JP2003097270A - ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 渦流室内において、空気渦流を渦流室内の中
央空間部分から左右両脇空間部分にまで幅広く拡がらせ
て行くことにより、空気と燃料との混合性能を高めて空
気利用率を向上させる。 【解決手段】 主噴孔２１が渦流室２につながる部分の
主噴孔終端周縁部９のうちの、渦流室２の中心５から見
て主噴孔２１の軸心２５よりも外側に位置する外回り側
周縁部分１０において、主噴孔２１の外回り寄り周面部
分１１と渦流室２の渦流室周面１２とを滑らかに接続さ
せる主噴孔円滑接続用面１３を形成する。主噴孔(21)と
左右の脇噴孔(22)(22)とが成す前部左右の２箇所の各境
界部分に沿わせてそれぞれ微小渦流生成用溝(32)(32)を
形成する。この微小渦流生成用溝(32)(32)の溝終端部を
渦流室(２)の渦流室周面(12)に開口した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの渦流室式燃焼室に関する。

【０００２】

【前提構成】本発明のディーゼルエンジンの渦流室式燃
焼室は、例えば図１・図２（本発明）、または図７（従
来技術）に示すように、次の前提構成を有するものを対
象とする。

【０００３】図１・図２は本発明のディーゼルエンジン
の渦流室式燃焼室の実施形態１を示す。図２はディーゼ
ルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断右側面図である。図
１（Ａ）は噴口口金の縦断右側面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の噴口の要部
拡大図。図１（Ｄ）は図１（Ｃ）の平面図、図１（Ｅ）
は図１（Ｃ）の底面図、図１（Ｆ）は図１（Ｃ）のＦ矢
視図。図１（Ｇ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め上から見た
斜視図、図１（Ｈ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め下から見
た斜視図である。

【０００４】図７は従来技術に係る噴口の形状を示す。
図７（Ａ）は噴口の縦断右側面図。図７（Ｂ）は図７
（Ａ）の平面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の底面図、図
７（Ｄ）は図７（Ａ）のＤ矢視図。図７（Ｅ）は図７
（Ａ）の噴口を斜め上から見た斜視図、図７（Ｆ）は図
７（Ａ）の噴口を斜め下から見た斜視図である。

【０００５】ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の主
室(１)に渦流室(２)を噴口(３)を介して連通させる。圧
縮工程で主室(１)から噴口(３)を経て渦流室(２)内に圧
入されてきた圧縮空気流(６)が、渦流室(２)内で空気渦
流(７)となつて旋回するように構成する。この渦流室
(２)に燃料噴射ノズル(８)を臨ませる。噴口(３)の形状
は、主噴孔(21)の左右両横側部に左右一対の各脇噴孔(2
2)(22)の横側部を連通させて形成する。両脇噴孔(22)(2
2)の軸心(23)(23)同士は互いに先すぼまりに傾斜させて
交点(24)で交差させる。この交点(24)は主噴孔(21)の軸
心(25)よりも渦流室(２)の渦流室周面(12)に近い側に位
置させたものである。

【０００６】

【従来の技術】上記前提構成において、噴口(３)の具体
的な形状として、従来技術では図７に示すものがある。
図７は従来技術に係る噴口の形状を示す。図７（Ａ）は
噴口の縦断右側面図。図７（Ｂ）は図７（Ａ）の平面
図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の底面図、図７（Ｄ）は図
７（Ａ）のＤ矢視図。図７（Ｅ）は図７（Ａ）の噴口を
斜め上から見た斜視図、図７（Ｆ）は図７（Ａ）の噴口
を斜め下から見た斜視図である。

【０００７】前記噴口(３)を構成する主噴孔(21)および
脇噴孔(22)(22)は、単に円柱形に形成されたまま、渦流
室(２)の渦流室周面(12)に開口しているだけである。主
噴孔(21)と左右の脇噴孔(22)(22)とが成す前後左右の合
計４箇所の境界部分のうちの、前部左右の２箇所の各境
界部分に沿わせて、それぞれ微小渦流生成用溝(32)(32)
を形成し、この微小渦流生成用溝(32)(32)の溝終端部を
渦流室(２)の渦流室周面(12)に開口したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題がある。 ［ イ． 圧縮空気流(６)が噴口(３)から真っすぐに渦
流室(２)内に流れ込むため、空気渦流(７)は渦流室(２)
内の中央空間部分から左右両脇空間部分まで幅広く拡が
って行きにくい分だけ、渦流室(２)内での空気と燃料と
の混合性能が高まりにくく、空気利用率が向上しにく
い。 ］

【０００９】図４（Ａ）は従来技術の噴口の働きを模式
的に示す図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線
断面図である。この図４（Ａ）・（Ｂ）に示すように、
圧縮工程で主室(１)から噴口(２)を経て渦流室(２)内に
圧入される圧縮空気流(６)は、噴口(３)を通過する段階
では噴口(３)に案内されて直進し、そのまま真っすぐに
渦流室(２)内に流れ込む。

【００１０】このため、空気渦流(７)は、渦流室(２)内
の中央空間部分から左右両脇空間部分まで幅広く拡がっ
て行きにくい分だけ、渦流室(２)内での空気と燃料との
混合性能が高まりにくく、空気利用率が向上しにくい。
これにより、燃焼排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）を悪
化させることなく、ＰＭ（パティキュレートマテリアル
＝粒子状物質）を低減させることが出来ないのである。

【００１１】［ ロ． 空気渦流(７)が渦流室(２)の左
右両脇空間部分まで幅広く拡がって行きにくい分だけ、
図３（Ｃ）の微小渦流(46)も拡散されて行きにくいた
め、微小渦流(46)が空気と燃料との接触率・接触速度を
高めて燃料噴射開始から発火開始までの発火遅れ時間を
短縮することができず、燃焼排ガス中のＮＯｘ（窒素酸
化物）の発生量を低減させることができない。 ］

【００１２】圧縮空気流(６)が噴口(３)から真っすぐに
渦流室(２)内に流れ込むため、空気渦流(７)は渦流室
(２)内の中央空間部分から左右両脇空間部分まで幅広く
拡がって行きにくい。これにより、図３（Ｃ）の微小渦
流発生用溝(32)を通過した溝通過空気流(45)で発生した
微小渦流(46)が、空気渦流(７)の横幅方向に広く拡散さ
れて行きにくい。このため、微小渦流(46)が空気と燃料
との接触率・接触速度を高めて燃料噴射開始から発火開
始までの発火遅れ時間を短縮することができず、燃焼排
ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を低減させるこ
とができない。

【００１３】本発明の課題は、次のようにすることにあ
る。 （イ）．渦流室内において、空気渦流を渦流室内の中央
空間部分から左右両脇空間部分にまで幅広く拡がらせて
行くことにより、空気と燃料との混合性能を高めて空気
利用率を向上させて、ＰＭ（パティキュレートマテリア
ル＝粒子状物質）を低減させる。

【００１４】（ロ）． 渦流室内において、空気渦流を
渦流室内の中央空間部分から左右両脇空間部分にまで幅
広く拡がらせて行くことにより、図３（Ｃ）の溝通過空
気流(45)で発生した微小渦流(46)を空気渦流の横幅方向
に広く拡散させて行って、微小渦流が空気と燃料との接
触率・接触速度を高めて燃料噴射開始から発火開始まで
の発火遅れ時間を短縮させるようにして、燃焼排ガス中
のＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量を低減させる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のディーゼルエン
ジンの渦流室式燃焼室は、上記前提構成において、上記
課題を解決するために、例えば図１−図５、または図６
に示すように、次の特徴構成を追加したことを特徴とす
る。

【００１６】図１−図５（Ａ）は本発明のディーゼルエ
ンジンの渦流室式燃焼室の実施形態１を示す。図１
（Ａ）は噴口口金の縦断右側面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の噴口の要部
拡大図。図１（Ｄ）は図１（Ｃ）の平面図、図１（Ｅ）
は図１（Ｃ）の底面図、図１（Ｆ）は図１（Ｃ）のＦ矢
視図。図１（Ｇ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め上から見た
斜視図、図１（Ｈ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め下から見
た斜視図である。

【００１７】図２はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼
室の縦断右側面図である。図３（Ａ）は噴口の主噴孔と
脇噴孔の働きを模式的に示す縦断正面図、図３（Ｂ）は
図３（Ａ）の縦断右側面図。図３（Ｃ）は微小渦流発生
用溝の働きを模式的に示す要部縦断正面図。図４は噴口
の働きを模式的に示す図である。図４（Ａ）は従来技術
の噴口および渦流室の縦断右側面図、図４（Ｂ）は図４
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。図４（Ｃ）は本発明の噴口お
よび渦流室の縦断右側面図、図４（Ｄ）は図４（Ｃ）の
Ｄ−Ｄ線断面図である。

【００１８】図５は本発明の実施形態１・２・および３
を示す噴口の円滑接続用面の縦断右側面図。図５（Ａ）
は実施形態１を示し、図５（Ｂ）は実施形態２を、図５
（Ｃ）は実施形態３を示す。

【００１９】図６は本発明の実施形態４に係る噴口の形
状を示す。図６（Ａ）は噴口の縦断右側面図。図６
（Ｂ）は図６(Ａ)の平面図、図６（Ｃ）は図６(Ａ)の底
面図、図６（Ｄ）は図６（Ａ）のＤ矢視図。図６（Ｅ）
は図６（Ａ）の噴口を斜め上から見た斜視図、図６
（Ｆ）は図６（Ａ）の噴口を斜め下から見た斜視図であ
る。

【００２０】○ 発明１． 請求項１． 図１−図５、
または図６参照． 前記主噴孔(21)が渦流室(２)につながる部分の主噴孔終
端周縁部(９)のうちの、渦流室(２)の中心(５)から見て
主噴孔(21)の軸心(25)よりも外側に位置する外回り側周
縁部分(10)において、主噴孔(21)の外回り寄り周面部分
(11)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを滑らかに接続さ
せる主噴孔円滑接続用面(13)を形成する。

【００２１】主噴孔終端周縁部(９)のうちの、前記外回
り側周縁部分(10)とは反対側に位置する内回り側周縁部
分(14)において、主噴孔(21)の内回り寄り周面部分(15)
と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを直接鋭角を成すまま
につながらせる。主噴孔(21)と左右の脇噴孔(22)(22)と
が成す前後左右の合計４箇所の境界部分のうちの、少な
くとも前部左右の２箇所の各境界部分に沿わせて、それ
ぞれ微小渦流生成用溝(32)(32)を形成する。この微小渦
流生成用溝(32)(32)の溝終端部を渦流室(２)の渦流室周
面(12)に開口して構成した、ことを特徴とする。

【００２２】○ 発明２． 請求項２． 図１・図５
（Ｂ）参照． この発明２は、上記発明１において、次の特徴構成を追
加したことを特徴とする。前記主噴孔円滑接続用面(13)
の縦断面形状は、主噴孔(21)の外回り寄り周面部分(11)
から渦流室(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行
く複数段折曲り連続傾斜面(16)から成る。

【００２３】○ 発明３． 請求項３． 図１・図５
（Ｃ）参照． この発明３は、上記発明１において、次の特徴構成を追
加したことを特徴とする。前記主噴孔円滑接続用面(13)
の縦断面形状は、主噴孔(21)の外回り寄り周面部分(11)
から渦流室(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行
くなだらかな凸曲面(17)から成る。

【００２４】○ 発明４． 請求項４． 図１参照． この発明４は、上記発明１・２または３において、次の
特徴構成を追加したことを特徴とする。前記各脇噴孔(2
2)が渦流室(２)につながる部分の脇噴孔終端周縁部(26)
のうちの、前記渦流室中心(５)から見て噴口軸(４)より
も外側に位置する外回り側周縁部分(27)において、脇噴
孔(22)の外回り寄り周面部分(28)と渦流室(２)の渦流室
周面(12)とを滑らかに接続させる脇噴孔円滑接続用面(2
9)を形成した。

【００２５】○ 発明５． 請求項５． 図１・図５
（Ｂ）参照． この発明５は、上記発明４において、次の特徴構成を追
加したことを特徴とする。前記脇噴孔円滑接続用面(29)
の縦断面形状は、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部分(25)
から渦流室(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行
く複数段折曲り連続傾斜面(30)から成る。

【００２６】○ 発明６． 請求項６． 図１・図５
（Ｃ）参照． この発明６は、上記発明４において、次の特徴構成を追
加したことを特徴とする。前記脇噴孔円滑接続用面(29)
の縦断面形状は、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部分(25)
から渦流室(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行
くなだらかな凸曲面(31)から成る。

【００２７】

【発明の効果】本発明のディーゼルエンジンの渦流室式
燃焼室は、つぎの効果を奏する。 ○ 発明１． 請求項１． 図１−図５、または図６参
照． ［ イ． 主空気渦流(43)と左右一対の脇空気渦流(4
4)(44)とが、渦流室(２)の中央空間部分から左右両脇空
間部分にまで広範囲に亘って広がる事、主噴孔円滑接
続用面(13)の負圧引き寄せ作用で、主空気渦流(43)の横
幅が押し広げられる事、および主噴孔円滑接続用面(1
3)での主圧縮空気流(41)の負圧引き寄せ作用で、左右一
対の脇圧縮空気流(42)(42)の衝突・反射を加速する事、
の三者の相乗作用により、渦流室(２)内での空気と燃料
との混合性能・空気利用率が大幅に向上し、燃焼排ガス
中のＮＯxを悪化させることなく、ＰＭを低減させ
る。］

【００２８】「 作用． 主空気渦流(43)と左右一対
の脇空気渦流(44)(44)とが、渦流室(２)の中央空間部分
から左右両脇空間部分にまで広範囲に亘って広がって、
混合性能・空気利用率が向上する。 」

【００２９】図３（Ａ）・（Ｂ）に示すように、圧縮行
程において、主室(１)から主噴孔(21)および左右一対の
両脇噴孔(22)(22)を経て、主圧縮空気流(41)と両脇圧縮
空気流(42)(42)とが並列して、渦流室(２)に圧入されて
行く。

【００３０】まず、主噴孔(21)を通過した主圧縮空気流
(41)は、渦流室(２)内を旋回して主空気渦流(43)となっ
て、主に渦流室(２)内の中央空間部分の付近で左右に広
がって行く。次に、左右一対の脇噴孔(22)(22)を通過し
た左右の脇圧縮空気流(42)(42)は、渦流室(２)に入って
少し進んだ段階で、主圧縮空気流(41)の下側に離れた交
点(24)で互いに衝突し反射して、左右へ拡がっていく。
このため、両脇空気渦流(44)(44)は主に、渦流室(２)内
の中央空間部分から離れて、左右両脇空間部分に拡が
る。

【００３１】これにより、主空気渦流(43)と左右一対の
脇空気渦流(44)(44)とが、渦流室(２)の中央空間部分か
ら両脇空間部分まで広範に広がる。このため、渦流室
(２)内での空気と燃料との混合性能が向上し、空気利用
率が向上する。

【００３２】「 作用． 主噴孔円滑接続用面(13)の
負圧引き寄せ作用で、主空気渦流(43)の横幅が押し広げ
られる。 」

【００３３】図４（Ｃ）・（Ｄ）に示すように、圧縮工
程で主室(１)から主噴孔(21)を経て渦流室(２)内に圧入
される主圧縮空気流(41)は、主噴孔(21)を通過する段階
では主噴孔(21)に案内されて直進した後、主噴孔円滑接
続用面(13)上を通過する段階では、主噴孔円滑接続用面
(13)側で発生する負圧により、主噴孔円滑接続用面(13)
側へ引き寄せられて曲がって行き、渦流室(２)の渦流室
周面(12)に早いうちから速やかに強く押し付けられて行
って、左右へ押し広げられていく。

【００３４】これに伴い、主空気渦流(43)は渦流室(２)
内の中央空間部分から左右両脇空間部分に向かって押し
広げられて行く分だけ、渦流室(２)内での空気と燃料と
の混合性能が高まり、空気利用率が向上する。

【００３５】「 ． 主噴孔円滑接続用面(13)での主
圧縮空気流(41)の負圧引き寄せ作用で、左右一対の脇圧
縮空気流(42)(42)の衝突・反射を加速する。 」

【００３６】上記作用において、主圧縮空気流(41)
は、主噴孔円滑接続用面(13)の負圧引き寄せ作用で渦流
室周面(12)に強く押し付けられて行くときに、上記作用
の左右一対の脇圧縮空気流(42)(42)が交点(24)で衝突
・反射しているものを、上から強く押し付けて、この衝
突・反射を加速する。

【００３７】これにより、両脇空気渦流(44)(44)は、渦
流室(12)内の両脇空間部分の幅広い範囲に亘って押し広
げられていくため、渦流室(２)内での混合性能・空気利
用率が更に向上する。

【００３８】「 ． 上述の作用・・の相乗作
用 」 上述の作用・・の相乗作用により、渦流室(２)内
での空気と燃料との混合性能が高まり、空気利用率が大
幅に向上する。これにより、燃焼排ガス中のＮＯｘ（窒
素酸化物）を悪化させることなく、ＰＭ（パティキュレ
ートマテリアル＝粒子状物質）を低減させることが出来
たのである。

【００３９】［ ロ． 微小渦流発生用溝(32)を通過
した溝通過空気流(45)が微小渦流(46)を多量に発生させ
る事、主噴孔円滑接続用面(13)の負圧引き寄せ作用で
主空気渦流(43)の横幅が押し広げられることに伴って、
溝通過空気流(45)で発生した微小渦流(46)が主空気渦流
(43)の横幅方向に広く拡散されて行く事、および主噴
孔円滑接続用面(13)での主圧縮空気流(41)の負圧引き寄
せ作用で、左右一対の脇圧縮空気流(42)(42)同士の衝突
・反射を加速することに伴って、溝通過空気流(45)で発
生した微小渦流(46)が、脇圧縮空気流(42)(42)の横幅方
向に急速に広く拡散されて行く事、の三者の相乗作用に
より、多量の微小渦流(46)が渦流室(21)内の幅広い範囲
に亘って急速に拡散して、空気と燃料との接触率・接触
速度を高め、燃料噴射開始から発火開始までの発火遅れ
時間を短縮して、燃焼排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）
の発生量を低減させる。 ］

【００４０】「 作用． 微小渦流発生用溝(32)を通
過した溝通過空気流(45)が微小渦流(46)を多量に発生さ
せる。 」 図３（Ｃ）に示すように、微小渦流発生用溝(32)を通過
した溝通過空気流(45)は、渦流室(21)内に飛び込んだと
ころで、渦流室周面(12)付近の空間の空気を負圧により
巻き込んで、微小渦流(46)を活発に多量に発生させなが
ら、巻き込んで連れて行く。

【００４１】「 作用． 主噴孔円滑接続用面(13)の
負圧引き寄せ作用で主空気渦流(43)の横幅が押し広げら
れることに伴って、溝通過空気流(45)で発生した微小渦
流(46)が主空気渦流(43)の横幅方向に広く拡散されて行
く。 」 上記効果［イ］の「作用」で述べた通り、図４（Ｃ）
・（Ｄ）に示すように、主噴孔円滑接続用面(13)の負圧
引き寄せ作用で、主空気渦流(43)の横幅が押し広げられ
て行く。これに伴って、溝通過空気流(45)で発生した微
小渦流(46)が主空気渦流(43)の横幅方向に押し寄せられ
て行って、急速に広く拡散されて行く。

【００４２】［ 作用． 主噴孔円滑接続用面(13)で
の主圧縮空気流(41)の負圧引き寄せ作用で、左右一対の
脇圧縮空気流(42)(42)同士の衝突・反射を加速すること
に伴って、上記溝通過空気流(45)で発生した微小渦流(4
6)が、脇圧縮空気流(42)(42)の横幅方向に急速に広く拡
散されて行く。 」

【００４３】上記効果［イ］の「作用」で述べた通
り、図２（Ａ）・（Ｂ）に示すように、主噴孔円滑接続
用面(13)での主圧縮空気流(41)の負圧引き寄せ作用で、
左右一対の脇圧縮空気流(42)(42)同士の衝突・反射を加
速する。これに伴って、図３（Ｃ）に示すように、上記
溝通過空気流(45)で発生した微小渦流(46)は、脇圧縮空
気流(42)(42)同士の衝突・反射に巻き込まれ、この衝突
・反射流に乗って、脇圧縮空気流(42)(42)内でその横幅
方向に急速に広く拡散されて行く。

【００４４】「 作用． 上述の作用・・の相
乗作用。 」 上述の作用・・の相乗作用により、多量の微小渦
流(46)が渦流室(21)内の幅広い範囲に亘って急速に拡散
して、空気と燃料との接触率・接触速度を高め、燃料噴
射開始から発火開始までの発火遅れ時間を短縮して、燃
焼排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の発生量低減させ
る。

【００４５】○ 発明２． 請求項２． 図４（Ｃ）・
（Ｄ）・図５（Ｂ）参照． この発明２は、上記発明１の効果［イ］および［ロ］に
加えて、つぎの効果を奏する。 ［ ハ． 主圧縮空気流(41)が複数段折曲り連続傾斜面
(16)側へよりスムースに引き寄せられて曲がって行くこ
とにより、主空気渦流(41)がより良く幅広く拡げられて
行く分だけ、渦流室(２)内での混合性能・空気利用率が
より良く向上し、ＰＭをより良く低減させるとともに、
渦流室(２)内での微小渦流(46)がより良く拡散して、Ｎ
Ｏｘをより良く低減させる。 ］

【００４６】図５（Ｂ）に示すように、前記主噴孔円滑
接続用面(13)が複数段折曲り連続傾斜面(16)に改良され
た分だけ、図４（Ｃ）・（Ｄ）に示す主圧縮空気流(41)
は複数段折曲り連続傾斜面(16)側へよりスムースに引き
寄せられて曲がって行き、渦流室周面(12)により強く押
し付けられて行って、左右へより良く幅広く押し広げら
れていく。

【００４７】これにより、主空気渦流(43)は渦流室(２)
内の中央空間部分から左右両脇空間部分までより良く幅
広く拡がって行く分だけ、上記効果［イ］および［ロ］
を改善できた。すなわち、渦流室(２)内での混合性能・
空気利用率の向上がより改善され、ＰＭ（パティキュレ
ートマテリアル＝粒子状物質）をより良く低減させるこ
とが出来たのである。

【００４８】しかも、その主空気渦流(43)が幅広く拡が
って行くときに、微小渦流発生用溝(32)(32)の溝通過空
気流(45)により多量に発生した微小渦流(46)も、主空気
渦流(43)の拡がりに乗ってより広範囲に拡散して行き、
ＮＯｘ（窒素酸化物）をより良く低減させることが出来
たのである。

【００４９】○ 発明３． 請求項３． 図４（Ｃ）・
（Ｄ）・図５（Ｃ）参照． この発明３は、上記発明１の効果［イ］および［ロ］に
加えて、つぎの効果を奏する。 ［ ニ． 主圧縮空気流(41)がなだらかな凸曲面(17)側
へ更にスムースに引き寄せられて曲がって行くことによ
り、主空気渦流(43)が更により良く幅広く拡げられて行
く分だけ、渦流室(２)内での混合性能・空気利用率が更
により良く向上し、ＰＭを更により良く低減させるとと
もに、渦流室(２)内での微小渦流(46)がより良く拡散し
て、ＮＯｘを更により良く低減させる。 ］

【００５０】図５（Ｃ）に示すように、前記主噴孔円滑
接続用面(13)がなだらかな凸曲面(17)に改良された分だ
け、図４（Ｃ）・（Ｄ）に示す主圧縮空気流(41)はなだ
らかな凸曲面(17)側へ更にスムースに引き寄せられて曲
がって行き、渦流室周面(12)に更に強く押し付けられて
行って、左右へ更により良く幅広く押し広げられてい
く。

【００５１】これにより、主空気渦流(43)は渦流室(２)
内の中央空間部分から左右両脇空間部分まで更により良
く幅広く拡げられて行く分だけ、渦流室(２)内での混合
性能・空気利用率が更により良く向上し、ＰＭ（パティ
キュレートマテリアル＝粒子状物質）を更により良く低
減させることが出来たのである。

【００５２】しかも、その主空気渦流(43)が幅広く拡が
って行くときに、微小渦流発生用溝(32)(32)の溝通過空
気流(45)により多量に発生した微小渦流(46)も、主空気
渦流(43)の拡がりに乗ってより広範囲に拡散して行き、
ＮＯｘ（窒素酸化物）をより良く低減させることが出来
たのである。

【００５３】○ 発明４． 請求項４． 図１・図３・
図４（Ｃ）・（Ｄ）参照． この発明４は、上記発明１の効果［イ］および［ロ］に
加えて、つぎの効果を奏する。 ［ ホ． 脇噴孔円滑接続用面(29)側で発生する負圧に
より、脇空気渦流(44)は渦流室(２)内の左右両脇空間部
分の隅々にまで一層広範囲に幅広く拡がって行く分だ
け、渦流室(２)内での混合性能・空気利用率が格段に向
上し、ＰＭを格段に低減させるとともに、渦流室(２)内
での微小渦流(46)がより良く拡散して、ＮＯｘをより良
く低減させる。 ］

【００５４】図３に示す脇圧縮空気流(42)は、図１に示
す脇噴孔円滑接続用面(29)によって、負圧作用で引き寄
せられて、渦流室周面(12)に更に広範に強く押し付けら
れて行って、左右へ強力に広範に押し広げられていく。

【００５５】これにより、脇空気渦流(44)は渦流室(２)
内の左右両脇空間部分の隅々にまで、一層広範囲に拡が
って行って、上記効果［イ］で得られた混合性能・空気
利用率の向上が格段に向上し、燃焼排ガス中のＮＯｘ
（窒素酸化物）を悪化させることなく、ＰＭ（パティキ
ュレートマテリアル＝粒子状物質）を格段に低減させる
ことが出来たのである。

【００５６】しかも、その脇空気渦流(44)が幅広く拡が
って行くときに、微小渦流発生用溝(32)(32)の溝通過空
気流(45)により多量に発生した微小渦流(46)も、脇空気
渦流(44)の拡がりに乗ってより広範囲に拡散して行き、
ＮＯｘ（窒素酸化物）をより良く低減させることが出来
たのである。

【００５７】○ 発明５． 請求項５． 図１・図３・
図５（Ｂ）参照． この発明５は、上記発明４の効果［ホ］に加えて、つぎ
の効果を奏する。 ［ ヘ． 脇圧縮空気流(42)が複数段折曲り連続傾斜面
(30)側へよりスムースに引き寄せられて曲がって行くこ
とにより、脇空気渦流(44)がより良く幅広く拡げられて
行く分だけ、渦流室(２)内での混合性能・空気利用率が
より良く向上し、ＰＭをより良く低減させるとともに、
渦流室(２)内での微小渦流(46)がより良く拡散して、Ｎ
Ｏｘをより良く低減させる。 ］

【００５８】図５（Ｂ）に示すように、前記脇噴孔円滑
接続用面(29)が複数段折曲り連続傾斜面(30)に改良され
た分だけ、図３に示す脇圧縮空気流(42)は複数段折曲り
連続傾斜面(30)側へよりスムースに引き寄せられて曲が
って行き、渦流室周面(12)により強く押し付けられて行
って、左右へより良く幅広く押し広げられていく。

【００５９】これにより、脇空気渦流(44)は渦流室(２)
内の中央空間部分から左右両脇空間部分でより良く幅広
く拡がって行く分だけ、上記効果［ニ］で得られた渦流
室(２)内での混合性能・空気利用率の向上がより良く改
善されて、ＰＭ（パティキュレートマテリアル＝粒子状
物質）をより良く低減させることが出来る。

【００６０】しかも、その脇空気渦流(44)が幅広く拡が
って行くときに、微小渦流発生用溝(32)(32)の溝通過空
気流(45)により多量に発生した微小渦流(46)も、脇空気
渦流(44)の拡がりに乗ってより広範囲に拡散して行き、
ＮＯｘ（窒素酸化物）をより良く低減させることが出来
たのである。

【００６１】○ 発明６． 請求項６． 図３・図５
（Ｃ）参照． この発明６は、上記発明４の効果［ホ］に加えて、つぎ
の効果を奏する。 ［ ト． 脇圧縮空気流(42)がなだらかな凸曲面(31)側
へ更にスムースに引き寄せられて曲がって行くことによ
り、脇空気渦流(44)が更により良く幅広く拡げられて行
く分だけ、渦流室(２)内での混合性能・空気利用率が更
により良く向上し、ＰＭを更により良く低減させるとと
もに、渦流室(２)内での微小渦流(46)がより良く拡散し
て、ＮＯｘをより良く低減させる。 ］

【００６２】図５（Ｃ）に示すように、前記脇噴孔円滑
接続用面(29)がなだらかな凸曲面(31)に改良された分だ
け、図３に示す脇圧縮空気流(42)はなだらかな凸曲面(3
1)側へ更にスムースに引き寄せられて曲がって行き、渦
流室周面(12)に更に強く押し付けられて行って、左右へ
更により良く幅広く押し広げられていく。

【００６３】これにより、脇空気渦流(44)は渦流室(２)
内の左右両脇空間部分で更により良く幅広く拡げられて
行く分だけ、上記効果［ニ］で得られた渦流室(２)内で
の混合性能・空気利用率の向上が更により良く改善さ
れ、ＰＭ（パティキュレートマテリアル＝粒子状物質）
を更により良く低減させることが出来たのである。

【００６４】しかも、その脇空気渦流(44)が幅広く拡が
って行くときに、微小渦流発生用溝(32)(32)の溝通過空
気流(45)により多量に発生した微小渦流(46)も、脇空気
渦流(44)の拡がりに乗ってより広範囲に拡散して行き、
ＮＯｘ（窒素酸化物）をより良く低減させることが出来
たのである。

【００６５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のディーゼルエンジ
ンの渦流室式燃焼室の実施の形態を、図面に基づき説明
する。 ○ 実施形態１． 請求項１・４・７． 図１−図５
（Ａ）参照．

【００６６】図１−図５（Ａ）は本発明のディーゼルエ
ンジンの渦流室式燃焼室の実施形態１を示す。図１
（Ａ）は噴口口金の縦断右側面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の平面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の噴口の要部
拡大図。図１（Ｄ）は図１（Ｃ）の平面図、図１（Ｅ）
は図１（Ｃ）の底面図、図１（Ｆ）は図１（Ｃ）のＦ矢
視図。図１（Ｇ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め上から見た
斜視図、図１（Ｈ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め下から見
た斜視図である。

【００６７】図２はディーゼルエンジンの渦流室式燃焼
室の縦断右側面図である。図３（Ａ）は噴口の主噴孔と
脇噴孔の働きを模式的に示す縦断正面図、図３（Ｂ）は
図３（Ａ）の縦断右側面図。図３（Ｃ）は微小渦流発生
用溝の働きを模式的に示す要部縦断正面図。

【００６８】図４は噴口の働きを模式的に示す図であ
る。図４（Ａ）は従来技術の噴口および渦流室の縦断右
側面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。図
４（Ｃ）は本発明の噴口および渦流室の縦断右側面図、
図４（Ｄ）は図４（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。図５
（Ａ）は噴口の円滑接続用面の縦断右側面図である。

【００６９】図２において、符号(51)は水冷縦形多気筒
ディーゼルエンジンのシリンダ、(52)はシリンダヘッ
ド、(53)はピストン、(54)は渦流室式燃焼室の渦流室口
金である。図１に示すように、ディーゼルエンジンの渦
流室式燃焼室の主室(１)に渦流室(２)を噴口(３)を介し
て連通させる。圧縮工程で主室(１)から噴口(３)を経て
渦流室(２)内に圧入されてきた圧縮空気流(６)が、渦流
室(２)内で空気渦流(７)となつて旋回するように構成す
る。この渦流室(２)に燃料噴射ノズル(８)を臨ませる。

【００７０】噴口(３)の形状は、主噴孔(21)の左右両横
側部に左右一対の各脇噴孔(22)(22)の横側部を連通させ
て形成する。両脇噴孔(22)(22)の軸心(23)(23)同士は互
いに先すぼまりに傾斜させて交点(24)で交差させる。こ
の交点(24)は主噴孔(21)の軸心(25)よりも渦流室(２)の
渦流室周面(12)に近い側に位置させる。主噴孔(21)は円
柱形に形成する。脇噴孔(22)(22)は上すぼまりの円錐台
形に形成する。

【００７１】前記主噴孔(21)が渦流室(２)につながる部
分の主噴孔終端周縁部(９)のうちの、渦流室(２)の中心
(５)から見て主噴孔(21)の軸心(25)よりも外側に位置す
る外回り側周縁部分(10)において、主噴孔(21)の外回り
寄り周面部分(11)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを滑
らかに接続させる主噴孔円滑接続用面(13)を形成する。

【００７２】この主噴孔円滑接続用面(13)の縦断面形状
は、図５（Ａ）に示すように、主噴孔(21)の外回り寄り
周面部分(11)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とのどちら
に対しても、緩やかに傾斜する一段の傾斜面になってい
る。この主噴孔円滑接続用面(13)が噴口(３)の外回り寄
り周面部分(11)に対して傾斜する角度は、１５．２゜〜
１６゜の範囲内にする。

【００７３】主噴孔終端周縁部(９)のうちの、前記外回
り側周縁部分(10)とは反対側に位置する内回り側周縁部
分(14)において、主噴孔(21)の内回り寄り周面部分(15)
と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを直接鋭角を成すまま
につながらせる。

【００７４】前記各脇噴孔(22)が渦流室(２)につながる
部分の脇噴孔終端周縁部(26)のうちの、前記渦流室中心
(５)から見て噴口軸(４)よりも外側に位置する外回り側
周縁部分(27)において、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部
分(28)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを滑らかに接続
させる脇噴孔円滑接続用面(29)を形成する。

【００７５】この脇噴孔円滑接続用面(29)の縦断面形状
は、図５（Ａ）に示すように、脇噴孔(22)の外回り寄り
周面部分(28)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とのどちら
に対しても、緩やかに傾斜する一段の傾斜面になってい
る。この脇噴孔円滑接続用面(29)が脇噴孔(22)の外回り
寄り周面部分(28)に対して傾斜する角度は、１５．２゜
〜１６゜の範囲内にする。

【００７６】主噴孔(21)と左右の脇噴孔(22)(22)とが成
す前後左右の合計４箇所の境界部分のうちの、全ての各
境界部分に沿わせて、それぞれ微小渦流生成用溝(32)(3
2)・(33)(33)を形成し、この微小渦流生成用溝(32)(32)
・(33)(33)の溝終端部を渦流室(２)の渦流室周面(12)に
開口たものである。

【００７７】○ 他の実施形態． 次に述べる実施形態２・３・４は、上記実施形態１の構
成において、その一部を次のように変更したものであ
る。○ 実施形態２． 請求項２・５． 図１・図５
（Ｂ）参照． 図５（Ｂ）は実施形態２に係る噴口の円滑接続用面の縦
断右側面図である。

【００７８】この実施形態２は、上記実施形態１の構成
において、その一部を次のように変更したものである。
前記主噴孔円滑接続用面(13)の縦断面形状は、主噴孔(2
1)の外回り寄り周面部分(11)から渦流室(２)の渦流室周
面(12)へと次第に近づいて行く複数段折曲り連続傾斜面
(16)から成る。

【００７９】前記脇噴孔円滑接続用面(29)の縦断面形状
は、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部分(25)から渦流室
(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行く複数段折
曲り連続傾斜面(30)から成る。

【００８０】この主噴孔円滑接続用面(13)および脇噴孔
円滑接続用面(29)において、それぞれの２段折曲り連続
傾斜面(16)のうちの、第１段目の傾斜面が噴口(３)の外
回り寄り周面部分(11)に対して傾斜する角度(Θ1)は１
６゜に設定し、この第１段目の傾斜面に対して第２段目
の傾斜面が傾斜する角度(Θ2)は６゜に設定する。

【００８１】○ 実施形態３． 請求項３・６． 図１
・図５（Ｃ）参照． 図５（Ｃ）は実施形態３に係る噴口の円滑接続用面の縦
断右側面図を示す。この実施形態３は、上記実施形態１
の構成において、その一部を次のように変更したもので
ある。

【００８２】前記主噴孔円滑接続用面(13)の縦断面形状
は、主噴孔(21)の外回り寄り周面部分(11)から渦流室
(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行くなだらか
な凸曲面(17)から成る。

【００８３】前記脇噴孔円滑接続用面(29)の縦断面形状
は、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部分(25)から渦流室
(２)の渦流室周面(12)へと次第に近づいて行くなだらか
な凸曲面(31)から成るものである。

【００８４】○ 実施形態４． 請求項１． 図６参
照． 図６は本発明の実施形態４に係る噴口の形状を示す。図
６（Ａ）は噴口の縦断右側面図。図６（Ｂ）は図６(Ａ)
の平面図、図６（Ｃ）は図６(Ａ)の底面図、図６（Ｄ）
は図６（Ａ）のＤ矢視図。図６（Ｅ）は図６（Ａ）の噴
口を斜め上から見た斜視図、図６（Ｆ）は図６（Ａ）の
噴口を斜め下から見た斜視図である。

【００８５】この実施形態４は、上記実施形態１・２ま
たは３の構成において、その一部を次のように変更した
ものである。すなわち、図１に示す主噴孔円滑接続用面
(13)と脇噴孔円滑接続用面(29)とのうちの、脇噴孔円滑
接続用面(29)を省略し、主噴孔円滑接続用面(13)を残し
たものである。

【００８６】○ その他の実施形態． 図は省略． 上記実施形態１−４において、前記主噴孔(21)の形状と
しては、円柱状から、楕円柱状・３角柱状・４角柱状・
５角柱状または６角柱状、或いはその他の任意な形状に
変更することが考えられる。また、これらの各柱状を上
すぼまりのテーパー状に変更することも考えられる。

【００８７】また、前記脇噴孔(22)の形状としては、上
すぼまりの円錐台形から、円柱状・楕円柱状・３角柱状
・４角柱状・５角柱状または６角柱状、或いはその他の
任意な形状に変更することが考えられる。また、これら
の各柱状を上すぼまりのテーパー状に変更することも考
えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１−図５（Ａ）は本発明のディーゼルエンジ
ンの渦流室式燃焼室の実施形態１を示す。図１（Ａ）は
噴口口金の縦断右側面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平
面図。図１（Ｃ）は図１（Ａ）の噴口の要部拡大図。図
１（Ｄ）は図１（Ｃ）の平面図、図１（Ｅ）は図１
（Ｃ）の底面図、図１（Ｆ）は図１（Ｃ）のＦ矢視図。
図１（Ｇ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め上から見た斜視
図、図１（Ｈ）は図１（Ｃ）の噴口を斜め下から見た斜
視図である。

【図２】ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の縦断右
側面図。

【図３】図３（Ａ）は噴口の主噴孔と脇噴孔の働きを模
式的に示す縦断正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の縦断
右側面図。図３（Ｃ）は微小渦流発生用溝の働きを模式
的に示す要部縦断正面図。

【図４】図４は噴口の働きを模式的に示す図である。図
４（Ａ）は従来技術の噴口および渦流室の縦断右側面
図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。図４
（Ｃ）は本発明の噴口および渦流室の縦断右側面図、図
４（Ｄ）は図４（Ｃ）のＤ−Ｄ線断面図。

【図５】図５は本発明の実施形態１・２・および３を示
す噴口の円滑接続用面の縦断右側面図。図５（Ａ）は実
施形態１を示し、図５（Ｂ）は実施形態２を、図５
（Ｃ）は実施形態３を示す。

【図６】図６は本発明の実施形態４に係る噴口の形状を
示す。図６（Ａ）は噴口の縦断右側面図。図６（Ｂ）は
図６（Ａ）の平面図、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の底面
図、図６（Ｄ）は図６（Ａ）のＤ矢視図。図６（Ｅ）は
図６（Ａ）の噴口を斜め上から見た斜視図、図６（Ｆ）
は図６（Ａ）の噴口を斜め下から見た斜視図。

【図７】図７は従来技術に係る噴口の形状を示す。図７
（Ａ）は噴口の縦断右側面図。図７（Ｂ）は図７（Ａ）
の平面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の底面図、図７
（Ｄ）は図７（Ａ）のＤ矢視図。図７（Ｅ）は図７
（Ａ）の噴口を斜め上から見た斜視図、図７（Ｆ）は図
７（Ａ）の噴口を斜め下から見た斜視図。

【符号の説明】

１…主室、 ２…渦流室、 ３…噴口、 ５…渦流室中
心、 ６…圧縮空気流、 ７…空気渦流、 ８…燃料噴
射ノズル、 ９…主噴孔終端周縁部、 １０…外回り側
周縁部分、 １１…外回り寄り周面部分、 １２…渦流
室周面、 １３…主噴孔円滑接続用面、 １４…内回り
側周縁部分、 １５…内回り寄り周面部分、 １６…複
数段折曲り連続傾斜面、 １７…なだらかな凸曲面、
２１…主噴孔、 ２２…脇噴孔、 ２３…脇噴孔の軸
心、 ２４…交点、 ２５…主噴孔の軸心、 ２６…脇
噴孔終端周縁部、 ２７…外回り側周縁部分、 ２８…
外回り寄り周面部分、 ２９…脇噴孔円滑接続用面、
３０…複数段折曲り連続傾斜面、 ３１…なだらかな凸
曲面 ３２…微小渦流発生用溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 ジョージ 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 村田 睦 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 滝井 紀 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 (72)発明者 三雲 博 大阪府堺市築港新町３丁８番 株式会社ク ボタ堺臨海工場内 Ｆターム(参考） 3G023 AA04 AB05 AC05 AD09 AD22 AD27

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室の
   主室(１)に渦流室(２)を噴口(３)を介して連通させ、圧
   縮工程で主室(１)から噴口(３)を経て渦流室(２)内に圧
   入されてきた圧縮空気流(６)が、渦流室(２)内で空気渦
   流(７)となつて旋回するように構成し、この渦流室(２)
   に燃料噴射ノズル(８)を臨ませ、 噴口(３)の形状は、主噴孔(21)の左右両横側部に左右一
   対の各脇噴孔(22)(22)の横側部を連通させて形成し、両
   脇噴孔(22)(22)の軸心(23)(23)同士は互いに先すぼまり
   に傾斜させて交点(24)で交差させ、この交点(24)は主噴
   孔(21)の軸心(25)よりも渦流室(２)の渦流室周面(12)に
   近い側に位置させ、 て構成したディーゼルエンジンの渦流室式燃焼室におい
   て、 前記主噴孔(21)が渦流室(２)につながる部分の主噴孔終
   端周縁部(９)のうちの、渦流室(２)の中心(５)から見て
   主噴孔(21)の軸心(25)よりも外側に位置する外回り側周
   縁部分(10)において、主噴孔(21)の外回り寄り周面部分
   (11)と渦流室(２)の渦流室周面(12)とを滑らかに接続さ
   せる主噴孔円滑接続用面(13)を形成し、 主噴孔終端周縁部(９)のうちの、前記外回り側周縁部分
   (10)とは反対側に位置する内回り側周縁部分(14)におい
   て、主噴孔(21)の内回り寄り周面部分(15)と渦流室(２)
   の渦流室周面(12)とを直接鋭角を成すままにつながら
   せ、 主噴孔(21)と左右の脇噴孔(22)(22)とが成す前後左右の
   合計４箇所の境界部分のうちの、少なくとも前部左右の
   ２箇所の各境界部分に沿わせて、それぞれ微小渦流生成
   用溝(32)(32)を形成し、この微小渦流生成用溝(32)(32)
   の溝終端部を渦流室(２)の渦流室周面(12)に開口し、 て構成したことを特徴とするディーゼルエンジンの渦流
   室式燃焼室。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のディーゼルエンジンの
   渦流室式燃焼室において、 前記主噴孔円滑接続用面(13)の縦断面形状は、主噴孔(2
   1)の外回り寄り周面部分(11)から渦流室(２)の渦流室周
   面(12)へと次第に近づいて行く複数段折曲り連続傾斜面
   (16)から成る、 ことを特徴とするもの。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のディーゼルエンジンの
   渦流室式燃焼室において、 前記主噴孔円滑接続用面(13)の縦断面形状は、主噴孔(2
   1)の外回り寄り周面部分(11)から渦流室(２)の渦流室周
   面(12)へと次第に近づいて行くなだらかな凸曲面(17)か
   ら成る、 ことを特徴とするもの。
4. 【請求項４】 請求項１・２または３に記載のディーゼ
   ルエンジンの渦流室式燃焼室において、 前記各脇噴孔(22)が渦流室(２)につながる部分の脇噴孔
   終端周縁部(26)のうちの、前記渦流室中心(５)から見て
   噴口軸(４)よりも外側に位置する外回り側周縁部分(27)
   において、脇噴孔(22)の外回り寄り周面部分(28)と渦流
   室(２)の渦流室周面(12)とを滑らかに接続させる脇噴孔
   円滑接続用面(29)を形成した、ことを特徴とするもの。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のディーゼルエンジンの
   渦流室式燃焼室において、 前記脇噴孔円滑接続用面(29)の縦断面形状は、脇噴孔(2
   2)の外回り寄り周面部分(25)から渦流室(２)の渦流室周
   面(12)へと次第に近づいて行く複数段折曲り連続傾斜面
   (30)から成る、 ことを特徴とするもの。
6. 【請求項６】 請求項４に記載のディーゼルエンジンの
   渦流室式燃焼室において、 前記脇噴孔円滑接続用面(29)の縦断面形状は、脇噴孔(2
   2)の外回り寄り周面部分(25)から渦流室(２)の渦流室周
   面(12)へと次第に近づいて行くなだらかな凸曲面(31)か
   ら成る、 ことを特徴とするもの。