JP4054752B2 - 内燃機関の気化器装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料と空気の混合気を生成する内燃機関の気化器装置に関し、例えば、自動車、バイク、スクーター、スノーモービル、水上バイク等の内燃機関に適用することができる。

図２２は従来の内燃機関の気化器装置の主要部分の構成を示す説明図で、図２２（ａ）はスロットル弁の上流にベンチュリ部を配設した構成の説明図、図２２（ｂ）はスロットル弁の下流にベンチュリ部を配設した構成の説明図である。なお、図２２（ａ）または図２２（ｂ）のスロットル弁とベンチュリ部との配置の違いによる燃料の混合及び霧化の機能に関して、両者は本質的に変わることがないので、その重複する説明を省略する。

図２２において、１は内燃機関の気化器装置で、２は気化器装置１に吸入される空気が絞られ増速するように構成されたベンチュリ部、５は気化器装置１に供給される液状の燃料、３は燃料５を霧化する燃料吐出ノズル、６は吸入される空気、７は吐出された霧状の燃料、８は霧状の燃料７と空気６の混合気である。

気化器装置１の燃料吐出ノズル３は、内燃機関のピストン運動によって発生する負圧によって、ベンチュリ部２で増速された空気により液体状の燃料５が吸い出され、その先端から霧状の燃料７になって吐出される。また、ベンチュリ部２の上流または下流には、スロットル弁４が配設されており、これによって供給される空気６の流量が調節され、もって内燃機関の出力が調整される。

即ち、気化器装置１に導入された空気６は、ベンチュリ部２で流速を上げ、燃料吐出ノズル３から液状の燃料５を霧化する。その結果、霧状の燃料７が、空気６との混合気８となってベンチュリ部２の下流側に霧化される。

このため、スロットル弁４の開度が少ないほど、また空気流量が小さいほど、ベンチュリ部２を流れる空気流速は遅くなって、燃料吐出ノズル３から吐出される霧状の燃料７は、霧化し難くなり、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを悪化させるという不具合を生じる可能性があった。このように、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上させるためには燃料の霧化が重要である。

そこで、内燃機関の燃料供給装置の吐出燃料の霧化を向上させる従来技術として、温水やＰＴＣヒータ等により燃料を加熱して蒸発させるもの、加圧空気で燃料を微粒子化するもの、超音波振動等で燃料を微粒子化するもの等が種々提案されている。

このうち、燃料噴射方式を除いた気化器方式における燃料の霧化向上に関連する先行技術文献としては、特開平５−１１８２５２号公報（気化器）、特開平１０−１９６４５８号公報（気化器の加温装置）等が知られている。

前者の特開平５−１１８２５２号公報では、マニホルド部のスロットル弁の位置から混合気吐出口に向けて、マニホルド部のニードル弁孔側とスロットル弁孔側とに直径方向に仕切る整流板を配設し、混合気の乱流を防ぎ混合気の密度を高め、混合気の流れを定めている。しかし、この方式では充分霧化が促進されなかった。

後者の特開平１０−１９６４５８号公報では、気化器を加熱するために、気化器の温水を供給する温水供給導管と、気化器を加熱した後の温水を排出する温水排出導管と気化器本体をジョイントにより連結した気化器の加熱装置において、気化器本体の斜め前方もしくは斜め後方の部位の外壁部に、スロットル弁の略アイドリング開度時における端部位置に対応させて、その開口方向をスロットル弁の弁軸と略平行にして、受水部を設け、受水部の開口部にジョイントの気化器側接続口を差し込み水密に連結し、ジョイントの２個の配管側接続口の各々に温水供給導管または温水排出導管の何れかを接続するとともに、ジョイントの気化器側接続口に、気化器側接続口内を温水供給管に連通する室と温水排出導管に連通する室とに区画する仕切り部材を設けている。

しかし、この方式では、燃料の霧化を向上させ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上させるために、いずれも新たに高価な部品を追加する必要があり、かつ構造が複雑になって、コスト的に問題があった。また、内燃機関の燃料噴射装置においては種々の霧化の改良方法が提案されているが、一般に燃料噴射装置より安価な気化器においては、これを採用することができなかった。

このように、内燃機関の気化器装置１においては、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上させることは困難であった。
特開平５−１１８２５２号公報（第２頁） 特開平１０−１９６４５８号公報（第２頁〜第４頁）

前述のように、内燃機関の気化器装置１においては、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションの向上に対処するために、燃料の霧化を向上することが種々考えられてきた。ところが、前述の気化器装置１では、霧化が充分でないか、霧化の向上のために高価な部品の追加が余儀なくされた。

一方、スロットル弁４の各開度において、スロットル弁４の先端から発生された空気は増速され、この増速された空気がベンチュリ部２にある燃料吐出ノズル部３の先端に当ると燃料は霧化される。しかし、従来の気化器装置１では、スロットル弁４の開度によって、増速される空気の位置が変化し、上記スロットル弁４によって増速された空気が、燃料吐出ノズル部３の先端位置を外れると霧化し難いという問題があった。

そこで、本発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、簡単な構造であらゆるスロットル弁開度における燃料の霧化を向上させ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することが可能な内燃機関の気化器装置の提供を課題としている。

請求項１にかかる内燃機関の気化器装置は、内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、前記吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、前記吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する楕円形または長円形の環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な細い環状のスリットとした燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管と、前記環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、前記環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管を具備したものである。

請求項２にかかる内燃機関の気化器装置は、内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、前記吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、前記吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する楕円形または長円形の環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な４個以上穿設してなる小孔とした燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管と、前記環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、前記環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管を具備したものである。

請求項３にかかる内燃機関の気化器装置は、環状センタベンチュリ管の内周側に形成した燃料吐出部を、細い環状のスリットとし、その内部に複数個穿設してなる小孔を介して前記細い環状のスリットに燃料を導くものである。

請求項４にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管の環状体が、円形の環状体としてなるものである。

請求項５にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管の内側とその外側から前記環状ベンチュリ管の内側とで区分される前記環状ベンチュリ管内の空気路が、面積比率で外側に対し内側を２５±２０〔％〕の範囲としたものである。

請求項６にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管に前記吸気管側の１箇所以上から燃料を供給するものである。

請求項７にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管を前記吸気管の内壁側に前記環状ベンチュリ管の変位に連れて、中央から変位させて配置したものである。

請求項８にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管の環状体が上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものである。

請求項９にかかる内燃機関の気化器装置は、前記環状センタベンチュリ管の環状体が前記環状ベンチュリ管の燃料吐出部に対して、上流側の外径を急激に大きくし、下流側の外径を上流側の外径変化に比較して徐々に小さくなるように形成したものである。

請求項１にかかる内燃機関の気化器装置によれば、内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管を具備したものであるので、スロットル弁開度の変化如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の何れかの部分に空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧化される。また、環状ベンチュリ管を内側及び外側に空気路を形成する環状体としたものであるから、それを中心に両側に広がり、霧化される燃料の広がりが拡大される。この結果、燃料の霧化が均一かつ全体的になされ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項１に記載の環状ベンチュリ管の内周側に形成した燃料吐出部を、細い環状のスリットとしたものでは、スロットル弁開度の開度如何にかかわらず、燃料吐出部の何れかの位置の細い環状スリットには空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主としてこの環状スリットの最速部分から細かく霧化され吐出される。しかも、環状ベンチュリ管の内側と外側に空気路が形成されているから、燃料吐出部中心に両側に広がり、霧化の広がりが拡大される。したがって、吸気管内に均一に燃料の霧化が促進され、その結果として、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

そして、環状ベンチュリ管の環状体が、円形の環状体のものでは、環状ベンチュリ管の製造が容易であると共に、スロットル開度の開度如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧状になって吐出される。したがって、燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

更に、環状ベンチュリ管の環状体が、楕円形または長円形の環状体となるものでは、スロットル開度の開度如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の空気流速の最速部分が常に広い範囲で存在し、燃料は主として、その空気流速の最速の楕円形または長円形の環状ベンチュリ管から霧状になって吐出される。したがって、燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

更にまた、環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管を具備するから、スロットル弁開度の変化如何にかかわらず、環状センタベンチュリ管の何れかの部分に空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧化される。また、環状センタベンチュリ管を内側及び外側に空気路を形成する環状体としたものであるから、それを中心に両側に広がり、霧化の広がりが拡大される。この結果、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管により燃料の霧化が均一かつ全体になされ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項２にかかる内燃機関の気化器装置によれば、内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管を具備したものであるので、スロットル弁開度の変化如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の何れかの部分に空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧化される。また、環状ベンチュリ管を内側及び外側に空気路を形成する環状体としたものであるから、それを中心に両側に広がり、霧化される燃料の広がりが拡大される。この結果、燃料の霧化が均一かつ全体的になされ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

また、環状ベンチュリ管の内周側に形成した燃料吐出部を、４個以上穿設してなる小孔としたものでは、スロットル弁開度の開度如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の空気流速の最速部分に相当する小孔の位置が常に存在し、燃料は主として、その流速の最速の小孔から燃料が細かい霧状となって吐出され、しかも、環状ベンチュリ管の内側と外側に空気路が形成されているから、吸気管に均一に燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。
そして、環状ベンチュリ管の環状体が、円形の環状体のものでは、環状ベンチュリ管の製造が容易であると共に、スロットル開度の開度如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧状になって吐出される。したがって、燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

更に、環状ベンチュリ管の環状体が、楕円形または長円形の環状体となるものでは、スロットル開度の開度如何にかかわらず、環状ベンチュリ管の空気流速の最速部分が常に広い範囲で存在し、燃料は主として、その空気流速の最速の楕円形または長円形の環状ベンチュリ管から霧状になって吐出される。したがって、燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

更にまた、環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管を具備するから、スロットル弁開度の変化如何にかかわらず、環状センタベンチュリ管の何れかの部分に空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧化される。また、環状センタベンチュリ管を内側及び外側に空気路を形成する環状体としたものであるから、それを中心に両側に広がり、霧化の広がりが拡大される。この結果、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管により燃料の霧化が均一かつ全体になされ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項３にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１または請求項２に記載の環状センタベンチュリ管の内周側に形成した燃料吐出部を、細い環状のスリットとし、その内部に複数個穿設してなる小孔を介して細い環状のスリットに燃料を導くものであるので、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、複数個穿設してなる小孔によって、燃料吐出部に燃料を導く箇所を特定でき、必要でない箇所の燃料吐出部には小孔から燃料を導く必要がないので、スロットル弁を閉じたときに細い環状のスリットからなる燃料吐出部に余剰燃料を作り出すことがない。

請求項４にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管の環状体が、円形の環状体としてなるものであるので、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、環状センタベンチュリ管の製造が容易であると共に、スロットル開度の開度如何にかかわらず、環状センタベンチュリ管の空気流速の最速部分が常に存在し、燃料は主として、その空気流速の最速部分から霧状になって吐出される。したがって、燃料の霧化が促進され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項５にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管の内側とその外側から環状ベンチュリ管の内側とで区分される環状ベンチュリ管内の空気路が、面積比率で外側に対し内側を２５±２０〔％〕の範囲としたものであるので、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の効果に加えて、吸気管に導入され空気の一部は、環状ベンチュリ管の外側を通って、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管内を通って燃料と混合された混合気の外側を取巻いているから霧化の広がりが極めて良好となる。このため、吸気管の下流の吸気マニホルドの内壁面や内燃機関の燃焼室の内壁面に燃料が付着し難くなり、もって、燃焼室に供給された燃料は極めて均一に混合され、その殆どが燃焼に寄与されるため、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項６にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管に吸気管側の１箇所以上から燃料を供給するものであるので、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、燃料を霧化する燃料吐出部へ燃料が均一に供給され、その結果、環状センタベンチュリ管からも均質な霧状の燃料が供給でき、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

請求項７にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管を吸気管の内壁側に環状ベンチュリ管の変位に連れて、中央から変位させて配置したものであるので、請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の効果に加えて、スロットル弁が僅かに開いた場合には、その空気流が環状ベンチュリ管側の流れとなり、スロットル弁の開きに対応した空気流は環状ベンチュリ管内を流れる。したがって、少ないスロットル弁の開きに対しても、空気流は確実に環状ベンチュリ管内を流れ、均一に霧化された燃料が供給され、また、スロットル弁の開きが大きくなると、環状センタベンチュリ管側の流れが加わり、スロットル弁の開きに対応した空気流は環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管内を流れる。したがって、大きなスロットル弁の開きに対しては、空気流は確実に環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管内を流れ、均一に霧化された燃料が供給される。これにより、何れのスロットル弁の開度に対しても内燃機関の燃焼性を良好なものとすることができる。

請求項８にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管の環状体が上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものであるので、請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の効果に加えて、環状センタベンチュリ管の燃料吐出部で流速が最高となり、整然とした流れとなる。また、環状センタベンチュリ管の燃料吐出部を過ぎると流速が徐々に低速となり、空気流が広がり易くなり、空気と霧化された燃料の混合が促進され、燃焼性を良くすることができる。

請求項９にかかる内燃機関の気化器装置では、請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の環状センタベンチュリ管の環状体が、環状ベンチュリ管の燃料吐出部に対して、上流側の外径を急激に大きくし、下流側の外径を上流側の外径変化に比較して徐々に小さくなるように形成したものであるので、請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の効果に加えて、環状センタベンチュリ管の最大外径に対向する環状ベンチュリ管の燃料吐出部での流速が更に増速され、整然とした流れとなる。また、環状センタベンチュリ管の最大外径に対向する環状ベンチュリ管の燃料吐出部を過ぎると流速が徐々に減速されるため、空気流がより広がり易くなり、空気と霧化された燃料の混合がより促進され、燃焼性を更に良くすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。
（実施例１）

図１は本発明の実施例１にかかる内燃機関の気化器装置の全体構成を示す斜視図である。図２は図１のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す斜視図である。また、図３は図２の環状ベンチュリ管の要部構成を示す説明図であり、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図３（ｅ）は環状ベンチュリ管の燃料吐出部の要部形状を示す部分断面図である。そして、図４は図３の環状ベンチュリ管の吸気管への取付状態を示す断面図である。更に、図５は本実施例のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図であり、図５（ａ）はスロットル弁及び環状ベンチュリ管の空気の流れ方向における断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）を右側から見た側面図である。なお、図中、前述の従来装置と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。

図１乃至図５において、１はスロットル弁４及び環状ベンチュリ管２０を含む内燃機関の気化器装置であり、この気化器装置１の一部を構成するスロットル弁４は、主に、スロットル弁板４１と弁シャフト４２からなる。なお、スロットル弁板４１はビス等によって弁シャフト４２に固定されている。また、環状ベンチュリ管２０は後述のように、図示しない内燃機関に供給される燃料を霧化するものである。そして、３０は管状に形成され吸入空気を通す吸気管であり、吸気管３０は図示しない吸入空気を浄化するエアクリーナ側の接続フランジ３１、内燃機関の吸気マニホルド側の接続フランジ３２を備えている。吸気管３０内には、スロットル弁４及び環状ベンチュリ管２０が適当な間隔で配設されている。

また、スロットル弁４には弁シャフト４２と一体的に回動される弁シャフト４５が配設され、この弁シャフト４５にはスロットル弁４を閉側に戻すよう付勢するスプリング４４が配設され、スロットル弁４の全閉位置を決定する全閉ストッパ部４６がリンク４３を介して固設されている。このため、吸気管３０側に配設された調整螺子４７により全閉ストッパ部４６を介してスロットル弁４の全閉位置が調節される。そして、リンク４３には図示しないスロットルワイヤが連結されており、運転者により操作されるアクセルペダル等によりスロットルワイヤ、リンク４３を介してスプリング４４の付勢力に抗してスロットル弁４が開側に操作される。

吸気管３０内のスロットル弁４の下流には環状ベンチュリ管２０が、スロットル弁板４１で変化された空気流速がそれほど減衰しない程度の間隔をおいて配設されている。この環状ベンチュリ管２０は、空気流速を増速する円形の上流側環状ベンチュリ部２１及び下流側環状ベンチュリ部２２、燃料供給路２３を形成した２本のベンチュリ支持柱２８で構成され、吸気管３０に圧入等の方法で固定されている。上流側環状ベンチュリ部２１には、嵌合凸部３５が形成されており、下流側環状ベンチュリ部２２には、上流側環状ベンチュリ部２１の嵌合凸部３５と嵌め合いを行う嵌合凹部３６を有しており、両者は嵌め合いによって一体化されている。そして、環状ベンチュリ管２０は、例えば、図３（ｅ）に示すような面取りした燃料吐出部２６を有し、燃料吐出部２６は開口端部に連続する断面の一辺が０．０５〜０．２〔ｍｍ〕程度の細い環状のスリットで、断面が四角形の燃料路２６ａまたは断面が円形の燃料路２６ｂにつながっている。２本のベンチュリ支持柱２８には、燃料吐出部２６に燃料を送給する燃料供給路２３が形成されており、また、吸気管３０には、環状ベンチュリ管２０の燃料供給路２３に対応し、燃料を供給する燃料供給パイプ３８が接続されている。そして、図示しない燃料タンクからダイヤフラム燃料ポンプ等を経て供給された液状の燃料は、燃料供給路２３を経て燃料路２６ａまたは燃料路２６ｂに供給され、霧化され燃料は環状のスリットからなる燃料吐出部２６から噴射される。

次に、このように構成された内燃機関の気化器装置１の動作について説明する。

運転者のアクセル操作によって図示しないアクセルワイヤが作動され、吸気管３０内に配設されたスロットル弁４のスロットル弁板４１の開度が調節され、エアクリーナ側から供給された空気６は、そのスロットル弁板４１の開度に応じて、その流量が調整される。そして、供給された空気６は、環状ベンチュリ管２０の上流側環状ベンチュリ部２１で流速を増して導入される。

一方、燃料タンクから供給されダイヤフラム燃料ポンプ等を経て、吸気管３０に配設された燃料供給パイプ３８から導入された燃料は、燃料供給路２３を介して燃料路２６ａまたは燃料路２６ｂを経て環状の燃料吐出部２６から霧化される。このとき、主として、スロットル弁４の開度によって決まる空気流速の最速部分となる環状ベンチュリ管２０の内周側の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６から、燃料は細かい霧状となって下流側に連続して吐出される。

このように、本実施例の内燃機関の気化器装置１は、内燃機関に燃料及び空気６を供給する吸気管３０と、吸気管３０内のスロットル弁４の上流または下流に配設され、吸気管３０の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する環状体とし、その内周側に空気流により連続して燃料を霧化自在な燃料吐出部２６を形成した環状ベンチュリ管２０とを具備したものである。

つまり、環状ベンチュリ管２０に配設されている細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６には、空気流速の最速部分が存在しているため、この燃料吐出部２６から吐出される燃料が良好に霧化される。このとき、吸気管３０内の環状ベンチュリ管２０を通過する空気流速分布を見ると、スロットル弁板４１の先端付近の空気流が最速になり、その空気流速分布は、スロットル弁４の開度によって最速の位置が変化する。

また、スロットル弁板４１の開度の如何にかかわらず、細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６には、常にそのスリット部位に空気流速の最速部分が存在することとなる。このため、燃料は燃料吐出部２６の空気流速の最速部分から吐出され霧化される。これにより、吸気管３０内で燃料の霧化が促進され極めて均一な混合気が内燃機関側に供給されることとなり、結果的として、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションが向上される。

また、上流側環状ベンチュリ部２１及び下流側環状ベンチュリ部２２からなる環状ベンチュリ管２０は、例えば、アルミダイキャスト等で比較的簡単に製造することができるため、製造コストを抑えることができる。

そして、燃料タンクからダイヤフラム燃料ポンプ等を経て導入され、吸気管３０に取付けられた燃料供給パイプ３８から環状ベンチュリ管２０に供給された燃料は、燃料供給路２３を介して燃料路２６ａまたは燃料路２６ｂを経て細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６から霧化される。このとき、燃料は、スロットル弁４の開度によって決まる空気流速の最速部分となる環状のスリットからなる燃料吐出部２６から約２００〜５００〔μｍ〕程度の細かい霧状になって下流側に吐出される。

この燃料吐出部２６から吐出された霧化燃料は、吸気管３０内で空気と極めて均一に混合されることで、吸気管３０の下流側に接続される吸気マニホルドや内燃機関の燃焼室の壁面に付着したり流れたりすることがなくなるため、燃焼効率が促進される。この結果、未燃の炭化水素（ＨＣ）や半燃焼の一酸化炭素（ＣＯ）を減少することができ、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができる。

なお、吸気管３０内において、上流側環状ベンチュリ部２１と下流側環状ベンチュリ部２２で構成された環状ベンチュリ管２０で区分される内側の空気路Ｅは、環状ベンチュリ管２０の外側の空気路Ｆに対し、面積比率で略５５〔％〕となるように設定されている。なお、発明者の実験によれば、環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅと外側の空気路Ｆの面積比率は、３５〜７５〔％〕の範囲、即ち、５５±２０〔％〕の範囲であれば適合可能であることが確認された。

このように、環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅを外側の空気路Ｆに対し面積比率で３５〜７５〔％〕の範囲に設定することにより、吸気管３０に導入されスロットル弁４を通過した空気６は環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅと空気路Ｆとに分かれる。そして、環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅを通過する空気は、燃料吐出部２６から所定の広がり角度で霧化された燃料と混合され、更に、環状ベンチュリ管２０の外側の空気路Ｆを通過する空気によって拡散され、空気と霧化された燃料との混合が促進される。

発明者の実験によると、上記面積比率を外れ、環状ベンチュリ管２０の外側の空気路Ｆを通過する空気が少なくなると、吸気管３０の内壁面に燃料吐出部２６から霧化された燃料の付着が見られた。逆に、環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅを通過する空気が少ないと、霧化の広がりが制限されることが分かった。

これに対して、吸気管３０内で環状ベンチュリ管２０の内側の空気路Ｅと外側の空気路Ｆとの面積比率が、５５±２０〔％〕の範囲であれば、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６から吐出され霧化された燃料と空気との混合が良好に促進され、空気路Ｆを通った空気流で覆われ、それによって吸気管３０の内壁面に付着することがなくなることが確認された。これにより、内燃機関での未燃や半燃焼が抑制され、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができた。

そして、燃料タンクからダイヤフラム燃料ポンプ等を経て供給される燃料は、吸気管３０に配設された燃料パイプ３８から細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６に導入されるが、そのとき、燃料吐出部２６には、複数個所、例えば、上下２箇所の燃料パイプ３８から供給される。

このように、燃料は２箇所の燃料パイプ３８から２回路にて燃料吐出部２６の細い環状のスリットに分圧され、流体抵抗差が少ない状態にて均一に燃料が供給される。よって、燃料吐出部２６の細い環状のスリットにおける燃料条件を略均一にすることができることとなり、燃料吐出部２６から吐出される燃料は極めて均一に霧化されることとなる。

本実施例においては、環状ベンチュリ管２０の内周側に形成された燃料吐出部２６に、吸気管３０の外周囲の２箇所から燃料が供給される構造になっているが、本実施例を実施する場合には、これに限定されるものではなく、２箇所以上の複数箇所から燃料を供給するようにして、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における燃料条件のばらつきを抑制することが求められる。

なお、本実施例では、上下２本のベンチュリ支持柱２８内にそれぞれ燃料供給路２３が形成され、環状ベンチュリ管２０の吸気管３０への取付けと兼用されているから、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における燃料条件のばらつきを良好に抑制できると共に、環状ベンチュリ管２０をベンチュリ支持柱２８にて吸気管３０に安定して取付ることができる。
（実施例２）

図６は本発明の実施例２にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管の吸気管への取付状態を示す断面図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図６において、上述の実施例との相違点は、環状ベンチュリ管２０の内周側に燃料を吐出する燃料吐出部として多数個穿設された燃料吐出小孔２７である。ここで、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、この燃料吐出部としての燃料吐出小孔２７を環状ベンチュリ管２０の内周側に４個以上穿設すればよい。即ち、環状ベンチュリ管２０の内周側に、上述の実施例の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６に替えて、本実施例では、４個以上の燃料吐出小孔２７を形成したものである。なお、環状ベンチュリ管２０の内周側に４個の燃料吐出小孔２７を穿設する場合には、スロットル弁４の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向に１対、これに対して９０度回転位置に更に１対を設けるようにすればよい。

そして、実際に本発明を実施する場合には、スロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向に一対、この両者間を３分割した位置に計６個の燃料吐出小孔２７を設ける方がより効果的である。勿論、３分割以上してそれぞれの位置に、燃料吐出小孔２７を設けるのが更に望ましい。即ち、環状ベンチュリ管２０の内周側の燃料吐出小孔２７は、４個以上穿設するのが望ましく、実用的には、６個以上で多数個穿設するのが望ましい。

本実施例では、上述の実施例の環状ベンチュリ管２０の細い環状スリットからなる燃料吐出部２６に替えて、環状ベンチュリ管２０の内周側でスロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面に、直径０．１〜０．５〔ｍｍ〕程度の燃料吐出小孔２７が複数個に穿設されている。ここで、燃料吐出小孔２７の数が少ないと、スロットル弁４の開度によっては、上述の実施例のように常に空気流速の速い個所で霧化できるとは限らないので、霧化の促進が十分でない領域が発生する可能性がある。これに対処するように、本実施例に示すように、燃料吐出小孔２７を４個以上穿設することで、それぞれの燃料吐出小孔２７から吐出される燃料は効率良く霧化され、かなりの広がりを持って下流側に放出される。また、燃料吐出小孔２７は吸気管３０の略中心位置に設けられており、燃料吐出小孔２７から吐出され霧化された燃料は、吸気管３０の内壁面に当って液状の燃料になることが抑制されるため、上述の実施例と同様の効果が得られる。

即ち、運転者のアクセル操作によってアクセルワイヤが作動され、吸気管３０内に配設されたスロットル弁４のスロットル弁板４１の開度が調節され、エアクリーナ側から供給された空気６は、そのスロットル弁板４１の開度に応じて、その流量が調整され、環状ベンチュリ管２０で流速を増して導入される。

一方、燃料タンクからダイヤフラム燃料ポンプ等を経て、吸気管３０に配設された燃料供給パイプ３８から導入された燃料は、燃料供給路２３を介して燃料路２６ａまたは燃料路２６ｂを経て燃料吐出小孔２７から霧化される。このとき、主として、スロットル弁４の開度によって決まる空気流速の最速部分となる環状ベンチュリ管２０の内周側の燃料吐出小孔２７から、燃料は細かい霧状となって下流側に連続して吐出される。

したがって、スロットル弁４の開度の如何にかかわらず、複数個の燃料吐出小孔２７には、常に空気流速が最速となる燃料吐出小孔２７が存在することとなる。このため、燃料は、主として、空気流速の最速部分から吐出され霧化される。これにより、吸気管３０内で燃料の霧化が促進され極めて均一な混合気が内燃機関側に供給されることとなり、結果的として、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができる。
（実施例３）

図７は本発明の実施例３にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管を示す説明図であり、図７（ａ）は全体斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）の中央断面及び一部の構成の斜視図、図７（ｃ）は図７（ｂ）の拡大断面図を示すものである。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図７において、本実施例の内燃機関の環状ベンチュリ管２０は、燃料吐出部２６Ａが内周側に開口する細い環状のスリットで、断面四角形の燃料路２６ａには複数の小孔２６Ｂを介してつながっている。即ち、燃料供給路２３を通って燃料路２６ａに供給された液状の燃料は、小孔２６Ｂを通過して環状のスリットとなっている燃料吐出部２６Ａに供給される。

本実施例の内燃機関の環状ベンチュリ管２０の内周側に形成した連続して液状の燃料を霧化する燃料吐出部２６Ａは、内部の燃料路２６ａから複数個穿設してなる小孔２６Ｂを介して、細い環状のスリットに燃料を導くものであるから、複数個穿設してなる小孔２６Ｂによって、燃料吐出部２６Ａの燃料を導く箇所を特定し、必要でない箇所の小孔２６Ｂは燃料吐出部２６Ａの燃料を導く必要がないので、スロットル弁４を閉じたときに細い環状のスリットに余剰燃料を作り出すことがない。

したがって、上述の実施例の特長点を組み合わせ、応答性のよい環状ベンチュリ管２０を提供することができる。

また、本実施例の内燃機関の気化器装置における環状ベンチュリ管２０の環状体は、図７（ｃ）に示すように、上流側、即ち、上流側環状ベンチュリ部２１の内径を急激に小さくし、下流側、即ち、下流側環状ベンチュリ部２２の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものであるから、環状ベンチュリ管２０の内周側の燃料吐出部２６Ａで流速が略最高となり、整然とした流れとなる。また、燃料吐出部２６Ａを過ぎると流速が徐々に低速となり、空気流が広がり易くなり、空気と霧化された燃料との混合が極めて良好に行われるので、燃焼性を良くすることができる。
（実施例４）

図８は本発明の実施例４にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図であり、図８（ａ）はスロットル弁と環状ベンチュリ管の断面図、図８（ｂ）は図８（ａ）を右側から見た側面図である。図８（ｃ）は図８（ａ）を右側から見た側面図に相当する実施例４の変形例であり、環状ベンチュリ管の固定軸方向を９０度変更したものである。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。

図８において、環状ベンチュリ管２０は、空気の流れ方向から見て、上述した円形に替えて、楕円形または長円形にて構成されている。また、２本のベンチュリ支持柱２８も有しておらず、直接、吸気管３０に固定されている。特に、図８（ｂ）において、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０は、その長手方向がスロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向になっている事例であり、図８（ｃ）は環状ベンチュリ管２０内の長手方向がスロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で平行方向になっている事例である。

このように、吸気管３０内の上流側にはスロットル弁４、下流側には上流側環状ベンチュリ部２１Ａ及び下流側環状ベンチュリ部２２Ｂからなる環状ベンチュリ管２０が配設され、それらの相対位置関係はスロットル弁４で発生する速い流速の空気が減衰しない程度の間隔となっている。また、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０の上流側環状ベンチュリ部２１Ａによって、エアクリーナ側から導入された空気の流速が上昇され、上流側環状ベンチュリ部２１Ａ及び下流側ベンチュリ部２２Ｂで形成された環状のスリットからなる燃料吐出部２６によって、吸気管３０から燃料供給パイプ３８を介して導入され下流側ベンチュリ部２２Ｂの断面四角形の燃料路２６ａまたは断面円形の燃料路２６ｂを通過した燃料が吐出され霧化される。

図８（ｂ）においては、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０は、その長手方向がスロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向に配設され、エアクリーナ側から導入された空気は、吸気管３０内に配設されているスロットル弁板４１の開度に応じて、その流量が調整され、環状ベンチュリ管２０内の上流側環状ベンチュリ部２１Ａで流速を増す。

一方、燃料タンクから吸気管３０に取付けられた燃料供給パイプ３８から供給された燃料は、細い楕円形または長円形の環状のスリットからなる燃料吐出部２６から吐出され霧化される。このとき、主として、スロットル弁４の開度によって決まる空気流速の最速部分で、燃料は細かい霧状となって下流側に連続して吐出される。

このように、図８（ｂ）に示す、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０は、その短軸側が吸気管３０の内壁面との間に空気路を形成している。即ち、図８（ｂ）において、特に、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０は、その長手方向がスロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向としているので、連続した細い楕円状または長円状のスリットからなる燃料吐出部２６には、空気流速の最速部分が存在しているため、この燃料吐出部２６から吐出される燃料が良好に霧化される。

また、図８（ｃ）に示すように、楕円形または長円形の環状ベンチュリ管２０の長手方向が、スロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面でその軸方向と一致している場合にも、スロットル弁板４１の先端で発生した空気流速の最速部分は、スロットル弁４と環状ベンチュリ管２０の間隔が、スロットル弁板４１で発生する速い空気流速が減衰しない程度に設定することにより、空気が拡散されるので、スロットル弁板４１の弁シャフト４２に対して平行平面で直角方向の場合と同様に燃料の霧化を向上することができる。これにより、吸気管３０内で燃料の霧化が促進され極めて均一な混合気が内燃機関側に供給されることとなり、結果的として、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができる。

本実施例においても、環状ベンチュリ管２０の内周側に形成された細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６に替えて、直径０．１〜０．５〔ｍｍ〕程度の燃料吐出小孔２７を４個以上穿設してもよい。

なお、上記実施例では、スロットル弁４の下流に環状ベンチュリ管２０を配設したものを示したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、スロットル弁４の上流に環状ベンチュリ管２０を配設してもよく、また、これら両者を包含して実施できることは言うまでもないことである。
（実施例５）

図９乃至図１２は本発明の実施例５にかかる内燃機関の気化器装置におけるスロットル弁を開いたときの環状ベンチュリ管からスロットル弁を通過する空気の流れを示す説明図である。なお、図９（ａ）はスロットル弁を４０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。同様に、図１０（ａ）はスロットル弁を６０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。

また、同様に、図１１（ａ）はスロットル弁を７０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。そして、同様に、図１２（ａ）はスロットル弁を全開したときの空気の流れ方向の断面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。

本実施例では、図９（ａ）乃至図１２（ａ）に示すように、吸気管３０内に配設したスロットル弁４のスロットル弁板４１が左上方（時計回り）に開くとき、環状ベンチュリ管２０がスロットル弁板４１に近づく側に、吸気管３０の左内壁側に中央から変位させ配置されている。このため、図９（ｂ）乃至図１２（ｂ）に示すように、２本のベンチュリ支持柱のうち右側ベンチュリ支持柱２８Ａは、左側ベンチュリ支持柱２８Ｂより長く設定されている。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を４０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６，２６Ａにおける微小領域Ｓ１から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の流れが生成される。

次に、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を６０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６，２６Ａにおける領域Ｓ２から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の主流が生成され、かつ、領域Ｓ３から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の右内壁面側に霧化された燃料７の副流が生成される。

次に、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を７０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６，２６Ａにおける領域Ｓ４から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の主流が生成され、かつ、領域Ｓ５から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の右内壁面側に霧化された燃料７の副流が生成される。

更に、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を全開にしたところ、吸気管３０内の全体に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６，２６Ａにおける全領域Ｓ６から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０内の全体に霧化された燃料７の主流が生成される。

このように、スロットル弁４が僅かに開いた場合でも、その隙間に生じる空気流が環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６，２６Ａ側の流れとなるように、環状ベンチュリ管２０をスロットル弁４が開くときに近づく側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置したものであるから、スロットル弁４の開きに対応した空気流は環状ベンチュリ管２０内を流れることとなる。したがって、少ないスロットル弁４の開きに対しても、空気流は確実に環状ベンチュリ管２０内を流れ、その燃料吐出部２６，２６Ａから霧化された燃料７を供給でき、また、スロットル弁４の開きが大きくなると、スロットル弁４が霧化された燃料７を均一に拡散するようにガイドするから、何れのスロットル弁４の開度でも霧化が促進され内燃機関における燃焼性を向上することができる。

なお、環状ベンチュリ管２０をスロットル弁４が開くときに遠ざかる側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置しても、スロットル弁４の開きに対応した空気流が環状ベンチュリ管２０内を同様に流れることで、同様の作用・効果が期待できる。

しかも、環状ベンチュリ管２０の環状体は、上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものであるから、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６，２６Ａで流速が最高となり、整然とした流れとなる。また、燃料吐出部２６，２６Ａを過ぎると流速が徐々に低速となり、空気流が広がり易くなり、空気と霧化された燃料７の混合が良好に行われ、内燃機関における燃焼性をより向上させることができる。

次に、本実施例にかかる内燃機関の気化器装置における環状ベンチュリ管２０と吸気管３０との相対位置関係及び環状ベンチュリ管２０の内側とその外側とで区分される空気路の面積比率について、発明者による実験結果を示す図１３及び図１４を参照して説明する。

図１３は、吸気管３０の口径で決まる内側面積１００％に対して、環状ベンチュリ管２０Ａの場合にはその口径で決まる内側面積約４３％で中央からその半径の約１／５だけ左に変位させ、環状ベンチュリ管２０Ｂの場合にはその口径で決まる内側面積約３７％で中央からその半径の約３／１０だけ左に変位させ、環状ベンチュリ管２０Ｃの場合にはその口径で決まる内側面積約３１％で中央からその半径の約２／５だけ左に変位させたものである。

なお、本実施例では、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃをスロットル弁４が開くときに近づく側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置し、具体的には、吸気管３０の内壁面から環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの外周面までの距離が吸気管３０の半径の約１／５で、それを一定とし、空気路を確保した。

発明者の実験によれば、図１４に示すように、吸気管３０の内側面積１００〔％〕に対して、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにて示すように、内側の空気路の面積を変更した結果、環状ベンチュリ管の空気路の面積を約３５〔％〕まで小さくしても良好な燃焼性が確保できることが確認できた。逆に、吸気管３０の内側面積１００〔％〕に対して、環状ベンチュリ管の内側の空気路の面積を７５〔％〕まで大きくしても良好な燃焼性が確保できることが確認できた。これは、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの内側とその外側とで区分される吸気管３０内の空気路が、面積比率で外側に対し内側を５５±２０〔％〕の範囲に設定できることを意味している。

このとき、吸気管３０内に導入された空気は、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの内側を通って霧化された燃料７と混合され、その混合された燃料７が環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの外側を通った空気によって取巻かれることから霧化された燃料７の広がりや混合が更に促進される。これにより、吸気管３０の下流の吸気マニホルドの壁面や内燃機関の燃焼室の壁面に燃料が付着し難くなり、もって、内燃機関の燃焼室内に供給される燃料７が極めて均一に混合された混合気となり、その殆どが燃焼に寄与されるため、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができる。
（実施例６）

図１５は本発明の実施例６にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図であり、図１５（ａ）はスロットル弁、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管の空気の流れ方向における断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）を左側から見た側面図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その重複する説明を省略する。

図１５において、本実施例では、吸気管３０内には、スロットル弁４及び環状ベンチュリ管２０が適当な間隔で配設され、更に、環状ベンチュリ管２０の内周側には、空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さとなるよう形成された環状センタベンチュリ管５０が配設されている。この環状センタベンチュリ管５０は、空気流速を増速する円形の上流側環状センタベンチュリ部５１及び下流側環状センタベンチュリ部５２、燃料供給路５３を形成した２本のベンチュリ支持柱５８で構成され、吸気管３０に圧入等の方法で固定されている。

なお、環状センタベンチュリ管５０における上流側環状センタベンチュリ部５１及び下流側環状センタベンチュリ部５２の内周側に形成された燃料吐出部５６の構成は、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６と同様であるので、その詳細な説明を省略する。また、環状センタベンチュリ管５０における上流側環状センタベンチュリ部５１及び下流側環状センタベンチュリ部５２の結合関係は、環状ベンチュリ管２０における上流側環状ベンチュリ部２１及び下流側環状ベンチュリ部２２の結合関係と同様であるので、その詳細な説明を省略する。

燃料タンクから供給されダイヤフラム燃料ポンプ等を経て、吸気管３０に配設された燃料供給パイプ６８から導入された燃料は、燃料供給路５３を経て環状の燃料吐出部５６から霧化される。このとき、主として、スロットル弁４の開度によって決まる空気流速の最速部分となる環状センタベンチュリ管５０の内周側の細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６から、燃料は細かい霧状となって下流側に連続して吐出される。

本実施例においても、環状センタベンチュリ管５０の内周側に形成された細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６に替えて、直径０．１〜０．５〔ｍｍ〕程度の燃料吐出小孔を４個以上穿設してもよい。

なお、上記実施例では、スロットル弁４の上流に環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０を配設したものを示したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、スロットル弁４の下流に環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０を配設してもよく、また、これら両者を包含して実施できることは言うまでもないことである。
（実施例７）

図１６乃至図１９は、本発明の実施例７にかかる内燃機関の気化器装置におけるスロットル弁を開いたときの環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管からスロットル弁を通過する空気の流れを示す説明図である。なお、図中、上述の実施例と同様の構成または相当部分からなるものについては同一符号及び同一記号を付し、その詳細な説明を省略する。

このうち、図１６（ａ）はスロットル弁を４０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。同様に、図１７（ａ）はスロットル弁を６０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。

また、同様に、図１８（ａ）はスロットル弁を７０度程度開けたときの空気の流れ方向の断面図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。そして、同様に、図１９（ａ）はスロットル弁を全開したときの空気の流れ方向の断面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）の空気の流れ方向に対して垂直平面で、吸気管の内壁面に対する環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管とスロットル弁との相対位置関係を示す説明図である。

本実施例では、図１６（ａ）乃至図１９（ａ）に示すように、吸気管３０内に配設したスロットル弁４のスロットル弁板４１が左上方（時計回り）に開くとき、環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０がスロットル弁板４１に近づく側に、吸気管３０の左内壁側に中央から変位させ配置されている。このため、図１６（ｂ）乃至図１９（ｂ）に示すように、環状センタベンチュリ管５０及び環状ベンチュリ管２０の各２本のベンチュリ支持柱のうち右側ベンチュリ支持柱５８Ａ，２８Ａは、左側ベンチュリ支持柱５８Ｂ，２８Ｂより長く設定されている。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を４０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における微小領域Ｓ１１から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の流れが生成される。なお、このスロットル弁４の開度では、環状センタベンチュリ管５０内の空気路には空気流速の速い部分が存在せず、環状センタベンチュリ管５０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６からは燃料が殆ど吐出されなかった。

次に、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を６０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における領域Ｓ１２から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の主流が生成され、かつ、領域Ｓ１３から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の右内壁面側に霧化された燃料７の副流が生成される。なお、このスロットル弁４の開度でも、環状センタベンチュリ管５０内の空気路には空気流速の速い部分が存在せず、環状センタベンチュリ管５０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６からは燃料が殆ど吐出されなかった。

次に、図１８（ａ）及び図１８（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を７０度程度開けたところ、吸気管３０の内壁面とスロットル弁板４１との隙間に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における領域Ｓ１４から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の左内壁面側に霧化された燃料７の主流が生成され、かつ、領域Ｓ１５から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０の右内壁面側に霧化された燃料７の副流が生成される。

更に、このスロットル弁４の開度程度となると、環状センタベンチュリ管５０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６における領域Ｓ１６からも燃料が吐出され始め、吸気管３０の中央領域からその燃料の霧化が開始され、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６における領域Ｓ１４，Ｓ１５から吐出され霧化された燃料７と混合される。したがって、このスロットル弁４の開度になると、霧化される燃料７が増大されることで、内燃機関の高回転側における燃料供給を良好なものとすることができる。

次に、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、スロットル弁４のスロットル弁板４１を全開にしたところ、吸気管３０内の全体に空気流が生じ、環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６における全領域Ｓ１７から吐出される燃料が霧化され、吸気管３０内の全体に霧化された燃料７の主流が生成される。更に、スロットル弁４が全開状態となると、環状センタベンチュリ管５０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部５６における領域Ｓ１８からも燃料が吐出され、吸気管３０の中央領域からその燃料の霧化が行われ、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６における領域Ｓ１７から吐出され霧化された燃料７と混合される。したがって、スロットル弁４が全開になると、霧化される燃料７が最大となり、内燃機関の高回転側における燃料供給が必要かつ十分なものとすることができる。

このように、スロットル弁４が僅かに開いた場合でも、その隙間に生じる空気流が環状ベンチュリ管２０の細い環状のスリットからなる燃料吐出部２６側の流れとなるように、環状ベンチュリ管２０をスロットル弁４が開くときに近づく側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置したものであるから、スロットル弁４の開きに対応した空気流は環状ベンチュリ管２０内を流れることとなる。また、環状ベンチュリ管２０の内壁よりも内側に環状センタベンチュリ管５０を配設したものであるから、スロットル弁４の高開度側に対応した空気流が環状センタベンチュリ管５０内を流れることとなる。

したがって、少ないスロットル弁４の開きに対しても、空気流は確実に環状ベンチュリ管２０内を流れ、その燃料吐出部２６から霧化された燃料７を供給できる。また、スロットル弁４の開きが大きくなると、空気流は環状センタベンチュリ管５０内をも流れ、その燃料吐出部５６からの燃料も霧化され燃料７に良好に混合される。そして、スロットル弁４が霧化された燃料７を均一に拡散するようにガイドするから、何れのスロットル弁４の開度でも霧化が促進され内燃機関における燃焼性を向上することができる。

なお、環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０をスロットル弁４が開くときに遠ざかる側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置しても、スロットル弁４の開きに対応した空気流が環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０内を同様に流れることで、同様の作用・効果が期待できる。

しかも、環状ベンチュリ管２０の環状体は、上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものであるから、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６で空気流速が最高となり、整然とした流れとなる。また、燃料吐出部２６を過ぎると空気流速が徐々に低速となり、空気流が広がり易くなり、空気と霧化された燃料７の混合が良好に行われ、内燃機関における燃焼性をより向上させることができる。

同様に、環状センタベンチュリ管５０の環状体は、上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したものであるから、環状センタベンチュリ管５０の燃料吐出部５６で空気流速が最高となり、整然とした流れとなる。また、燃料吐出部５６を過ぎると空気流速が徐々に低速となり、空気流が広がり易くなり、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６から吐出され霧化された燃料７との混合が良好に行われ、内燃機関の高回転側における燃焼性をより向上させることができる。

次に、本実施例にかかる内燃機関の気化器装置における環状ベンチュリ管２０及び環状センタベンチュリ管５０と吸気管３０との相対位置関係、環状センタベンチュリ管５０の内側と環状センタベンチュリ管５０の外側から環状ベンチュリ管２０の内側とで区分される空気路の面積比率について、発明者による実験結果を示す図２０及び図２１を参照して説明する。

図２０は、吸気管３０の口径で決まる内側面積１００％に対して、上述の図１３と同様に、環状ベンチュリ管２０Ａの場合にはその口径で決まる内側面積約４３％で中央からその半径の約１／５だけ左に変位させ、環状ベンチュリ管２０Ｂの場合にはその口径で決まる内側面積約３７％で中央からその半径の約３／１０だけ左に変位させ、環状ベンチュリ管２０Ｃの場合にはその口径で決まる内側面積約３１％で中央からその半径の約２／５だけ左に変位させたものである。

なお、本実施例では、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃをスロットル弁４が開くときに近づく側に、吸気管３０の内壁側に中央から変位させて配置し、具体的には、吸気管３０の内壁面から環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの外周面までの距離が吸気管３０の半径の約１／５で、それを一定とし、空気路を確保した。更に、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの吸気管３０の内壁側への変位に連れて、環状センタベンチュリ管５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを変位させて配置したものである。

発明者の実験によれば、図２１に示すように、環状ベンチュリ管２０の内側面積１００〔％〕に対して、環状センタベンチュリ管５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃにて示すように、内側の空気路の面積を変更した結果、環状センタベンチュリ管の空気路の面積を約５〔％〕まで小さくしても良好な燃焼性が確保できることが確認できた。逆に、環状ベンチュリ管２０の内側面積１００〔％〕に対して、環状センタベンチュリ管の内側の空気路の面積を４５〔％〕まで大きくしても良好な燃焼性が確保できることが確認できた。これは、環状センタベンチュリ管５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの内側とその外側から環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの内側とで区分される空気路が、面積比率で外側に対し内側を２５±２０〔％〕の範囲に設定できることを意味している。

このとき、吸気管３０内に導入された空気は、環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの内側及び環状センタベンチュリ管５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの内側を通って霧化された燃料と混合され、その混合された燃料７が環状ベンチュリ管２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの外側を通った空気によって取巻かれることから霧化された燃料７の広がりや混合が更に促進される。これにより、吸気管３０の下流の吸気マニホルドの壁面や内燃機関の燃焼室の壁面に燃料が付着し難くなり、もって、内燃機関の燃焼室内に供給される燃料７が極めて均一に混合された混合気となり、その殆どが燃焼に寄与されるため、内燃機関の出力・燃費及び排出ガスエミッションを向上することができる。

更に、環状センタベンチュリ管５０の外周側を、環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６に対して、上流側の外径を急激に大きくし、下流側の外径を上流側の外径変化に比較して徐々に小さくなるように形成することで、る環状ベンチュリ管２０の燃料吐出部２６における空気流の流速を高めることができ、その燃料吐出部２６から吐出される燃料の霧化を促進させることができる。

図１は本発明の実施例１にかかる内燃機関の気化器装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は図１のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す斜視図である。 図３は図２の環状ベンチュリ管の要部構成を示す説明図である。 図４は図３の環状ベンチュリ管の吸気管への取付状態を示す断面図である。 図５は本発明の実施例１にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図である。 図６は本発明の実施例２にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管の吸気管への取付状態を示す断面図である。 図７は本発明の実施例３にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管を示す説明図である。 図８は本発明の実施例４にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁及び環状ベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図である。 図９は本発明の実施例５にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁を４０度程度開けたときの環状ベンチュリ管からスロットル弁を通過する空気の流れを示す説明図である。 図１０は図９におけるスロットル弁を６０度程度開けたときの環状ベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図１１は図９におけるスロットル弁を７０度程度開けたときの環状ベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図１２は図９におけるスロットル弁を全開したときの環状ベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図１３は本発明の実施例５にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管の吸気管の内壁面に対する相対位置関係を示す説明図である。 図１４は本発明の実施例５にかかる内燃機関の気化器装置における吸気管内の環状ベンチュリ管の内側とその外側とで区分される空気路の面積比率の最適範囲を示す説明図である。 図１５は本発明の実施例６にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁、環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管の相対位置関係を示す説明図である。 図１６は本発明の実施例７にかかる内燃機関の気化器装置のスロットル弁を４０度程度開けたときの環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管からスロットル弁を通過する空気の流れを示す説明図である。 図１７は図１６におけるスロットル弁を６０度程度開けたときの環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図１８は図１６におけるスロットル弁を７０度程度開けたときの環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図１９は図１６におけるスロットル弁を全開したときの環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管からスロットル弁を通過するときの空気の流れを示す説明図である。 図２０は本発明の実施例７にかかる内燃機関の気化器装置の環状ベンチュリ管及び環状センタベンチュリ管の吸気管の内壁面に対する相対位置関係を示す説明図である。 図２１は本発明の実施例７にかかる内燃機関の気化器装置における吸気管内の環状センタベンチュリ管の内側とその外側から環状ベンチュリ管の内側とで区分される空気路の面積比率の最適範囲を示す説明図である。 図２２は従来の内燃機関の気化器装置の要部構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 気化器装置
４ スロットル弁
２０ 環状ベンチュリ管
２１ 上流側環状ベンチュリ部
２２ 下流側環状ベンチュリ部
２６ 燃料吐出部
２７ 燃料吐出小孔
３０ 吸気管
３５ 嵌合凸部
３６ 嵌合凹部
４１ スロットル弁板
５０ 環状センタベンチュリ管

Claims (9)

1. 内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、
   前記吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、前記吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する円形、楕円形または長円形の環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な細い環状のスリットとした燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管と、
   前記環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、前記環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管
   を具備したことを特徴とする内燃機関の気化器装置。
2. 内燃機関に燃料及び空気を供給する吸気管と、
   前記吸気管内のスロットル弁の上流または下流に配設され、前記吸気管の内壁よりも内側で、その内側及び外側に空気路を形成する円形、楕円形または長円形の環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な４個以上穿設してなる小孔とした燃料吐出部を形成した環状ベンチュリ管と、
   前記環状ベンチュリ管の内壁よりも内側に配設され、その内側及び外側に空気路を形成すると共に、前記環状ベンチュリ管の空気の流れ方向の長さに対し両側に延長した長さにて形成する環状体とし、その環状体の内周側に空気流により燃料を霧化自在な燃料吐出部を形成した環状センタベンチュリ管
   を具備したことを特徴とする内燃機関の気化器装置。
3. 前記環状センタベンチュリ管の内周側に形成した燃料吐出部は、細い環状のスリットとし、その内部に複数個穿設してなる小孔を介して前記細い環状のスリットに燃料を導くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の気化器装置。
4. 前記環状センタベンチュリ管の環状体は、円形の環状体としてなることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。
5. 前記環状センタベンチュリ管の内側とその外側から前記環状ベンチュリ管の内側とで区分される前記環状ベンチュリ管内の空気路は、面積比率で外側に対し内側を２５±２０〔％〕の範囲としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。
6. 前記環状センタベンチュリ管には、前記吸気管側の１箇所以上から燃料を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。
7. 前記環状センタベンチュリ管は、前記吸気管の内壁側に前記環状ベンチュリ管の変位に連れて、中央から変位させて配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。
8. 前記環状センタベンチュリ管の環状体は、上流側の内径を急激に小さくし、下流側の内径を上流側の内径変化に比較して徐々に大きくなるように形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。
9. 前記環状センタベンチュリ管の環状体は、前記環状ベンチュリ管の燃料吐出部に対して、上流側の外径を急激に大きくし、下流側の外径を上流側の外径変化に比較して徐々に小さくなるように形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の内燃機関の気化器装置。

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