JP2514859Y2

JP2514859Y2 - 噴射ノズル

Info

Publication number: JP2514859Y2
Application number: JP1988166875U
Authority: JP
Inventors: 雄二古谷
Original assignee: 株式会社ゼクセル
Priority date: 1988-12-26
Filing date: 1988-12-26
Publication date: 1996-10-23
Anticipated expiration: 2003-12-26
Also published as: JPH0287959U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、少なくとも二種の流体を噴射する噴射ノズ
ルにかかわるもので、とくに単一のアクチュエータによ
り駆動可能とすることによってその小型軽量化を図った
噴射ノズルに関するものである。

［従来の技術］従来から、燃費および燃焼効率の向上を目的とする内
燃機関用噴射ノズルとして、少なくとも二種の流体、た
とえば二種の気体燃料あるいは液体燃料、ないしは気体
燃料と液体燃料とを噴射する噴射ノズルが知られてい
る。たとえば実開昭63-136259号などにその開示があ
る。

こうした従来の噴射ノズルは、上記二種の流体を噴射
するために第１および第２のバルブを有し、さらにこれ
らふたつのバルブをそれぞれ開閉駆動するために第１お
よび第２のアクチュエータを必要としている。これら第
１および第２のアクチュエータを用いて上記第１および
第２のバルブを同時あるいは順次開閉することにより上
記二種の流体を同時あるいは順次噴射することによって
その場合あるいは拡散を行なうことができる。

しかしながら、上記二種の流体のうち補助流体、たと
えば流体が燃料の場合には補助の流体として空気あるい
は引火点が低い補助燃料をまず噴射し、ついで主燃料と
してガソリンその他の燃料を噴射することとした方が、
その混合あるいは拡散により燃焼効率が良好になるた
め、一般的には上記二種の燃料ないしは流体を順次に噴
射することが行なわれ、これらを同時に噴射する必要は
さほどないものである。

しかして従来の噴射ノズルでは、既述のように上記二
種の流体ないしは燃料を噴射するための第１および第２
のバルブをそれぞれ独立して開閉駆動するために、それ
ぞれのバルブ用にアクチュエータないしは駆動装置を設
けているため、つまり複数の駆動装置を有しているため
装置全体が大型化し、コストも高くなるという問題があ
った。

［考案が解決しようとする課題］本考案は以上のような問題にかんがみなされたもの
で、とくに少なくとも二種の流体を導入してこれらの噴
射を行なう噴射ノズルにおいて、複数のバルブを同時に
開閉するのではなく、単一の駆動装置を用いて上記複数
のバルブを順次に開閉駆動制御可能とすることにより、
装置全体の小型化、コストダウンを可能とする噴射ノズ
ルを提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］すなわち本考案は、少なくとも二種の流体を導入可能
であるとともに該流体を噴射する噴口を有するノズルボ
ディと、このノズルボディ内を往復動する第１のバルブ
および第２のバルブと、これら第１および第２のバルブ
を駆動可能な単一のバルブアクチュエータとを有し、こ
れら第１および第２のバルブを順次開閉することにより
上記流体を上記噴口から噴射可能な噴射ノズルであっ
て、上記第１のバルブを上記噴口にシートさせて上記単
一のバルブアクチュエータにより駆動可能とし、上記第
２のバルブをこの第１のバルブにシートさせるととも
に、この第２のバルブの移動距離を制限可能なストッパ
ー部を設け、さらに上記第１のバルブを閉弁方向に付勢
する第１のリターンスプリングのばね定数を、上記第２
のバルブを閉弁方向に付勢する第２のリターンスプリン
グのばね定数より大きく設定したことを特徴とする噴射
ノズルである。

［作用］本考案による噴射ノズルにおいては、第１のバルブに
第２のバルブをシートさせるようにし、噴口にシートさ
せてある第１のバルブをバルブアクチュエータにより開
弁することとしたので、第１のバルブの開弁開始時に第
２のバルブは第１のバルブにシートした状態を維持して
いるため第１のバルブと一体に移動し、まだ閉弁状態に
ある。したがって、この時点では一方の流体のみがその
噴射を開始する。ついで第１のバルブが所定距離だけ移
動すると、第２のバルブはストッパー部に制限されてそ
れ以上の移動を阻止され、第１のバルブとの間を開放す
ることにより開弁するので、設定した時間だけ遅れて他
方の流体も噴射を開始し、二種の流体の噴射およびその
混合を実現することができる。

なお、上記バルブアクチュエータによる第１のバルブ
の駆動を解除すると、第１のバルブの第１のリターンス
プリングのばね定数は、第２のバルブの第２のリターン
スプリングのばね定数よりもこれを大きく設定してある
ため、まず第２のバルブが第１のバルブにシートして閉
弁し、ついで第１のバルブも閉弁して一回の噴射を終了
する。

以上のように、一般的にはさほど必要のない二種流体
の同時噴射を行なうのではなく、第１および第２のバル
ブの開閉を順次行なうことにより上記二種の流体の順次
の噴射を単一のバルブアクチュエータのみで実現するよ
うに制御することができ、装置全体の小型化、コストダ
ウンが可能である。

［実施例］つぎに、気体として空気を、液体として液体燃料を採
用した一液燃料用として、内燃機関の燃料噴射ノズルに
適用した場合を例に取って、本考案の一実施例を第１図
ないし第３図にもとづき説明する。

第１図は上記一実施例による噴射ノズル１の先端部分
を示す要部拡大断面図であって、この噴射ノズル１は、
ノズルハウジング２およびノズルボディ３と、単一のバ
ルブアクチュエータ４とを有し、これらノズルハウジン
グ２およびノズルボディ３をノズルホルダ５により一体
化してある。

上記ノズルハウジング２には、複数種ここでは二種の
流体の導入口（図示略）にそれぞれ連通する流体通路、
たとえば気体通路（空気通路６）および液体通路（液体
燃料通路７）を形成してある。また、その中央部には液
体燃料通路７に連通する第一スプリング室８を形成して
ある。

上記ノズルボディ３は、上記空気通路６に連通する気
体通路（空気通路９）および気体溜り室（空気溜り室1
0）、さらには上記液体燃料通路７および第一スプリン
グ室８に連通する第二スプリング室11、そしてバルブガ
イド孔12および噴口13を形成してある。

上記ノズルハウジング２およびノズルボディ３には第
１のバルブ14を、ノズルボディ３には第２のバルブ15を
往復動可能に収容してあり、第１のバルブ14の先端部分
は第２のバルブ15内にこれを挿入してあり、第２のバル
ブ15内を往復動するものとする。

しかして、上記第１のバルブ14はポペットバルブによ
りこれを形成し、その先端部をポペットバルブ部16と
し、また他の端部にナット17によりスプリングガイド18
を固定して、第１のリターンスプリング19によって所定
設定力でポペットバルブ部16がノズルボディ３の噴口13
部分のシート面20にシートしている。

なお、第１のバルブのナット17側の上端部が、前記バ
ルブアクチュエータ４のアーマチャー21に間隙Ｔをあけ
て対向し、このアーマチャー21の上下動により第１のバ
ルブ14を開閉駆動可能としてある。この間隔Ｔを設ける
ことによって、上記ポペットバルブ部16とシート面20と
の間が摩耗した場合にも、両部材の間のシート性を確保
することができる。

なおまた、上記ポペットバルブ部16の上方の軸部には
フラットカットにより通路部22を形成し、第二スプリン
グ室11と噴口13とを連通させている。

上記第２のバルブ15は、円筒状にこれを形成したもの
で、第２のリターンスプリング23によりその先端シート
部24が第１のバルブ14のポペットバルブ部16に所定の設
定力でシートするものである。なお、この設定力を調整
するためにスプリング力調整用シム25を設けてある。

なお、上記第１のバルブ14の第１のリターンスプリン
グ19のセット力すなわちそのばね定数は、第２のバルブ
15の第２のリターンスプリングのセット力すなわちばね
定数よりこれを大きく設定してあるものとする。

また、第２のバルブ15のフランジ部26は移動距離調整
用シム27を介して、初期移動間隔L1をあけてノズルボデ
ィ３のストッパー部（ストッパー用段部28）に対向して
いる。さらに、ノズルボディ３と第２のバルブ15との間
にはＯリング29を設けることによりこの部分をシール
し、空気通路６からの空気と、液体燃料通路７からの液
体燃料との混合を防止している。なお、前記バルブガイ
ド孔12内に位置している第２のバルブ15の軸部には羽根
部を形成することにより通路部30を形成し、空気通路10
と噴口13とを連通させている。

前記バルブアクチュエータ４のアーマチャー21は、リ
ターンスプリング31により図中上方に付勢されており、
マグネット32の励磁により下降し、第１のバルブ14を駆
動するように作動するものである。なお、アーマチャー
21の全移動間隔L2を段部33との間で設定してある。

こうした構成の噴射ノズル１において、所定圧力で空
気通路６および液体燃料通路７から空気および液体燃料
を供給してある状態で、所定の駆動信号によりマグネッ
ト32を励磁し、バルブアクチュエータ４のアーマチャー
21を作動させて第１のバルブ14を図中下方に駆動する。

第２図に示すように、この駆動初期段階では第２のバ
ルブ15はその第２のリターンスプリング23の付勢力によ
り、第２のバルブ15のフランジ部16が移動距離調整用シ
ム27ないしはストッパー用段部28に当接するまでの初期
移動間隔L1だけ、第１のバルブ14とともに一体的に下降
して、第１のバルブ14のポペットバルブ部16が噴口13の
シート面20から離れて空気通路６からの空気を噴射す
る。なお、第２のバルブ15の先端シート部24がまだ第１
のバルブ14のポペットバルブ部16にシートしているの
で、液体燃料は噴射されていない。

第３図に示すように、アクチュエータ21の作動によっ
てさらに第１のバルブ14が下降すると、第２のバルブ15
のフランジ部26が移動距離調整用シム27ないしはストッ
パー用段部28に当接し、これ以上の下降を阻止されるこ
ととなるので、第１のバルブ14のみがさらに下降し、第
２のバルブ15はその先端シート部24が第１のバルブ14の
ポペットバルブ部16から離れることとなり、その間から
液体燃料の噴射つまり主噴射が開始され、先に噴射され
ている空気により微粒子化される。上記バルブアクチュ
エータ21がその全移動間隔L2を下降して噴射は安定状態
となる。

したがって、空気および液体燃料が所定の割合で噴射
されつつ気体状態で混合され良好な燃焼を保証すること
ができる。

ついで、所定の信号にもとづいてバルブアクチュエー
タ４のマグネット32が消磁されると、第１のバルブ14は
その第１のリターンスプリング19の付勢力により第１図
に図示のようなもとの状態に復元する。すなわち、まず
ポペットバルブ部16と第２のバルブ15の先端シート部24
とが当接して、第１のバルブ14と第２のバルブ15とが一
体に上昇し、最後にポペットバルブ部16が噴口13のシー
ト面20にシートする。

なお、このときに第１のバルブ14の第１のリターンス
プリング19の付勢力が第２のバルブ15の第２のリターン
スプリング23の付勢力より大きいので、第２のリターン
スプリング23の付勢力に抗して第２のバルブ15を、第１
図に図示の状態まで上昇させることにより、第１のバル
ブ14および第２のバルブ15のそれぞれの復元を確実に行
なうことができる。

上述の一実施例においては、本考案を内燃機関用に応
用した場合を説明したが、第１のバルブ14のポペットバ
ルブ部16の移動量ないしリフト量を適宜調量すれば、外
燃機関用にもこれを用いることができる。

また上述の一実施例のように、空気通路６に空気を、
液体燃料通路７に液体燃料を供給する例（一液燃料用）
を説明したが、液体燃料を気体燃料と組み合わせること
により液体燃料の微粒化を図ることもできるとともに、
液体燃料どうしを供給することも可能である。

さらに、各種機関の燃料等の噴射装置として用いるこ
とができるばかりではなく、噴射する流体として塗料を
採用し、その微粒化ノズルつまり塗装スプレーとしても
利用することができる。

なおまた、上述の一実施例の構成と同様な構成を採用
することにより三種以上の流体の噴射ノズルとしても応
用可能である。

［考案の効果］以上説明したごとく本考案によれば、二種以上の気液
を混合して噴射する噴射ノズルにおいて一方のバルブに
他方のバルブをシートさせ、またこの他方のバルブのス
トッパー部を設けるとともに、それぞれのリターンスプ
リングのばね定数を異ならせたので、一方のバルブのみ
を所定のアクチュエータにより開閉操作することによっ
て、両方のバルブを順次開閉操作することができること
となり、単一のアクチュエータの装備ですむことになる
ため、噴射装置全体の小型化および簡単化を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による噴射ノズル１の要部拡
大断面図、第２図は同、初期段階の噴射状態を示す要部
拡大断面図、第３図は同、主噴射状態を示す要部拡大断
面図である。１……噴射ノズル２……ノズルハウジング３……ノズルボディ４……バルブアクチュエータ５……ノズルホルダ６……空気通路（気体通路）７……液体燃料通路（液体通路）８……第一スプリング室９……空気通路（気体通路） 10……空気溜り室（気体溜り室） 11……第二スプリング室 12……バルブガイド孔 13……噴口 14……第１のバルブ 15……第２のバルブ 16……第１のバルブ14のポペットバルブ部 17……ナット 18……スプリングガイド 19……第１のリターンスプリング 20……噴口13のシート面 21……アーマチャー 22……通路部 23……第２のリターンスプリング 24……第２のバルブ15の先端シート部 25……スプリング力調整用シム 26……フランジ部 27……移動距離調整用シム 28……ストッパー用段部（ストッパー部） 29……Ｏリング 30……通路部 31……リターンスプリング 32……マグネット 33……段部 L1……初期移動間隔 L2……全移動間隔Ｔ……第１のバルブの上端部とアーマチャー21との間の
間隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｆ０２Ｍ 69/04 Ｇ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】第１の流体および第２の流体を導入可能で
あるとともに該流体を噴射する噴口を有するノズルボデ
ィと、このノズルボディ内を往復動する第１のバルブおよび第
２のバルブと、これら第１および第２のバルブを駆動可能な単一のバル
ブアクチュエータとを有し、これら第１および第２のバルブを順次開閉することによ
り前記流体を前記噴口から噴射可能な噴射ノズルであっ
て、前記第１のバルブのポペットバルブ部を第１のリターン
スプリングの付勢力により前記噴口にシートさせるとと
もに、前記バルブアクチュエータにより該第１のリター
ンスプリングの付勢力に抗してその開弁方向にリフトさ
せることにより前記第１の流体を噴射可能とし、前記第２のバルブを第２のリターンスプリングの付勢力
により前記第１のバルブの前記ポペットバルブ部にシー
トさせるとともに、前記第１のバルブの開弁方向に一体
移動可能とし、前記第２のリターンスプリングの付勢力に抗して該第２
のバルブの移動距離を制限して前記第１のバルブのポペ
ットバルブ部との間から前記第２の流体を噴射可能なス
トッパー部を設け、前記第１のバルブを閉弁方向に付勢する前記第１のリタ
ーンスプリングのばね定数を、前記第２のバルブを閉弁
方向に付勢する前記第２のリターンスプリングのばね定
数より大きく設定したことを特徴とする噴射ノズル。