JP2014062551A - Fuel atomization acceleration apparatus - Google Patents

Fuel atomization acceleration apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2014062551A
JP2014062551A JP2013249908A JP2013249908A JP2014062551A JP 2014062551 A JP2014062551 A JP 2014062551A JP 2013249908 A JP2013249908 A JP 2013249908A JP 2013249908 A JP2013249908 A JP 2013249908A JP 2014062551 A JP2014062551 A JP 2014062551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
plasma
antenna
charged particles
atomization
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2013249908A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5740580B2 (en
Inventor
Yuji Ikeda
裕二 池田
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.)
Imagineering Inc
Original Assignee
Imagineering Inc
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 Imagineering Inc filed Critical Imagineering Inc
Priority to JP2013249908A priority Critical patent/JP5740580B2/en
Publication of JP2014062551A publication Critical patent/JP2014062551A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5740580B2 publication Critical patent/JP5740580B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel atomization acceleration apparatus capable of corresponding to fuel spray for a short time, and capable of performing fuel atomization in a simply and optionally controllable manner.SOLUTION: A fuel atomization acceleration apparatus includes: an electrode pair 150 that supplies charged particles to a space in the vicinity of a fuel jet; and an electromagnetic wave radiator that performs irradiation of electromagnetic waves with an antenna 151, forms a strong electric field in the space in the vicinity of the fuel jet, and generates plasma in the space by supplying energy to the charged particles in the space, and accelerates fuel atomization by changing the surface tension of the fuel jet with the plasma.

Description

本発明は、燃料の微粒化促進装置に関し、特に、電気的な制御で燃料噴霧の粒径に変化を与える微粒化促進装置に関する。   The present invention relates to a fuel atomization promoting device, and more particularly to a atomization promoting device that changes the particle size of a fuel spray by electrical control.

燃料噴霧を微粒化する従来技術として、噴射弁の開弁圧を高めて高圧噴射を行うもの(例えばコモンレールシステム)、燃料を予熱することにより、粘性または燃料の表面張力を低下させ微小なノズルから燃料を噴射させるもの(例えば特許文献1)、水や界面活性剤と燃料を混合しエマルジョンを形成させるもの(例えば特許文献2)などが開発されており、一部は実用に供されている。その他、液体を微粒化する従来技術として、超音波霧化方式、静電霧化方式などがある。   As a conventional technique for atomizing the fuel spray, a high pressure injection is performed by increasing the valve opening pressure of the injection valve (for example, a common rail system). A fuel injection (for example, Patent Document 1) and a mixture of water and a surfactant and a fuel to form an emulsion (for example, Patent Document 2) have been developed, and some of them are put into practical use. Other conventional techniques for atomizing a liquid include an ultrasonic atomization method and an electrostatic atomization method.

特開2007−211673公報JP 2007-211163 A 特開2007−113570公報JP 2007-113570 A

コモンレールシステム等のように高圧噴射を行う方式では、堅牢かつ高精度の与圧機構及び電磁弁等を要する。そのためこの方式で燃料噴霧を微粒化する装置は自ら高価となり、普及の妨げとなっている。   A method of performing high-pressure injection such as a common rail system requires a robust and highly accurate pressurizing mechanism and a solenoid valve. For this reason, an apparatus for atomizing fuel spray by this method is expensive by itself and hinders its spread.

特許文献1に記載の方式では、燃料を予熱させるために微小なノズルとなる多孔質体に高電圧を印加し発熱させる。多孔質の発熱に時間を要するため、時間応答性が悪い。また、この方式では、粒径を制御できない。   In the method described in Patent Document 1, a high voltage is applied to a porous body serving as a minute nozzle to generate heat in order to preheat the fuel. Since time is required for porous heat generation, time response is poor. Further, this method cannot control the particle size.

特許文献2に記載の方式では、結果的に燃料に不純物が混入する。この不純物が燃焼に悪影響を及ぼす虞がある。   In the system described in Patent Document 2, impurities are mixed into the fuel as a result. This impurity may adversely affect combustion.

超音波霧化装置では、霧化する液体の量は、その液体を貯留する容器と気相との界面の面積に依存するため、霧化する液体の量の制御性が悪い。燃料量の精密な制御を要する燃焼機関への適用は困難である。   In the ultrasonic atomizer, since the amount of liquid to be atomized depends on the area of the interface between the container storing the liquid and the gas phase, the controllability of the amount of liquid to be atomized is poor. It is difficult to apply to a combustion engine that requires precise control of the amount of fuel.

静電霧化方式では、クーロン力によって液体分子を気相側に牽引することにより、霧化を行うため、燃料の加圧噴射に対応できない。これでは、短時間での燃料噴射を達成できない。   In the electrostatic atomization method, since atomization is performed by pulling liquid molecules to the gas phase side by Coulomb force, it cannot cope with pressurized fuel injection. With this, fuel injection in a short time cannot be achieved.

本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、その目的は、短時間の燃料噴霧に対応でき、簡便かつ随意に制御可能な態様で燃料の微粒化を行うことを可能にする燃料の微粒化促進装置を提供することである。   The present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and the object thereof is to enable the atomization of fuel in a manner that can cope with a short time fuel spray and can be controlled easily and arbitrarily. An apparatus for promoting atomization of fuel is provided.

前述の課題を解決し目的を達成するため、本発明に係る燃料の微粒化促進装置は、以下のいずれか一の構成を有する。   In order to solve the aforementioned problems and achieve the object, the fuel atomization promoting device according to the present invention has any one of the following configurations.

〔構成1〕
インジェクタから噴射される燃料の微粒化促進装置であって、荷電粒子の供給手段と、アンテナを用いて電磁波の照射を行い、荷電粒子が存在する空間に強電場を形成し、その空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、この空間にプラズマを発生させるための手段とを備え、前記アンテナ及び荷電粒子の供給手段を囲うキャビティを配設し、該キャビティ壁面のインジェクタ先端部分を臨む位置に、燃焼室とキャビティ内部とを連通する開口を設け、この開口から噴出するプラズマを用いて燃料の表面張力に変化を与えることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A device for promoting atomization of fuel injected from an injector, which irradiates electromagnetic waves using a charged particle supply means and an antenna, forms a strong electric field in a space where charged particles exist, and charges in the space Means for generating plasma in this space by supplying energy to the particles, a cavity surrounding the antenna and the charged particle supply means is disposed, and the cavity wall surface faces the injector tip. An opening for communicating the combustion chamber and the inside of the cavity is provided, and the surface tension of the fuel is changed using plasma ejected from the opening.

燃料の流れを阻害することなく、かつ、高速制御可能な態様で微粒化を促進するために、燃料噴流の近傍に荷電粒子の供給手段による荷電粒子の供給と電磁波照射とを併用する方式でプラズマを形成する。この方式では、プラズマ生成・消滅、規模の制御を高速で行うことができ、時間応答性に優れる。また、遠隔的にプラズマを形成維持できる。燃料近傍に形成したプラズマは、燃料を加熱し表面張力を低下させる。または、液滴表面若しくは液柱表面の燃料分子にプラズマを構成する化学種が直接作用し、この燃料分子を軽質化させる。炭化水素系燃料は一般的に、分子量が小さいものほど分子間力が低いため、表面張力が低下する。このような表面張力の、全体的なまたは部分的な変化により、微粒化が促進される。   In order to promote atomization in a mode that can be controlled at high speed without impeding the flow of fuel, plasma is supplied in the vicinity of the fuel jet in combination with charged particle supply by means of supplying charged particles and electromagnetic wave irradiation. Form. In this method, plasma generation / extinguishment and scale control can be performed at high speed, and the time response is excellent. Moreover, plasma can be formed and maintained remotely. The plasma formed in the vicinity of the fuel heats the fuel and lowers the surface tension. Alternatively, the chemical species constituting the plasma directly act on the fuel molecules on the droplet surface or the liquid column surface to lighten the fuel molecules. In general, the lower the molecular weight, the lower the intermolecular force of the hydrocarbon-based fuel, so that the surface tension is lowered. A whole or partial change in the surface tension promotes atomization.

〔構成2〕
構成1を有する燃料の微粒化促進装置において、荷電粒子の供給手段は、燃焼機関の着火手段を用いて荷電粒子を供給することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the fuel atomization promoting device having the configuration 1, the charged particle supply means supplies the charged particles using the ignition means of the combustion engine.

燃焼機関においては、着火方式に違いこそあれ、燃焼を始動するために着火手段を備える。この着火手段は、燃料を着火させるための諸動作により、またはその結果として行われる燃焼により、荷電粒子を発生させる。この荷電粒子を燃料噴霧の近傍に供給することにより、燃料の微粒化を促進する一連の動作が始動する。   In a combustion engine, regardless of the ignition method, ignition means is provided to start combustion. The ignition means generates charged particles by various operations for igniting the fuel or by combustion performed as a result. By supplying the charged particles to the vicinity of the fuel spray, a series of operations for promoting atomization of the fuel is started.

〔構成3〕
構成1または構成2を有する微粒化促進装置であって、プラズマを発生させるための手段は、表面張力に変化を与えた後にもプラズマを維持し、プラズマを用いて燃料を微粒化させることを特徴とするものである。
[Configuration 3]
The atomization promoting device having the configuration 1 or the configuration 2 is characterized in that the means for generating plasma maintains the plasma even after changing the surface tension and atomizes the fuel using the plasma. It is what.

以上のように本発明によれば、短時間の燃料噴霧に対応でき、簡便かつ随意に制御可能な態様で燃料の微粒化を行うことを可能になる。   As described above, according to the present invention, it is possible to deal with fuel spray for a short time and to atomize the fuel in a manner that can be easily and arbitrarily controlled.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、同一の部品には同一の符号を付してある。同一の符号を付した部品の構造、機能及び動作はいずれも同一である。したがって、同一の符号を付した部品についてはその説明を繰返さない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. The structure, function, and operation of the parts with the same reference numerals are the same. Therefore, the description of components having the same reference numerals will not be repeated.

〔第1の実施形態〕
図1は、第1の実施形態に係る燃料の微粒化促進装置の概略構成図である。図1に示すように、燃焼機関100は筒内直噴型のディーゼルエンジンであって、所定方向(図1上では上下方向)に伸びる直線を法線とする各断面(以下、この断面を「横断面」と呼ぶ)形状が概ね一様にその直線とその断面との交点を中心とする円形をなす壁面を有するシリンダブロック101を備える。シリンダブロック101は、この壁面によりシリンダCを規定する。ディーゼルエンジン100はさらに、ガスケット104を介してシリンダCの一方の端部を覆うようにシリンダブロック101に組付けられシリンダCにそれぞれ導通する複数の貫通孔が設けられたシリンダヘッド102と、横断面形状がシリンダCの横断面形状に対応する概ね円形の部分を有しその部分でシリンダヘッド101のシリンダCを形成する壁面(以下、この壁面を「シリンダ内壁」と呼ぶ)と摺接するようにシリンダC内に往復自在に挿入されたピストン103とを備えており、シリンダブロック101、シリンダヘッド102及びピストン103が燃焼室CCを形成している。なお、シリンダブロック101及びシリンダ102は、電気的には筐体接地される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fuel atomization promoting apparatus according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the combustion engine 100 is an in-cylinder direct injection type diesel engine, and each cross section (hereinafter, this cross section is referred to as “ The cylinder block 101 has a wall surface forming a circular shape whose center is the intersection of the straight line and the cross section. The cylinder block 101 defines the cylinder C by this wall surface. The diesel engine 100 further includes a cylinder head 102 that is assembled to the cylinder block 101 so as to cover one end portion of the cylinder C via the gasket 104 and has a plurality of through holes that respectively conduct to the cylinder C. The cylinder has a substantially circular portion corresponding in shape to the cross-sectional shape of the cylinder C, and the portion is in sliding contact with a wall surface forming the cylinder C of the cylinder head 101 (hereinafter, this wall surface is referred to as “cylinder inner wall”). The piston block 103 is reciprocally inserted into the cylinder C, and the cylinder block 101, the cylinder head 102, and the piston 103 form a combustion chamber CC. Note that the cylinder block 101 and the cylinder 102 are electrically grounded to the housing.

ピストン103のシリンダヘッド102側には、ピストンチャンバと称する窪みが設けられており、その反対側は、コネクティングロッドを介してこのディーゼルエンジン100の出力軸であるクランクシャフトに連結される。コネクティングロッド及びクランクシャフト、並びにそれらの連結機構については周知であり、ここでは説明を行わない。   A recess called a piston chamber is provided on the cylinder head 102 side of the piston 103, and the opposite side is connected to a crankshaft which is an output shaft of the diesel engine 100 via a connecting rod. Connecting rods and crankshafts and their connecting mechanisms are well known and will not be described here.

シリンダヘッド102の貫通孔のうち少なくとも1つは、図示しない排気管に連通するよう設けられており、この貫通孔が吸気ポートINを形成している。シリンダヘッド102にはさらに、吸気ポートINからこのシリンダヘッド102の外壁まで貫通するガイド孔が設けられている。このガイド孔には棒状のバルブステム121が往復自在に嵌められ、バルブステム121の吸気ポートIN側には傘型のバルブヘッド122が設けられている。バルブステム121とバルブヘッド122は、吸気ポートINの燃焼室側端部を開閉する吸気バルブ120を構成している。   At least one of the through holes of the cylinder head 102 is provided so as to communicate with an exhaust pipe (not shown), and this through hole forms an intake port IN. The cylinder head 102 is further provided with a guide hole penetrating from the intake port IN to the outer wall of the cylinder head 102. A rod-shaped valve stem 121 is reciprocally fitted in the guide hole, and an umbrella-type valve head 122 is provided on the intake port IN side of the valve stem 121. The valve stem 121 and the valve head 122 constitute an intake valve 120 that opens and closes the combustion chamber side end of the intake port IN.

シリンダヘッド102の貫通孔のうち別の少なくとも1つは、図示しない排気管に連通するよう設けられており、この貫通孔が排気ポートEXを形成している。シリンダヘッド102にはさらに、排気ポートEXからこのシリンダヘッド102の外壁まで貫通するガイド孔が設けられている。このガイド孔には棒状のバルブステム126が往復自在に嵌められ、バルブステム126の排気ポートEX側には傘型のバルブヘッド127が設けられている。バルブステム126とバルブヘッド127は、排気ポートEXの燃焼室側端部を開閉する排気バルブ125を構成している。吸気バルブ120と排気バルブ125とはそれぞれ、カムまたはソレノイド等を有する図示しない動弁機構により駆動する。   At least one other through hole of the cylinder head 102 is provided so as to communicate with an exhaust pipe (not shown), and this through hole forms an exhaust port EX. The cylinder head 102 is further provided with a guide hole penetrating from the exhaust port EX to the outer wall of the cylinder head 102. A rod-shaped valve stem 126 is reciprocally fitted in the guide hole, and an umbrella-type valve head 127 is provided on the exhaust port EX side of the valve stem 126. The valve stem 126 and the valve head 127 constitute an exhaust valve 125 that opens and closes the combustion chamber side end of the exhaust port EX. The intake valve 120 and the exhaust valve 125 are each driven by a valve mechanism (not shown) having a cam or a solenoid.

シリンダヘッド102の貫通孔のうちさらに別の1つには、インジェクタ130が設置されている。インジェクタ130の燃焼室CCを臨む先端部分131にはノズルが設けられており、内部に図示しない電磁弁が組み込まれている。インジェクタ130は、図示しない油送管、蓄圧容器及びサプライポンプを介して燃料タンクから燃料の導入を受けるよう接続されており、油送管、蓄圧容器及びサプライポンプ、並びにこれらを制御するECU(エンジン制御ユニット)、EDU(駆動ユニット)とともに、燃料噴射システムを構成している。燃料噴射システム自体の詳細の動作については周知であり、ここでは説明しないが、この燃料噴射システムが駆動すると、先端部分131のノズルから燃料を噴射する。なお、本実施形態においては、インジェクタ130の少なくとも先端部分131は金属等の導電体からなるものである。   In yet another one of the through holes of the cylinder head 102, an injector 130 is installed. A nozzle is provided at a tip portion 131 facing the combustion chamber CC of the injector 130, and an electromagnetic valve (not shown) is incorporated therein. The injector 130 is connected to receive fuel from a fuel tank via an oil feed pipe, a pressure accumulating container and a supply pump (not shown), and the oil feed pipe, the pressure accumulating container and the supply pump, and an ECU (engine) for controlling them. A fuel injection system is configured together with a control unit) and an EDU (drive unit). The detailed operation of the fuel injection system itself is well known and will not be described here, but when this fuel injection system is driven, fuel is injected from the nozzle of the tip portion 131. In the present embodiment, at least the tip portion 131 of the injector 130 is made of a conductor such as metal.

燃料噴射システムが燃料を噴射すると、燃料は気化しないまま噴出し、液滴、霧、または、液柱の状態でノズルから噴出する。このような状態の燃料を微粒化するために、このディーゼルエンジン100は、以下に説明する構成を有する。   When the fuel injection system injects the fuel, the fuel is ejected without being vaporized, and ejected from the nozzle in the form of droplets, mist, or liquid column. In order to atomize the fuel in such a state, the diesel engine 100 has a configuration described below.

シリンダヘッド102の別の貫通孔に、高圧導体及び接地導体を誘電体で被覆してなる放電用線路140を挿入しシリンダヘッド102に接合する。放電用線路140の燃焼室CC側の端部には、高圧電極及び接地電極からなる電極対150を設け、他方側の端部は、高圧電極と接地電極との間の作動流体を絶縁破壊させるのに十分な電圧を発生する放電用電圧発生装置160を接続する。   A discharge line 140 formed by covering a high-voltage conductor and a ground conductor with a dielectric is inserted into another through hole of the cylinder head 102 and joined to the cylinder head 102. An electrode pair 150 consisting of a high voltage electrode and a ground electrode is provided at the end portion of the discharge line 140 on the combustion chamber CC side, and the other end portion causes dielectric breakdown of the working fluid between the high voltage electrode and the ground electrode. A discharge voltage generator 160 that generates a sufficient voltage is connected.

放電用線路140及び電極対150は、燃焼室CC内の環境に耐えうるだけの熱的耐久性及び機械的耐久性を備えていることが望ましい。そのため、放電用線路140及び電極対150は、具体的には内燃機関用のスパークプラグであってもよい。この場合プラグボディ及びプラグボディが螺入されるシリンダヘッド102が放電用線路140の接地導体となる。放電用線路140及び電極対150として点火プラグを用いる場合、その形式は、一般的な単極ギャップ型のものであってもいわゆる多極プラグであってもよい。また、沿面放電タイプやセミ沿面放電タイプと称されるものであってもよい。放電用電圧発生装置160としては、具体的には自動車用の12V電源に接続された点火コイルを用いてもよく、その他の種々の形式の電圧発生装置を適宜選択して用いてもよい。放電用電圧装置160が発生する電圧は、直流電圧、交流電圧のいずれであってもよい。   It is desirable that the discharge line 140 and the electrode pair 150 have thermal durability and mechanical durability enough to withstand the environment in the combustion chamber CC. Therefore, specifically, the discharge line 140 and the electrode pair 150 may be a spark plug for an internal combustion engine. In this case, the plug body and the cylinder head 102 into which the plug body is screwed become the ground conductor of the discharge line 140. When a spark plug is used as the discharge line 140 and the electrode pair 150, the type thereof may be a general monopolar gap type or a so-called multipolar plug. Moreover, what is called a creeping discharge type or a semi-creeping discharge type may be used. As the discharge voltage generator 160, specifically, an ignition coil connected to a 12V power source for automobiles may be used, or other various types of voltage generators may be appropriately selected and used. The voltage generated by the discharging voltage device 160 may be either a DC voltage or an AC voltage.

そして、シリンダヘッド102の別の貫通孔に、電磁波伝送線路141を挿入しシリンダヘッド102に接合する。電磁波伝送線路141の燃焼室CC側の端部にはアンテナ151を設け、他方側の端部は、所定周波数の電磁波を発生する電磁波発生装置161を接続する。   Then, the electromagnetic wave transmission line 141 is inserted into another through hole of the cylinder head 102 and joined to the cylinder head 102. An antenna 151 is provided at the end of the electromagnetic wave transmission line 141 on the combustion chamber CC side, and the other end is connected to an electromagnetic wave generator 161 that generates an electromagnetic wave having a predetermined frequency.

電磁波発生装置161は、電力の供給を受けて発振し所定周波数の電磁波を発生する発振器とその電源とを備える。発振器は、帰還型、弛緩型のいずれであってもよい。また、いわゆる高周波発電機であってもよい。なお、2.45GHz発振のマグネトロンは、安価でかつ高出力であり発振器として好適である。電源は、使用する発振器に合わせて適宜選択すればよい。例えばインバータ方式のパルス電源装置を用いてもよい。電磁波伝送線路141は、同軸線路、平行線路、導波管のいずれの形式のものであってよい。図1においては、アンテナ151としてモノポールアンテナを例示しているが、電磁波伝送線路141及びアンテナ151は、電磁波発生装置161が発生する電磁波を良好に伝送し放射するものであればよい。具体的にはアンテナ151は、線状アンテナ、面状アンテナ、立体アンテナ、進行波アンテナ、EHアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナのいずれであってもよく、アンテナアレイを構成するものであっても、ダイバーシチアンテナを構成するものであってもよい。また、アンテナ151への給電方式は電流給電であっても、電圧給電であってもよい。   The electromagnetic wave generator 161 includes an oscillator that oscillates upon receiving power supply and generates an electromagnetic wave having a predetermined frequency, and a power source thereof. The oscillator may be either a feedback type or a relaxation type. Moreover, what is called a high frequency generator may be used. Note that a 2.45 GHz oscillation magnetron is inexpensive and has a high output and is suitable as an oscillator. What is necessary is just to select a power supply suitably according to the oscillator to be used. For example, an inverter type pulse power supply device may be used. The electromagnetic wave transmission line 141 may be any type of a coaxial line, a parallel line, and a waveguide. In FIG. 1, a monopole antenna is illustrated as the antenna 151, but the electromagnetic wave transmission line 141 and the antenna 151 may be any ones that can transmit and radiate electromagnetic waves generated by the electromagnetic wave generator 161 well. Specifically, the antenna 151 may be any of a linear antenna, a planar antenna, a three-dimensional antenna, a traveling wave antenna, an EH antenna, a magnetic field antenna, and a dielectric antenna, and may constitute an antenna array. Alternatively, a diversity antenna may be configured. Further, the feeding method to the antenna 151 may be current feeding or voltage feeding.

なお、電極対150及びアンテナ151はいずれも、インジェクタ130からの噴霧が直撃しない位置に配置されることが望ましい。例えば、インジェクタ130がマルチノズルのものである場合、ノズルからの噴霧の間に設置していてもよい。   It is desirable that both the electrode pair 150 and the antenna 151 are arranged at positions where the spray from the injector 130 does not hit directly. For example, when the injector 130 is of a multi-nozzle, it may be installed during spraying from the nozzle.

放電用電圧発生装置160及び電磁波発生装置161は、所定の入力信号170を受ける制御装置171に接続する。制御装置171は、具体的にはCPU(中央演算ユニット)、並びに、メモリ及び不揮発性記憶装置等、並びに、信号の入出力インタフェースを備えたコンピュータであり、メモリ及び不揮発性記憶装置等に記憶されたコンピュータプログラムに従い動作し、入力信号170を演算処理して放電用電圧発生装置160に対する制御信号と、電磁波発生装置161に対する制御信号とを発生し出力する機能を備える。入力信号170は、ECUが発する燃料噴射の指令信号であってもよい。または、ディーゼルエンジン100に設置された各種センサが出力する信号であってもよい。   The discharge voltage generator 160 and the electromagnetic wave generator 161 are connected to a controller 171 that receives a predetermined input signal 170. Specifically, the control device 171 is a computer having a CPU (Central Processing Unit), a memory and a nonvolatile storage device, and a signal input / output interface, and is stored in the memory and the nonvolatile storage device. And a function of calculating and outputting a control signal for the discharge voltage generator 160 and a control signal for the electromagnetic wave generator 161 by operating the input signal 170. The input signal 170 may be a fuel injection command signal issued by the ECU. Or the signal which the various sensors installed in the diesel engine 100 output may be sufficient.

以上の構成において、放電用線路140、電極対150及び放電用電圧発生装置160からなる電気系統(以下、この系統を「放電系」と呼ぶことがある)は、制御装置171による制御に従い動作し電極対150の高圧電極−接地電極間で放電により電子、イオン等の荷電粒子を生じさせる荷電粒子の供給器を構成する。電磁波伝送線路141、アンテナ151及び電磁波発生装置161からなる電気系統(以下、この系統を「電磁波放射系」と呼ぶことがある)は、制御装置171による制御に従い動作しアンテナ151から電磁波を放射することにより少なくとも放電の生じる部分を包含する空間に所定値以上の強度の電場を形成し荷電粒子にエネルギを与えプラズマを形成させる電磁波照射器を構成する。   In the above configuration, the electric system including the discharge line 140, the electrode pair 150, and the discharge voltage generator 160 (hereinafter, this system may be referred to as “discharge system”) operates under the control of the control device 171. A charged particle supplier is formed that generates charged particles such as electrons and ions by discharge between the high-voltage electrode and the ground electrode of the electrode pair 150. An electrical system including the electromagnetic wave transmission line 141, the antenna 151, and the electromagnetic wave generator 161 (hereinafter, this system may be referred to as “electromagnetic radiation system”) operates under the control of the control device 171 and radiates electromagnetic waves from the antenna 151. Thus, an electromagnetic wave irradiator is formed that forms an electric field having a strength greater than or equal to a predetermined value in a space including at least a portion where discharge occurs, and gives energy to charged particles to form plasma.

制御装置171が入力信号170を受けると、制御装置171は、放電系が稼働した状態に対応する制御信号を放電用電圧発生装置160に与える。放電用電圧発生装置160はこの制御信号に応答して、放電用線路140を介して電極対150に対し電圧印加を開始する。この電圧印加により電極対150では放電が開始し、荷電粒子が発生する。   When the control device 171 receives the input signal 170, the control device 171 gives a control signal corresponding to the state in which the discharge system is operated to the discharge voltage generator 160. In response to this control signal, discharge voltage generator 160 starts applying a voltage to electrode pair 150 via discharge line 140. By applying this voltage, the electrode pair 150 starts to discharge, and charged particles are generated.

制御装置171はさらに、放電により荷電粒子が存在している期間中に電磁波放射系が電磁波の放射を開始するよう、電磁波放射系が稼働した状態に対応する制御信号を電磁波発生装置161に与える。この際、制御装置171は、放電系及び電磁波放射系の動作時間遅れを考慮したタイミングで、制御信号を電磁波発生装置161に与えることが望ましい。電磁波発生装置161は、この制御信号に応答して発振を開始し、電磁波伝送路141に電磁波を印加する。印加された電磁波は、電磁波伝送路141内を進行し、アンテナ151より放射する。   The control device 171 further gives a control signal corresponding to a state in which the electromagnetic wave emission system is operated to the electromagnetic wave generation device 161 so that the electromagnetic wave emission system starts emitting electromagnetic waves during a period in which charged particles are present due to discharge. At this time, it is desirable that the control device 171 gives the control signal to the electromagnetic wave generator 161 at a timing that takes into account the delay in the operation time of the discharge system and the electromagnetic wave radiation system. The electromagnetic wave generator 161 starts oscillation in response to this control signal, and applies an electromagnetic wave to the electromagnetic wave transmission path 141. The applied electromagnetic wave travels in the electromagnetic wave transmission path 141 and is radiated from the antenna 151.

放電により生じた荷電粒子は、アンテナより放射された電磁波の照射を受け、いわゆる電子雪崩を誘起する。すなわち、荷電粒子が電磁波のエネルギを受けて加速し第2空間内の物質と衝突する。衝突を受けた物質は電離し荷電粒子となる。この連鎖により、第2空間にプラズマが形成される。このような荷電粒子の供給と電磁波照射との組合せにより、容易にプラズマが始動し、拡大成長する。プラズマの契機となる荷電粒子の準備・供給と、プラズマ形成及び拡大をそれぞれ別々の機構を用いて行う。このプラズマ形成方式は、大規模なプラズマの発生に極めて高い電圧の印加を要する放電によるプラズマ形成方式や、契機となるプラズマを偶発的に生じる荷電粒子に頼るマイクロ波単独でのプラズマ形成方式より、高効率であり、かつ時間応答性に優れ、所望のタイミングに所望のプラズマを得ることができる。   The charged particles generated by the discharge are irradiated with electromagnetic waves radiated from the antenna and induce a so-called electronic avalanche. That is, the charged particles receive the electromagnetic energy and accelerate to collide with the substance in the second space. The impacted material is ionized and becomes charged particles. By this chain, plasma is formed in the second space. By such a combination of charged particle supply and electromagnetic wave irradiation, plasma is easily started and expanded. Preparation and supply of charged particles that trigger plasma, and plasma formation and expansion are performed using separate mechanisms. This plasma formation method is a plasma formation method by discharge that requires the application of a very high voltage to generate a large-scale plasma, or a plasma formation method using only a microwave that relies on charged particles that occur accidentally as a trigger plasma, It is highly efficient and has excellent time response, and a desired plasma can be obtained at a desired timing.

プラズマの形成により、燃料噴霧近傍の領域が加熱される。または、電子等の荷電粒子が燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面に衝突し、この部分にある燃料分子の化学組成を変化させる。燃料噴霧の近傍に形成されたこのプラズマにより、燃料を加熱し表面張力を低下させる。また、プラズマ形成により、OHラジカル、酸素イオン、オゾン等の酸化力の高い化学種が生成される。または、燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面の燃料分子にOHラジカル、酸素イオン、オゾン等の酸化力の高い化学種が直接化学的に作用し、燃料分子を酸化させ、この燃料分子を軽質化させる。炭化水素系燃料は一般的に、分子量が小さいものほど分子間力が低いため、表面張力が低下する。または、燃料の粘性が低下する。または、燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面の燃料分子が酸化力の高い化学種と反応することにより、表面の燃料分子に極性が生じ、その結果表面張力が変化する。   The region near the fuel spray is heated by the formation of plasma. Alternatively, charged particles such as electrons collide with the surface of the fuel droplet or the surface of the fuel liquid column, and the chemical composition of the fuel molecules in this portion is changed. The plasma formed in the vicinity of the fuel spray heats the fuel and lowers the surface tension. Moreover, chemical species having high oxidizing power such as OH radicals, oxygen ions, and ozone are generated by the plasma formation. Alternatively, highly oxidizing chemical species such as OH radicals, oxygen ions, and ozone directly act on the fuel molecules on the surface of the fuel droplets or the surface of the fuel liquid column to oxidize the fuel molecules and lighten the fuel molecules. Let In general, the lower the molecular weight, the lower the intermolecular force of the hydrocarbon-based fuel, so that the surface tension is lowered. Or the viscosity of the fuel decreases. Alternatively, the fuel molecules on the surface of the fuel droplets or the surface of the fuel liquid column react with chemical species having high oxidizing power, so that the polarity of the fuel molecules on the surface is generated, and as a result, the surface tension changes.

燃料噴霧表面全体において表面張力が低下すると、実質的にはウェーバ数が低下することとなる。自由表面の変形が容易になり、また、表面積増大の確率が高くなる。このため、燃料の拡散係数が高まり、微粒化が促進される。燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面の一部分にプラズマを作用させその部分の表面張力を変化させると、燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面に表面張力波が生じる。この表面張力波もまた、微粒化促進に資する。なお、表面の一部にプラズマを作用させる場合、表面張力は必ず低下することを要しない。逆に表面張力が局所的に高まった場合も、表面張力波の発生による分散・微粒化が促進することがあり得る。   When the surface tension is reduced over the entire fuel spray surface, the number of Webers is substantially reduced. Deformation of the free surface is facilitated and the probability of increasing the surface area is increased. For this reason, the diffusion coefficient of fuel is increased and atomization is promoted. When plasma is applied to a part of the surface of the fuel droplet or the surface of the fuel liquid and the surface tension of the part is changed, a surface tension wave is generated on the surface of the fuel liquid or the surface of the fuel liquid. This surface tension wave also contributes to the promotion of atomization. When plasma is applied to a part of the surface, the surface tension is not necessarily reduced. Conversely, even when the surface tension locally increases, dispersion and atomization due to generation of surface tension waves may be promoted.

さらに、その他の要因によっても、燃料と周囲雰囲気との相互作用に変化が生じる。燃料液滴表面若しくは燃料液柱表面付近の境界層の温度、化学組成、圧力等がプラズマの作用で変化することにより、この境界層の厚さ、密度、速度勾配が変化する。また、界面における滑り抵抗、界面方向のせん断力の変化も生じる。これらの変化もまた微粒化促進に資する。   Furthermore, other factors also cause changes in the interaction between the fuel and the ambient atmosphere. When the temperature, chemical composition, pressure, and the like of the boundary layer near the surface of the fuel droplet or the fuel liquid column are changed by the action of the plasma, the thickness, density, and velocity gradient of the boundary layer change. In addition, a slip resistance at the interface and a change in shear force in the interface direction also occur. These changes also contribute to atomization promotion.

このようにして表面張力に変化が生じた後、プラズマ形成を継続し、燃料液滴表面または燃料液柱表面付近にさらにプラズマを作用させると、燃料液滴または燃料液柱は分裂し微粒化する。例えば、表面積増大に伴い加熱が促進され、気化が促進される。または、プラズマ発生に伴う衝撃波等圧力の変動により、燃料液滴または燃料液柱は外力を受け変形し、ついには分裂する。すなわち微粒化する。   After the surface tension is changed in this way, the plasma formation is continued, and if the plasma is further applied to the surface of the fuel droplet or the vicinity of the fuel liquid column, the fuel droplet or the fuel liquid column is split and atomized. . For example, heating is promoted as the surface area increases, and vaporization is promoted. Or, due to fluctuations in pressure such as shock waves accompanying the generation of plasma, the fuel droplets or the fuel liquid column are deformed by external force and eventually split. That is, it atomizes.

なお、本実施形態では、インジェクタ130の先端部分131を励振させるために、先端部分131を突出させたが、励振させるための構造はこのようなものには限定されない。使用される電磁波の周波数に応じて、この部分が励振するよう、その形状、構造、材質及び他の部材との接合形態等を適宜選択すればよい。   In the present embodiment, the tip portion 131 is projected in order to excite the tip portion 131 of the injector 130, but the structure for exciting is not limited to this. Depending on the frequency of the electromagnetic wave to be used, the shape, structure, material, bonding form with other members, and the like may be appropriately selected so that this portion is excited.

〔第2の実施形態〕
インジェクタ130の先端部分131にも別途電磁波給電を行い、先端部分131の部材を励振させてもよい。この場合、インジェクタ130の先端部分131の部材は、電磁波発生装置161から給電を受けてもよい。また、電磁波発生装置161とは別に電磁波の発生源と伝送路とを設け、これらから給電を受けるようにしてもよい。さらに、インジェクタ130の先端部分131の部材に給電を行う場合、この部材がアンテナ151の機能を兼ねるようにしてもよい。また、放電用線路140の高圧側の線路に電磁波を重畳させ、電極対150の高圧側の電極をアンテナ151として用いてもよい。
[Second Embodiment]
It is also possible to separately feed electromagnetic waves to the tip portion 131 of the injector 130 and excite the member of the tip portion 131. In this case, the member of the tip portion 131 of the injector 130 may receive power from the electromagnetic wave generator 161. In addition, an electromagnetic wave generation source and a transmission path may be provided separately from the electromagnetic wave generator 161, and power may be received from these sources. Furthermore, when supplying power to the member of the tip portion 131 of the injector 130, this member may also serve as the function of the antenna 151. In addition, an electromagnetic wave may be superimposed on the high-voltage line of the discharge line 140, and the high-voltage electrode of the electrode pair 150 may be used as the antenna 151.

〔第3の実施形態〕
本実施形態においては、インジェクタ130付近の作動流体の流れによってプラズマを燃料噴霧に吹き付ける。具体的には、電極対150とアンテナ151とを囲うように小容量のキャビティ300を設け、キャビティ300内で発生したプラズマをインジェクタからの燃料噴霧の近辺に噴出するように構成した以外は、第1の実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
In the present embodiment, plasma is sprayed on the fuel spray by the flow of the working fluid in the vicinity of the injector 130. Specifically, except that a small-capacity cavity 300 is provided so as to surround the electrode pair 150 and the antenna 151, and the plasma generated in the cavity 300 is ejected in the vicinity of the fuel spray from the injector. This is the same as the first embodiment.

図2は、本実施形態の概略構成図である。図2に示すように、本実施形態では、電極対150とアンテナ151とを囲うように小容量のキャビティ300を設ける。キャビティ300を形成する壁面には、インジェクタ130の先端部分131を臨む位置に、燃焼室CCとキャビティ300内部の空間とを連通するよう開口302を設ける。   FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the present embodiment. As shown in FIG. 2, in this embodiment, a small-capacity cavity 300 is provided so as to surround the electrode pair 150 and the antenna 151. An opening 302 is provided in a wall surface forming the cavity 300 at a position facing the tip portion 131 of the injector 130 so as to communicate the combustion chamber CC and the space inside the cavity 300.

本実施形態において、放電による荷電粒子の供給と電磁波放射によるプラズマの形成及び拡大とは、いずれも第1の実施形態と同様に行われる。この動作において投入されるエネルギの一部はキャビティ300内の作動流体の加熱に供される。キャビティ300内の作動流体が加熱されると、キャビティ300の内部の圧力が上昇し、キャビティ300の内外で圧力差が生じる。キャビティ300の内部と外部とは開口302により連通しているため、キャビティ300内からキャビティ外への流れが生じ、この流れによりキャビティ300内に発生したプラズマは、開口302から噴出する。開口302はインジェクタ130の先端部分131に向けて設けられているため、噴出したプラズマはインジェクタからの燃料噴霧の近辺に導入される。その結果、燃料噴霧は、プラズマ中の荷電粒子や酸化力の高い化学種に曝露される。   In this embodiment, the supply of charged particles by discharge and the formation and expansion of plasma by electromagnetic radiation are both performed in the same manner as in the first embodiment. Part of the energy input in this operation is used for heating the working fluid in the cavity 300. When the working fluid in the cavity 300 is heated, the pressure inside the cavity 300 rises, and a pressure difference is generated inside and outside the cavity 300. Since the inside and the outside of the cavity 300 communicate with each other through the opening 302, a flow from the inside of the cavity 300 to the outside of the cavity is generated, and plasma generated in the cavity 300 by this flow is ejected from the opening 302. Since the opening 302 is provided toward the tip portion 131 of the injector 130, the jetted plasma is introduced in the vicinity of the fuel spray from the injector. As a result, the fuel spray is exposed to charged particles in the plasma and chemical species having high oxidizing power.

以上のように本実施形態では、プラズマ発生時に作動流体にエネルギを熱エネルギとして利用し、プラズマの加速を行う。そのため、エネルギ効率が高い。また、プラズマの定位性に優れており、燃料噴霧とプラズマとの位置関係を適切に保つことが容易になる。   As described above, in the present embodiment, the plasma is accelerated by using the energy as the heat energy in the working fluid when the plasma is generated. Therefore, energy efficiency is high. Moreover, it is excellent in the localization property of plasma, and it becomes easy to maintain the positional relationship between fuel spray and plasma appropriately.

なお、本実施形態では、小容量のキャビティを用いて圧力差を発生させることによりプラズマを加速し輸送した。しかし、本発明はこのようなものには限定されない。燃焼室CC内に生じるスキッシュ流若しくはスワール若しくはタンブル等の流れ、圧力振動、衝撃波等、ディーゼルエンジン100の動作中に生じる作動流体の流れや乱れをプラズマの加速・輸送に利用してもよい。   In the present embodiment, plasma is accelerated and transported by generating a pressure difference using a small-capacity cavity. However, the present invention is not limited to this. The flow and turbulence of the working fluid generated during the operation of the diesel engine 100, such as the flow of squish flow or swirl or tumble generated in the combustion chamber CC, pressure vibration, shock wave, etc., may be used for plasma acceleration / transport.

〔その他変形例等〕   [Other variations, etc.]

上述の各実施形態では、プラズマは、燃料液滴または燃料液柱の表面に直接作用し、表面張力に変化を与えたが、さらに、燃料が通過する流路表面(例えばノズル表面)にもプラズマが作用するようにしておけば、その部分の燃料に対する濡れ性を変化させることができる。これもまた、燃料の表面張力に変化を与え得る。   In each of the above-described embodiments, the plasma acts directly on the surface of the fuel droplet or the fuel liquid column, and changes the surface tension. However, the plasma is also applied to the flow path surface (for example, the nozzle surface) through which the fuel passes. If it is made to act, the wettability with respect to the fuel of the part can be changed. This can also change the surface tension of the fuel.

上述の各実施形態では、放電によりプラズマ形成の契機となる荷電粒子を準備し供給したが、荷電粒子の供給はこのようなものには限定されない。例えば、フィラメントやセラミックヒータ、グロープラグのようなヒータによる加熱で熱電子を放出させてもよい。火打石やマッチなど衝撃や摩擦により荷電粒子を放出させてもよい。レーザ光等を用いた着火装置も荷電粒子の供給に利用できる。ガスタービン機関等の再着火及び保炎に用いられるパイロットバーナや、火薬、導火線等を用いて火炎を形成するようにしてもよい。ディーゼルエンジン100での圧縮着火により燃焼室CC内に形成される火炎もまた、荷電粒子の供給源として利用できる。このように、燃焼機関における着火、燃焼に伴う動作により、荷電粒子が発生する。この荷電粒子を契機としてプラズマを形成するようにしてもよい。また逆に、上述した荷電粒子の供給器または電磁波放射器を、着火の支援、または、着火若しくは燃焼の支援に用いてもよい。   In each of the above-described embodiments, charged particles that trigger plasma formation are prepared and supplied by discharge, but supply of charged particles is not limited to this. For example, thermoelectrons may be emitted by heating with a heater such as a filament, a ceramic heater, or a glow plug. Charged particles may be released by impact or friction such as flint and matches. An ignition device using laser light or the like can also be used for supplying charged particles. You may make it form a flame using the pilot burner used for reignition and flame holding, such as a gas turbine engine, a gunpowder, a lead wire. A flame formed in the combustion chamber CC by compression ignition in the diesel engine 100 can also be used as a source of charged particles. In this way, charged particles are generated by the operation accompanying ignition and combustion in the combustion engine. You may make it form plasma by using this charged particle as a trigger. Conversely, the charged particle supplier or electromagnetic wave emitter described above may be used to assist ignition or assist ignition or combustion.

上述した荷電粒子の供給器、電磁波放射器、及び、加速器はいずれも必ずしもシリンダヘッド102に設置することを要しない。シリンダボディ101、ピストン103、ガスケット104、吸気バルブ120、排気バルブ125などに設置してもよく、また、ディーゼルエンジン100のその他の部材に設置してもよい。   The charged particle supplier, electromagnetic wave emitter, and accelerator described above are not necessarily installed in the cylinder head 102. You may install in the cylinder body 101, piston 103, the gasket 104, the intake valve 120, the exhaust valve 125, etc., and you may install in the other member of the diesel engine 100.

上述した各実施形態では、直噴方式のエンジンのインジェクタ130からの燃料の微粒化を促進した。しかし、本発明はこのようなものには限定されない。インジェクタは、PFI(Port Fuel Injection)方式や副室燃焼方式のエンジンに適用してもよい。   In each embodiment mentioned above, atomization of the fuel from the injector 130 of the direct injection type engine was promoted. However, the present invention is not limited to this. The injector may be applied to a PFI (Port Fuel Injection) type engine or a sub-chamber combustion type engine.

上述の各実施形態では、燃焼機関としてディーゼルエンジンを例示したが、本発明はこのようなものには限定されない。ガソリンエンジンをはじめとする火花点火式の内燃機関、HCCI(予混合圧縮自着火)エンジン、SCCI(成層圧縮自着火)エンジン等の自着火エンジンであってもよい。また、ピストン式の内燃機関に限らずロータリエンジン、ガスタービン機関、ラム機関等の内燃機関であってもよい。また、内燃機関に限らす外燃機関の燃焼器や炉などにも適用可能である。また、微粒化対象の燃料は、インジェクタより噴射された直後のものには限定されない。本発明の適用対象となる燃焼機関において作動流体が流通するいずれの部分においても、本発明は適用可能である。これらの場合、荷電粒子の供給器、電磁波放射器及び加速器の配置及び構成は、適用対象となる燃焼機関及び液相の燃料の通過する位置に応じて適宜選択すればよい。   In each above-mentioned embodiment, although the diesel engine was illustrated as a combustion engine, this invention is not limited to such a thing. It may be a self-ignition engine such as a spark-ignition internal combustion engine such as a gasoline engine, an HCCI (premixed compression auto-ignition) engine, or an SCCI (stratified compression auto-ignition) engine. Further, the engine is not limited to the piston type internal combustion engine, and may be an internal combustion engine such as a rotary engine, a gas turbine engine, or a ram engine. Further, the present invention is applicable to a combustor or a furnace of an external combustion engine that is not limited to an internal combustion engine. Further, the fuel to be atomized is not limited to the fuel immediately after being injected from the injector. The present invention can be applied to any portion in which a working fluid flows in a combustion engine to which the present invention is applied. In these cases, the arrangement and configuration of the charged particle supplier, electromagnetic wave emitter, and accelerator may be appropriately selected according to the combustion engine to be applied and the position through which the liquid phase fuel passes.

なお、今回開示した実施形態は単なる例示であって、本発明の範囲が前述の各実施形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、明細書及び図面の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。   The embodiment disclosed this time is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to only the above-described embodiments. The scope of the present invention is indicated by each claim in the claims after considering the description of the specification and the drawings, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the words described therein. It is a waste.

第1の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 1st Embodiment. 第3の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 3rd Embodiment.

100 燃焼機関(ディーゼルエンジン)
101 シリンダブロック
102 シリンダヘッド
103 ピストン
104 ガスケット
120 吸気バルブ
125 排気バルブ
140 放電用線路
141 電磁波伝送線路
150 電極対
151 アンテナ
160 放電用電圧発生装置
161 電磁波発生装置
171 制御装置
300 キャビティ
100 Combustion engine (diesel engine)
101 Cylinder Block 102 Cylinder Head 103 Piston 104 Gasket 120 Intake Valve 125 Exhaust Valve 140 Discharge Line 141 Electromagnetic Wave Transmission Line 150 Electrode Pair 151 Antenna 160 Discharge Voltage Generator 161 Electromagnetic Wave Generator 171 Controller 300 Cavity

Claims (3)

インジェクタから噴射される燃料の微粒化促進装置であって、
荷電粒子の供給手段と、
アンテナを用いて電磁波の照射を行い、荷電粒子が存在する空間に強電場を形成し、その空間内の荷電粒子にエネルギを供給することにより、この空間にプラズマを発生させるための手段と、
を備え、
前記アンテナ及び荷電粒子の供給手段を囲うキャビティを配設し、
該キャビティ壁面のインジェクタ先端部分を臨む位置に、燃焼室とキャビティ内部とを連通する開口を設け、この開口から噴出するプラズマを用いて燃料の表面張力に変化を与えることを特徴とする燃料の微粒化促進装置。
A device for promoting atomization of fuel injected from an injector,
Charged particle supply means;
Means for generating plasma in this space by irradiating electromagnetic waves using an antenna, forming a strong electric field in a space where charged particles exist, and supplying energy to the charged particles in the space;
With
A cavity surrounding the antenna and charged particle supply means is disposed;
An opening for communicating the combustion chamber and the inside of the cavity is provided at a position facing the injector tip portion of the cavity wall surface, and the fuel fine particles are characterized by changing the surface tension of the fuel using plasma ejected from the opening Promotion device.
荷電粒子の供給手段は、燃焼機関の着火手段を用いて荷電粒子を供給する
ことを特徴とする、請求項1記載の燃料の微粒化促進装置。
The fuel atomization promoting device according to claim 1, wherein the charged particle supply means supplies charged particles using an ignition means of a combustion engine.
前記プラズマを発生させるための手段は、表面張力に変化を与えた後にもプラズマの形成を維持し、プラズマを用いて該燃料を微粒化させる
ことを特徴とする、請求項1または請求項2記載の燃料の微粒化促進装置。
The means for generating the plasma maintains the formation of the plasma even after the surface tension is changed, and atomizes the fuel using the plasma. Fuel atomization promoting device.
JP2013249908A 2013-12-03 2013-12-03 Fuel atomization promoting device Active JP5740580B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013249908A JP5740580B2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Fuel atomization promoting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013249908A JP5740580B2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Fuel atomization promoting device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008201348A Division JP2010203229A (en) 2008-08-04 2008-08-04 Atomization promotion device for fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014062551A true JP2014062551A (en) 2014-04-10
JP5740580B2 JP5740580B2 (en) 2015-06-24

Family

ID=50617965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013249908A Active JP5740580B2 (en) 2013-12-03 2013-12-03 Fuel atomization promoting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5740580B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0560036A (en) * 1991-08-30 1993-03-09 Ryoju Shoji Kk High voltage current type fuel injection ignition device
JP2001317360A (en) * 2000-05-01 2001-11-16 Shigeru Nagano Diesel engine
JP2005180289A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Toyota Motor Corp Plasma injector, exhaust-gas purification system, and injection method of reducing agent
JP2007009778A (en) * 2005-06-29 2007-01-18 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine
JP2007113570A (en) * 2005-09-20 2007-05-10 Imagineering Kk Ignition device, internal combustion engine, ignition plug, plasma device, exhaust gas decomposition device, ozone generation/sterilization/infection device, and deodorizing device
JP2008157037A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Toyota Motor Corp Internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0560036A (en) * 1991-08-30 1993-03-09 Ryoju Shoji Kk High voltage current type fuel injection ignition device
JP2001317360A (en) * 2000-05-01 2001-11-16 Shigeru Nagano Diesel engine
JP2005180289A (en) * 2003-12-18 2005-07-07 Toyota Motor Corp Plasma injector, exhaust-gas purification system, and injection method of reducing agent
JP2007009778A (en) * 2005-06-29 2007-01-18 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine
JP2007113570A (en) * 2005-09-20 2007-05-10 Imagineering Kk Ignition device, internal combustion engine, ignition plug, plasma device, exhaust gas decomposition device, ozone generation/sterilization/infection device, and deodorizing device
JP2008157037A (en) * 2006-12-20 2008-07-10 Toyota Motor Corp Internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP5740580B2 (en) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5428057B2 (en) Compression ignition internal combustion engine, glow plug and injector
US9322373B2 (en) Multi-fuel plasma injector
JP2009287549A5 (en)
US7571598B2 (en) Plasma torch for ignition, flameholding and enhancement of combustion in high speed flows
JP6152534B2 (en) Plasma generator
JP2005180289A (en) Plasma injector, exhaust-gas purification system, and injection method of reducing agent
JP5934851B2 (en) Internal combustion engine
JP5953534B2 (en) Internal combustion engine
JP6082877B2 (en) Plasma generator and internal combustion engine
JP5866684B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5439681B2 (en) Deposit removing device and combustion engine
JP5961871B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP5740580B2 (en) Fuel atomization promoting device
JP2010203229A (en) Atomization promotion device for fuel
JP2010242505A (en) Fuel atomization acceleration device
JP2005340108A (en) Heating device, power plant equipped with this, combustion device, and liquid jet device
JPH0949432A (en) Direct injection type internal combustion engine
JP2010096045A (en) Fuel injection device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5740580

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250