JPH1066904A - Liquid ejector device - Google Patents

Liquid ejector device

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Publication number
JPH1066904A
JPH1066904A JP22685096A JP22685096A JPH1066904A JP H1066904 A JPH1066904 A JP H1066904A JP 22685096 A JP22685096 A JP 22685096A JP 22685096 A JP22685096 A JP 22685096A JP H1066904 A JPH1066904 A JP H1066904A
Authority
JP
Japan
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pressure
liquid
fuel
discharge port
pressure wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP22685096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiminaga Otome
公修 乙▲め▼
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.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Priority to JP22685096A priority Critical patent/JPH1066904A/en
Publication of JPH1066904A publication Critical patent/JPH1066904A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejector device by which impact pressure waves are generated in liquid, the impact waves are effectively utilized, and also furthermore, pressure is raised, and the pressure waves are propagated to an ejector nozzle so as to jet liquid by this energy, and moreover, to increase the degree of freedom of the relative position relation between a high pressure generating source and a discharge port. SOLUTION: This liquid ejector device has a pressurized chamber 32 having a liquid introducing port 35 and a discharge port 33, an ejector nozzle 41 for jetting liquid, a jetting path 15a for leading liquid to the ejector nozzle 41 from the discharge port 33 of the pressurized chamber 32, and an impact high pressure generating means 17 for giving impact pressure to liquid in the pressurized chamber 32. A valve means 25 constituted so that it is opened at a point of time when impact pressure propagated through liquid in the jetting path 15a reaches it is arranged near the ejector nozzle 41. In the pressurized chamber 32, a reflecting surface R for turning the impact pressure giving direction to liquid by the impact high pressure generating means 17 to the discharging port 33 direction is provided to form a high pressure wave proceeding route L in the shape of a piecewise line bent into the pressurized chamber 32, and the area of an opening of the discharging port 33 is made larger than the sectional area of the jetting path 15a near the ejector nozzle 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃的高圧により
液体を噴射する液体噴射装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a liquid ejecting apparatus for ejecting a liquid by an impact high pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の燃焼室に燃料を供給するため
の燃料供給ポンプが特開平8−82266号公報に記載
されている。この公報記載の燃料供給ポンプは、圧電素
子を用いて容積型ポンプを構成したものであり、円筒状
シリンダ内に圧電素子(PZTアクチュエータ)により
駆動されるピストンを設け、ピストン押圧面側のシリン
ダ内部を加圧室とし、ピストンの対向面側の円筒端部に
燃料導入ポートと燃料吐出ポートの2つのポートを開口
させ、両ポートにはともに逆止弁を設けた構成である。
2. Description of the Related Art A fuel supply pump for supplying fuel to a combustion chamber of an internal combustion engine is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-82266. In the fuel supply pump described in this publication, a positive displacement pump is formed using a piezoelectric element. A piston driven by a piezoelectric element (PZT actuator) is provided in a cylindrical cylinder, and the inside of the cylinder on the piston pressing surface side is provided. Is a pressurizing chamber, two ports, a fuel introduction port and a fuel discharge port, are opened at the cylindrical end on the side facing the piston, and both ports are provided with check valves.

【0003】このような構成において、圧電素子への電
圧印加によりその体積を変化させてピストンを駆動しこ
れを加圧室側に移動させ、加圧室の容積を変化させて加
圧室内の燃料圧力を上昇させ、燃料を吐出ポートから押
出すものである。このようにして、ピストン移動量、即
ち電圧に応じた圧電素子の定常的な体積変化量に応じて
加圧室内燃料の圧力が上昇し、この昇圧燃料は吐出ポー
トの逆止弁を通過して押出され、燃料パイプを介して高
圧インジェクタに供給される。
In such a configuration, the volume is changed by applying a voltage to the piezoelectric element to drive a piston to move the piston to the pressurizing chamber side, thereby changing the volume of the pressurizing chamber to change the fuel in the pressurizing chamber. The pressure is increased and the fuel is pushed out from the discharge port. Thus, the pressure of the pressurized chamber fuel increases according to the piston movement amount, that is, the steady volume change amount of the piezoelectric element according to the voltage, and this pressurized fuel passes through the check valve of the discharge port. It is extruded and supplied to a high-pressure injector via a fuel pipe.

【0004】上記公報記載の技術によれば、圧電素子へ
駆動信号が入力されてから実際に圧電素子が体積変化し
て必要な圧力に達するまでのタイムラグを考慮してイン
ジェクタの駆動信号を制御することにより、圧電素子の
体積変化後の定常状態になった変化量に基づく圧力上昇
に正確に対応させてインジェクタを制御し、噴射特性の
向上を図っている。
According to the technique disclosed in the above publication, the drive signal of the injector is controlled in consideration of the time lag from when the drive signal is input to the piezoelectric element to when the piezoelectric element actually changes in volume and reaches a required pressure. Thus, the injector is controlled in accordance with the pressure rise based on the amount of change of the piezoelectric element to a steady state after the volume change, thereby improving the injection characteristics.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、圧電素
子を駆動する場合、実際には、駆動信号入力直後に大き
な衝撃的圧力波を発生し、これが振動しながら減衰して
定常状態の圧力に達する。この衝撃的圧力波の圧力は圧
電素子の体積変化が定常状態に達したときの圧力よりも
充分に大きいが、過渡的な圧力であるため前述の公報記
載技術を含め従来これを利用した液体噴射技術は開発さ
れていなかった。
However, when the piezoelectric element is driven, a large shock pressure wave is generated immediately after the drive signal is input, and the pressure wave is attenuated while oscillating to reach a steady state pressure. The pressure of the shock pressure wave is sufficiently larger than the pressure when the volume change of the piezoelectric element reaches a steady state, but since it is a transient pressure, the liquid ejection using the conventional technology including the technology described in the above-mentioned publication is performed. The technology had not been developed.

【0006】すなわち、前記公報記載技術においては、
圧電素子に対向する位置に吐出ポートを配置しており、
ピストン表面で発生する衝撃的な高圧波の極一部は、加
圧室の吐出ポートに設けた逆止弁に到達するが、吐出ポ
ートと対向しないピストン表面で発生する衝撃的な高圧
波は、燃料加圧室の構成壁とピストン表面との間を往復
するのみで、吐出ポートに設けた逆止弁に到達すること
なく減衰してしまう。したがって、ピストン表面で発生
する衝撃的な高圧波のほとんどは、燃料噴射には利用さ
れなかった。
That is, in the technology described in the above publication,
A discharge port is arranged at a position facing the piezoelectric element,
A very small portion of the high pressure wave generated on the piston surface reaches the check valve provided at the discharge port of the pressurizing chamber, but the high pressure wave generated on the piston surface not opposed to the discharge port is: Simply reciprocating between the constituent wall of the fuel pressurizing chamber and the piston surface, the damping does not reach the check valve provided at the discharge port. Therefore, most of the shocking high-pressure waves generated on the piston surface were not used for fuel injection.

【0007】また、圧電素子の取り付け位置の自由度を
増すため、吐出ポートを圧電素子と対向しない加圧室の
側面に設けようとすれば、ピストンストロークを越えて
加圧室を長くしてその長くした部分に吐出ポートを設け
なければならず、構造が大型化する。また、単に加圧室
側面に吐出ポートを設けただけでは、圧電素子から発生
する衝撃的高圧波は圧電素子とその対向壁面間を往復
し、しだいに減衰して消滅する。従って、衝撃的高圧波
を吐出ポートに導くことができず、これを有効に利用す
ることができない。
In order to increase the degree of freedom of the mounting position of the piezoelectric element, if the discharge port is provided on the side of the pressurizing chamber which does not face the piezoelectric element, the pressurizing chamber is made longer than the piston stroke. A discharge port must be provided in the elongated portion, and the structure becomes large. Further, by merely providing a discharge port on the side surface of the pressurizing chamber, the shocking high-pressure wave generated from the piezoelectric element reciprocates between the piezoelectric element and the opposing wall surface, and gradually attenuates and disappears. Therefore, the high-pressure shock wave cannot be guided to the discharge port and cannot be effectively used.

【0008】また、本発明においては、瞬時に発生する
衝撃的高圧波のエネルギーを利用するため、発生した高
圧波をできる限り全て有効に利用し、さらに圧力を高め
て大きなエネルギーとして噴射孔に伝播させることが望
ましい。
In the present invention, since the energy of the instantaneously generated high-pressure wave is utilized, all of the generated high-pressure waves are used as effectively as possible, and the pressure is further increased to propagate large energy to the injection holes. It is desirable to make it.

【0009】なお、前記公報記載技術において、逆止弁
に到達する極一部の高圧波は、この逆止弁を押し開く時
減衰されるので、燃料パイプを伝播し噴射孔に到達して
も、噴射孔から燃料を高圧で噴射させることはできなか
った。
In the technique described in the above publication, a very high pressure wave reaching the check valve is attenuated when the check valve is pushed and opened, so that it propagates through the fuel pipe and reaches the injection hole. However, fuel could not be injected at high pressure from the injection holes.

【0010】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
であって、液体中で衝撃的な圧力波を発生させ、この衝
撃波を有効に噴射孔まで導き、この衝撃波のエネルギー
により液体を噴射させる燃料噴射装置の提供を目的とす
る。さらに高圧波発生装置と吐出ポートとの相対的な位
置関係の自由度を高めた燃料噴射装置の提供を目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and generates an impulsive pressure wave in a liquid, effectively guides the shock wave to an injection hole, and jets the liquid by the energy of the shock wave. It is an object of the present invention to provide a fuel injection device to be used. It is another object of the present invention to provide a fuel injection device in which the relative positional relationship between the high-pressure wave generator and the discharge port is increased.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明においては、吐出ポートを有する加圧室と、
前記液体を噴射するための噴射孔と、この噴射孔に前記
加圧室の吐出ポートから液体を導く噴射通路と、該噴射
通路あるいは加圧室に設けられる液体導入ポートと、前
記加圧室内の液体に衝撃圧を付与する衝撃的高圧発生手
段とを有し、前記加圧室内に、前記衝撃的高圧発生手段
による液体に対する衝撃圧付与方向を前記吐出ポート方
向に向けるための反射面を設けて、この加圧室内に屈曲
した折れ線状の高圧波進行経路を形成し、前記噴射孔近
傍の噴射通路断面積より、前記吐出ポートの開口面積を
大きくしたことを特徴とする液体噴射装置を提供する。
According to the present invention, there is provided a pressure chamber having a discharge port.
An ejection hole for injecting the liquid, an ejection passage for guiding the liquid from the ejection port of the pressurized chamber to the ejection hole, a liquid introduction port provided in the ejection passage or the pressurized chamber, And a reflecting surface for directing the direction of impact pressure applied to the liquid by the impact high pressure generating means toward the discharge port in the pressurized chamber. A liquid jet apparatus characterized in that a bent high-pressure wave traveling path is formed in the pressurized chamber, and the opening area of the discharge port is made larger than the cross sectional area of the jet passage near the jet hole. .

【0012】上記構成によれば、衝撃的高圧発生手段の
衝撃的高圧発生部を構成する例えば圧電素子に電圧を印
加したときに発生する高圧波を、加圧室内で反射させて
吐出ポートへ導く反射面を設け、この反射面を加圧室内
の適当な箇所に配置することにより衝撃的高圧発生手段
のレイアウトの自由度を増加させることができる。ま
た、吐出ポートの開口面が大きく噴射孔方向に向かって
徐々に断面積が減少する縮径部を有するため、この縮径
部を高圧波が進行する間にその圧力がさらに高められ
る。このようにして昇圧された高圧波は、高圧波として
減衰させずに噴射通路内を伝播させることができ、途中
のエネルギー損失を少なくすることができ、高い噴射エ
ネルギーが得られるため、高圧空間内に向けて噴射可能
になる。噴射孔に到達した高圧波のエネルギーは、小面
積の噴射孔で圧力がさらに高まり液体の運動エネルギー
に変換され噴射孔から液体が噴射される。噴射圧力が高
くなると、噴射速度が大きくなって噴射流が充分微粒化
し、ムラのない噴射が達成される。
According to the above construction, a high-pressure wave generated when a voltage is applied to, for example, a piezoelectric element constituting the shock high voltage generating section of the shock high voltage generating means is reflected in the pressurizing chamber and guided to the discharge port. By providing a reflecting surface and arranging the reflecting surface at an appropriate place in the pressurizing chamber, the degree of freedom of the layout of the high-impact high-pressure generating means can be increased. In addition, since the opening surface of the discharge port is large and has a reduced diameter portion whose sectional area gradually decreases in the direction of the injection hole, the pressure is further increased while the high-pressure wave travels through the reduced diameter portion. The high-pressure wave boosted in this way can be propagated in the injection passage without being attenuated as a high-pressure wave, energy loss on the way can be reduced, and high injection energy can be obtained. It becomes possible to jet toward. The energy of the high-pressure wave that has reached the injection hole is further increased in pressure by the injection hole having a small area, converted into kinetic energy of the liquid, and the liquid is injected from the injection hole. When the injection pressure is increased, the injection speed is increased, the injection flow is sufficiently atomized, and injection without unevenness is achieved.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記噴射孔の大きさは、これに連続する部分の噴射通路
の断面積より小さくしたことを特徴としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a preferred embodiment,
The size of the injection hole is smaller than the cross-sectional area of the injection passage in a portion connected to the injection hole.

【0014】この構成により、噴射通路を伝播して噴射
孔に到達した高圧波は、噴射孔の断面積が噴射通路の断
面積より小さいため、圧力がさらに高められ、高い噴射
エネルギーとなって、高圧力の空間に対し液体噴射が可
能になる。
With this configuration, the high-pressure wave that has propagated through the injection passage and reached the injection hole has a higher pressure because the cross-sectional area of the injection hole is smaller than the cross-sectional area of the injection passage. The liquid can be jetted into the space of high pressure.

【0015】さらに好ましい実施の形態においては、前
記衝撃的高圧発生手段の高圧波付与面に対向する位置に
前記吐出ポートを設け、この高圧波付与面の周囲に凹曲
面状の反射面を設け、前記高圧波付与面からその周囲に
放射される衝撃的高圧波を前記反射面で反射させて前記
吐出ポート方向に向けるように構成したことを特徴とし
ている。
In a further preferred embodiment, the discharge port is provided at a position facing the high-pressure wave applying surface of the shocking high-pressure generating means, and a concave curved reflecting surface is provided around the high-pressure wave applying surface. An impact high-pressure wave radiated from the high-pressure wave application surface to the periphery thereof is reflected by the reflection surface and directed toward the discharge port.

【0016】この構成により、高圧発生手段の高圧波付
与面からその面に直角方向に直進する圧力波だけでな
く、周囲に発散する圧力波の成分まで有効に吐出方向に
伝播させることができ、効率よく高いエネルギーの高圧
波が得られる。
With this configuration, it is possible to effectively propagate not only a pressure wave that goes straight from the high-pressure wave applying surface of the high-pressure generating means in a direction perpendicular to the surface but also a component of a pressure wave that diverges to the surroundings in the discharge direction. High-pressure waves with high energy can be obtained efficiently.

【0017】さらに別の好ましい実施の形態において
は、前記衝撃的高圧発生手段の高圧波付与面の大きさ
を、前記吐出ポートの開口面の大きさより小さくしたこ
とを特徴としている。
In still another preferred embodiment, the size of the high-pressure wave applying surface of the impact high-pressure generating means is smaller than the size of the opening surface of the discharge port.

【0018】この構成により、高圧波付与面から発生す
る大部分が直進成分である高圧波のほとんど全てを無駄
なく吐出ポート内に導入することができ、発生した衝撃
的高圧波の高圧エネルギーを最大限に利用して高い噴射
エネルギーを得ることができる。
According to this configuration, almost all of the high-pressure wave generated mostly from the high-pressure wave applying surface, which is a straight component, can be introduced into the discharge port without waste, and the high-pressure energy of the generated shocking high-pressure wave can be maximized. And high injection energy can be obtained.

【0019】さらに別の好ましい実施の形態において
は、前記吐出ポートに連続して前記噴射孔方向に断面積
が徐々に減少する縮径部を設けたことを特徴としてい
る。
[0019] In still another preferred embodiment, a reduced-diameter portion whose cross-sectional area gradually decreases in the direction of the injection hole is provided continuously with the discharge port.

【0020】この構成により、吐出ポート内に進入した
高圧波は、縮径部を進行中に圧力がさらに高められ、高
い噴射エネルギーを得ることができる。
With this configuration, the pressure of the high-pressure wave that has entered the discharge port is further increased while traveling through the reduced diameter portion, and high injection energy can be obtained.

【0021】別の好ましい実施の形態においては、前記
噴射孔近傍に逆止弁を設け、該逆止弁は、逆止弁を境に
して上流側の液体圧力から、下流側の圧力を引いた値が
所定値以上の場合に開となるように構成したことを特徴
としている。
In another preferred embodiment, a check valve is provided near the injection hole, and the check valve subtracts the downstream pressure from the upstream liquid pressure with the check valve as a boundary. It is characterized in that it is configured to be opened when the value is equal to or more than a predetermined value.

【0022】この構成により、噴射孔近傍の逆止弁は、
弁前後の圧力差が小さいときには閉状態であり、圧力差
が所定値を越えると開となって、圧力差に応じた噴射速
度で、高圧波の持続時間だけ液体を噴射することができ
る。
With this configuration, the check valve near the injection hole is
When the pressure difference before and after the valve is small, the valve is closed, and when the pressure difference exceeds a predetermined value, the valve is opened, and the liquid can be ejected at an ejection speed according to the pressure difference for the duration of the high pressure wave.

【0023】さらに別の好ましい実施の形態において
は、前記噴射孔近傍に弁手段を設け、この弁手段に液体
の衝撃的高圧が到達するタイミングで弁を開とする弁駆
動手段を備えたことを特徴としている。
In still another preferred embodiment, valve means is provided in the vicinity of the injection hole, and valve driving means for opening the valve at the timing when the high pressure of the liquid reaches the valve means is provided. Features.

【0024】この構成によれば、噴射孔の弁手段は弁開
閉手段により開けられ、高圧波のエネルギーはこの弁を
開くためには消費されない。従って、噴射孔において、
衝撃的高圧はそのまま維持され、大きな噴射速度が得ら
れる。また、圧力の高い空間に対して液体を噴射するこ
とが可能になる。
According to this configuration, the valve means of the injection hole is opened by the valve opening / closing means, and energy of the high-pressure wave is not consumed to open this valve. Therefore, in the injection hole,
The impulsive high pressure is maintained as it is, and a high injection speed is obtained. Further, it becomes possible to inject the liquid into a space having a high pressure.

【0025】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、被印刷物にインクを供給するためにイ
ンクを噴射する印刷装置のインク噴射手段として使用さ
れたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid ejecting apparatus is used as an ink ejecting means of a printing apparatus which ejects ink to supply ink to a printing substrate.

【0026】このような印刷装置のインク噴射手段とし
て用いることにより、インク噴射が、衝撃的高圧を利用
するので噴射速度を大きくすることができ、印刷速度を
速くすることができる。また、噴射孔近傍に弁手段が備
るため、インクの切れがよくなり、印刷の滲みを防止す
ることができる。また、噴射孔と印刷面との間の距離を
大きくすれば、インクの噴射速度が大きいため微粒化が
促進され、広い面をむらなく印刷できる。さらに、この
ような噴射孔と印刷面との間の距離を制御しながら、被
印刷物を噴射方向に対し直角方向に移動すれば、印刷の
むらや滲みのない状態で印刷の幅を制御することができ
る。
By using the ink jetting means of such a printing apparatus, the jetting speed can be increased and the printing speed can be increased since the ink jetting utilizes an impulsively high pressure. In addition, since the valve means is provided in the vicinity of the ejection hole, the ink can be cut more easily, and bleeding of printing can be prevented. In addition, if the distance between the ejection holes and the printing surface is increased, the atomization speed is increased due to the high ejection speed of the ink, so that a wide surface can be printed evenly. Furthermore, by moving the substrate in a direction perpendicular to the ejection direction while controlling the distance between the ejection hole and the printing surface, it is possible to control the width of the printing without unevenness or bleeding of the printing. it can.

【0027】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、ボイラーの燃焼室に燃料を供給する燃
料噴射手段として使用されたことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid injection device is used as fuel injection means for supplying fuel to a combustion chamber of a boiler.

【0028】このようなボイラーの燃料噴射手段におい
ては、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃料の噴
射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。したが
って、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な燃焼が
可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高めるこ
とができる。
In the fuel injection means of such a boiler, the fuel is injected by an impulsively high pressure, so that the injection speed of the fuel is increased and the fuel is sufficiently atomized. Therefore, reliable combustion can be performed even with a low-volatility fuel such as heavy oil, soot generation can be reduced, and thermal efficiency can be improved.

【0029】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関に潤滑油を供給するために潤
滑油を噴射する内燃機関の潤滑油供給手段として使用さ
れたことを特徴としている。
[0029] In another preferred embodiment, the liquid ejecting apparatus is characterized in that it is used as a lubricating oil supply means for an internal combustion engine that injects lubricating oil to supply the lubricating oil to the internal combustion engine.

【0030】このように、内燃機関の潤滑油供給手段と
して用いることにより、潤滑油は衝撃的高圧を利用して
噴射されるため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円
滑なエンジン駆動が達成される。
As described above, since the lubricating oil is injected by using an impact high pressure by using the lubricating oil supplying means for the internal combustion engine, the lubricating oil can be supplied stably and reliably, and the smooth engine drive can be performed. Achieved.

【0031】別の好ましい実施の形態においては、前記
液体噴射装置は、内燃機関の吸気系または燃焼室に直接
燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射装置として使用され
たことを特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid injector is used as a fuel injector for an internal combustion engine that injects fuel directly into an intake system or a combustion chamber of the internal combustion engine.

【0032】このように内燃機関の燃料噴射装置として
用いることにより、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射さ
れるので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射するこ
とができる。したがって、ガソリンエンジンにおいて
は、圧縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、
またディーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃
焼室にも燃料を確実に噴射することができる。この場
合、燃料噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒
化し、燃料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が
抑制され、排気浄化性がよくなる。
As described above, by using the fuel injection device of the internal combustion engine, the fuel is injected by using an impulsively high pressure, so that the fuel can be injected even when the pressure in the combustion chamber becomes high. Therefore, in a gasoline engine, fuel can be injected until just before ignition at the end of the compression stroke,
In addition, fuel can be reliably injected into a high-pressure combustion chamber where combustion is continued, such as a diesel engine. In this case, since the fuel injection speed increases, the fuel is atomized, and the fuel is reliably vaporized. Therefore, the generation of unburned components is suppressed, and the exhaust purification performance is improved.

【0033】別の好ましい実施の形態においては、本発
明の液体噴射装置を燃料噴射式内燃機関に搭載したこと
を特徴としている。
In another preferred embodiment, the liquid injection device of the present invention is mounted on a fuel injection type internal combustion engine.

【0034】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、2サイクルおよび4サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。
Since such an internal combustion engine performs fuel injection using an impulsively high pressure, it is possible to increase the injection speed, promote atomization, and reliably supply fuel to the high-pressure combustion chamber. Accordingly, the present invention can be sufficiently applied not only to the intake pipe injection and the in-cylinder injection in the two-cycle and four-cycle gasoline engines, but also to the diesel engine. The generation of unburned gas components is suppressed to improve exhaust emissions, and a highly reliable and versatile fuel injection device can be obtained.

【0035】[0035]

【実施例】図1は本発明に係る液体噴射装置を適用した
4サイクル内燃機関の構成図である。エンジン1は、燃
焼室上部を構成するシリンダヘッド2と、燃焼室の筒体
を構成するシリンダブロック3と、クランク室を形成す
るオイルパン4とにより構成される。クランク室内のク
ランク軸5は、クランクピン6およびピストンピン7を
介してピストン8に連結される。シリンダヘッド2には
吸気管9が設けられ、その端部にエンジン内燃焼室に臨
んで吸気弁10が装着される。また、シリンダヘッド2
には、排気管11が設けられ、その端部に排気弁12が
装着される。シリンダヘッド2の中央部には点火プラグ
13が装着される。
FIG. 1 is a block diagram of a four-cycle internal combustion engine to which a liquid injection device according to the present invention is applied. The engine 1 includes a cylinder head 2 forming an upper part of a combustion chamber, a cylinder block 3 forming a cylinder of the combustion chamber, and an oil pan 4 forming a crank chamber. A crankshaft 5 in the crank chamber is connected to a piston 8 via a crankpin 6 and a piston pin 7. An intake pipe 9 is provided in the cylinder head 2, and an intake valve 10 is attached to an end of the cylinder 9 so as to face a combustion chamber in the engine. In addition, cylinder head 2
, An exhaust pipe 11 is provided, and an exhaust valve 12 is attached to an end thereof. A spark plug 13 is mounted at the center of the cylinder head 2.

【0036】この実施例では、エンジン燃焼室内に直接
燃料を噴射するためのインジェクタ14がシリンダヘッ
ド2の上面から燃焼室内に臨んで設けられる。このイン
ジェクタ14は、燃料パイプ15を介して、本発明に係
る高圧発生装置16に連通している。この高圧発生装置
16は、後述の電歪手段(圧電素子)からなる衝撃的高
圧発生源17を備えている。この高圧発生源17は制御
回路18に連結され所定のタイミングで駆動制御され
る。高圧発生装置16には、燃料供給パイプ21を介し
て燃料ポンプ19により、燃料タンク22から燃料が導
入される。20はフィルターである。インジェクタ14
にはエア抜きパイプ23が接続され、燃料ポンプ19に
より常時燃料が供給され、燃料パイプ15及びインジェ
クタ内部のエアおよび気化燃料等の気泡は燃料とともに
不図示のエアベント孔を上部に持つ燃料タンク側に戻さ
れる。これにより燃料パイプ15およびインジェクタ1
4内部は燃料で満たされるので、衝撃的高圧波が確実に
伝播するとともに、衝撃的高圧波がインジェクタ14内
の噴射孔直前部に衝突してさらに圧力上昇するのを可能
とする。
In this embodiment, an injector 14 for directly injecting fuel into the engine combustion chamber is provided facing the combustion chamber from the upper surface of the cylinder head 2. The injector 14 communicates via a fuel pipe 15 with a high-pressure generator 16 according to the present invention. The high-pressure generating device 16 includes an impact high-voltage generating source 17 composed of an electrostrictive means (piezoelectric element) described later. The high voltage generation source 17 is connected to a control circuit 18 and is driven and controlled at a predetermined timing. Fuel is introduced into the high-pressure generator 16 from a fuel tank 22 by a fuel pump 19 via a fuel supply pipe 21. 20 is a filter. Injector 14
Is connected to an air vent pipe 23, fuel is constantly supplied by a fuel pump 19, and air such as air and vaporized fuel inside the fuel pipe 15 and injectors is supplied to the fuel tank side having an air vent hole (not shown) at the top together with the fuel. Will be returned. Thereby, the fuel pipe 15 and the injector 1
Since the inside of the fuel tank 4 is filled with the fuel, the shock high-pressure wave reliably propagates, and the shock high-pressure wave collides with the portion immediately before the injection hole in the injector 14 to further increase the pressure.

【0037】図2は、上記実施例における高圧発生装置
16とインジェクタ14の詳細構成図である。インジェ
クタ14は、先端に噴射孔41を有する弁本体24から
なり、この噴射孔41に弁25が装着される。弁25は
スプリング26により常に閉方向に付勢される。このイ
ンジェクタ14には、袋ナット27を介して燃料パイプ
15が接続される。また、弁本体24には側壁にエア抜
きポート28が形成され、エア抜きパイプ23が接続さ
れる。エア抜きポート28は衝撃的高圧波の進行方向に
対向する位置ではなく、進行方向の側面に設けられてお
り、衝撃的高圧波のエネルギーはエア抜きポート28か
ら飛散することなく、確実に噴射孔方向に伝播する。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the above embodiment. The injector 14 includes a valve main body 24 having an injection hole 41 at a tip, and a valve 25 is mounted on the injection hole 41. The valve 25 is always biased in the closing direction by a spring 26. The fuel pipe 15 is connected to the injector 14 via a cap nut 27. An air vent port 28 is formed in the side wall of the valve body 24, and the air vent pipe 23 is connected to the air vent port 28. The air bleeding port 28 is provided not on the position facing the traveling direction of the shocking high-pressure wave but on the side surface in the traveling direction. Propagation in the direction.

【0038】このインジェクタ14に、後述のように、
衝撃的高圧波が伝播してくると、弁25の内側面に衝突
しさらに昇圧する。そしてそのエネルギーにより、スプ
リング26に抗して弁25が押し開かれ、燃料が噴射さ
れる。即ち、燃料噴射すべき燃焼室側と弁本体24の内
部の圧力差がスプリング26に応じた所定値より小さい
ときには、弁25は閉じた状態に保たれる。一方、衝撃
的高圧波が到達して、この弁内外の圧力差が所定値より
大きくなると弁25が開かれ燃料が噴射される。このイ
ンジェクタ14は、燃料パイプ15を介して高圧発生装
置16に連結される。
As described later, the injector 14
When the shocking high-pressure wave propagates, it collides with the inner surface of the valve 25 and further rises in pressure. The valve 25 is pushed open by the energy against the spring 26, and fuel is injected. That is, when the pressure difference between the combustion chamber to be injected with fuel and the inside of the valve body 24 is smaller than a predetermined value corresponding to the spring 26, the valve 25 is kept closed. On the other hand, when the shock high pressure wave arrives and the pressure difference between the inside and outside of the valve becomes larger than a predetermined value, the valve 25 is opened and fuel is injected. This injector 14 is connected to a high-pressure generator 16 via a fuel pipe 15.

【0039】高圧発生装置16は、例えば内部空間を加
圧室32として形成した筐体状の本体31からなる。こ
の本体31には、前記加圧室32を構成する内面のうち
の一面から加圧室内に臨んで、例えば後述の圧電素子か
らなる高圧発生源17が装着される。この高圧発生源1
7は加圧室32内に衝撃的高圧波を発生させ加圧室32
内の燃料に衝撃的圧力を付与するものである。この加圧
室内燃料に対する衝撃高圧波の付与面17aに対向する
側の本体31の加圧室32の傾斜した内壁に衝撃高圧波
の反射面Rが形成される。この反射面Rにより前記衝撃
高圧波が90°曲げられ、屈曲した反射経路Lを形成す
る。この反射後の高圧波進行方向に対向して加圧室32
に高圧波吐出ポート33が開口する。即ち、吐出ポート
33は、高圧発生源17に直接対向する位置ではなく、
これと直角な方向に面して設けられている。この吐出ポ
ート33には、前述のインジェクタ14に連通する燃料
パイプ15が接続される。この燃料パイプ15の内部通
路およびその端部の吐出ポート33部分により高圧燃料
の噴射通路15aが構成される。
The high-pressure generator 16 comprises, for example, a housing-shaped main body 31 having an internal space formed as a pressurized chamber 32. The main body 31 is mounted with a high-voltage generation source 17 made of, for example, a piezoelectric element described below, which faces the pressurizing chamber from one of the inner surfaces constituting the pressurizing chamber 32. This high pressure source 1
7 generates a shocking high-pressure wave in the pressurizing chamber 32
It applies impulsive pressure to the fuel inside. A reflection surface R of the high-pressure shock wave is formed on the inclined inner wall of the pressure chamber 32 of the main body 31 on the side facing the surface 17a for applying the high-pressure shock wave to the fuel in the pressurized chamber. The impact high-pressure wave is bent by 90 ° by the reflection surface R to form a bent reflection path L. The pressure chamber 32 faces the direction of travel of the high-pressure wave after the reflection.
The high pressure wave discharge port 33 opens. That is, the discharge port 33 is not at a position directly facing the high pressure generation source 17,
It is provided facing in a direction perpendicular to this. The fuel port 15 communicating with the injector 14 is connected to the discharge port 33. The internal passage of the fuel pipe 15 and the discharge port 33 at the end thereof constitute a high-pressure fuel injection passage 15a.

【0040】本実施例においては、吐出ポート33の開
口面の範囲W1は、高圧波付与面17aの面積範囲W2
より大きく、かつ高圧波付与面17aから90°屈曲し
た反射経路Lを介して進行する高圧波の範囲が吐出ポー
ト33の開口範囲内に含まれるように、高圧発生源1
7、反射面Rおよび吐出ポート33の位置、大きさ、角
度等を定めておく。また、この吐出ポート33は、高圧
波の進行方向に向って円錐状に縮径してその端部で燃料
パイプ15に接続されている。
In the present embodiment, the range W1 of the opening surface of the discharge port 33 is equal to the area range W2 of the high-pressure wave applying surface 17a.
The high-pressure generation source 1 is set so that the range of the high-pressure wave that travels via the reflection path L that is larger and bent 90 ° from the high-pressure wave application surface 17 a is included in the opening range of the discharge port 33.
7. The position, size, angle and the like of the reflection surface R and the discharge port 33 are determined in advance. The discharge port 33 is conically reduced in diameter in the traveling direction of the high-pressure wave, and is connected to the fuel pipe 15 at an end thereof.

【0041】このような構成により、後述のように、高
圧波付与面17aから発生する大部分が直進成分の衝撃
的高圧波は、反射面Rで直角に反射し、反射後の進行方
向に対向する位置に設けられた、高圧波付与面17aの
範囲W2を含む大きな範囲W1を有する吐出ポート33
内にほとんど全て進入する。この吐出ポート33内に進
入した高圧波は、これに連続する円錐状縮径部を進行す
る間に圧力が高められ、さらに大きなエネルギーとなっ
て、噴射通路15a内をインジェクタ14に向って伝播
する。
With such a configuration, as will be described later, most of the shocking high-pressure waves generated from the high-pressure wave applying surface 17a and having a straight component are reflected at a right angle on the reflecting surface R and opposed to the traveling direction after the reflection. Port 33 having a large range W1 including a range W2 of the high-pressure wave applying surface 17a provided at a position where
Almost all of them enter. The pressure of the high-pressure wave that has entered the discharge port 33 is increased while advancing through the conical diameter-reduced portion that follows the high-pressure wave, and becomes higher energy and propagates through the injection passage 15a toward the injector 14. .

【0042】この高圧発生源17は、シール材29を介
してリード線30により制御回路18(図1)に連結さ
れる。高圧発生源17の衝撃高圧波付与面17aに直交
する筒状本体31の側面、即ち、反射前の高圧波が伝播
する進行方向に対する直角な側面には、燃料導入ポート
35が加圧室32に臨んで開口する。この燃料導入ポー
ト35には袋ナット(図示しない)等の適当な手段を介
して前述の燃料ポンプ19(図1)に連通する燃料供給
パイプ21が接続される。
The high-voltage generation source 17 is connected to the control circuit 18 (FIG. 1) via a lead 30 via a sealing material 29. On the side surface of the cylindrical body 31 orthogonal to the impact high-pressure wave applying surface 17a of the high-pressure generation source 17, that is, the side surface perpendicular to the traveling direction in which the high-pressure wave before reflection is propagated, the fuel introduction port 35 is connected to the pressurizing chamber 32. It faces and opens. The fuel supply port 21 is connected to the fuel supply port 35 via a suitable means such as a cap nut (not shown).

【0043】このような構成の燃料噴射装置において、
加圧室32内に燃料を充填した状態で、高圧発生源17
の圧電素子(図示しない)に駆動電圧を印加すると、圧
電素子が形状変化する瞬間に衝撃的高圧波が発生する。
In the fuel injection device having such a configuration,
When the fuel is filled in the pressurizing chamber 32, the high pressure
When a drive voltage is applied to the piezoelectric element (not shown), an impulsive high-pressure wave is generated at the moment when the piezoelectric element changes its shape.

【0044】この高圧波の発生作用は以下のとおりであ
る。まず電圧印加の瞬間に圧電素子が形状変化し、高圧
波付与面17aが加圧室側に移動する。この瞬時の移動
により、加圧室32内の液体(燃料)粒子を押圧する
が、液体粒子は慣性で静止状態を保とうとするため、加
圧室32内の燃料に対し大きな圧力が衝撃的に発生す
る。この衝撃的高圧波は、高圧波付与面17a側からこ
れに対向する加圧室内の反射面Rに向かい、この反射面
Rで直角に反射されて、高圧波吐出ポート33に向かっ
て瞬時に伝播する。従って、図2の点線で示すように、
加圧室内に直角に屈曲した折れ線状の高圧波進行経路L
が形成される。この圧力波が加圧室32内を進行中に加
圧室の内壁に開口する燃料導入ポート35を通過する
が、このポート35の開口方向は高圧波の進行方向に対
し直角方向であるため、これを瞬時に通過し高圧波の圧
力は、燃料導入ポート35内の燃料およびこれに連通す
る燃料供給パイプ21内の燃料に対し実質上何等作用せ
ず、高圧波のエネルギーは全く消費されない。したがっ
て、この燃料導入ポート35に逆止弁等の開口遮断手段
を設ける必要はない。燃料導入ポート35は高圧波付与
面17aからの直進高圧波の進行経路Lに対向する前方
でなければ良く、高圧発生源17と並列に加圧室32内
を臨むように、あるいは反射後の高圧波進行方向に対す
る側面に配置してもよい。
The operation of generating the high pressure wave is as follows. First, the shape of the piezoelectric element changes at the moment of voltage application, and the high-pressure wave applying surface 17a moves to the pressure chamber side. This instantaneous movement presses the liquid (fuel) particles in the pressurized chamber 32. However, since the liquid particles try to maintain a static state by inertia, a large pressure is imposed on the fuel in the pressurized chamber 32. Occur. The shocking high-pressure wave travels from the high-pressure wave application surface 17 a to the reflection surface R in the pressurizing chamber facing the high-pressure wave application surface 17 a, is reflected at a right angle by the reflection surface R, and instantaneously propagates toward the high-pressure wave discharge port 33. I do. Therefore, as shown by the dotted line in FIG.
Polygonal high-pressure wave traveling path L bent at right angles into the pressurized chamber
Is formed. This pressure wave passes through the fuel introduction port 35 which opens to the inner wall of the pressurizing chamber while traveling in the pressurizing chamber 32. Since the opening direction of this port 35 is perpendicular to the direction of travel of the high-pressure wave, The pressure of the high-pressure wave that passes through it instantaneously has substantially no effect on the fuel in the fuel introduction port 35 and the fuel in the fuel supply pipe 21 communicating therewith, and the energy of the high-pressure wave is not consumed at all. Therefore, it is not necessary to provide an opening blocking means such as a check valve in the fuel introduction port 35. The fuel introduction port 35 is not required to be located in front of the path L of the straight high-pressure wave from the high-pressure wave applying surface 17a. The fuel introduction port 35 faces the inside of the pressurization chamber 32 in parallel with the high-pressure generation source 17 or the high-pressure after reflection. It may be arranged on the side surface with respect to the wave traveling direction.

【0045】高圧発生源17の高圧波付与面17aか
ら、屈曲した反射経路を介して、燃料吐出ポート33が
開口する本体31の加圧室の内壁面に到達した衝撃的高
圧波は、この面に唯一形成された燃料吐出ポート33内
に進入し、噴射通路15a内の燃料を媒介としてインジ
ェクタ14に向かって伝播する。このとき、燃料吐出ポ
ート33には、逆止弁等の通路閉塞部材が介在しないた
め、高圧波のエネルギーは消費されずに燃料の噴射通路
15a内に進入する。吐出ポート33内の噴射通路15
aに進入した高圧波は、円錐状縮径部を進行する間に圧
力が高められ、さらに大きなエネルギーとなって、噴射
通路15a内をインジェクタ14に向って伝播する。
The impulsive high-pressure wave arriving from the high-pressure wave applying surface 17a of the high-pressure source 17 via the bent reflection path and reaching the inner wall surface of the pressurizing chamber of the main body 31 in which the fuel discharge port 33 is opened. , And propagates toward the injector 14 via the fuel in the injection passage 15a as a medium. At this time, since a passage closing member such as a check valve is not interposed in the fuel discharge port 33, the energy of the high-pressure wave enters the fuel injection passage 15a without being consumed. Injection passage 15 in discharge port 33
The high-pressure wave that has entered a is increased in pressure while traveling through the conical reduced-diameter portion, becomes larger energy, and propagates through the injection passage 15a toward the injector 14.

【0046】インジェクタ14に到達した衝撃的高圧波
は、前述のように、スプリング26に抗して逆止弁25
を開き噴射孔41から高圧燃料を噴射させる。この実施
例では、インジェクタ14の位置は、図示したように
(図1)、シリンダヘッド2の上面に設けて筒内噴射構
造としているが、これに代えて、一点鎖線で示したイン
ジェクタ14aのように、吸気管9の途中に設けてもよ
い。あるいは、同じく一点鎖線で示したインジェクタ1
4bのように、シリンダブロック3の側壁に設けて筒内
直接噴射を行ってもよい。また、エア抜きパイプ23
は、前述の実施例ではインジェクタ14と気液分離手段
である燃料タンク22を連通させているが、この構造に
代えて、図1の一点鎖線23aで示したように、インジ
ェクタ14と高圧発生装置16とを連通させるように配
設してもよい。これにより、燃料パイプ15およびイン
ジェクタ14内の空気および燃料蒸気を、燃料の噴射と
ともに燃焼室内に排出する。そして、複数回の噴射によ
り空気を排出した後も、燃焼室からの熱伝播により気化
発生する燃料蒸気は、燃焼室内への排出に加え、弁25
が閉じた後なおインジェクタ14内に残留する残圧によ
り、燃料蒸気を燃焼室から遠く温度の低い加圧室32内
に戻して凝縮させることが可能となる。
As described above, the high-impact high-pressure wave that has reached the injector 14 is opposed to the spring 26 by the check valve 25.
To inject high-pressure fuel from the injection hole 41. In this embodiment, the position of the injector 14 is provided on the upper surface of the cylinder head 2 as shown in FIG. 1 so as to form an in-cylinder injection structure, but instead of the injector 14a shown by a dashed line. Alternatively, it may be provided in the middle of the intake pipe 9. Alternatively, the injector 1 also indicated by a dashed line
As shown in FIG. 4b, direct injection in the cylinder may be performed by providing the cylinder block 3 on the side wall. In addition, the air release pipe 23
In the above-described embodiment, the injector 14 communicates with the fuel tank 22 serving as gas-liquid separation means. However, instead of this structure, the injector 14 and the high-pressure generator are connected as shown by a dashed line 23a in FIG. 16 may be provided so as to communicate therewith. Thereby, the air and the fuel vapor in the fuel pipe 15 and the injector 14 are discharged into the combustion chamber together with the fuel injection. Then, even after the air is discharged by the multiple injections, the fuel vapor generated by vaporization due to the heat propagation from the combustion chamber is discharged into the combustion chamber and the valve 25 is discharged.
Due to the residual pressure remaining in the injector 14 after the valve is closed, it is possible to condense the fuel vapor back into the pressurized chamber 32 far from the combustion chamber and at a lower temperature.

【0047】図3は、高圧発生装置16の別の例を示す
断面構成図である。この例では、反射面Rを有する反射
壁503を本体31に固定している。この反射面Rによ
り、高圧波付与面17aから発生した高圧波が、吐出ポ
ート33に向かって反射するように、反射面Rの角度を
設定しておく。このように、反射面Rの角度を適宜選定
することにより、高圧発生源17と吐出ポート33との
相対位置や角度が自由に設定可能になる。反射面Rは、
高圧波付与面17aからの高圧波を全て反射できるよう
に、充分大きな面積としておく。また、前記実施例と同
様に、高圧波付与面17aからの高圧波が反射して吐出
ポート33内に全て進入するように、高圧波付与面17
aの範囲W2および吐出ポート33の開口面の範囲W1
の大きさおよび相対位置を定めておく。この例では、吐
出ポート33の開口に連続する縮径部を有するポート部
材33Pをナット504で固定し、この部材33Pの端
部に燃料パイプ15を接続している。その他の構成およ
び衝撃的高圧波の発生作用や伝播作用および縮径部での
昇圧作用等は、前記実施例と同様である。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the high-pressure generator 16. In this example, a reflecting wall 503 having a reflecting surface R is fixed to the main body 31. The angle of the reflection surface R is set so that the reflection surface R reflects the high-pressure wave generated from the high-pressure wave application surface 17 a toward the discharge port 33. In this way, by appropriately selecting the angle of the reflection surface R, the relative position and angle between the high-pressure source 17 and the discharge port 33 can be set freely. The reflecting surface R is
The area is set to be sufficiently large so that all the high-pressure waves from the high-pressure wave application surface 17a can be reflected. Further, similarly to the above-described embodiment, the high-pressure wave applying surface 17a is so formed that the high-pressure wave from the high-pressure wave applying surface 17a is reflected and entirely enters the discharge port 33.
a range W2 and the opening surface range W1 of the discharge port 33
The size and relative position of are determined. In this example, a port member 33P having a reduced diameter portion that is continuous with the opening of the discharge port 33 is fixed with a nut 504, and the fuel pipe 15 is connected to an end of the member 33P. Other configurations, the generation and propagation of the shocking high-pressure wave, and the pressure raising at the reduced diameter portion are the same as those of the above-described embodiment.

【0048】図4は、高圧発生装置16のさらに別の例
の断面構造図である。この例では、高圧発生装置16に
おいては、内部に加圧室32を形成した本体31に第
1、第2の反射壁501、502が設けられる。これら
の第1、第2反射壁501、502はそれぞれ第1、第
2の反射面R1、R2を有する。また、前記加圧室32
の内面のうちの同一面に、高圧発生源17と吐出ポート
33が並列に装着される。この加圧室内燃料に対する衝
撃高圧波の付与面17aに対向する位置に衝撃高圧波を
直角方向に反射する第1反射壁501が設けられる。こ
の第1反射壁501の反射面R1で反射された衝撃高圧
波をさらに直角方向に反射する第2反射壁502が第1
反射面R1からの反射波に対向する位置に設けられる。
この反射壁502の反射面R2からの反射波に対向する
位置に吐出ポート33が開口する。圧電素子の移動で発
生した前記衝撃高圧波は、第1反射壁501により90
°曲げられ、さらに第2反射壁502で90°曲げられ
て、加圧室32に開口した高圧波吐出ポート33に導か
れる。また、図2の実施例と同様に、高圧発生源17の
衝撃高圧波付与面17aからの高圧波進行方向に対する
直角な位置に、燃料導入ポート35が加圧室32に臨ん
で開口する。従って、加圧室内において、高圧波付与面
17aからの高圧波は、図示したように、2回直角方向
に屈曲した折れ線状の経路Lを形成する。
FIG. 4 is a sectional structural view of still another example of the high-pressure generator 16. In this example, in the high-pressure generator 16, the first and second reflecting walls 501 and 502 are provided in the main body 31 in which the pressurizing chamber 32 is formed. These first and second reflecting walls 501 and 502 have first and second reflecting surfaces R1 and R2, respectively. The pressurizing chamber 32
The high-pressure generation source 17 and the discharge port 33 are mounted in parallel on the same surface of the inner surfaces of the two. A first reflecting wall 501 that reflects the high-pressure shock wave in a direction perpendicular to the surface 17a for applying the high-pressure shock wave to the pressurized chamber fuel is provided. The second reflecting wall 502, which reflects the shock high-pressure wave reflected by the reflecting surface R1 of the first reflecting wall 501 further in the direction perpendicular to the first reflecting wall 501,
It is provided at a position facing the reflected wave from the reflection surface R1.
The discharge port 33 is opened at a position facing the reflected wave from the reflection surface R2 of the reflection wall 502. The high-pressure shock wave generated by the movement of the piezoelectric element is 90
It is bent by 90 ° and further bent by 90 ° by the second reflection wall 502, and is guided to the high-pressure wave discharge port 33 opened to the pressurizing chamber 32. Also, as in the embodiment of FIG. 2, the fuel introduction port 35 opens to the pressurizing chamber 32 at a position perpendicular to the direction of traveling of the high-pressure wave from the high-pressure shock wave applying surface 17a of the high-pressure source 17. Accordingly, in the pressurizing chamber, the high-pressure wave from the high-pressure wave application surface 17a forms a polygonal path L that is bent twice in the right-angle direction, as illustrated.

【0049】このような構成の高圧発生装置16によれ
ば、機器設置スペースや配管レイアウト等の必要に応じ
て高圧発生源17と吐出ポート33とを高圧発生装置1
6の同一面側に設けることができる。
According to the high-pressure generator 16 having such a configuration, the high-pressure generator 17 and the discharge port 33 can be connected to the high-pressure generator 1 according to the installation space, piping layout and the like.
6 on the same surface side.

【0050】また、前記実施例と同様に、噴射通路15
aを加圧室32の吐出ポート33から噴射孔方向に断面
積が減少するように形成している。このような構成によ
り、噴射通路15aを伝播する高圧波が、噴射孔に向か
って通路断面積が徐々に狭まる部分を進む間に圧力が高
められ、噴射孔においてさらに大きな噴射速度が得られ
る。
Also, as in the previous embodiment, the injection passage 15
a is formed such that the cross-sectional area decreases from the discharge port 33 of the pressurizing chamber 32 toward the injection hole. With such a configuration, the pressure of the high-pressure wave propagating in the injection passage 15a is increased while traveling through the portion where the cross-sectional area of the passage gradually narrows toward the injection hole, and a higher injection speed is obtained in the injection hole.

【0051】なお、図示した第1、第2反射面R1、R
2は凹面状に形成してあるが、これは反射波を効果的に
集束させるためであり、このような凹面に代えて平面状
の反射面としてもよい。
The illustrated first and second reflecting surfaces R1, R
Although 2 is formed in a concave shape, this is for effectively converging the reflected wave, and a flat reflecting surface may be used instead of such a concave surface.

【0052】図5は、高圧発生装置16のさらに別の例
の断面構造図である。この例では、加圧室32の内壁3
2aをほぼ楕円曲面形状の反射壁とし、この楕円曲面を
有する加圧室32の頂部に高圧発生源17が装着され、
この高圧発生源17の近傍の側面に燃料導入ポート35
が開口する。この例では、吐出ポート33は高圧波付与
面17aに対向する位置に設けられ、その外側周縁部に
反射曲面が形成される。高圧波は加圧室内で複数回の反
射を繰り返し、屈曲した経路を形成して吐出ポート33
内に導入される。
FIG. 5 is a sectional structural view of still another example of the high-pressure generator 16. In this example, the inner wall 3 of the pressure chamber 32
2a is a reflecting wall having a substantially elliptical curved shape, and a high-pressure generating source 17 is mounted on the top of a pressurizing chamber 32 having the elliptical curved surface.
A fuel introduction port 35 is provided on the side near the high-pressure source 17.
Opens. In this example, the discharge port 33 is provided at a position facing the high-pressure wave applying surface 17a, and a reflection curved surface is formed on an outer peripheral portion thereof. The high pressure wave is repeatedly reflected a plurality of times in the pressurized chamber to form a curved path, and
Introduced within.

【0053】この場合、楕円曲面の反射壁32aの2つ
の楕円中心の一方に高圧波付与面17aを他方に吐出ポ
ート33を配置すると、効率良く衝撃的高圧波を収束し
て吐出ポート33から燃料パイプ15へ導くことができ
る。なお、衝撃的高圧波のエネルギーは直進する成分が
大きく、燃料導入ポート35を高圧発生源17の近傍の
反射壁32aの側面に設けても、燃料供給パイプ21か
ら燃料ポンプ19方向に僅かなエネルギーの衝撃的高圧
波しか伝播しない。
In this case, if the high pressure wave applying surface 17a is arranged at one of the two elliptical centers of the elliptical curved reflecting wall 32a and the discharge port 33 is arranged at the other, the shock high pressure wave is efficiently converged and the fuel is discharged from the discharge port 33 to the fuel port. It can be led to the pipe 15. The energy of the high-pressure shock wave has a large component that goes straight, and even if the fuel introduction port 35 is provided on the side surface of the reflecting wall 32 a near the high-pressure generation source 17, a small amount of energy is supplied from the fuel supply pipe 21 to the fuel pump 19. Only the shocking high-pressure wave propagates.

【0054】このような構成の高圧発生装置16によれ
ば、衝撃高圧波の付与面17aから四方に発散する高圧
波を効率良く集束させて吐出ポートに導き、多くの衝撃
高圧波を噴射に利用でき、噴射量の増大を図ることがで
きる。
According to the high-pressure generating device 16 having such a configuration, the high-pressure waves diverging in four directions from the impact high-pressure wave application surface 17a are efficiently focused and guided to the discharge port, and many high-pressure high-pressure waves are used for injection. As a result, the injection amount can be increased.

【0055】また、図4の例と同様に、噴射通路15a
を加圧室32の吐出ポート33から噴射孔方向に断面積
が減少するように形成したので、噴射通路15aを伝播
する高圧波が、噴射孔に向かって通路断面積が徐々に狭
まる部分を進む間に圧力が高められ、噴射孔においてさ
らに大きな噴射速度が得られる。
Further, similarly to the example of FIG. 4, the injection passage 15a
Is formed such that the cross-sectional area decreases in the direction of the injection hole from the discharge port 33 of the pressurizing chamber 32, so that the high-pressure wave propagating through the injection passage 15a travels through the portion where the cross-sectional area of the passage gradually narrows toward the injection hole. During that time, the pressure is increased, and a higher injection speed is obtained at the injection hole.

【0056】図6は、本発明に係るインジェクタの別の
構成例を示す。この例のインジェクタ14は、前述の図
2のインジェクタが外側に開く外開弁型であるのに対
し、弁が内側に開く内開弁型の構成である。弁本体24
の先端に形成した噴射孔41の内側に、弁40がガイド
スリーブ37内に沿って摺動可能に配設される。弁40
はスプリング39により噴射孔41側に押圧され閉じた
状態に付勢される。ガイドスリーブ37の根元部には導
通孔38が開口し、燃料パイプ15内の燃料噴射通路1
5aと弁本体24内の燃焼通路室24aとを連通させ
る。スプリング39は、このガイドスリーブ37内に配
設され、スリーブ37に固着される上側のシール部材9
1と下端部のシールリング(図示しない)により燃料の
浸入が防止された密閉空間内に装着される。弁本体24
にはエア抜きポート28が開口し、エア抜き配管23を
介して前述の燃料タンク22(図1)に連通する。
FIG. 6 shows another configuration example of the injector according to the present invention. The injector 14 of this example has an internal valve-opening type in which the valve opens inward while the injector in FIG. Valve body 24
The valve 40 is slidably disposed along the inside of the guide sleeve 37 inside the injection hole 41 formed at the tip of the valve. Valve 40
Is pressed by the spring 39 toward the injection hole 41 and urged to a closed state. A conduction hole 38 is opened at the base of the guide sleeve 37, and the fuel injection passage 1 in the fuel pipe 15 is opened.
5a communicates with the combustion passage chamber 24a in the valve body 24. The spring 39 is disposed within the guide sleeve 37 and is fixed to the upper seal member 9 fixed to the sleeve 37.
1 and a seal ring (not shown) at the lower end is mounted in a sealed space in which fuel is prevented from entering. Valve body 24
An air vent port 28 is opened to communicate with the above-described fuel tank 22 (FIG. 1) via an air vent pipe 23.

【0057】このような構成において、高圧発生装置1
6側から、噴射通路15a内の液体燃料を介して衝撃的
高圧波が伝播され、インジェクタ14に達すると、導通
孔38を通して高圧エネルギーが弁本体24の内部に導
入され、弁40をスプリング39に抗して押し上げ、噴
射孔41を開いて燃料を噴射させる。衝撃的高圧波はシ
ール部材91の上部の円錐部により減衰することなく導
通孔38に導かれ、導通孔38から円筒形状の燃料通路
室24a内に入る。衝撃的高圧波は燃料通路室24aの
壁に衝突して燃料通路室24a上部の圧力を高める。こ
の昇圧部から第2の衝撃的高圧波が燃料通路室24a内
下部の噴射孔41方向に伝播する。エア抜きポート28
は燃料通路室24aの中間部側壁に設けられており、第
2の衝撃的高圧波のエネルギーが散逸することはない。
In such a configuration, the high-pressure generator 1
From the 6th side, an impulsive high-pressure wave is propagated through the liquid fuel in the injection passage 15a, and when reaching the injector 14, high-pressure energy is introduced into the valve body 24 through the through hole 38, and the valve 40 is connected to the spring 39. The fuel is pushed up to open the injection hole 41 to inject fuel. The high-pressure shock wave is guided to the through hole 38 without being attenuated by the upper conical portion of the seal member 91, and enters the cylindrical fuel passage chamber 24 a through the through hole 38. The shocking high-pressure wave collides with the wall of the fuel passage chamber 24a and increases the pressure above the fuel passage chamber 24a. The second shocking high-pressure wave propagates from the booster toward the injection hole 41 in the lower portion of the fuel passage chamber 24a. Air release port 28
Is provided on the intermediate side wall of the fuel passage chamber 24a, so that the energy of the second shocking high-pressure wave does not dissipate.

【0058】図7(A)(B)は、本発明に係るインジ
ェクタのさらに別の構成例を示す。これらの例は、弁を
開閉する駆動手段を設けた例である。図7(A)のイン
ジェクタ14は、図2の例と同様に、外開型の弁25か
らなる構成であり、この弁25を駆動するための電磁ソ
レノイド60を備えている。このような構成において、
高圧発生装置16から衝撃的高圧波が到達するタイミン
グで、この電磁ソレノイドに通電して弁25を開とし、
燃料を噴射孔41から噴射させる。この開弁のタイミン
グは、予め実験等により、高圧発生装置の高圧発生源1
7に駆動電圧を印加してから高圧波がインジェクタ14
に到達するまでの時間を求めておき、このタイミングで
ソレノイド60に通電するように、制御回路を構成して
おく。
FIGS. 7A and 7B show still another configuration example of the injector according to the present invention. These examples are examples in which a driving unit that opens and closes a valve is provided. The injector 14 in FIG. 7A has a configuration including an open-type valve 25, similarly to the example in FIG. 2, and includes an electromagnetic solenoid 60 for driving the valve 25. In such a configuration,
At the timing when the shocking high-pressure wave arrives from the high-pressure generator 16, the solenoid is energized to open the valve 25,
Fuel is injected from the injection hole 41. The timing of this valve opening may be determined in advance by experiments or the like,
After the drive voltage is applied to the injector 7, the high-pressure wave
Is obtained beforehand, and a control circuit is configured so that the solenoid 60 is energized at this timing.

【0059】このような構成により、高圧波のエネルギ
ーが弁開放のために消費されないため、さらに大きな噴
射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。な
お電磁ソレノイド60には外周の一部に上方と下方を速
通する長手方向の切欠が設けられており、衝撃的高圧波
が噴射孔41方向に円滑に伝播するようにされている。
また、電磁ソレノイド60の外周のケース本体24側に
長手方向に凹みを設けてもよい。
With this configuration, since the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, it is possible to inject the liquid fuel with higher injection energy. The electromagnetic solenoid 60 is provided with a longitudinal notch at a part of the outer periphery, which allows the upper and lower parts to pass through quickly, so that the high-impact high-pressure wave can smoothly propagate toward the injection hole 41.
Further, a recess may be provided in the longitudinal direction on the case body 24 side on the outer periphery of the electromagnetic solenoid 60.

【0060】図7(B)のインジェクタ14は、図6の
例と同様に、内開型の弁40からなる構成であり、この
弁40を駆動するための電磁ソレノイド60を備えてい
る。この電磁ソレノイド60の構成および作用は図7
(A)の例と同様であり、この例においても、高圧波の
エネルギーが弁開放のために消費されないため、大きな
噴射エネルギーで液体燃料を噴射させることができる。
なお、導通孔38は傾斜しており、衝撃的高圧波をでき
るだけ減衰することなく燃料通路室24a内に導くこと
が可能である。導通孔38の燃料通路室24a側出口と
対向して電磁ソレノイド60に、外周の一部に上方と下
方を連通する長手方向の切欠が導通孔38の数と一致し
た数設けられている。そして、電磁ソレノイド60より
噴射孔41側にエア抜きポート28が設けられるので、
より噴射孔41に近い部分までエア抜きすることができ
る。
The injector 14 shown in FIG. 7B has a structure comprising an inward-opening valve 40, as in the example shown in FIG. 6, and has an electromagnetic solenoid 60 for driving the valve 40. The structure and operation of this electromagnetic solenoid 60 are shown in FIG.
As in the example of (A), in this example also, the energy of the high-pressure wave is not consumed for opening the valve, so that the liquid fuel can be injected with a large injection energy.
In addition, the conduction hole 38 is inclined, and it is possible to guide the high-pressure shock wave into the fuel passage chamber 24a with as little attenuation as possible. The electromagnetic solenoid 60 faces the outlet of the passage hole 38 on the fuel passage chamber 24a side. Since the air vent port 28 is provided on the injection hole 41 side from the electromagnetic solenoid 60,
It is possible to bleed air to a portion closer to the injection hole 41.

【0061】図8は、圧電素子を用いた高圧発生源17
の詳細構成図である。この高圧発生源17は、密閉ケー
ス71内に設けた複数枚の圧電素子73からなり、各圧
電素子73間には、正極板151aと負極板151bが
交互に配設される。これらの圧電素子73、正極板15
1aおよび負極板151bは、積層された状態で、保持
具74およびプランジャ152間に挟持され、ボルト7
2により相互に固定保持される。このようにボルト72
で一体的に固定保持された圧電素子73は、その保持具
74を介して、ねじ部材75により、密閉ケース71内
に取付けられる。各正極板151a同士および負極板1
51b同士は、それぞれ導電板76で連結され、正電荷
供給線303および負電荷供給線304を介して電圧調
整器302に接続される。密閉ケース71からの各電荷
供給線303、304の取り出し部には、シール用グロ
メット77が装着され、ケース内の密封性が保持され
る。電圧調整器302はECU95に接続され、後述の
ように駆動制御される。300は交流電源、301は交
直変換回路である。
FIG. 8 shows a high-voltage source 17 using a piezoelectric element.
FIG. The high-voltage generation source 17 includes a plurality of piezoelectric elements 73 provided in a sealed case 71, and between the piezoelectric elements 73, positive plates 151a and negative plates 151b are alternately arranged. These piezoelectric element 73 and positive electrode plate 15
1a and the negative electrode plate 151b are sandwiched between the holder 74 and the plunger 152 in a stacked state, and the bolt 7
2 fixedly hold each other. Thus, the bolt 72
The piezoelectric element 73 integrally fixed and held by the above is mounted in the closed case 71 by the screw member 75 via the holder 74. Each positive electrode plate 151a and each negative electrode plate 1
51b are connected to each other by a conductive plate 76, and are connected to a voltage regulator 302 via a positive charge supply line 303 and a negative charge supply line 304. A sealing grommet 77 is attached to a portion where each of the charge supply lines 303 and 304 is taken out from the sealed case 71 to maintain the hermeticity of the case. The voltage regulator 302 is connected to the ECU 95 and is driven and controlled as described later. Reference numeral 300 denotes an AC power supply, and 301 denotes an AC / DC conversion circuit.

【0062】ここで、圧電素子とは、いわゆる圧電効果
を有する素子からなる公知の圧電アクチュエータであ
る。なお、圧電効果を有する材料には、水晶から高分子
まで各種のものがあるが、圧電アクチュエータの材料と
しては圧電セラミックスの一種であるチタン酸ジルコン
酸鉛(PZT)が代表的である。
Here, the piezoelectric element is a known piezoelectric actuator composed of an element having a so-called piezoelectric effect. Note that there are various kinds of materials having a piezoelectric effect, from quartz to polymers, and a typical material for a piezoelectric actuator is lead zirconate titanate (PZT), which is a kind of piezoelectric ceramics.

【0063】図8において、複数枚(この例では7枚)
の圧電素子(圧電セラミックス)73およびこれらを挟
み込むように配置され一体化された正極板151aと負
極板151bとにより電歪素子が形成される。交流電源
300からの交流電流は交直変換回路301を経て直流
電圧に変換され、電圧調整器302に入力される。
In FIG. 8, a plurality of sheets (seven sheets in this example)
The piezoelectric element (piezoelectric ceramic) 73 and the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 151b which are arranged so as to sandwich them and form an electrostrictive element. An AC current from the AC power supply 300 is converted into a DC voltage via the AC / DC conversion circuit 301 and input to the voltage regulator 302.

【0064】電圧調整器302は、ECU95により制
御され正電荷供給線303あるいは負電荷供給線304
とそれぞれ接続される2つのアウトプットの内、正電荷
供給線303側を所定の電圧の正電圧に調整する一方、
負電荷供給線304側をアースする。また正極板151
aの電圧を下げる場合には、正極板151aの電荷の一
部をアースさせる。正極板151aと負極板151bの
間の圧電セラミックスは、2つの極板による電界の大き
さに略比例して、極板方向に変位する。この変位が図の
ものでは7つ集積されて大きな変位となる。
The voltage regulator 302 is controlled by the ECU 95 and has a positive charge supply line 303 or a negative charge supply line 304.
While the positive charge supply line 303 side of the two outputs respectively connected to is adjusted to a predetermined positive voltage,
The negative charge supply line 304 is grounded. In addition, the positive electrode plate 151
To lower the voltage of a, a part of the electric charge of the positive electrode plate 151a is grounded. The piezoelectric ceramic between the positive electrode plate 151a and the negative electrode plate 151b is displaced in the direction of the electrode plates substantially in proportion to the magnitude of the electric field generated by the two electrode plates. In the figure, seven such displacements are accumulated, resulting in a large displacement.

【0065】図9は、高圧発生源17の別の実施例の構
成図である。この実施例は、前述の電歪素子に代えて、
磁歪素子を用いた構成である。この磁歪素子とは、磁場
の中で伸び縮みする磁電材料、例えばテルビウム、ジス
プロシウム、鉛の三元系合金を使った磁心と、この磁心
の外周に巻かれたコイルからなるものである。コイルへ
の通電量(例えば電圧、電流)を制御することにより磁
心が伸縮する。
FIG. 9 is a configuration diagram of another embodiment of the high-pressure generation source 17. In this embodiment, instead of the above-described electrostrictive element,
This is a configuration using a magnetostrictive element. The magnetostrictive element includes a magnetic core made of a ternary alloy of a magnetoelectric material that expands and contracts in a magnetic field, for example, terbium, dysprosium, and lead, and a coil wound around the outer periphery of the magnetic core. The magnetic core expands and contracts by controlling the amount of current (for example, voltage and current) to the coil.

【0066】図9において、磁歪素子79の周囲にコイ
ル80が巻回され、その周囲に永久磁石84が装着され
る。磁歪素子79の端部にはプランジャ152が固定さ
れる。このプランジャ152はスプリング82の作用に
より常に加圧室32から引込む方向に付勢される。コイ
ル80はリード線78を介して電圧調整器に接続され
る。電圧調整器は前述の例と同様にECUに接続され、
コイル80への駆動電流を制御して磁歪素子79への印
加電圧を調整する。コイル80の駆動電圧を大きくする
とコイル80を流れる駆動電流も大きくなりコイルが発
生する磁界の大きさも大きくなり、磁歪素子79への印
加電圧が大きくなって、大きな衝撃的高圧波が発生す
る。その他の構成および作用効果は前述の電歪素子を用
いた実施例と同様である。本磁歪素子79の駆動におい
ては、電圧調整器の替わりに電流調整器を配置し、定電
圧ながら大電流をステップ的にコイル80に加えるよう
にしてもよい。さらに、磁歪素子79の一方の端部を密
閉ケース71の鏡板部にボルト等により固定するように
し、スプリング82を廃止するようにしてもよい。
In FIG. 9, a coil 80 is wound around a magnetostrictive element 79, and a permanent magnet 84 is mounted around the coil 80. A plunger 152 is fixed to an end of the magnetostrictive element 79. The plunger 152 is always urged by the action of the spring 82 in the direction of being pulled from the pressurizing chamber 32. The coil 80 is connected to a voltage regulator via a lead 78. The voltage regulator is connected to the ECU as in the previous example,
The drive current to the coil 80 is controlled to adjust the voltage applied to the magnetostrictive element 79. When the driving voltage of the coil 80 is increased, the driving current flowing through the coil 80 is increased, the magnitude of the magnetic field generated by the coil is also increased, and the voltage applied to the magnetostrictive element 79 is increased. Other configurations and operational effects are the same as those of the embodiment using the above-described electrostrictive element. In driving the magnetostrictive element 79, a current regulator may be provided instead of the voltage regulator, and a large current may be applied to the coil 80 in a stepwise manner while maintaining a constant voltage. Further, one end of the magnetostrictive element 79 may be fixed to the end plate of the sealed case 71 with bolts or the like, and the spring 82 may be omitted.

【0067】図10は本発明に係る高圧発生装置のさら
に別の実施例の構成図である。この実施例は、高圧発生
源17として、電気放熱体(発熱体)を用いたものであ
る。(A)は発熱体の断面図、(B)は保護膜208の
コーティング前、且つプレート212が仮止めされた発
熱体ユニット203の正面図(A図で右方向からみた
図)である。
FIG. 10 is a configuration diagram of still another embodiment of the high-pressure generator according to the present invention. In this embodiment, an electric radiator (heating element) is used as the high-voltage generation source 17. (A) is a cross-sectional view of the heating element, and (B) is a front view (viewed from the right in FIG. A) of the heating element unit 203 before the coating of the protective film 208 and the plate 212 is temporarily fixed.

【0068】この発熱体ユニット203は以下のように
構成されている。
The heating element unit 203 is configured as follows.

【0069】片側面中央部に突出する凸部204aが形
成されたガラス板204に、この凸部204aを覆うよ
うに抵抗体205が印刷され、さらに焼結される。凸部
204aの図で上下方向両側において抵抗体205の上
から覆うように導通物質が印刷され、さらに焼結されて
2つの電極206が形成される。これらのガラス体20
4、抵抗体205および電極206を貫通して銅あるい
は銅合金製のピン207が設けられ、その両端部がかし
められる。このように抵抗体205、電極206および
ピン207が凸部204a側の表面に形成されたガラス
体204上に、さらに非導電性且つ良熱伝導性の保護膜
208が、電極206およびピン207を含んで抵抗体
205を覆うように焼付けられる。被膜209で覆われ
たリード線210を内蔵するコード211の端部を支持
するプレート212がガラス板204に固着された後、
リード線210の端部がそれぞれピン207の端部にハ
ンダ付けされる。このようにして発熱体ユニット203
が形成される。この発熱体ユニット203が、熱伝導性
の低いセラミックからなるケース本体201とケース蓋
202の中に液密に収容されて高圧発生源17を構成す
る。81は支持板であり、高圧発生源17を前記高圧発
生装置の加圧室に臨んで固定する。
The resistor 205 is printed on the glass plate 204 on which the convex portion 204a projecting from the center of one side is formed so as to cover the convex portion 204a, and is sintered. A conductive material is printed so as to cover over the resistor 205 on both sides in the vertical direction in the drawing of the convex portion 204a, and further sintered to form two electrodes 206. These glass bodies 20
4. A pin 207 made of copper or a copper alloy is provided through the resistor 205 and the electrode 206, and both ends thereof are swaged. On the glass body 204 on which the resistor 205, the electrode 206, and the pin 207 are formed on the surface on the side of the convex portion 204a, a non-conductive and good thermal conductive protective film 208 further covers the electrode 206 and the pin 207. It is baked so as to cover the resistor 205. After the plate 212 supporting the end of the cord 211 containing the lead wire 210 covered with the coating 209 is fixed to the glass plate 204,
The ends of the lead wires 210 are soldered to the ends of the pins 207, respectively. Thus, the heating element unit 203
Is formed. The heating element unit 203 is housed in a case main body 201 and a case cover 202 made of ceramic having low thermal conductivity in a liquid-tight manner to constitute the high-pressure generation source 17. A support plate 81 fixes the high-pressure generation source 17 facing the pressurizing chamber of the high-pressure generation device.

【0070】上記ケース本体202の中央部は窓が明い
た形状をしており、保護膜208に燃料が直接触れる。
リード線210に直流あるいは交流の電流が供給される
と両電極206の間の部分の抵抗体205が発熱し、燃
料が気化して保護膜208上に気泡が発生する。この気
泡により、前述のように、加圧室内の液体粒子が押圧さ
れ衝撃的高圧が得られる。この衝撃的高圧の伝播による
液体噴射作用は前述の実施例のとおりである。
The center of the case body 202 has a shape with a clear window, and the fuel directly contacts the protective film 208.
When a DC or AC current is supplied to the lead wire 210, the resistor 205 between the two electrodes 206 generates heat, the fuel is vaporized, and bubbles are generated on the protective film 208. As described above, the liquid particles in the pressurized chamber are pressed by the bubbles, and a shocking high pressure is obtained. The liquid ejecting action by the propagation of the shocking high pressure is the same as in the above-described embodiment.

【0071】なお、抵抗体205および電極206とも
に膜厚は数μmであり、保護膜208は0.2mm〜2
mm程度である。
The thickness of both the resistor 205 and the electrode 206 is several μm, and the thickness of the protective film 208 is 0.2 mm to 2 mm.
mm.

【0072】図11は、本発明に係る高圧発生源17の
さらに別の例を示す。(A)図は要部断面構成図であ
り、(B)図はその駆動回路図である。燃料が充填され
た加圧室32内に臨んで、絶縁体86に保持された一対
の対向する放電電極401が設けられる。放電電極40
1間には所定幅の放電ギャップ402が形成されてい
る。燃料供給回路400は、(B)図に示すように、2
つの電極板からなるコンデンサCを備え、両電極板を連
結する連結回路403の途中に電子スイッチ404と昇
圧コイル405の一次側を直列に配置し、連結回路40
3の途中、コンデンサCの一方の電極板を含め一方の電
極板と電子スイッチ404の中間部を直流電源406と
連結し、昇圧コイル405の二次側の両端を結ぶ第2の
連結回路407の途中に前記放電ギャップ402を形成
している。
FIG. 11 shows still another example of the high-pressure source 17 according to the present invention. (A) is a sectional view of a main part, and (B) is a drive circuit diagram thereof. A pair of opposed discharge electrodes 401 held by an insulator 86 are provided facing the pressurized chamber 32 filled with fuel. Discharge electrode 40
A discharge gap 402 having a predetermined width is formed between the two. The fuel supply circuit 400, as shown in FIG.
The electronic switch 404 and the primary side of the step-up coil 405 are arranged in series in the connection circuit 403 connecting the two electrode plates,
In the middle of the third step, one electrode plate including one electrode plate of the capacitor C and an intermediate portion of the electronic switch 404 are connected to the DC power supply 406, and a second connection circuit 407 connecting both ends on the secondary side of the booster coil 405. The discharge gap 402 is formed on the way.

【0073】電子スイッチ404は、制御装置18の燃
料供給制御信号によってスイッチング作動する。直流電
源406からコンデンサCに必要な燃料供給量に見合っ
た電気エネルギーを電極に印加し、制御装置18の燃料
供給制御信号によって電子スイッチ404がONする
と、コンデンサCの両側が電子スイッチ、アース、昇圧
コイル405の一次側を介して導通し、このコンデンサ
Cの放電電極に起因して昇圧コイル405の二次側に高
電圧が発生し、加圧室32内に配置された放電ギャップ
402の間で放電が起こり、その熱エネルギーにより燃
料が瞬時に気化成長して気泡が発生する。この気泡によ
り、前述のように、加圧室内の液体粒子が押圧され衝撃
的高圧が得られる。この衝撃的高圧による液体噴射作用
は前述の実施例のとおりである。
The electronic switch 404 performs a switching operation according to a fuel supply control signal from the control device 18. When electric energy corresponding to the amount of fuel supply required for the capacitor C is applied from the DC power supply 406 to the electrodes, and the electronic switch 404 is turned on by the fuel supply control signal of the control device 18, both sides of the capacitor C are electronic switches, ground, It conducts through the primary side of the coil 405, generates a high voltage on the secondary side of the booster coil 405 due to the discharge electrode of the capacitor C, and generates a high voltage between the discharge gap 402 arranged in the pressurization chamber 32. Discharge occurs, and the thermal energy instantaneously evaporates and grows the fuel to generate bubbles. As described above, the liquid particles in the pressurized chamber are pressed by the bubbles, and a shocking high pressure is obtained. The liquid ejecting action by the impact high pressure is the same as in the above-described embodiment.

【0074】上記図11の実施例において、放電ギャッ
プ402の間での所定時間内での放電電力量が増大する
と、燃料吐出量も増大する。この放電ギャップ402の
間での放電電力量は、コンデンサCの放電電力量に正の
相関がある。そして放電ギャップ402の放電電力量
は、直流電源406の電圧が一定とされるので、コンデ
ンサCの所定時間での充電と放電のサイクル数によって
制御される。このコンデンサCの充放電の回数は、電子
スイッチ404のON,OFFのスイッチングによって
行われ、コンデンサCの充放電のサイクル回数を増加さ
せることにより放電ギャップ402での総放電電力量が
増加し、燃料供給量を増加させることができる。制御装
置18により、エンジン負荷が大きい程コンデンサCの
充放電のサイクル回数を増加させる。
In the embodiment shown in FIG. 11, when the discharge power amount within the predetermined time between the discharge gaps 402 increases, the fuel discharge amount also increases. The amount of power discharged during the discharge gap 402 has a positive correlation with the amount of power discharged from the capacitor C. Since the voltage of the DC power supply 406 is constant, the amount of power discharged from the discharge gap 402 is controlled by the number of charge and discharge cycles of the capacitor C in a predetermined time. The number of times of charging and discharging of the capacitor C is performed by switching ON and OFF of the electronic switch 404. By increasing the number of cycles of charging and discharging of the capacitor C, the total amount of discharge power in the discharge gap 402 increases, The supply can be increased. The controller 18 increases the number of charge / discharge cycles of the capacitor C as the engine load increases.

【0075】上述のように、熱エネルギーにより液体燃
料中に気泡を発生させ、これにより衝撃的高圧を発生さ
せて噴射孔まで伝播し燃料噴射を行う高圧発生装置のさ
らに別の例として、レーザー光を利用した高圧発生源を
用いることもできる。この場合、加圧室内の液体燃料に
対し、レーザー光を照射すると、前述のように、レーザ
ー光が液体粒子を加振して光エネルギーは容易に熱エネ
ルギーに変換される。これにより液体は瞬間的に気化成
長して体積膨張する。この体積膨張する液蒸気(気泡)
により、蒸気の前面の液体粒子が押される。このとき液
体粒子は慣性で留ろうとするため、大きな衝撃的高圧波
が発生する。
As described above, another example of the high-pressure generator that generates bubbles in the liquid fuel by thermal energy, generates an impulsive high pressure, propagates the fuel to the injection holes, and performs fuel injection, is a laser light. A high-pressure source utilizing the above method can also be used. In this case, when the laser light is irradiated to the liquid fuel in the pressurized chamber, the laser light vibrates the liquid particles and the light energy is easily converted to heat energy as described above. Thereby, the liquid evaporates and grows instantaneously and expands in volume. This volume expanding liquid vapor (bubbles)
Pushes the liquid particles in front of the vapor. At this time, since the liquid particles try to stay by inertia, a large shocking high-pressure wave is generated.

【0076】図12は、本発明に係る高圧発生装置で発
生する衝撃的高圧とその駆動信号との関係を示すグラフ
である。グラフaは圧力波形、グラフbは駆動信号を示
す。グラフaにおいて、P1は図2の外開式弁25ある
いは図6の内開式弁40を持つインジェクタの開弁圧を
示し、P0は加圧前の加圧室内圧力を示す。図示したよ
うに、駆動信号をオンにした直後に、開弁圧を大きく超
える高圧が衝撃的に発生し、その後急激に減衰振動す
る。前述の各実施例は、この駆動信号入力直後の衝撃的
高圧を液体中で有効に伝播して利用するものである。ま
た、図示したように、駆動信号をオフにした直後に、一
旦圧力波形が低下するとともにその振動の反作用で圧力
が上昇し、開弁圧P1を超える圧力波が発生する。この
ような駆動信号オフ時の圧力ピークをオン時と同様に衝
撃的圧力として噴射孔まで伝播し燃料噴射に利用するこ
とも可能である。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the high voltage generated by the high voltage generator according to the present invention and the driving signal. Graph a shows a pressure waveform, and graph b shows a drive signal. In the graph a, P1 indicates the valve opening pressure of the injector having the external opening valve 25 in FIG. 2 or the internal opening valve 40 in FIG. 6, and P0 indicates the pressure in the pressurizing chamber before pressurization. As shown in the figure, immediately after the drive signal is turned on, a high pressure that greatly exceeds the valve opening pressure is generated in an impact, and then rapidly attenuates. In each of the above-described embodiments, the impulsive high pressure immediately after the input of the drive signal is effectively propagated and used in the liquid. Further, as shown in the drawing, immediately after the drive signal is turned off, the pressure waveform temporarily decreases and the pressure increases due to the reaction of the vibration, and a pressure wave exceeding the valve opening pressure P1 is generated. Such a pressure peak when the drive signal is off can be propagated to the injection hole as an impact pressure as in the case of on and used for fuel injection.

【0077】なお、高圧発生装置に図8に示すように電
歪素子を使用するものでは、駆動信号は所定以上の電圧
値を持つパルス電圧信号であり、図9に示す磁歪素子に
おいては、駆動信号は所定以上の電流値を持つパルス電
流信号、あるいは所定以上の電圧値を持つパルス電圧信
号である。図10、図11に示す素子およびレーザを使
用するものでは、駆動信号は所定以上の電力値を持つパ
ルス電力信号であり、パルス幅は電歪磁歪素子よりも短
時間に設定される。これは気泡が発生し成長する瞬間大
きな衝撃的高圧が発生するからであり、連続して気泡が
発生する沸騰状態においては却って衝撃的高圧が発生し
にくいからである。そして、噴射流量の増減は、パルス
の最高値(最高電圧値、最高電流値あるいは最高電力
値)を変化させ、あるいはパルス数を変化させることに
より可能である。
When the electrostrictive element is used in the high voltage generator as shown in FIG. 8, the drive signal is a pulse voltage signal having a voltage value equal to or higher than a predetermined value, and in the magnetostrictive element shown in FIG. The signal is a pulse current signal having a current value equal to or more than a predetermined value, or a pulse voltage signal having a voltage value equal to or more than a predetermined value. 10 and 11, the drive signal is a pulse power signal having a power value equal to or greater than a predetermined value, and the pulse width is set to be shorter than that of the electrostrictive magnetostrictive element. This is because a large shocking high pressure is generated at the moment when bubbles are generated and grown, and rather a shocking high pressure is unlikely to be generated in a boiling state in which bubbles are continuously generated. The injection flow rate can be increased or decreased by changing the maximum value of the pulse (the maximum voltage value, the maximum current value, or the maximum power value) or changing the number of pulses.

【0078】図13は、本発明に係る液体噴射装置を2
サイクル内燃機関に適用した例を示す。このエンジン1
は、前述の図1のエンジンと同様に、シリンダ内を摺動
するピストン8を有し、クランク室に連通する吸気管9
およびシリンダ内の燃焼室43に連通する排気管11を
備えている。また、クランク室と燃焼室43とを、掃気
管42で連通している。吸気管9内にはスロットル弁4
8およびリード弁47が設けられる。シリンダヘッド2
には、燃焼室43に臨んで、本発明に係る高圧燃料噴射
装置44が設けられる。この高圧燃料噴射装置44は、
前述の実施例における高圧発生装置16とインジェクタ
14とを一体に構成したものであり、前述の実施例と同
様に、衝撃的高圧波を利用して燃料を噴射するものであ
る。
FIG. 13 shows a liquid ejecting apparatus according to the present invention,
An example applied to a cycle internal combustion engine is shown. This engine 1
1 has a piston 8 that slides in a cylinder, similarly to the engine of FIG.
And an exhaust pipe 11 communicating with the combustion chamber 43 in the cylinder. The crank chamber and the combustion chamber 43 communicate with each other via a scavenging pipe 42. Throttle valve 4 in intake pipe 9
8 and a reed valve 47 are provided. Cylinder head 2
Is provided with a high-pressure fuel injection device 44 according to the present invention, facing the combustion chamber 43. This high-pressure fuel injection device 44
In this embodiment, the high-pressure generator 16 and the injector 14 in the above-described embodiment are integrally formed, and the fuel is injected by using a high-pressure shock wave as in the above-described embodiment.

【0079】この高圧燃料噴射装置44は、燃料供給パ
イプ21を介して、噴射装置44より高い位置に設けた
上部に不図示のブリーザ穴を設けた気液分離フロート室
46に連通する。この気液分離フロート室46は、液面
を一定とするためのフロート式弁46a、燃料ポンプ1
9およびフィルタ20を介して、燃料タンク22に連通
する。高圧燃料噴射装置44は、前述の実施例と同様
に、制御回路18に連結され、さらに交流電源および交
直変換回路からなる電源回路45に接続される。なお、
この高圧燃料噴射装置44は、図の一点鎖線で示したよ
うに、シリンダブロックの側壁面あるいは吸気管9に設
けてもよい。
The high-pressure fuel injection device 44 communicates via the fuel supply pipe 21 with a gas-liquid separation float chamber 46 provided with a breather hole (not shown) at an upper portion provided above the injection device 44. The gas-liquid separation float chamber 46 is provided with a float valve 46a for keeping the liquid level constant, a fuel pump 1
It communicates with the fuel tank 22 via the filter 9 and the filter 20. The high-pressure fuel injection device 44 is connected to the control circuit 18 similarly to the above-described embodiment, and further connected to a power supply circuit 45 including an AC power supply and an AC / DC conversion circuit. In addition,
The high-pressure fuel injection device 44 may be provided on the side wall surface of the cylinder block or on the intake pipe 9 as shown by the one-dot chain line in the drawing.

【0080】この実施例のエンジンではさらに、オイル
を供給するために本発明の高圧発生装置を用いている。
49はこの高圧オイル供給装置であり、前述の実施例の
高圧発生装置16が用いられる。このオイル供給装置4
9からオイル配管53、54を介してインジェクタ55
からクランク室およびシリンダ内にオイルが噴射され
る。オイル供給装置49にはストレーナ52を介してオ
イルタンク51からオイルポンプ50によりオイルが供
給される。このオイル供給装置49は、前述の各実施例
と同様に、高圧発生源を有し、衝撃的高圧によりインジ
ェクタ55からオイルを噴射するものであり、その構成
や衝撃的高圧波の発生原理や作用および噴射動作は前記
各実施例と同じである。なお、加圧室には一つの衝撃的
高圧発生部に対向した位置にあるいは反射面に対応して
オイル供給管53に各々連通する複数の潤滑油吐出ポー
トが設けられる。
The engine of this embodiment further uses the high-pressure generator of the present invention to supply oil.
The high-pressure oil supply device 49 uses the high-pressure generation device 16 of the above-described embodiment. This oil supply device 4
9 through an oil pipe 53, 54 and an injector 55
Oil is injected into the crank chamber and the cylinder from the cylinder. Oil is supplied to the oil supply device 49 from an oil tank 51 via a strainer 52 by an oil pump 50. This oil supply device 49 has a high-pressure generating source and injects oil from the injector 55 by an impulsive high pressure, as in the above-described embodiments. The injection operation is the same as in each of the above embodiments. The pressurizing chamber is provided with a plurality of lubricating oil discharge ports each communicating with the oil supply pipe 53 at a position facing one shocking high-pressure generating portion or corresponding to the reflecting surface.

【0081】図14は、図13のエンジンにおける高圧
燃料噴射装置44の構成例を示す。この燃料噴射装置4
4は、高圧発生装置とインジェクタとを一体化したもの
であり、図示したように、高圧発生源17を有する加圧
室32に、燃料パイプを介することなく、反射面Rとな
る内面32aを有する加圧室本体32bにインジェクタ
ボディ14cを固着しインジェクタボディ14a内に噴
射通路96を介して噴射孔41を設けたものである。こ
の噴射孔41には、スプリング26を介して外開式の弁
25が装着される。反射面Rの位置や角度に応じて高圧
発生源17と吐出ポート33の相対位置が定まる。この
例では、反射面Rは1つであり、高圧波は1回だけ反射
して吐出ポート33に導入される。
FIG. 14 shows a configuration example of the high-pressure fuel injection device 44 in the engine of FIG. This fuel injection device 4
Reference numeral 4 denotes a unit in which a high-pressure generator and an injector are integrated, and as shown, a pressurizing chamber 32 having a high-pressure source 17 has an inner surface 32a serving as a reflection surface R without passing through a fuel pipe. The injector body 14c is fixed to the pressurizing chamber main body 32b, and the injection hole 41 is provided in the injector body 14a via the injection passage 96. An outward-opening valve 25 is attached to the injection hole 41 via a spring 26. The relative position between the high-pressure source 17 and the discharge port 33 is determined according to the position and angle of the reflection surface R. In this example, there is one reflecting surface R, and the high-pressure wave is reflected only once and introduced into the discharge port 33.

【0082】また、加圧室32の上部にエア抜きポート
28が形成され、加圧室内エアを有効に排出する。
Further, an air vent port 28 is formed above the pressurizing chamber 32 to effectively discharge air from the pressurizing chamber.

【0083】高圧発生源17の構成および作用効果、な
らびに噴射通路96を介する高圧波の伝播作用や燃料噴
射動作等は前記実施例と同様である。
The configuration and operation and effect of the high-pressure generating source 17, the operation of propagating the high-pressure wave through the injection passage 96, the fuel injection operation, and the like are the same as those of the above-described embodiment.

【0084】図15は、インジェクタを一体に構成した
高圧発生装置からなる燃料噴射装置44の別の例の構成
図である。この例では、加圧室32の内壁面に2つの反
射面R1、R2を形成し、衝撃的高圧波をこれら2つの
反射面R1、R2で順次2回反射させて、吐出ポート3
3に導き、さらに噴射通路96を介して噴射孔41に伝
播させる。高圧発生源17の構成および作用効果、およ
び噴射通路96を介する高圧波の伝播作用や燃料噴射動
作、エア抜きの構成、作用等は前記実施例と同様であ
る。
FIG. 15 is a configuration diagram of another example of a fuel injection device 44 comprising a high-pressure generating device integrally formed with an injector. In this example, two reflecting surfaces R1 and R2 are formed on the inner wall surface of the pressurizing chamber 32, and the high-impact wave is reflected twice by these two reflecting surfaces R1 and R2 sequentially, so that the discharge port 3
3 and further propagated through the injection passage 96 to the injection hole 41. The configuration and operation and effect of the high-pressure generation source 17, the operation of propagating the high-pressure wave through the injection passage 96, the fuel injection operation, and the configuration and operation of air bleeding are the same as those in the above-described embodiment.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
衝撃的高圧波を利用して、例えば圧電素子に電圧を印加
したときに発生する高圧波を、加圧室内の反射面で反射
させて屈曲した高圧波進行経路を形成することにより、
高圧発生源と吐出ポートとの相対位置を相互に対向する
位置だけでなく、反射面に対応して所望の位置に配置す
ることができ、高圧発生装置のレイアウトの自由度が大
きくなる。これにより、狭いスペース内や、複雑な構成
の各種装置内に効率良くコンパクトに液体噴射装置を組
み込むことができる。また、吐出ポートの開口面が大き
く噴射孔方向に向かって徐々に断面積が減少する縮径部
を有するため、この縮径部を高圧波が進行する間にその
圧力がさらに高められる。このようにして昇圧された高
圧波は、高圧波として噴射通路内を伝播させることがで
き、高い噴射エネルギーが得られるため、高圧空間内に
向けて噴射可能になる。噴射孔に到達した高圧波のエネ
ルギーは、小面積の噴射孔で圧力がさらに高まり液体の
運動エネルギーに変換され噴射孔から液体が噴射され
る。この場合、噴射通路内を伝播中のエネルギー損失が
少ないため、その分噴射エネルギーを大きくすることが
できる。また、高圧波をより有効に噴射孔に到達させ
て、噴射圧力を高めることができ、噴射速度が大きくな
って噴射流が充分微粒化し、ムラのない噴射が達成され
る。
As described above, according to the present invention,
Utilizing a shocking high-pressure wave, for example, a high-pressure wave generated when a voltage is applied to a piezoelectric element is reflected by a reflection surface in a pressurized chamber to form a bent high-pressure wave traveling path,
The relative position between the high-pressure generation source and the discharge port can be arranged not only at the position facing each other but also at a desired position corresponding to the reflection surface, and the degree of freedom of the layout of the high-pressure generation device is increased. Accordingly, the liquid ejecting apparatus can be efficiently and compactly incorporated in a narrow space or various devices having a complicated configuration. In addition, since the opening surface of the discharge port is large and has a reduced diameter portion whose sectional area gradually decreases in the direction of the injection hole, the pressure is further increased while the high-pressure wave travels through the reduced diameter portion. The high-pressure wave boosted in this way can be propagated in the injection passage as a high-pressure wave, and high injection energy can be obtained, so that the high-pressure wave can be injected into the high-pressure space. The energy of the high-pressure wave that has reached the injection hole is further increased in pressure by the injection hole having a small area, converted into kinetic energy of the liquid, and the liquid is injected from the injection hole. In this case, since the energy loss during propagation in the injection passage is small, the injection energy can be increased accordingly. In addition, the high-pressure wave can more effectively reach the injection hole, and the injection pressure can be increased. The injection speed is increased, the injection flow is sufficiently atomized, and injection without unevenness is achieved.

【0086】このような液体噴射装置を例えば印刷装置
のインク噴射手段として用いることにより、インク噴射
が、衝撃的高圧を利用するので噴射速度を大きくするこ
とができ、印刷速度を速くすることができる。また、噴
射孔近傍に弁手段が備るため、インクの切れがよくな
り、印刷の滲みを防止することができる。また、噴射孔
と印刷面との間の距離を大きくすれば、インクの噴射速
度が大きいため微粒化が促進され、広い面をむらなく印
刷できる。さらに、このような噴射孔と印刷面との間の
距離を制御しながら、被印刷物を噴射方向に対し直角方
向に移動すれば、印刷のむらや滲みのない状態で印刷の
幅を制御することができる。
By using such a liquid ejecting apparatus as, for example, an ink ejecting means of a printing apparatus, since the ink ejection utilizes an impulsively high pressure, the ejection speed can be increased, and the printing speed can be increased. . In addition, since the valve means is provided in the vicinity of the ejection hole, the ink can be cut more easily, and bleeding of printing can be prevented. In addition, if the distance between the ejection holes and the printing surface is increased, the atomization speed is increased due to the high ejection speed of the ink, so that a wide surface can be printed evenly. Furthermore, by moving the substrate in a direction perpendicular to the ejection direction while controlling the distance between the ejection hole and the printing surface, it is possible to control the width of the printing without unevenness or bleeding of the printing. it can.

【0087】また、本発明をボイラーの燃料噴射手段に
適用すれば、衝撃的高圧により燃料を噴射するので、燃
料の噴射速度が大きくなり、燃料が充分に微粒化する。
したがって、重油等の低揮発性の燃料であっても確実な
燃焼が可能になり、すすの発生を少なくして熱効率を高
めることができる。
Further, when the present invention is applied to the fuel injection means of a boiler, the fuel is injected at an impulsively high pressure, so that the injection speed of the fuel is increased and the fuel is sufficiently atomized.
Therefore, reliable combustion can be performed even with a low-volatility fuel such as heavy oil, soot generation can be reduced, and thermal efficiency can be improved.

【0088】また、本発明を内燃機関の潤滑油供給手段
に適用すれば、潤滑油は衝撃的高圧を利用して噴射され
るため、安定して確実な潤滑油供給ができ、円滑なエン
ジン駆動が達成される。
Further, when the present invention is applied to a lubricating oil supply means for an internal combustion engine, since the lubricating oil is injected by using an impact high pressure, the lubricating oil can be supplied stably and reliably, and the engine can be smoothly driven. Is achieved.

【0089】さらに、本発明を内燃機関の燃料噴射装置
に適用すれば、燃料は衝撃的高圧を利用して噴射される
ので、燃焼室内が高圧になっても燃料を噴射することが
できる。したがって、ガソリンエンジンにおいては、圧
縮行程終期の点火直前まで燃料噴射可能になり、またデ
ィーゼルエンジンのように燃焼継続中の高圧の燃焼室に
も燃料を確実に噴射することができる。この場合、燃料
噴射速度が大きくなることにより、燃料が微粒化し、燃
料が確実に気化するので、未燃焼成分の発生が抑制さ
れ、排気浄化性がよくなる。
Further, if the present invention is applied to a fuel injection device for an internal combustion engine, the fuel is injected using an impulsively high pressure, so that the fuel can be injected even when the pressure in the combustion chamber becomes high. Therefore, in a gasoline engine, fuel injection can be performed until immediately before ignition at the end of the compression stroke, and fuel can be reliably injected also into a high-pressure combustion chamber in which combustion is continued as in a diesel engine. In this case, since the fuel injection speed increases, the fuel is atomized, and the fuel is reliably vaporized. Therefore, the generation of unburned components is suppressed, and the exhaust purification performance is improved.

【0090】このような内燃機関は、衝撃的高圧を利用
した燃料噴射を行うので、噴射速度を高め微粒化を促進
して、高圧燃焼室内へ確実に燃料を供給することが可能
になる。したがって、2サイクルおよび4サイクルのガ
ソリンエンジンにおける吸気管噴射や筒内噴射だけでな
く、ディーゼルエンジンに対しても充分適用可能にな
り、あらゆる運転状態で確実な燃料噴射が達成され、燃
焼効率が高く未燃ガス成分の発生を抑制して排気エミッ
ションを向上させ、信頼性が高くしかも汎用性の高い燃
料噴射装置が得られる。
Since such an internal combustion engine performs fuel injection using an impulsively high pressure, it is possible to increase the injection speed, promote atomization, and reliably supply fuel to the high-pressure combustion chamber. Accordingly, the present invention can be sufficiently applied not only to the intake pipe injection and the in-cylinder injection in the two-cycle and four-cycle gasoline engines, but also to the diesel engine. The generation of unburned gas components is suppressed to improve exhaust emissions, and a highly reliable and versatile fuel injection device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を適用した4サイクルエンジンの構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a four-cycle engine to which the present invention is applied.

【図2】 本発明に係る液体噴射装置の実施例の構成図
である。
FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of a liquid ejecting apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係る高圧発生装置の別の例を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing another example of the high-pressure generator according to the present invention.

【図4】 本発明に係る高圧発生装置のさらに別の例の
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of still another example of the high-pressure generator according to the present invention.

【図5】 本発明に係る高圧発生装置のさらに別の例の
断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of still another example of the high-pressure generator according to the present invention.

【図6】 本発明に係るインジェクタの構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of an injector according to the present invention.

【図7】 本発明に係るインジェクタの別の例の構成図
である。
FIG. 7 is a configuration diagram of another example of the injector according to the present invention.

【図8】 本発明に係る高圧発生源の詳細構成図であ
る。
FIG. 8 is a detailed configuration diagram of a high-pressure generation source according to the present invention.

【図9】 本発明に係る別の高圧発生源の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of another high-pressure generation source according to the present invention.

【図10】 本発明に係るさらに別の高圧発生源の構成
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view of the configuration of still another high-pressure generation source according to the present invention.

【図11】 本発明に係るさらに別の高圧発生源の構成
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory view of a configuration of still another high-pressure generation source according to the present invention.

【図12】 本発明に係る衝撃的高圧波と駆動信号のグ
ラフである。
FIG. 12 is a graph of a high voltage shock wave and a driving signal according to the present invention.

【図13】 本発明を適用した2サイクルエンジンの構
成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a two-stroke engine to which the present invention is applied.

【図14】 本発明に係る噴射弁一体型の燃料噴射装置
の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an injection valve-integrated fuel injection device according to the present invention.

【図15】 噴射弁一体型の燃料噴射装置の別の実施例
の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of another embodiment of a fuel injection device integrated with an injection valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14:インジェクタ、15:燃料パイプ、15a:燃料
噴射通路、16:高圧発生装置、17:高圧発生源、1
7a:高圧波(衝撃波)付与面、22:燃料タンク、2
3:エア抜きパイプ、25:弁、28:エア抜きポー
ト、32:加圧室、33:吐出ポート、35:燃料導入
ポート、501,502,503:反射壁、R,R1,
R2:反射面。
14: injector, 15: fuel pipe, 15a: fuel injection passage, 16: high pressure generator, 17: high pressure source, 1
7a: High pressure wave (shock wave) application surface, 22: Fuel tank, 2
3: air release pipe, 25: valve, 28: air release port, 32: pressurized chamber, 33: discharge port, 35: fuel introduction port, 501, 502, 503: reflective wall, R, R1,
R2: reflective surface.

───────────────────────────────────────────────────── 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 61/20 F02M 63/06 63/06 F23D 11/34 B D0087 F23D 11/34 B41J 3/04 103B D0086──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location F02M 61/20 F02M 63/06 63/06 F23D 11/34 B D0087 F23D 11/34 B41J 3/04 103B D0086

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吐出ポートを有する加圧室と、 前記液体を噴射するための噴射孔と、 この噴射孔に前記加圧室の吐出ポートから液体を導く噴
射通路と、 該噴射通路あるいは、加圧室に設けられる液体導入ポー
トと前記加圧室内の液体に衝撃圧を付与する衝撃的高圧
発生手段とを有し、 前記加圧室内に、前記衝撃的高圧発生手段による液体に
対する衝撃圧付与方向を前記吐出ポート方向に向けるた
めの反射面を設けて、この加圧室内に屈曲した折れ線状
の高圧波進行経路を形成し、 前記噴射孔近傍の噴射通路断面積より、前記吐出ポート
の開口面積を大きくしたことを特徴とする液体噴射装
置。
A pressurizing chamber having a discharge port; an ejection hole for ejecting the liquid; an ejection passage for guiding liquid from the ejection port of the pressurized chamber to the ejection hole; A liquid introduction port provided in the pressure chamber; and a shock high pressure generating means for applying a shock pressure to the liquid in the pressure chamber; and a shock pressure applying direction to the liquid by the shock high pressure generation means in the pressure chamber. A reflecting surface for directing the discharge port in the direction of the discharge port to form a bent, high-pressure wave traveling path in the pressurized chamber. A liquid ejecting apparatus characterized by having a larger size.
【請求項2】 前記噴射孔の大きさは、これに連続する
部分の噴射通路の断面積より小さくしたことを特徴とす
る請求項1に記載の液体噴射装置。
2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the size of the ejection hole is smaller than a cross-sectional area of a portion of the ejection passage connected to the ejection hole.
【請求項3】 前記衝撃的高圧発生手段の高圧波付与面
に対向する位置に前記吐出ポートを設け、この高圧波付
与面の周囲に凹曲面状の反射面を設け、前記高圧波付与
面からその周囲に放射される衝撃的高圧波を前記反射面
で反射させて前記吐出ポート方向に向けるように構成し
たことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
3. The discharge port is provided at a position facing the high-pressure wave applying surface of the shocking high-pressure generating means, and a concave curved reflecting surface is provided around the high-pressure wave applying surface. 2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a shock high-pressure wave radiated around the liquid jet is reflected by the reflection surface and directed toward the discharge port. 3.
【請求項4】 前記衝撃的高圧発生手段の高圧波付与面
の大きさを、前記吐出ポートの開口面の大きさより小さ
くしたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装
置。
4. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the size of the high-pressure wave applying surface of the shocking high-pressure generating means is smaller than the size of the opening surface of the discharge port.
【請求項5】 前記吐出ポートに連続して前記噴射孔方
向に断面積が徐々に減少する縮径部を設けたことを特徴
とする請求項1に記載の液体噴射装置。
5. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, further comprising a reduced diameter portion having a gradually decreasing cross-sectional area in the direction of the ejection hole, continuously provided to the discharge port.
【請求項6】 前記噴射孔近傍に逆止弁を設け、該逆止
弁は、逆止弁を境にして上流側の液体圧力から、下流側
の圧力を引いた値が所定値以上の場合に開となるように
構成したことを特徴とする請求項1から5までのいずれ
かに記載の液体燃料噴射装置。
6. A check valve is provided in the vicinity of the injection hole, and the check valve is configured such that a value obtained by subtracting a downstream pressure from a liquid pressure on the upstream side with respect to the check valve is a predetermined value or more. The liquid fuel injection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid fuel injection device is configured so as to be opened.
【請求項7】 前記噴射孔近傍に逆止弁を設け、この弁
手段に液体の衝撃的高圧が到達するタイミングで弁を開
とする弁駆動手段を備えたことを特徴とする請求項1か
ら5までのいずれかに記載の液体燃料噴射装置。
7. A valve according to claim 1, further comprising a check valve provided in the vicinity of said injection hole, and a valve driving means for opening the valve at the timing when the high pressure of the liquid reaches the valve means. 5. The liquid fuel injection device according to any one of 5 to 5.
【請求項8】 前記液体噴射装置は、被印刷物にインク
を供給するためにインクを噴射する印刷装置のインク噴
射手段として使用されたことを特徴とする請求項1から
7までのいずれかに記載の液体噴射装置。
8. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is used as an ink ejecting unit of a printing apparatus that ejects ink to supply ink to a print substrate. Liquid ejector.
【請求項9】 前記液体噴射装置は、ボイラーの燃焼室
に燃料を供給する燃料噴射手段として使用されたことを
特徴とする請求項1から7までのいずれかに記載の液体
噴射装置。
9. The liquid injection device according to claim 1, wherein the liquid injection device is used as fuel injection means for supplying fuel to a combustion chamber of a boiler.
【請求項10】 前記液体噴射装置は、内燃機関に潤滑
油を供給するために潤滑油を噴射する内燃機関の潤滑油
供給手段として使用されたことを特徴とする請求項1か
ら7までのいずれかに記載の液体噴射装置。
10. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein the liquid ejecting apparatus is used as a lubricating oil supply unit for an internal combustion engine that injects lubricating oil to supply the lubricating oil to the internal combustion engine. A liquid ejecting apparatus according to any one of claims 1 to 3.
【請求項11】 前記液体噴射装置は、内燃機関の吸気
系または燃焼室に直接燃料を噴射する内燃機関の燃料噴
射装置として使用されたことを特徴とする請求項1から
7までのいずれかに記載の液体噴射装置。
11. The liquid injection device according to claim 1, wherein the liquid injection device is used as a fuel injection device for an internal combustion engine that directly injects fuel into an intake system or a combustion chamber of the internal combustion engine. The liquid ejecting apparatus according to claim 1.
【請求項12】 請求項11の液体噴射装置を搭載した
ことを特徴とする燃料噴射式内燃機関。
12. A fuel injection type internal combustion engine equipped with the liquid injection device according to claim 11.
JP22685096A 1996-08-28 1996-08-28 Liquid ejector device Pending JPH1066904A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160076693A (en) * 2014-12-23 2016-07-01 주식회사 현대케피코 Fuel rail

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