JP4177880B2

JP4177880B2 - 燃料噴射装置

Info

Publication number: JP4177880B2
Application number: JP2007265545A
Authority: JP
Inventors: 雙信郭
Original assignee: 雙信郭
Priority date: 2003-08-14
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2024-08-10
Also published as: US7077341B2; DE102004037343A1; CN1590754A; JP2005061410A; US20050035223A1; JP2008025589A; DE102004037343B4; KR100468207B1

Description

本発明は、燃料噴射装置に関するものである。さらに、詳細には、燃料を微粒化して燃焼室に噴射することによって、燃料の単位体積当たりの燃料効率が高くなり、内燃機関の出力及び燃費が向上し、未燃焼ガスが発生するのを抑制し、公害物質が発生するのを抑制することができる燃料噴射装置に関するものである。

従来、内燃機関（エンジン）においては、インジェクタを使用して燃料を吸気マニホルド、燃焼室等に噴射し、該燃焼室内の混合気を爆発させ、ピストンを押し出して動力を発生させるようにしている。

ところが、前記インジェクタにおいて、燃料が均一に分散されない場合には、混合気を爆発させる燃焼過程で未燃焼ガスが発生し、燃焼効率が低くなってしまう。その結果、公害物質が発生し、大気を汚染してしまう。そこで、インジェクタを複数配設することによって、燃料を燃焼室内に均一に分散させるようにした燃料噴射装置が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−６５４３２号公報

しかしながら、前記従来の燃料噴射装置においては、インジェクタによって燃料が高圧で噴射されるようになっているが、該燃料を十分に微粒化することができず、燃焼効率を十分に高くすることができない。

本発明は、前記従来の燃料噴射装置の問題点を解決して、燃料を十分に微粒化することができ、燃焼効率を十分に高くすることができる燃料噴射装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の燃料噴射装置においては、前端が開口させられた小径の第１の筒状部、及び該第１の筒状部と隣接させて形成され、後端が開口させられた大径の第２の筒状部を備えたノズルカバーと、燃料分離部、及び該燃料分離部の後端に形成されたフランジ部を備え、前記第１、第２の筒状部間の段差部に前記フランジ部を押し付け、前記燃料分離部を前記第１の筒状部に嵌入させて固定されたノズル本体と、前記第２の筒状部に嵌入させて固定され、燃料を噴射するための噴射口が前記フランジ部の後端面に押し付けられるインジェクタとを有する。

そして、前記ノズル本体は、前記フランジ部の後端に形成され、インジェクタから供給される燃料を受ける燃料注入口、並びに前記ノズルカバーによって被われた燃料分離部の外周面に、燃料注入口と連通させて形成され、周方向に延在させて形成された複数の第１の溝部、及び該各第１の溝部と連通させて形成された複数の螺（ら）旋状の第２の溝部を有する溝集合体を備える。

また、前記各第２の溝部は、溝集合体の入口側から出口側にかけて、断面積が次第に小さくされる。

本発明によれば、燃料噴射装置においては、前端が開口させられた小径の第１の筒状部、及び該第１の筒状部と隣接させて形成され、後端が開口させられた大径の第２の筒状部を備えたノズルカバーと、燃料分離部、及び該燃料分離部の後端に形成されたフランジ部を備え、前記第１、第２の筒状部間の段差部に前記フランジ部を押し付け、前記燃料分離部を前記第１の筒状部に嵌入させて固定されたノズル本体と、前記第２の筒状部に嵌入させて固定され、燃料を噴射するための噴射口が前記フランジ部の後端面に押し付けられるインジェクタとを有する。

そして、前記ノズル本体は、前記フランジ部の後端に形成され、インジェクタから供給される燃料を受ける燃料注入口、並びに前記ノズルカバーによって被われた燃料分離部の外周面に、燃料注入口と連通させて形成され、周方向に延在させて形成された複数の第１の溝部、及び該各第１の溝部と連通させて形成された複数の螺旋状の第２の溝部を有する溝集合体を備える。

この場合、ノズル本体の外周面に、周方向に延在させて形成された複数の第１の溝部、及び該各第１の溝部と連通させて形成された複数の螺旋状の第２の溝部を有する溝集合体が形成され、前記各第２の溝は、溝集合体の入口側から出口側にかけて、断面積が次第に小さくされる。

したがって、燃料の速度が高くされ、かつ、燃料は、第２の溝の螺旋によって渦流化され、第１、第２の溝部をジグザグ状に流れる。その結果、燃料の粒子が繰り返し衝突するので、燃料の微粒化を促進することができる。

そして、燃料を十分に微粒化させることができるので、燃料の単位体積当たりの燃料効率が高くなり、内燃機関の出力及び燃費が向上し、未燃焼ガスが発生するのを抑制し、公害物質が発生するのを抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるノズル本体の斜視図、図２は本発明の実施の形態におけるノズル装置・インジェクタユニットの斜視図、図３は本発明の実施の形態におけるノズル装置の断面図、図４は本発明の実施の形態におけるノズル装置の底面図である。

図において、１０は円筒状の包囲体としてのノズルカバーであり、該ノズルカバー１０は、前端（図２及び３において下端）が開口させられた小径の第１の筒状部１０ａ、及び該第１の筒状部１０ａと隣接させて一体に形成され、後端（図２及び３において上端）が開口させられた大径の第２の筒状部１０ｂを備える。また、１１はノズル本体であり、該ノズル本体１１は、円柱状の燃料分離部１１ａ、及び該燃料分離部１１ａの後端（図１において上端）に、燃料分離部１１ａと一体に形成された円形の形状を有するフランジ部１１ｂを備える。そして、前記ノズルカバー１０の第１、第２の筒状部１０ａ、１０ｂ間の段差部にフランジ部１１ｂの前端面（図１〜３において下端面）を押し付けて、前記燃料分離部１１ａを第１の筒状部１０ａ内に嵌（かん）入させると、前記燃料分離部１１ａの前端が前記第１の筒状部１０ａの前端に隣接させられる。

また、２０はインジェクタであり、該インジェクタ２０は、前端面をフランジ部１１ｂの後端面（図１〜３において上端面）に押し付けて、第２の筒状部１０ｂに嵌入させられる。なお、前記ノズルカバー１０、ノズル本体１１及びインジェクタ２０によって燃料噴射装置としてのノズル装置・インジェクタユニットが構成される。

前記ノズル本体１１において、前記フランジ部１１ｂの後端面の中央には、インジェクタ２０の前端面の中央に形成された噴射口２１から噴射される燃料を受けるための燃料注入口１４が形成される。

また、燃料分離部１１ａの外周面には、軸方向において多層構造から成るマトリックス状のパターンから成る溝集合体が形成される。該溝集合体は、周方向（円周方向）に延在させて形成された複数の、本実施の形態においては、四つの環状の第１の溝部としての円周溝１３、及び該各円周溝１３と連通させて、軸方向に対して傾斜させて形成された複数の、本実施の形態においては、六つの螺旋状の第２の溝部としての螺旋溝１２を備える。前記円周溝１３は、軸方向において所定のピッチで、かつ、所定の深さで形成される。また、前記螺旋溝１２は、周方向において所定のピッチで形成され、最も後端の円周溝１３より後方（図１〜３において上方）に形成された各螺旋溝１２によって最後端の溝群が、最も前端の円周溝１３より前方（図１〜３において下方）に形成された各螺旋溝１２によって最前端の溝群が、各円周溝１３間に形成された各螺旋溝１２によって中間部の溝群が形成される。そして、各溝群の螺旋溝１２は、各溝群ごとに半ピッチずつずらして形成される。なお、前記最前端の溝群の螺旋溝１２によって最終螺旋溝１６が構成される。

前記各溝群の螺旋溝１２は、いずれも、前方になるほど断面積、本実施の形態においては、溝幅及び深さが小さくされ、かつ、円周溝１３を介して隣接する各溝群において、当該円周溝１３より後方の螺旋溝１２の前端の溝幅及び深さと、円周溝１３より前方の螺旋溝１２の後端の溝幅及び深さとが等しくされる。すなわち、溝集合体において、螺旋溝１２の溝幅及び深さは、最も後端の入口側から最も前端の出口側にかけて次第に小さくされる。なお、本実施の形態においては、螺旋溝１２の断面積を次第に小さくするために、螺旋溝１２の溝幅及び深さが変更されるようになっているが、螺旋溝１２の溝幅及び深さの一方だけを変更することもできる。

そして、前記燃料注入口１４と最後端の溝群を構成する各螺旋溝１２とが、連結管１５によって連通させられ、前記噴射口２１から燃料注入口１４を介して供給された燃料は、前記連結管１５を介して各螺旋溝１２に分離させられて供給された後、螺旋溝１２を流れて円周溝１３に供給され、更に、円周溝１３から各螺旋溝１２に分離させられて供給され、該各螺旋溝１２を流れて円周溝１３に供給され、このような動作を繰り返す。このとき、前述されたように、各溝群の螺旋溝１２は、各溝群ごとに半ピッチずつずらして形成されているので、燃料は、螺旋溝１２及び円周溝１３をジグザグ状に流れ、前記最終螺旋溝１６を通過して、燃焼室内に噴射される。

次に、前記構成のノズル装置・インジェクタユニットにおいて燃料を噴射する過程について説明する。

図５は本発明の実施の形態におけるノズル装置・インジェクタユニットにおいて燃料を噴射する過程を示す断面図である。

図に示されるように、ノズルカバー１０内にノズル本体１１が嵌入され、インジェクタ２０の噴射口２１が燃料注入口１４と連通させられる。そして、前記噴射口２１から燃料注入口１４を介して矢印方向に供給された燃料は、連結管１５を介して各螺旋溝１２に分離させられて供給される。続いて、各螺旋溝１２に供給された燃料は、各螺旋溝１２を前方に向けて流れるが、各螺旋溝１２の溝幅及び深さが次第に小さくされるので、燃料の速度が高くされ、かつ、螺旋溝１２の螺旋によって渦流化され、螺旋溝１２及び円周溝１３をジグザグ状に流れる。

したがって、燃料の粒子が繰り返し衝突し、燃料の微粒化が促進されるので、燃料を十分に微粒化させることができる。その結果、燃料の単位体積当たりの燃料効率が高くなり、内燃機関の出力及び燃費が向上し、未燃焼ガスが発生するのを抑制し、公害物質が発生するのを抑制することができる。

本実施の形態においては、内燃機関のノズル装置・インジェクタユニットについて説明しているが、本発明を、一般的な産業用燃焼装置、又は暖房用ボイラー等の燃焼装置に適用することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるノズル本体の斜視図である。本発明の実施の形態におけるノズル装置・インジェクタユニットの斜視図である。本発明の実施の形態におけるノズル装置の断面図である。本発明の実施の形態におけるノズル装置の底面図である。本発明の実施の形態におけるノズル装置・インジェクタユニットにおいて燃料を噴射する過程を示す断面図である。

符号の説明

１０ノズルカバー
１０ａ第１の筒状部
１０ｂ第２の筒状部
１１ノズル本体
１１ａ燃料分離部
１１ｂフランジ部
１２螺旋溝
１３円周溝
１４燃料注入口
２０インジェクタ
２１噴射口

Claims

（ａ）前端が開口させられた小径の第１の筒状部、及び該第１の筒状部と隣接させて形成され、後端が開口させられた大径の第２の筒状部を備えたノズルカバーと、
（ｂ）燃料分離部、及び該燃料分離部の後端に形成されたフランジ部を備え、前記第１、第２の筒状部間の段差部に前記フランジ部を押し付け、前記燃料分離部を前記第１の筒状部に嵌入させて固定されたノズル本体と、
（ｃ）前記第２の筒状部に嵌入させて固定され、燃料を噴射するための噴射口が前記フランジ部の後端面に押し付けられるインジェクタとを有するとともに、
（ｄ）前記ノズル本体は、前記フランジ部の後端に形成され、インジェクタから供給される燃料を受ける燃料注入口、並びに前記ノズルカバーによって被われた燃料分離部の外周面に、燃料注入口と連通させて形成され、周方向に延在させて形成された複数の第１の溝部、及び該各第１の溝部と連通させて形成された複数の螺旋状の第２の溝部を有する溝集合体を備え、
（ｅ）前記各第２の溝部は、溝集合体の入口側から出口側にかけて、断面積が次第に小さくされることを特徴とする燃料噴射装置。