JP2001099010A

JP2001099010A - 液体燃料気化装置

Info

Publication number: JP2001099010A
Application number: JP35224499A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Usami; 宏行宇佐美; Hiroshi Okada; 弘岡田; Seiji Kawaguchi; 清司川口; Masakatsu Ueno; 正勝上野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-04-10
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: US6499991B1; DE10010546B4; JP4221858B2; DE10010546A1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の液体燃料燃焼装置は、燃焼室２へ燃料
を噴射させる燃焼用燃料噴射弁と、燃料気化室６へ燃料
を噴射させる気化用燃料噴射弁とが別々に搭載されるも
のであったため、コストが高くなってしまう不具合があ
った。【解決手段】液体燃料気化装置１は、多重筒構造を採
用するもので、内側に燃焼室２、外側に燃料気化室６が
配置され、その中間に燃焼ガス流路４が配置される。内
側の燃焼室２および外側の燃料気化室６へは、共通の電
磁式燃料噴射弁１０から燃料が供給されるものである。
燃焼室２で発生した燃焼ガスは、燃焼ガス流路４を流れ
る間に炎止めされ、燃料気化室６内に供給される。燃料
気化室６に供給された大粒径の燃料Ｂは、燃焼ガスに晒
されて気化し、外気エアに乗って下方から図示しない燃
焼装置へ排出される。多重筒構造を採用し、共通の電磁
式燃料噴射弁１０から燃焼室２と燃料気化室６の両方へ
燃料を供給する構造であるため、コストを抑え、且つコ
ンパクト化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を微粒化
（気化）するための装置に関するものであり、暖房や車
両部品の暖機等や内燃機関に供給される燃料を気化する
装置などに用いて好適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体燃料を微粒化（気化）して燃焼装置
に供給することができる液体燃料気化装置として、特開
平６−２６５１１１号公報、特開平４−１７７０１１号
公報に開示された技術が知られている。これらの液体燃
料気化装置は、液体燃料を気化させるための熱を発生さ
せるために配置された燃焼室へ液体燃料を噴射させる燃
焼用燃料噴射弁と、燃焼室で発生した燃焼ガスが導かれ
る燃料気化室へ液体燃料を噴射させる気化用燃料噴射弁
とを用いるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示された技術では、部品点数が多くて比較的高価になっ
てしまう燃料噴射弁を、燃焼用と気化用とに別々に搭載
する構造であったため、液体燃料気化装置のコストが高
くなってしまう不具合を有していた。また、上記公報に
開示された技術では、燃焼室を構成する容器の下流側
に、燃料気化室を構成する容器を配置する構造であっ
た。つまり、燃焼室を構成する容器と、燃料気化室を構
成する容器とが別々に配置される構造であったため、液
体燃料気化装置の体格が大きくなってしまい、車両等へ
の搭載性が悪化する不具合があった。本発明の目的は、
従来複数用いていた燃料噴射弁を１つにすることによっ
てコストを抑えることができる液体燃料気化装置の提供
にあり、体格の小型化をも可能な液体燃料気化装置の提
供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】〔請求項１〜１９の手
段〕燃料の燃焼を行う燃焼室と、その燃焼ガスの熱で液
体燃料を気化させる燃料気化室とに、液体燃料を噴射す
る燃料噴射弁は、共通の燃料噴射弁であるため、液体燃
料気化装置に搭載される燃料噴射弁の数を１つにでき
る。燃料噴射弁は、部品点数が多く、また高い精度が要
求されるため、比較的高価であるが、その燃料噴射弁の
数を１つにできることによって、液体燃料気化装置のコ
ストを抑えることが可能になる。

【０００５】〔請求項２の手段〕燃料気化室を構成する
ハウジングの内部に燃焼室が配置される構造を採用する
ため、液体燃料気化装置の体格を小型化できる。これに
よって、例えば液体燃料気化装置を車両に搭載する場合
では、搭載性が向上する。

【０００６】〔請求項３の手段〕燃焼室および燃料気化
室を、多重筒によって構成することによって、燃料気化
室内における燃料の加熱ムラが抑えられ、結果的に燃料
の気化ムラを抑えることができる。

【０００７】〔請求項４の手段〕燃焼室と前記燃料気化
室との間に、炎止めの機能を果たす燃焼ガス流路が設け
られることによって、燃焼室内の炎が燃料気化室に移る
のが防がれる。

【０００８】〔請求項５の手段〕電磁式燃料噴射弁から
燃料が供給される側の燃焼室の開口部に、燃料気化室と
隔離する仕切板が設けられたため、燃焼室内の炎が燃料
気化室に移るのが防がれる。また、燃焼室と燃料気化室
との空燃比を変える場合では、燃焼室の開口部に仕切板
を設けたことによって、燃焼室と燃料気化室との空燃比
の差を大きく確保することができる。

【０００９】〔請求項６の手段〕電磁式燃料噴射弁に、
燃焼室噴射用の第１噴口と、燃料気化室噴射用の第２噴
口とを設けたことにより、共通の電磁式燃料噴射弁によ
って燃焼室および燃料気化室に燃料を供給できる。

【００１０】〔請求項７の手段〕第１噴口の孔径が、第
２噴口の孔径より小さく、燃焼室に噴射される燃料が微
粒化するため、燃焼室における燃料の着火性が向上す
る。

【００１１】〔請求項８の手段〕電磁式燃料噴射弁から
噴射された燃料の一部を燃料衝突手段に衝突させて燃焼
室に供給する。燃焼室に供給される燃料は、燃料衝突手
段に衝突した際に分裂して微粒化するため、燃料の着火
性が向上する。

【００１２】〔請求項９の手段〕燃料衝突手段の鋭角部
の先端に燃料が衝突するように設けられたことにより、
燃料衝突手段に付着する燃料は、鋭角部の内側と外側の
２面に付着することになる。このように、鋭角部の内側
と外側の２面に燃料が付着するため、燃料の付着面積が
広がり、燃焼室からの熱によって蒸発しやすくなる。つ
まり、燃料衝突手段に付着した燃料が液滴に成長するの
を抑制できる。

【００１３】〔請求項１０の手段〕燃料衝突手段の燃料
が衝突する部分の外側に燃料吸収体が設けられたことに
より、燃料衝突手段に付着した燃料が吸収体に吸われ、
燃料吸収体に保持される。そして、燃料吸収体に保持さ
れた燃料は、燃焼室からの熱によって蒸発し、燃料衝突
手段に付着した燃料が液滴に成長するのを抑制できる。

【００１４】〔請求項１１の手段〕燃料衝突手段の燃料
が衝突する部分の外側に溝を設けたことにより、燃料衝
突手段への燃料の付着が困難になる。また、燃料の付着
面積が広がり、燃焼室からの熱によって蒸発しやすくな
り、燃料衝突手段に付着した燃料が液滴に成長するのを
抑制できる。

【００１５】〔請求項１２〜１６の手段〕燃料気化室の
空燃比が、燃料が燃焼可能な可燃焼範囲から外れること
により、燃料気化室で燃料が燃焼する不具合をなくすこ
とができる。

【００１６】〔請求項１７、１８の手段〕燃料気化室へ
導かれる燃焼ガスの温度が、燃焼ガス冷却手段によって
発火温度よりも低く下げられることにより、燃料気化室
で燃料が燃焼する不具合をなくすことができる。

【００１７】〔請求項１９の手段〕燃料噴射弁が、可燃
液体と不燃流体（水等の不燃性液体であっても良いし、
不活性ガス等の不燃性気体であっても良い）の混合物を
噴射することによって、燃焼用燃料の燃焼温度を低減す
ることができるとともに、気化用燃料の自己発火温度を
高めることができる。

【００１８】燃焼用燃料の燃焼温度が低下することによ
り、燃料気化室へ導かれる燃焼ガスの温度が下がり、気
化用燃料の発火を防ぐことができる。また、気化用燃料
の自己発火温度が高まることによっても、燃焼ガスによ
って気化用燃料が発火するのを防ぐことができる。つま
り、燃焼用燃料の燃焼温度を低減することができるとと
もに、気化用燃料の自己発火温度を高めることができる
相乗効果によって、燃料気化室で燃料が燃焼する不具合
をなくすことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、複数の実
施例と変形例を用いて説明する。〔第１実施例〕この実施例に示す液体燃料気化装置１
は、例えば内燃機関に気化燃料を供給する装置である
が、燃焼装置の燃料供給手段に適用したり、単独で液体
燃料を気化する装置として使用しても良いものである。
この実施例の液体燃料気化装置１は、図１の概略図に示
すように多重筒構造を採用するもので、内側に燃焼室２
を構成する内部燃焼筒３、この内部燃焼筒３の外側に燃
焼ガス流路４を形成する外部燃焼筒５、この外部燃焼筒
５の外側に燃料気化室６を形成するハウジング７を備え
る。

【００２０】内部燃焼筒３は、図１に示すように、上方
が開放された円筒容器形状を呈しており、下部側面には
燃焼室２内の燃焼ガスを周囲の燃焼ガス流路４に導くた
めの下部開口８が形成されている。外部燃焼筒５は、内
部燃焼筒３の周囲を間隙（燃焼ガス流路４）を隔てて覆
う容器で、上部側面には燃焼ガス流路４を通過した燃焼
ガスを燃料気化室６の上方へ導く上部開口９が形成され
ている。このように、下部開口８と上部開口９とが離さ
れて設けられており、内部燃焼筒３と外部燃焼筒５との
間に形成される燃焼ガス流路４は、燃焼室２で発生した
燃焼ガスを燃料気化室６へ導く機能と、燃焼室２内の炎
が燃料気化室６に伝わるのを遮断する炎止めの機能とを
果たす。

【００２１】ハウジング７は、下方が開放された円筒容
器形状を呈する。このハウジング７の天井部分には、燃
焼室２および燃料気化室６へ液体燃料（ガソリン、軽
油、灯油、メタノールなど、常温で液体の燃料）を噴射
供給する従来公知の電磁式燃料噴射弁１０が取り付けら
れており、下方の開放部分から気化燃料が排出されるよ
うに設けられている。なお、電磁式燃料噴射弁１０は燃
焼室２と燃料気化室６の両方に燃料を供給するもので、
高圧圧力供給用の燃料ポンプＰおよび燃料タンクＦが接
続されており、電気信号に応じて液体燃料を噴射するも
のである。

【００２２】電磁式燃料噴射弁１０の燃料噴射口プレー
ト１１は、図２の構成を備えている。即ち、図２に示す
ように、燃焼室２に向けて燃料を噴射する第１噴口１２
と、燃料気化室６に向けて燃料を噴射する第２噴口１３
とを有している。この実施例では、多重筒構造を採用
し、内側に燃焼室２が配置されるため、燃料噴射口プレ
ート１１は、図２の（ａ）、（ｂ）に示すように、内径
ピッチ上に複数の第１噴口１２が形成され、外径ピッチ
上に複数の第２噴口１３が形成されている。つまり、燃
料噴射口プレート１１の内側には、燃焼室２に向けて燃
料を噴射するためにやや内側に絞って燃料を噴射させる
複数の第１噴口１２が設けられ、燃料噴射口プレート１
１の外側には、燃料気化室６に向けて燃料を噴射するた
めに外側に広げて燃料を噴射させる複数の第２噴口１３
が設けられたもので、内側の複数の第１噴口１２から噴
射される燃料の噴射角αが小さく、外側の複数の第２噴
口１３から噴射される燃料の噴射角βが大きく設けられ
ている。

【００２３】第１噴口１２の孔径は、第２噴口１３の孔
径より小さく設けられている。これにより、第１噴口１
２から燃焼室２に小粒径の燃料Ａが噴射されることとな
る。これにより、燃焼室２内での燃焼性が向上する。ま
た、第１噴口１２から噴射された燃料の通過線上の一
点、あるいはその内径側の一点には、点火プラグ１７
（点火手段に相当する）の点火部Ｘが配置されており、
第１噴口１２から小粒径の燃料Ａが噴射されるため、着
火性が向上する。一方、第２噴口１３の孔径は、第１噴
口１２の孔径より大きいため、第２噴口１３から燃料気
化室６に大粒径の燃料Ｂが噴射されることとなる。な
お、点火プラグ１７は、図３に示すように、ハウジング
７の上部に取り付けられるものである。

【００２４】液体燃料気化装置１は、燃焼室２に外気エ
ア（燃焼用の空気）を供給する第１エア噴射孔１４と、
燃料気化室６に外気エアを供給する第２エア噴射孔１５
とが設けられている。なお、第１、第２エア噴射孔１
４、１５には、エアポンプＰが接続されている。第１エ
ア噴射孔１４は、燃焼室２内に向けて外気エアを吹き出
すように設けられている。また、第２エア噴射孔１５
は、ハウジング７の下方に向けて外気エアを吹き出すよ
うに設けられており、燃焼室２で発生した燃焼ガスによ
って加熱されて気化した燃料を下方から排出するように
設けられている。

【００２５】実施例の作動を説明する。電磁式燃料噴射
弁１０から燃焼室２と燃料気化室６へ燃料を噴射すると
ともに、第１、第２エア噴射孔１４、１５から燃焼室２
と燃料気化室６へ外気エアを供給し、点火プラグ１７を
作動させる。すると、燃焼室２内に噴射された小粒径の
燃料Ａが燃焼し、その高温の燃焼ガスは、燃焼ガス流路
４を通って燃料気化室６内に排出される。電磁式燃料噴
射弁１０から燃料気化室６の上部に供給された大粒径の
燃料Ｂは、燃焼ガス流路４から排出された高温の燃焼ガ
スに晒されることになり、大粒径の燃料Ｂが気化する
が、火種（点火部Ｘ）は遠方に存在するため、燃料気化
室６内で火炎を発生することはない。この気化した燃料
は、第２エア噴射孔１５から燃料気化室６内に導入され
た外気エアの流れに乗って、液体燃料気化装置１の外部
（燃焼装置以下同じ）へ導かれる。

【００２６】上記の実施例で示したように、液体燃料気
化装置１を用いることにより、液体燃料を微粒化（気
化）できるため、この微粒化燃料（気化燃料）を燃焼装
置に供給することにより、燃料の燃焼性が向上し、燃料
の完全燃焼が可能になり、排気エミッションを低減でき
る。この実施例では、燃焼室２、燃料気化室６および燃
焼ガス流路４を多重筒にしたことにより、液体燃料気化
装置１の構成をシンプルにできるとともに、燃料気化室
６内における燃料の加熱ムラを抑えることができる。

【００２７】この実施例では、１つの電磁式燃料噴射弁
１０によって燃焼室２と燃料気化室６とにそれぞれ燃料
を供給したため、燃焼室２および燃料気化室６のそれぞ
れに電磁式燃料噴射弁１０を設けた場合に比較して液体
燃料気化装置１のコストを抑えることができる。この実
施例では、第１噴口１２の孔径が、第２噴口１３の孔径
より小さいため、燃焼室２に噴射された燃料が小径化し
て燃料の着火性が向上し、点火時の瞬時着火が可能にな
る。また、燃料気化室６に噴射された燃料が大径化して
燃料の着火性が低下し、燃料気化室６内で燃料が発火す
る不具合を回避できる。

【００２８】〔第２実施例〕上記第１実施例では、電磁
式燃料噴射弁１０の燃料噴射口プレート１１に、燃焼室
２に向けて燃料を噴射する第１噴口１２と、燃料気化室
６に向けて燃料を噴射する第２噴口１３とを設け、燃焼
室２と燃料気化室６とに同時に燃料を噴射供給する例を
示したが、この第２実施例の電磁式燃料噴射弁１０の燃
料噴射口プレート１１は、図４に示すように、１つの燃
料の噴射角しか有さないものである。つまり、この第２
実施例の電磁式燃料噴射弁１０の噴射口プレート１１
は、１種類の噴口ピッチ、孔径、孔角しか持たないもの
であるが、噴射角は外側の燃料気化室６へ直接燃料を噴
射供給できるように大きく設定されたものである。

【００２９】この実施例の第１エア噴射孔１４は、図４
の（ａ）に示すように、電磁式燃料噴射弁１０から噴射
される燃料噴射角の外側（図示上側）に配置されたもの
で、第１エア噴射孔１４から噴射される外気エアによっ
て電磁式燃料噴射弁１０から噴射された燃料Ｃを外気エ
アとともに燃焼室２内に供給するように設けられてい
る。なお、第１エア噴射孔１４から噴射される外気エア
の流れ方向と、電磁式燃料噴射弁１０から噴射される燃
料Ｃの通過線上の一点に、点火プラグ１７（符号、第１
実施例参照）の点火部Ｘが配置されている。

【００３０】この実施例では、第１エア噴射孔１４と第
２エア噴射孔１５が交互に外気エアを吹き出すように設
けられており、第２エア噴射孔１５からの外気エアの吹
出が停止され、第１エア噴射孔１４から外気エアが吹き
出されると（図４、ａ参照）、燃焼室２内に噴射燃料Ｃ
と外気エアとが供給され、点火手段の作動によって燃焼
室２内で燃料Ｃの燃焼が行われる。一方、この実施例で
は、第１エア噴射孔１４の外気エア吹出停止中に、燃焼
室２内に外気エアを供給して、燃焼室２内の燃焼ガスを
燃焼ガス流路４から燃料気化室６へ排出させるための補
助エア噴射孔１６が設けられている。

【００３１】第１エア噴射孔１４から外気エアの吹出が
停止され、第２エア噴射孔１５および補助エア噴射孔１
６から外気エアが吹き出されると（図４、ｂ参照）、電
磁式燃料噴射弁１０から噴射された燃料が燃料気化室６
内に供給されるとともに、燃焼室２内で発生した高温の
燃焼ガスが燃料気化室６に供給される。これによって、
燃料気化室６に噴射供給された燃料Ｃは、燃焼ガス流路
４から排出された高温の燃焼ガスにさらされることにな
り、燃料Ｃが気化するが、火種（点火手段の点火部）は
遠方に存在するため、燃料気化室６内で火炎を発生する
ことはない。この気化した燃料は、第１実施例と同様、
第２エア噴射孔１５から燃料気化室６内に導入された外
気エアの流れに乗って、液体燃料気化装置１の外部へ排
出される。

【００３２】〔第３実施例〕この第３実施例の電磁式燃
料噴射弁１０も、第２実施例と同様、図５に示すよう
に、１つの燃料の噴射角しか有さないものであり、その
電磁式燃料噴射弁１０の噴射口プレート１１の噴射角は
外側の燃料気化室６へ直接燃料を噴射供給できるように
大きく設定されたものである。

【００３３】この第３実施例における噴射口プレート１
１の周囲には、噴射口プレート１１から噴射した燃料の
一部を衝突させる燃料衝突手段２０が配置されている。
この燃料衝突手段２０は、図６にも示されるものであ
り、燃料衝突手段２０に衝突した燃料は、衝突によって
分裂して微粒化するとともに、燃料衝突手段２０の軸方
向に向きを変えて燃焼室２に供給されるように設けられ
ている。

【００３４】具体的には、噴射口プレート１１には、図
６（ａ）に示すように、８つの噴口１３ａが設けられて
おり、その内の対向する２つの噴口１３ａから噴射され
た燃料が燃料衝突手段２０の鋭角部２０ａに衝突して燃
焼室２内に供給され、他の６つの噴口１３ａから噴射さ
れた燃料は上記鋭角部２０ａに衝突することなく燃焼室
２の周囲の燃料気化室６内に直接供給される。なお、点
火プラグ１７（符号、第１実施例参照）の点火部Ｘは、
燃料衝突手段２０で衝突した燃料の点火を行うものであ
り、燃料衝突手段２０の下流側に配置されている。

【００３５】この実施例における燃料衝突手段２０は、
図６（ｂ）に示すように、先端が尖った相対向する２ヶ
所の鋭角部２０ａを備え、この鋭角部２０ａの先端に噴
射口プレート１１から噴射された燃料の一部が衝突する
ように設けられている。これにより、燃料衝突手段２０
に付着する燃料は、鋭角部２０ａの内側と外側の２面に
付着することになるため、燃料の付着面積が広がり、燃
焼室２からの熱によって蒸発しやすくなる。つまり、燃
料衝突手段２０に付着した燃料が液滴に成長するのを抑
制できる。

【００３６】また、この鋭角部２０ａの外側（噴射口と
は異なった側）には、溝２０ｂが設けられている。この
ように、鋭角部２０ａの外側に溝２０ｂを設けたことに
より、衝突した燃料が燃料衝突手段２０に付着するに
は、溝２０ｂの奥に入りこまなければならず、溝２０ｂ
を設けない場合に比較して付着燃料を少なくできる。ま
た、燃料衝突手段２０は燃料室からの熱を受けるため、
その熱によって燃料衝突手段２０に付着した燃料が気化
し、燃料衝突手段２０に付着した燃料が液滴に成長する
のが抑制される。

【００３７】この第３実施例では、燃料衝突手段２０に
衝突した燃料が衝突によって分裂し、微粒化して燃焼室
２に供給されるため、燃料の燃焼性が高まり、排気エミ
ッションを低減できる。また、燃焼開始時における燃料
の着火性が向上するため、燃焼開始時の瞬時着火が可能
になり、燃焼開始時における排気エミッションも低減で
きる。さらに、鋭角部２０ａの先端に燃料を衝突させ
て、燃料の付着面積を鋭角部２０ａの内側と外側の２面
に広げて、燃焼室２からの熱によって蒸発しやすくして
いるとともに、鋭角部２０ａの外側に溝２０ｂを設けて
燃料の付着を困難にしているため、燃料衝突手段２０に
付着した燃料が液滴に成長するのが抑制される。つま
り、燃料衝突手段２０に付着した燃料が液滴に成長して
燃焼室２内に供給されて排気エミッションが悪化するの
を防ぐことができる。

【００３８】なお、この第３実施例の液体燃料気化装置
１は、燃焼室２内のみに外気エア（燃焼用空気）を供給
するように設けられたものであり、図示上方から燃焼室
２内に外気エアを供給する予混合エア噴射孔２１と、燃
焼室２内に直接外気エアを供給する燃焼用エア噴射孔２
２とが設けられ、この予混合エア噴射孔２１と燃焼用エ
ア噴射孔２２には、エアポンプＰが接続されている。こ
の第３実施例においては、エア噴射孔２２から燃焼室２
内に供給されたエアは、旋回流となるように設定されて
いるので、高負荷燃焼が可能である。

【００３９】〔第４実施例〕この第４実施例は、図７に
示すように、燃料が衝突する部分Ｙよりも外側（噴射口
とは異なった側）に、燃料吸収体２３を配置したもので
ある。なお、燃料吸収体２３は、燃料を吸収可能な耐熱
製のものであり、例えば多孔性セラミック、多孔性金
属、金網を積層したもの等からなる。このように、燃料
が付着する部分に燃料吸収体２３が配置されたことによ
り、燃料衝突手段２０に付着した燃料が燃料吸収体２３
に吸われ、燃料吸収体２３に保持される。そして、燃料
吸収体２３に保持された燃料は、燃焼室２からの熱によ
って蒸発するため、燃料衝突手段２０に付着した燃料が
液滴に成長するのが防がれる。

【００４０】〔第５実施例〕この第５実施例は、図８に
示すように、燃料が衝突する部分Ｙよりも外側（噴射口
とは異なった側）に、複数の窪み２０ｃを形成したもの
である。このように、燃料が付着する部分に複数の窪み
２０ｃを形成したことにより、燃料の付着が困難にな
り、付着量が少なくなる。そして、少量付着した燃料
は、燃焼室２からの熱によって蒸発するため、燃料衝突
手段２０に付着した燃料が液滴に成長するのが防がれ
る。

【００４１】〔第６実施例〕この第６実施例は、図９に
示すように、燃料が衝突する部分Ｙよりも外側（噴射口
とは異なった側）に、複数の突起２０ｄを形成したもの
である。このように、燃料が付着する部分に複数の突起
２０ｄを形成したことにより、付着した燃料が大きな液
滴に成長する前に落下する。つまり、燃焼室２に液滴燃
料が落下しても、液滴は小さいため、容易に燃焼され
る。このため、排気エミッションが悪化するのを防ぐこ
とができる。

【００４２】〔第７実施例〕この第７実施例は、燃焼室
２内の空燃比を可燃焼範囲内における燃料が薄い燃料リ
ーン側に制御するとともに、燃料気化室６の空燃比を可
燃焼範囲から外れた燃料が薄い燃料リーン側に制御する
ものである。具体的には、図１０に示すように、第７実
施例の液体燃料気化装置１は、燃焼室２内に外気エア
（燃焼用空気）を供給する手段として、図示上方から燃
焼室２内に外気エアを供給する予混合エア噴射孔２１
と、燃焼室２内に直接外気エアを供給する燃焼用エア噴
射孔２２とを備える。燃焼用エア噴射孔２２から燃焼室
２内に供給される外気エアの量は、電磁式燃料噴射弁１
０から燃焼室２内に供給される燃料の量に対して多く、
燃焼室２内の空燃比が可燃焼範囲内における燃料が薄い
燃料リーン側に制御される。

【００４３】一方、燃料気化室６の空燃比を可燃焼範囲
から外れた燃料リーン側に制御するために、第７実施例
の液体燃料気化装置１は、燃料気化室６の上流側、つま
り、燃料と燃焼ガスが供給される部分に、燃料気化室６
の上流側で燃焼が始まらない程度の量の外気エア（燃焼
防止用空気）を供給する燃焼防止エア噴射孔２７を備え
る。なお、燃焼防止エア噴射孔２７には、エアポンプＰ
が接続されている。この第７実施例は、第１実施例と同
様、電磁式燃料噴射弁１０の噴射口プレート１１には、
燃焼室２に向けて燃料を噴射する第１噴口１２と、燃料
気化室６に向けて燃料を噴射する第２噴口１３とを備え
るものであるが、上記第３〜第６実施例で示したよう
に、燃料衝突手段２０によって燃料の一部を燃焼室２に
供給する手段を採用しても良い。

【００４４】この第７実施例では、燃焼室２内の空燃比
を可燃焼範囲内の燃料リーン側に制御し、燃料気化室６
の空燃比を可燃焼範囲から外れた燃料リーン側に制御す
ることにより、燃料気化室６に燃料の着火温度以上の燃
焼ガスが供給されても、燃料気化室６で燃料が燃焼する
不具合がない。

【００４５】〔第８実施例〕上記第７実施例は、燃料気
化室６の空燃比を常に可燃焼範囲から外れた燃料リーン
側に制御することで、燃料気化室６における燃料の燃焼
を防いだが、この第８実施例は、図１１に示すように、
燃料気化室６に供給される燃焼ガスの温度を検出する温
度センサ２４を設け、この温度センサ２４の検出する温
度が所定温度（例えば燃料の自己着火温度以下に設定さ
れた温度）以上の時に、図示しない制御装置によって燃
焼防止エア噴射孔２７から燃料気化室６に供給される外
気エアを増やして、燃料気化室６の空燃比を可燃焼範囲
から外れた燃料リーン側に制御するものである。

【００４６】上記の制御によって、燃焼防止エア噴射孔
２７による不要な外気エアの供給が防がれ、省動力化を
図ることができる。なお、燃焼防止エア噴射孔２７から
燃料気化室６に供給される外気エアを可変する手段とし
て、図示しない制御装置によってエアポンプＰを可変す
る手段か、あるいは燃焼防止エア噴射孔２７に通じる通
路をバルブ等によって可変する手段を採用するものであ
る。

【００４７】〔第９実施例〕この第９実施例は、燃焼室
２内の空燃比を可燃焼範囲内における燃料が濃い燃料リ
ッチ側に制御するとともに、燃料気化室６の空燃比を可
燃焼範囲から外れた燃料が濃い燃料リッチ側に制御する
ものである。具体的には、図１２に示すように、第９実
施例の液体燃料気化装置１は、燃焼室２内のみに外気エ
ア（燃焼用空気）を供給するものであり、その供給手段
として、図示上方から燃焼室２内に外気エアを供給する
予混合エア噴射孔２１と、燃焼室２内に直接外気エアを
供給する燃焼用エア噴射孔２２とを備える。予混合エア
噴射孔２１と燃焼用エア噴射孔２２から燃焼室２内に供
給される外気エアの量は、電磁式燃料噴射弁１０から燃
焼室２内に供給される燃料の量に対して少なく、燃焼室
２内の空燃比が可燃焼範囲内における燃料リッチ側に制
御される。

【００４８】この実施例では、予混合エア噴射孔２１か
ら噴射される空気が確実に燃焼室２内に供給される必要
がある。そこで、予混合エア噴射孔２１を燃焼室の上部
開口の中心に向けるとともに、燃焼室２の上部開口部の
周囲に、燃焼室２と燃料気化室６を隔離する仕切板２５
を設け、予混合エア噴射孔２１から噴射された空気が燃
料気化室６に供給されないように設けられている。ま
た、仕切板２５は、燃焼室２内で燃焼火炎が燃料気化室
６に移らない機能を有している。この第９実施例では、
燃焼室２内の空燃比を可燃焼範囲内の燃料リッチ側に制
御するとともに、燃料気化室６には空気を供給せずに燃
料のみを供給することで燃料気化室６の空燃比を可燃焼
範囲から外れた燃料リッチ側に制御することにより、燃
料気化室６に燃料の着火温度以上の燃焼ガスが供給され
ても、燃料気化室６で燃料が燃焼する不具合がない。

【００４９】〔第１０実施例〕この第１０実施例は、燃
料気化室６へ導かれる燃焼ガスを、燃焼ガス冷却手段に
よって燃料の自己発火温度よりも低く下げるものであ
り、燃焼ガス冷却手段として燃料気化室６へ導かれる燃
焼ガスに外気エア（冷却空気）を供給する冷却用空気の
供給手段を採用するものである。

【００５０】具体的には、図１３に示すように、第１０
実施例の液体燃料気化装置１は、燃料気化室６へ導かれ
る燃焼ガスに外気エア（冷却空気）を供給する手段とし
て、燃焼ガス流路４の内部に外気エアを供給する冷却用
エア噴射孔２６（燃焼ガス冷却手段および冷却用空気の
供給手段に相当する）を備えるものである。なお、冷却
用エア噴射孔２６には、エアポンプＰが接続されてい
る。この第１０実施例では、燃料気化室６へ導かれる燃
焼ガスに外気エア（冷却空気）を供給して、燃料気化室
６へ導かれる燃焼ガスを燃料の自己発火温度よりも低く
下げているので、燃料気化室６における空燃比が可燃焼
範囲内であっても、燃料気化室６で燃料が燃焼する不具
合がない。

【００５１】〔第１１実施例〕この第１１実施例は、図
１４に示すように、燃料気化室６に供給される燃焼ガス
の温度を検出する温度センサ２４を設け、この温度セン
サ２４の検出する温度が所定温度（例えば燃料の自己着
火温度以下に設定された温度）以上に上昇しないよう
に、冷却用エア噴射孔２６から燃焼ガス流路４の内部に
供給される外気エアの風量を制御するものである。つま
り、温度センサ２４の検出する温度が上昇する際は、温
度センサ２４の検出する温度が所定温度以上に上昇しな
いように図示しない制御装置によって冷却用エア噴射孔
２６から噴射される外気エアの量を増やし、逆に温度セ
ンサ２４の検出する温度が低下する際は、図示しない制
御装置によって外気エアの量を減らす制御を行うもので
ある。

【００５２】上記の制御によって、冷却用エア噴射孔２
６による不要な外気エアの供給が防がれ、省動力化を図
ることができる。なお、冷却用エア噴射孔２６から燃焼
ガス流路４に供給される外気エアを可変する手段とし
て、図示しない制御装置によってエアポンプＰを可変す
る手段、あるいは燃焼防止エア噴射孔２７に通じる通路
をバルブ等によって可変する手段を採用するものであ
る。

【００５３】〔第１２実施例〕この第１２実施例は、図
１５に示すように、電磁式燃料噴射弁１０から噴射供給
される燃焼用燃料Ｄおよび気化用燃料Ｅを、可燃液体
（例えばガソリン、軽油、灯油、メタノール等のアルコ
ール燃料など）と不燃液体（不燃流体の一例であって、
例えば水など）の混合液としている。可燃液体と不燃液
体との体積比率は、例えば１：１であって、この体積比
率は、可燃燃料の種類等に応じて適宜設定されるもので
ある。なお、この実施例では、不燃流体の一例として不
燃液体を例に示したが、不活性ガス（例えばアルゴンガ
ス）などの不燃気体を用いても良い。

【００５４】このように、電磁式燃料噴射弁１０から噴
射供給される燃料Ｄ、Ｅを、可燃液体と不燃液体の混合
液とすることにより、燃焼室２内における燃焼用燃料Ｄ
の燃焼温度を低減することができるとともに、気化用燃
料Ｅの自己発火温度を高めることができる。このよう
に、燃焼用燃料Ｄの燃焼温度が低下することにより、燃
料気化室６へ導かれる燃焼ガスの温度が下がり、気化用
燃料Ｅの発火誘発を防ぐことができる。また、気化用燃
料Ｅの自己発火温度が高まることによっても、燃焼ガス
によって気化用燃料が発火するのを防ぐことができる。

【００５５】つまり、電磁式燃料噴射弁１０から噴射供
給される燃料Ｄ、Ｅを、可燃液体と不燃液体の混合液と
することにより、燃焼用燃料の燃焼温度を低減する効果
と、気化用燃料の自己発火温度を高める効果の相乗効果
によって、燃料気化室６で気化用燃料Ｅが燃焼する不具
合をなくすことができる。なお、この第１２実施例で
は、第１実施例の改良例を用いて説明したが、当然第２
〜第１１実施例についても、燃料を可燃液体と不燃流体
との混合燃料とすることにより、この第１２実施例と同
様の効果が得られるものである。

【００５６】〔変形例〕上記の実施例では、内側に燃焼
室２、外側に燃料気化室６を配置した例を示したが、逆
に外側に燃焼室２、内側に燃料気化室６を配置しても良
い。上記の実施例では、多重筒構造によって液体燃料気
化装置１を構成したが、液体燃料気化装置１内を単に燃
焼室２と燃料気化室６とに区画して燃焼ガス流路４で連
通しても良い。つまり、燃料気化室６を構成するハウジ
ング７の内部に燃焼室２を区画して配置しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体燃料気化装置の概略図である（第１実施
例）。

【図２】燃料噴射口プレートの平面図および断面図であ
る（第１実施例）。

【図３】点火プラグの取り付け状態を示す図である（第
１実施例）。

【図４】液体燃料気化装置の作動説明図である（第２実
施例）。

【図５】液体燃料気化装置の概略図である（第３実施
例）。

【図６】燃料衝突手段の説明図である（第３実施例）。

【図７】燃料衝突手段の断面図である（第４実施例）。

【図８】燃料衝突手段の断面図である（第５実施例）。

【図９】燃料衝突手段の断面図である（第６実施例）。

【図１０】液体燃料気化装置の概略図である（第７実施
例）。

【図１１】液体燃料気化装置の概略図である（第８実施
例）。

【図１２】液体燃料気化装置の概略図である（第９実施
例）。

【図１３】液体燃料気化装置の概略図である（第１０実
施例）。

【図１４】液体燃料気化装置の概略図である（第１１実
施例）。

【図１５】液体燃料気化装置の概略図である（第１２実
施例）。

【符号の説明】

１液体燃料気化装置２燃焼室４燃焼ガス流路６燃料気化室７ハウジング１０電磁式燃料噴射弁１２第１噴口１３第２噴口２０燃料衝突手段２０ａ鋭角部２０ｂ燃料衝突手段の溝２３燃料吸収体２５仕切板２６冷却用エア噴射孔（燃焼ガス冷却手段、冷却用
空気の供給手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川口清司愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者上野正勝愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）燃料の燃焼を行う燃焼室と、（ｂ）この燃焼室で発生した燃焼ガスが導かれ、その燃
焼ガスの熱で液体燃料を気化させる燃料気化室と、（ｃ）前記燃焼室および前記燃料気化室へ液体燃料を噴
射する共通の燃料噴射弁と、を備える液体燃料気化装
置。
【請求項２】請求項１の液体燃料気化装置において、前記燃焼室は、前記燃料気化室を構成するハウジングの
内部に配置され、前記燃焼室および前記燃料気化室は、
前記共通の燃料噴射弁から噴射燃料が供給されることを
特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項３】請求項２の液体燃料気化装置において、前記燃焼室および前記燃料気化室は、多重筒によって構
成されることを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項４】請求項２または請求項３の液体燃料気化装
置において、前記燃焼室と前記燃料気化室との間には、前記燃焼室か
ら前記燃料気化室へ燃焼ガスを導くとともに、炎止めの
機能を果たす燃焼ガス流路が設けられることを特徴とす
る液体燃料気化装置。
【請求項５】請求項２または請求項３の液体燃料気化装
置において、前記電磁式燃料噴射弁から燃料の供給を受ける前記燃焼
室の開口部には、この燃焼室と前記燃料気化室を隔離す
る仕切板が設けられていることを特徴とする液体燃料気
化装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかの液体
燃料気化装置において、前記電磁式燃料噴射弁は、前記燃焼室に向けて燃料を噴
射する第１噴口と、前記燃料気化室に向けて燃料を噴射
する第２噴口とを備えることを特徴とする液体燃料気化
装置。
【請求項７】請求項６の液体燃料気化装置において、前記第１噴口の孔径は、前記第２噴口の孔径より小さく
設けられたことを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項８】請求項１の液体燃料気化装置において、前記電磁式燃料噴射弁は、その電磁式燃料噴射弁から噴
射された燃料の一部と衝突する燃料衝突手段を備え、この燃料衝突手段に衝突した燃料を前記燃焼室に供給
し、前記燃料衝突手段に衝突しなかった燃料を前記燃料気化
室に供給することを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項９】請求項８の液体燃料気化装置において、前記燃料衝突手段は先端が尖った鋭角部を備え、前記電磁式燃料噴射弁から噴射されて前記燃料衝突手段
に衝突する燃料は、前記鋭角部の先端に衝突するように
設けられたことを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項１０】請求項８または請求項９の液体燃料気化
装置において、前記燃料衝突手段は、燃料が衝突する部分の外側に、燃
料吸収体が設けられたことを特徴とする液体燃料気化装
置。
【請求項１１】請求項８または請求項９の液体燃料気化
装置において、前記燃料衝突手段は、燃料が衝突する部分の外側に溝が
設けられたことを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項１２】請求項１ないし請求項１１のいずれかの
液体燃料気化装置において、前記燃料気化室の空燃比は、燃料が燃焼可能な可燃焼範
囲から外れることを特徴とする液体燃料気化装置。
【請求項１３】請求項１２の液体燃料気化装置におい
て、前記燃料気化室の空燃比は、可燃焼範囲から外れた燃料
が薄い燃料リーン側であることを特徴とする液体燃料気
化装置。
【請求項１４】請求項１３の液体燃料気化装置におい
て、前記燃焼室の空燃比は、可燃焼範囲内における燃料が薄
い燃料リーン側であることを特徴とする液体燃料気化装
置。
【請求項１５】請求項１２の液体燃料気化装置におい
て、前記燃料気化室の空燃比は、可燃焼範囲から外れた燃料
が濃い燃料リッチ側であることを特徴とする液体燃料気
化装置。
【請求項１６】請求項１５の液体燃料気化装置におい
て、前記燃焼室の空燃比は、可燃焼範囲内における燃料が薄
い燃料リーン側であることを特徴とする液体燃料気化装
置。
【請求項１７】請求項１ないし請求項１６のいずれかの
液体燃料気化装置において、前記燃料気化室へ導かれる燃焼ガスは、燃焼ガス冷却手
段によって発火温度よりも低く下げられることを特徴と
する液体燃料気化装置。
【請求項１８】請求項１７の液体燃料気化装置におい
て、前記燃料気化室へ導かれる燃焼ガスに空気を供給する冷
却用空気の供給手段を設けたことを特徴とする液体燃料
気化装置。
【請求項１９】請求項１ないし請求項１８のいずれかの
液体燃料気化装置において、前記燃料噴射弁は、可燃液体と不燃流体の混合物を噴射
することを特徴とする液体燃料気化装置。