JPH0583807B2 - - Google Patents

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JPH0583807B2
JPH0583807B2 JP58130223A JP13022383A JPH0583807B2 JP H0583807 B2 JPH0583807 B2 JP H0583807B2 JP 58130223 A JP58130223 A JP 58130223A JP 13022383 A JP13022383 A JP 13022383A JP H0583807 B2 JPH0583807 B2 JP H0583807B2
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JP
Japan
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fuel
valve
swirl chamber
chamber
flow rate
Prior art date
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Application number
JP58130223A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS6022069A (en
Inventor
Suekichi Sugyama
Hikari Morishita
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS6022069A publication Critical patent/JPS6022069A/en
Publication of JPH0583807B2 publication Critical patent/JPH0583807B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F23D11/26Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed
    • F23D11/28Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space with provision for varying the rate at which the fuel is sprayed with flow-back of fuel at the burner, e.g. using by-pass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ガスタービンエンジン等の連続燃焼
装置に使用する燃料噴射弁に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection valve used in a continuous combustion device such as a gas turbine engine.

背景技術 ガスタービン等の燃焼器の燃料噴射弁として渦
流室を備えたものが知られている。このタイプの
燃料噴射弁は微粒化特性は良好であるが、微粒化
のためには渦流室への圧力即ち流量がある程度以
上必要とされる。これは逆に渦流室への圧力即ち
流量が低いときは適用性に欠けることを意味す
る。渦流室を備えた燃料噴射弁の低流量時の特性
を改善するため渦流室の絞りを介して戻し配管に
連通することが考えられる。即ち、渦流室に入る
燃料量とリターンされる燃料量との差分が実際の
噴射量となる。即ち、リターンされる燃料量に上
乗せしたものが渦流室に入る燃料となる。そのた
めその分だけ燃料圧力が上げられることになり、
渦流室内での十分な渦流強度を得ることができ、
結果として低流量時の噴霧特性の良好を図ること
ができる。しかし、単に渦流室から一部の燃料を
戻すことによる方法では、広い流量範囲にわたつ
て制御することはできずかつ高流量時にエネルギ
の無駄が生ずる。
BACKGROUND ART Fuel injection valves for combustors such as gas turbines that include swirl chambers are known. Although this type of fuel injection valve has good atomization characteristics, a certain level of pressure, ie, flow rate, to the swirl chamber is required for atomization. Conversely, this means that it is not applicable when the pressure or flow rate to the swirl chamber is low. In order to improve the characteristics of a fuel injection valve equipped with a swirl chamber at low flow rates, it is conceivable to connect the swirl chamber to a return pipe through a throttle. That is, the difference between the amount of fuel entering the swirl chamber and the amount of fuel being returned is the actual injection amount. That is, the amount of fuel that is returned is added to the amount of fuel that enters the swirl chamber. Therefore, the fuel pressure will increase by that amount,
Sufficient vortex strength can be obtained in the vortex chamber,
As a result, it is possible to improve spray characteristics at low flow rates. However, simply returning some fuel from the swirl chamber does not provide control over a wide range of flow rates and wastes energy at high flow rates.

発明の目的 本発明はかかかる問題点に鑑みてなされたもの
であり、無駄なエネルギ消費を押えつつ、広い流
量範囲にわたつて良好な噴霧特性を得ることので
きる燃料噴射弁を提供することにある。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel injection valve that can obtain good spray characteristics over a wide flow rate range while suppressing wasteful energy consumption. be.

発明の構成 本発明の燃料噴射弁では、燃料供給ポンプに接
続される容積が小さい第1の渦流室と、容積が大
きい第2の渦流室とを備え、第2の渦流室と燃料
供給ポンプとの間に燃料圧力が所定値以上のとき
に開弁して第2の渦流室に燃料を導く第1の制御
弁が設けられ、第1の渦流室及び第2の渦流室は
夫々燃料の噴射を行う噴口を有しており、第1の
渦流室のみその噴口の反対の位置に燃料戻し通路
が開口され、第1の渦流室の燃料圧力に応じて前
記燃料戻し通路の開口面積を制御する第2の制御
弁を具備している。
Structure of the Invention The fuel injection valve of the present invention includes a first swirl chamber with a small volume connected to a fuel supply pump and a second swirl chamber with a large volume, and the second swirl chamber and the fuel supply pump are connected to each other. A first control valve is provided which opens when the fuel pressure is equal to or higher than a predetermined value and guides the fuel to the second swirl chamber, and the first swirl chamber and the second swirl chamber each control the injection of fuel. A fuel return passage is opened only in the first vortex chamber at a position opposite to the nozzle, and the opening area of the fuel return passage is controlled according to the fuel pressure in the first vortex chamber. A second control valve is provided.

作 用 燃料圧が所定値に達しないときは第1の制御弁
が閉であるため、容積が小さい第1の渦流室のみ
に燃料供給ポンプから燃料が供給され、この第1
の渦流室から燃料が噴射されるが、この際第1の
渦流室に燃料供給ポンプから導入された燃料の内
の一部は燃料戻し通路より戻される。
Operation When the fuel pressure does not reach a predetermined value, the first control valve is closed, so fuel is supplied from the fuel supply pump only to the first vortex chamber, which has a small volume, and this first control valve is closed.
Fuel is injected from the first swirl chamber, and at this time, a portion of the fuel introduced into the first swirl chamber from the fuel supply pump is returned from the fuel return passage.

一方、燃料圧が所定値に達した後は第1の制御
弁が開となり、容積が大きい第2の渦流室にも燃
料供給ポンプから燃料が供給され、必要量の燃料
噴射を行うことができる。第2の渦流室には戻し
通路は設けられないため、この第2の渦流室から
は燃料の戻しは行われない。
On the other hand, after the fuel pressure reaches a predetermined value, the first control valve is opened, and fuel is also supplied from the fuel supply pump to the second vortex chamber, which has a large volume, so that the required amount of fuel can be injected. . Since the second swirl chamber is not provided with a return passage, no fuel is returned from this second swirl chamber.

第2の制御弁は第1の渦流室の圧力の増大に応
じてその開度を絞り、戻し燃料量を徐々に削減す
る。
The second control valve throttles its opening in accordance with the increase in pressure in the first swirl chamber to gradually reduce the amount of returned fuel.

実施例 以下実施例を説明すると、第1図で1は燃料噴
射弁であつて、ガスタービンエンジンの燃焼室壁
面2に取り付けられている。燃料タンク3からの
燃料はポンプ4により流量制御装置5に導入され
る。流量制御装置はエンジンの運転条件に応じた
圧力(流量)の燃料を燃料噴射弁1にパイプ6を
介して導入する。7は戻しパイプで余分な燃料を
タンクに戻す。
Embodiment An embodiment will be described below. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fuel injection valve, which is attached to a wall surface 2 of a combustion chamber of a gas turbine engine. Fuel from the fuel tank 3 is introduced into a flow rate control device 5 by a pump 4. The flow rate control device introduces fuel into the fuel injection valve 1 via the pipe 6 at a pressure (flow rate) depending on the operating conditions of the engine. 7 returns excess fuel to the tank with the return pipe.

第2図は本発明の燃料噴射弁1の構造を具体的
に示す。本発明によれば燃料噴射弁1は大小2つ
の渦流室を備え、流量が小さいときは小さい方の
渦流室によつて、大きいときはこの渦流室に加え
大きい方の渦流室によつて夫々噴射を受け持たせ
るようにしている。図中10は本体、12はノズ
ルホルダである。ノズルホルダ12は筒状をなし
ていて、ボルテツクスホルダ14,ボルテツクス
プレート16,バルブボデイ18及び、バルブプ
レート20が順次挿入される。この挿入状態で本
体10がOリング22を介してノズル本体12に
挿入され、外筒24によつて相互に締結状態とな
る。
FIG. 2 specifically shows the structure of the fuel injection valve 1 of the present invention. According to the present invention, the fuel injection valve 1 is provided with two large and small swirl chambers, and when the flow rate is small, the smaller swirl chamber injects, and when the flow rate is large, this swirl chamber and the larger swirl chamber inject the fuel. I'm trying to make them take charge. In the figure, 10 is a main body, and 12 is a nozzle holder. The nozzle holder 12 has a cylindrical shape, and a vortex holder 14, a vortex plate 16, a valve body 18, and a valve plate 20 are inserted in this order. In this inserted state, the main body 10 is inserted into the nozzle main body 12 via the O-ring 22, and the two are mutually fastened by the outer cylinder 24.

第3図に拡大して示すように、ボルテツクスプ
レート16とバルブボデイ18との間に第1の渦
流室26が形成され、この第1の渦流室26の下
方においてボルテツクスプレート16とボルテツ
クスホルダ14との間に第2の渦流室28が形成
される。第1の渦流室26は第1の噴口30によ
つて第2の渦流室28に開口している。亦、第2
の渦流室は第2の噴口32によつてガスタービン
エンジンの燃焼室に開口する。第1の噴口30は
第2の噴口32を臨むようにその上方に位置して
いる。
As shown in an enlarged view in FIG. 3, a first vortex chamber 26 is formed between the vortex plate 16 and the valve body 18, and below the first vortex chamber 26, the vortex plate 16 and the vortex holder are connected. 14, a second swirl chamber 28 is formed between the two. The first swirl chamber 26 opens into a second swirl chamber 28 by a first jet orifice 30 . Also, the second
The vortex chamber opens into the combustion chamber of the gas turbine engine by a second jet orifice 32 . The first nozzle 30 is located above the second nozzle 32 so as to face it.

第1図において34は、燃料供給コネクタ36
及び燃料戻しコネクタ38を持つたプレートであ
り、キヤツプ40によつて、Oリング41,4
1′を介して本体10に固定されている。キヤツ
プ40は本体10の孔101に嵌合される筒状部
401を備えており、その筒状部401内に逆流
防止弁42が設置される。この逆流防止弁42は
玉弁として形成され、筒状部401内に嵌挿した
バルブシート44とスプリングシート46との間
に配置される。ばね48を弁42をして常時バル
ブシート44を閉鎖するような付勢力を発揮して
いる。バルブシート44の弁孔はキヤツプ40内
のたて孔402,よこ孔403を介して燃料供給
コネクタ36の燃料孔361に連通している。逆
流防止弁42の下流に形成される燃焼室50は、
本体10内の通路102、本体10とノズルホル
ダ12間の環状通路52、バルブボデイ18とバ
ルブプレート20とノズルホルダ12間の環状通
路54、バルブボデイ18内の燃料孔181、バ
ルブボデイ18とボルテツクスプレート16間の
環状通路56及び第1の流入口58を介して第1
の渦流室56に開口している(第3図参照)。
In FIG. 1, 34 is a fuel supply connector 36
and a fuel return connector 38, and a cap 40 connects O-rings 41, 4.
1' to the main body 10. The cap 40 includes a cylindrical portion 401 that is fitted into the hole 101 of the main body 10, and a backflow prevention valve 42 is installed within the cylindrical portion 401. This check valve 42 is formed as a ball valve and is disposed between a valve seat 44 fitted into the cylindrical portion 401 and a spring seat 46. The spring 48 acts on the valve 42 to exert a biasing force that constantly closes the valve seat 44. The valve hole of the valve seat 44 communicates with the fuel hole 361 of the fuel supply connector 36 via a vertical hole 402 and a horizontal hole 403 in the cap 40. The combustion chamber 50 formed downstream of the check valve 42 is
A passage 102 in the main body 10, an annular passage 52 between the main body 10 and the nozzle holder 12, an annular passage 54 between the valve body 18, the valve plate 20 and the nozzle holder 12, a fuel hole 181 in the valve body 18, a valve body 18 and the vortex plate 16. through an annular passageway 56 between and a first inlet 58.
It opens into a swirl chamber 56 (see FIG. 3).

第2図において、60は第1の制御弁であり、
玉状弁として構成される。制御弁60はばね62
の力を受けるアダプタ64をよつて、バルブプレ
ート20に形成されるバルブシート202に着座
するような付勢力を受けている。バルブシート2
02の弁孔はバルブシート20内の孔204を介
して環状通路54に開口し、ここからの燃料供給
を受ける。バルブシートの上方の空間66はバル
ブプレート内の通路206、バルブボデイ18内
の燃料通路184、ボルテツクスプレート16内
の通路161、ボルテツクスプレートとボルテツ
クスホルダ間の環状通路67及び第2の流入口7
0を介して第2の渦流室28に開口している(第
3図参照)。
In FIG. 2, 60 is a first control valve;
Constructed as a ball valve. The control valve 60 has a spring 62
Through the adapter 64, which receives this force, it receives a biasing force that causes it to sit on the valve seat 202 formed on the valve plate 20. Valve seat 2
The valve hole 02 opens into the annular passage 54 through a hole 204 in the valve seat 20 and receives fuel supply therefrom. The space 66 above the valve seat includes a passage 206 in the valve plate, a fuel passage 184 in the valve body 18, a passage 161 in the vortex plate 16, an annular passage 67 between the vortex plate and the vortex holder, and a second inlet. 7
0 into the second swirl chamber 28 (see FIG. 3).

第1の渦流室26へ第1の流入口58は第4図
に略示するようにその接線方向に開口している。
同様に第2の渦流室28への第2の流入口70も
その接線方向に開口している。このような接線方
向における、流入口58の、渦流室26への開口
によつて、渦流室26内の旋回流Fが生ずること
は周知の通りである。
A first inlet 58 into the first swirl chamber 26 opens tangentially thereto, as schematically shown in FIG.
Similarly, the second inlet 70 to the second swirl chamber 28 is also open tangentially. It is well known that the opening of the inlet 58 into the swirl chamber 26 in such a tangential direction causes a swirling flow F within the swirl chamber 26 .

本発明によれば、流量が小さいときの噴射を受
け持つ渦流室26は噴口と反対側の壁面において
リリーフ開口185が設けられる。開口185は
ボルテツクスプレート16内に穿設され、後述の
ように渦流室26から一部の燃料を帰還する。噴
口26と反対側に設置することで、渦流室26内
での旋回流に少しも影響を与えることなく、燃料
の一部帰還を行うことができる。渦流室26は開
口185、バルブボデイ18内のボア187、絞
り部材74、バルブプレート20内の孔207、
本体10とバルブプレート20との間の環状通路
76、本体10内の通路105,106、及び燃
料戻しコネクタ38内のたて孔381、よこ孔3
82を介して、第1図のパイプ7に連結されてい
る。開口185、ボア187、絞り部材のオリフ
イス741、孔207、環状通路76、通路10
5,106、孔381,382及びパイプ7は本
発明の燃料戻し通路を構成している。第3図に示
すように、絞り部材74は筒状として構成され、
ボア187内のねじ条187Aにねじ嵌合され
る。絞り部材74は一端に6角状の孔740があ
り、ここに工具を挿入して回すことで後述の戻り
量の調整ができる。絞り部材74は他端にオリフ
イス741を持つ。このオリフイスを臨むように
ニードルとして第2の制御弁75が設けられる。
ニードル75はばね76によつてオリフイス74
を塞ぐような付勢力を受けている。第1の渦流室
26に開口する連通孔185は第2の逆流防止弁
80を備え、この弁80はニードル75の下端が
当接し、ばね82によつてアダプタ84を介し
て、弁座188を塞ぐような即ち連通孔185を
常時は塞ぐような付勢力を発揮している。
According to the present invention, the vortex chamber 26, which takes charge of injection when the flow rate is small, is provided with a relief opening 185 on the wall surface on the side opposite to the nozzle. An opening 185 is drilled in the vortex plate 16 to return some fuel from the vortex chamber 26 as described below. By installing it on the side opposite to the nozzle 26, part of the fuel can be returned without affecting the swirling flow within the swirl chamber 26 in the slightest. The swirl chamber 26 includes an opening 185, a bore 187 in the valve body 18, a throttle member 74, a hole 207 in the valve plate 20,
The annular passage 76 between the body 10 and the valve plate 20, the passages 105, 106 in the body 10, and the vertical holes 381 and horizontal holes 3 in the fuel return connector 38.
It is connected to the pipe 7 in FIG. 1 via a pipe 82. Opening 185, bore 187, orifice 741 of the throttle member, hole 207, annular passage 76, passage 10
5, 106, holes 381, 382, and pipe 7 constitute the fuel return passage of the present invention. As shown in FIG. 3, the aperture member 74 has a cylindrical shape,
It is threaded into thread 187A in bore 187. The aperture member 74 has a hexagonal hole 740 at one end, and by inserting a tool into the hole and turning it, the amount of return described below can be adjusted. The throttle member 74 has an orifice 741 at the other end. A second control valve 75 is provided as a needle so as to face this orifice.
The needle 75 is connected to the orifice 74 by the spring 76.
It is under an urging force that blocks the The communication hole 185 that opens into the first swirl chamber 26 is provided with a second check valve 80 , which the lower end of the needle 75 abuts against, and which is moved by a spring 82 via an adapter 84 to a valve seat 188 . It exerts a biasing force that normally closes the communication hole 185.

以上述べた本発明の装置の作動を述べると、装
置の停止時ばね48の力によつて第1の逆流防止
弁42はバルブシート44を塞ぎ、一方、重力に
よつてニードル75を介し第2の逆流防止弁80
に下向きの力が加わり開口185を塞ぐ。これに
よつて燃料が停止時にノズルからボタ落ちするこ
とが防止される。尚、この停止時、第2の逆流防
止弁80の閉弁状態で、ばね76の上端761は
絞り部材74に対して多少の〓間Sを持つように
構成していることに留意されたい。この適当な〓
間Sが得られるように絞り部材74の軸方向位置
が予め調節される。
To describe the operation of the device of the present invention described above, when the device is stopped, the first non-return valve 42 closes the valve seat 44 by the force of the spring 48, while the second non-return valve 42 closes the valve seat 44 by gravity. backflow prevention valve 80
A downward force is applied to close the opening 185. This prevents fuel from dripping out of the nozzle when stopped. It should be noted that during this stop, the upper end 761 of the spring 76 is configured to have some distance S from the throttle member 74 when the second check valve 80 is in the closed state. This appropriate
The axial position of the throttle member 74 is adjusted in advance so that the distance S is obtained.

装置の作動に入るとポンプ4次いで流量制御装
置5からの燃料はパイプ6より燃料噴射弁1の燃
料供給コネクタ36に導入され、通路361、孔
403,402より逆流防止弁42を押し開け、
燃料室50内に入る。室50から燃料は、通路1
02,52,54,181,56に入り、第1の
流入口58より第1の渦流室26に接線方向に導
入され(矢印F)、その中で旋回流を生ずる。旋
回性を付与された燃料流は第1の噴口30より第
2の噴口32を経て燃焼室に円錐状の薄い液膜を
なして噴霧される。このように薄く形成された円
錐状の液膜は或る飛翔距離に達すると、良好に微
粒化される。この第1の渦流室26からの噴霧は
流量制御装置5からの燃料の圧力が小さいとき、
即ち低流量域での噴霧を分担するものであり、そ
の流量特性は入口圧力(即ち流量制御装置からの
燃料圧力)pに対して第6図の実線l1を以つて表
される。尚この、圧力状態では第1の制御弁60
に作用する燃料圧力は小さいことから、これは閉
となり第2の渦流室28に燃料は供給されない。
この低流量域において、第1の渦流室26内に供
給される燃料の圧力はスプリング76と絞り部材
74との間に〓間Sが存在していることから、重
力に抗して第2の逆流防止弁80を押し開け、そ
して〓間Sを解消する。しかし、ばね76はこの
状態の渦流室26の圧力より強く設定されている
ことから第2の制御弁としてのニードル75はオ
リフイス741を開放状態に維持する。即ち、第
1の渦流室26は、連通路185、オリフイス7
41、通路207,105,106、孔381,
382を介し戻しパイプ7に連通している。この
際の戻し流量はオリフイス741の径とニードル
弁との〓間によつて決められる。このように、第
1の渦流室26からは常に燃料が流出しているこ
とから、この室26へ導入される流量、即ち圧力
pは大きくしないと噴口30からの所期の噴射量
が得られないことになる。その結果、噴射量の小
さい領域にあつても渦流室26内に十分な旋回流
強度を実現することができ、この領域でも十分な
微粒化を行うことができる。このような戻り配管
系は設置しないと第1渦流室26からの噴霧量特
性はm1の通りとなる。同一の噴霧量に対し、戻
り配管を設置することで渦流室入口圧力を高める
ことができる。これにより低流量時の微粒化を良
好に維持することができる。
When the device starts operating, fuel from the pump 4 and then the flow control device 5 is introduced from the pipe 6 to the fuel supply connector 36 of the fuel injection valve 1, and the check valve 42 is pushed open through the passage 361 and holes 403 and 402.
Enter the fuel chamber 50. The fuel from the chamber 50 flows through the passage 1
02, 52, 54, 181, 56 and is introduced tangentially into the first swirl chamber 26 through the first inlet 58 (arrow F), creating a swirling flow therein. The swirling fuel flow is sprayed from the first nozzle 30 through the second nozzle 32 into the combustion chamber in the form of a thin conical liquid film. When the conical liquid film formed thin in this way reaches a certain flying distance, it is finely atomized. When the pressure of the fuel from the flow rate control device 5 is low, the spray from the first swirl chamber 26 is
That is, it shares the responsibility of spraying in the low flow rate region, and its flow rate characteristics are expressed by the solid line l1 in FIG. 6 with respect to the inlet pressure (that is, the fuel pressure from the flow rate control device) p. Note that in this pressure state, the first control valve 60
Since the fuel pressure acting on the vortex chamber 28 is small, it is closed and no fuel is supplied to the second vortex chamber 28.
In this low flow rate region, the pressure of the fuel supplied into the first vortex chamber 26 is increased by the pressure of the fuel supplied into the first vortex chamber 26 against gravity, since there is a gap S between the spring 76 and the throttle member 74. Push open the check valve 80 and eliminate the gap S. However, since the spring 76 is set to be stronger than the pressure in the swirl chamber 26 in this state, the needle 75 serving as the second control valve maintains the orifice 741 in the open state. That is, the first vortex chamber 26 includes the communication passage 185 and the orifice 7.
41, passage 207, 105, 106, hole 381,
It communicates with the return pipe 7 via 382. The return flow rate at this time is determined by the diameter of the orifice 741 and the distance between the needle valve and the diameter of the orifice 741. As described above, since fuel is always flowing out from the first swirl chamber 26, the desired injection amount from the nozzle 30 cannot be obtained unless the flow rate introduced into this chamber 26, that is, the pressure p is increased. There will be no. As a result, sufficient swirling flow strength can be achieved in the swirl chamber 26 even in a region where the injection amount is small, and sufficient atomization can be achieved even in this region. If such a return piping system is not installed, the spray amount characteristics from the first swirl chamber 26 will be as m1 . For the same amount of spray, the pressure at the inlet of the vortex chamber can be increased by installing a return pipe. This allows good atomization to be maintained at low flow rates.

第1の渦流室26の圧力が第5図のp1に達する
と、ニードル75にその底面751で働く渦圧流
の圧力による上昇力がばね76の設定より大きく
なる。そのためニードル75はリフトし、オリフ
イス741の開口面積を渦流室の圧力増大に応じ
て徐々に小さくしてゆく。そのため、戻り燃料の
量は次第に少くなる。戻り燃料の量が、圧力の増
大に応じて小さくなつてゆくことから、噴射量は
第5図のxの如く、オリフイスがないとした場合
の特性m1に近づいてゆく。圧力p2の時点で、ニ
ードル75はオリフイス741を全閉するに至
り、その結果、戻り燃料の量は零となり、噴射量
特性はm1となる。
When the pressure in the first swirl chamber 26 reaches p 1 in FIG. Therefore, the needle 75 is lifted, and the opening area of the orifice 741 is gradually reduced in accordance with the increase in pressure in the swirl chamber. Therefore, the amount of returned fuel gradually decreases. Since the amount of returned fuel decreases as the pressure increases, the injection amount approaches the characteristic m 1 when there is no orifice, as indicated by x in FIG. 5. At the time of pressure p2 , the needle 75 completely closes the orifice 741, and as a result, the amount of returned fuel becomes zero and the injection amount characteristic becomes m1 .

燃料圧力が設定値p3に達すると、制御弁60に
働く燃料圧力はばね62に打ち勝ち弁60は弁座
202より離れ、燃料は通路206,184,1
61,67を介して第2の流入口70に至り、こ
の第2の流入口70より第2の渦流室28に接線
方向に導入される。そのため、第2の渦流室28
からの噴射が第1の渦流室26からの噴射に加え
て生ずることになり、流量特性は第5図のm2
もつて表わされる。本発明では、同図において、
最低圧力pmin時の流量Q1から、最大圧力時のQ2
まで広い流量変化が得られる。図中の細線で示す
l1及びl2がオリフイス741を固定絞りとしたと
き、m1及びm2がオリフイス741を設置しな
い、即ち燃料還流を行わないときの特性である。
低流量域では固定オリフイスのとき(l1)と同等
の少ない流量が、大流量時はオリフイスのないと
き(m2)と同等の大きい流量が得られる。
When the fuel pressure reaches the set value p3 , the fuel pressure acting on the control valve 60 overcomes the spring 62, causing the valve 60 to move away from the valve seat 202 and the fuel flowing into the passages 206, 184, 1.
61 and 67 to a second inlet 70, from which it is introduced tangentially into the second swirl chamber 28. Therefore, the second swirl chamber 28
In addition to the injection from the first swirl chamber 26, the flow rate characteristic is represented by m 2 in FIG. In the present invention, in the same figure,
From flow rate Q 1 at minimum pressure pmin to Q 2 at maximum pressure
A wide range of flow rate changes can be obtained. Indicated by the thin line in the diagram
l 1 and l 2 are the characteristics when the orifice 741 is a fixed throttle, and m 1 and m 2 are the characteristics when the orifice 741 is not installed, that is, when fuel recirculation is not performed.
In the low flow range, a small flow rate equivalent to that with a fixed orifice (l 1 ) can be obtained, and in the high flow range, a large flow rate equivalent to that without an orifice (m 2 ) can be obtained.

第6,7図は変形例を示すものであり、逆流防
止弁部80′とニードル部75′とを一体化した制
御弁90を具備したものである。作用については
実質上変るところはない。
FIGS. 6 and 7 show a modification, which is equipped with a control valve 90 that integrates a check valve part 80' and a needle part 75'. There is virtually no change in the effect.

本発明では、第5図のグラフに示すように、低
流量域において、ニードルによつて、オリフイス
の面積を渦流室の圧力に応じて変化させ、これに
よりオリフイスを可変としない場合と比較し、低
流量域における流量範囲を広くとることができ
る。また、実施例のように、大小2つの渦流室を
併用した場合にはl1の特性からm1の特性への切替
がp1からp2の圧力間で円滑に生じ、もし、切替点
p3にて切替たとしたら生ずるであろう流量変化の
急変が押えられる。
In the present invention, as shown in the graph of FIG. 5, in the low flow rate range, the area of the orifice is changed by the needle according to the pressure of the vortex chamber, and this compares with the case where the orifice is not variable. The flow rate range in the low flow rate region can be widened. In addition, as in the example, when two large and small vortex chambers are used together, the switching from the characteristics of l 1 to the characteristics of m 1 occurs smoothly between the pressures of p 1 and p 2 , and if the switching point
This suppresses the sudden change in flow rate that would occur if the switch was made at p3 .

発明の効果 第1の渦流室と第2の渦流室との二つの渦流室
を設け、第2の渦流室への燃料の供給を燃料圧が
所定値より高いとき開弁する第1の制御弁によつ
て行い、かつ第1の渦流室からのみ戻し通路によ
り燃料の帰還を行つている。そのため、燃料流量
の少ないときは第1の渦流室から燃料の噴射を行
うと共に、燃料の戻しを行うことで第1の渦流室
の圧力を高め、流速増加により霧化を良好にする
と共に、流量の多い運転時には第2の渦流室から
燃料を噴射を行うことで、所望量の燃料の噴射を
することが可能であると共に、第2の渦流室から
は燃料の帰還がないため、燃料供給ポンプをそれ
ほど高出力化することなしに必要な流量を得るこ
とができる効果が奏される。また、戻し量の制御
を行う第2の制御弁を設けているため広い流量範
囲に渡つて良好な燃料の霧化状態を得ることがで
きると共に、効率を高めかつ第1の渦流室のみか
らの噴射を行う低流量域と第2の渦流室からも噴
射を行う高流量域との間での移行を円滑に行わし
めることができる効果がある。
Effects of the Invention Two swirl chambers, a first swirl chamber and a second swirl chamber are provided, and a first control valve opens the supply of fuel to the second swirl chamber when the fuel pressure is higher than a predetermined value. The fuel is returned only from the first swirl chamber through the return passage. Therefore, when the fuel flow rate is low, fuel is injected from the first vortex chamber and the fuel is returned to increase the pressure in the first vortex chamber, improving atomization by increasing the flow rate, and increasing the flow rate. By injecting fuel from the second vortex chamber during operation with a large amount of fluid, it is possible to inject the desired amount of fuel, and since there is no return of fuel from the second vortex chamber, the fuel supply pump The effect is that the necessary flow rate can be obtained without increasing the output so much. In addition, since a second control valve is provided to control the amount of return, it is possible to obtain a good fuel atomization state over a wide flow rate range, and to increase efficiency, it is possible to obtain a good fuel atomization state over a wide flow rate range. This has the effect of making it possible to smoothly transition between the low flow rate area where injection is performed and the high flow rate area where injection is also performed from the second vortex chamber.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の燃料噴射弁を含む装置の全体
概略構成図、第2図は第1図の燃料噴射弁の詳細
断面図、第3図は第1図の部分拡大図、第4図は
渦流室の平面図、第5図は本発明の燃料噴射弁の
流量特性図、第6図,第7図は本発明の第2の実
施例を示す断面図,平面図。 1……燃料噴射弁、7……戻りパイプ、26,
28……渦流室、30,32……噴口、74……
絞り部材、741……オリフイス、75,90…
…制御弁。
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a device including a fuel injection valve of the present invention, FIG. 2 is a detailed sectional view of the fuel injection valve in FIG. 1, FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1, and FIG. 4 FIG. 5 is a flow rate characteristic diagram of the fuel injection valve of the present invention, and FIGS. 6 and 7 are a sectional view and a plan view showing a second embodiment of the present invention. 1...Fuel injection valve, 7...Return pipe, 26,
28... Vortex chamber, 30, 32... Nozzle, 74...
Aperture member, 741... Orifice, 75, 90...
...control valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 燃料供給ポンプに接続される容積が小さい第
1の渦流室と、容積が大きい第2の渦流室とを備
え、第2の渦流室と燃料供給ポンプとの間に燃料
圧力が所定値以上のときに開弁して第2の渦流室
に燃料を導く第1の制御弁が設けられ、第1の渦
流室及び第2の渦流室は夫々燃料の噴射を行う噴
口を有しており、第1の渦流室のみその噴口の反
対の位置に燃料戻し通路が開口され、第1の渦流
室の燃料圧力に応じて前記燃料戻し通路の開口面
積を制御する第2の制御弁を具備している燃料噴
射弁。
1 Equipped with a first vortex chamber with a small volume connected to a fuel supply pump and a second vortex chamber with a large volume, the fuel pressure is greater than a predetermined value between the second vortex chamber and the fuel supply pump. A first control valve is provided that opens when the valve is opened to guide fuel to a second swirl chamber, and the first swirl chamber and the second swirl chamber each have a nozzle for injecting fuel. Only one swirl chamber has a fuel return passage opened at a position opposite to its nozzle, and is provided with a second control valve that controls the opening area of the fuel return passage according to the fuel pressure in the first swirl chamber. fuel injection valve.
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