldüse (10) in einem. Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der Winkel zwischen 10° und 70° ist. Multiple jet nozzle (10) in one. Are arranged angle to each other, wherein the angle between 10 ° and 70 °.
8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der Strahlkanäle (2, 3) zur Einstellung der Länge (L) des Nahfeld-Flüssigkeitssprays (7) vorgesehen ist. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of the jet channels (2, 3) for adjusting the length (L) of the near-field liquid spray (7) is provided.
9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Nahfeld-Düsen (10) und/oder mehrere Weitstrahl-Düsen (11) bzw. Mehrfachstrahldüsen 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of near-field nozzles (10) and / or a plurality of wide-jet nozzles (11) or multiple jet nozzles
wenigstens über eine in radialer Richtung ausgerichtete at least one aligned in the radial direction
Umfangsfläche eines Düsenkörpers (16) verteilt angeordnet sind.  Circumferential surface of a nozzle body (16) are arranged distributed.
10. Injektor (1) mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum (B) oder Verbrennungsmotor mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen 10. Injector (1) with a device for injecting fuel into a combustion chamber (B) or internal combustion engine with a device for injecting fuel into one
Brennraum (B) , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Vorrichtung nach einem der vorgenannten- Ansprüche vorgesehen ist . Combustion chamber (B), characterized in that at least one device according to one of the preceding claims is provided.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10036356B2 (en) * 2015-04-13 2018-07-31 Caterpillar Inc. Ducted combustion systems utilizing duct-exit tabs
US9587606B2 (en) * 2015-04-13 2017-03-07 Caterpillar Inc. Ducted combustion systems utilizing tubular ducts
US9506439B2 (en) * 2015-04-13 2016-11-29 Caterpillar Inc. Ducted combustion systems utilizing adjustable length ducts
CN106622783B (en) * 2017-01-10 2024-08-23 广州市鹰穗消防设备有限公司 Foam spray head

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE939670C (en) 1952-10-29 1956-03-01 Daimler Benz Ag Single-axle tow trailer for motor vehicles
CH489708A (en) * 1968-04-11 1970-04-30 Sulzer Ag Fuel nozzle of a fuel injection valve for a piston internal combustion engine
DE10146642A1 (en) 2001-09-21 2003-04-24 Dornier Gmbh Fuel injection process for Diesel engines uses fuel injector with pairs of injection apertures directed into combustion chamber so that fuel jets meet and generate fuel eddy
JP4110974B2 (en) * 2002-05-10 2008-07-02 トヨタ自動車株式会社 In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine
JP2005299642A (en) * 2004-03-17 2005-10-27 Denso Corp Fuel injection nozzle
JPWO2006025114A1 (en) * 2004-09-01 2008-05-08 株式会社日立製作所 Fuel injection valve
FR2877056A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-28 Renault Sas Fuel injector for e.g. diesel engine, has grout holes pulverizing fuel sprays in cavity of combustion chamber, and two series of holes with respective permeabilities, where permeability one series is higher than permeability of other series
EP1719903B1 (en) * 2005-05-03 2008-08-27 Delphi Technologies, Inc. Apparatus for mode-switching fuel injector nozzle

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
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