JPS59162358A - 燃焼室に燃料を噴射する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ）技術分野 本発明は、燃焼室に燃料全噴射する装置、更に詳細には
噴射ノズルと、この噴射ノズルの燃焼室面側に配置され
た発熱体を備えた燃焼室、特にディーゼルエンジンの燃
焼室に燃料を噴射する装置に関する。

口）従来技術 このような種類の従来の装置では始動を助けるためにヒ
ータープラグが組み込まれている。これらの部品によっ
て噴射領域には加熱、気化、並びに燃料の一部に対する
点火に対する好ましい条件が得られ、それによシ続いて
全体の噴射燃料に対して点火が行なわれる。このような
ヒータープラグ及びヒーターピンは特別な部品であシ、
それを燃焼室に組み込むことは敏感な流れの関係に影響
を与えることになる。エネルギーの枯渇化に伴い燃料が
アルコールや食物油に代替されることが多頁に噴射ノズ
ルの後に点火装置を備えた混合室が設けられている装置
が知られている（例えばドイツ特許公開公報第２７１５
９４３号）。同装置の場合燃焼室の壁面は加熱され、そ
こで燃焼が開始されるようになっている。混合室は燃焼
壁にねじ込まれるプツンングとして形成されておシ、そ
こに噴射ノズルが支持されている。しかしこのような装
置は非常に複雑であり使用する燃料並びにエンジンの特
性に注意深く適合させなければならないという欠点があ
る。

一方噴射ノズルから噴射される燃料に対して方向を変え
ず、又何らか変更も加えずに発熱体に接触することなく
燃料を通過させるような装置が知られている。このよう
な発熱体では燃料の点火性を良くするために噴射の初め
に通路にある空気を燃焼室のものよりも温度を高くする
ことによって点火性を良くしている。その場合点火時噴
射効果により他の空気が燃焼室から発熱体の通路に吸入
され、そこで加熱される。加熱された空気に渦が数が少
ない場合のような噴射圧が低い時に噴霧化が悪くなるよ
うな駆動領域においては特に重要となる。いずれにして
も噴射燃料の周辺領域において点火に必要な噴霧化され
た燃料を予め形成しておかなければならない。しかし従
来では始動時や回転点検時、このような発熱体の機能で
は煤煙を減少させることができないという欠点がある。

ハ）目′的 従って本発明はこのような従来の欠点を解消するために
成されたもので、通常の噴射ノズルに対する変形がわず
かですみ、又エンジンや燃料の条件に比較的簡単に合わ
せることが可能な燃焼室に燃料を噴射する装置を提供す
ることを目的とする。

二）実　施　例 以下図面に示す実施例に従い本発明の詳細な説明する。

第１図にはノズル体１０を備えた噴射ノズルが図示され
ている。このノズル体１０には燃料の流れに抗して開放
する弁ニードル１２が摺動自在に取シ付けられている。

この弁ニードルは弁座１４によって規制されており、こ
の弁座から円筒状のξ 噴射開口部１６が続さ、弁ニードル１２に形成された絞
ｐ軸針１８がこの噴射開口部１６に嵌入する。この絞υ
軸針１８に噴射軸針２０が続き、それによって図示され
たように燃料は角度がａの円錐形状２２となって噴射さ
れる。ノズル体１０はナツト２４によシノズル保持体（
図示せず）に固定され、又これらの部分によって構成さ
れるユニットがエンジンの筐体（図示せず）に取シ付け
られる。

噴射ノズルの下流にセラミック製の発熱体３０が配置さ
れる。この発熱体はその内部に通路３２を有し、そこを
通って噴射開口部１６から出る燃料が噴射され燃焼室に
導かれる。発熱体３０はノズル体１０の径と異なる段差
部分３４と一部重なυ合い、後述する中間部材を介しナ
ツト２４により締め付けられノズル体１０の肩部３６に
押し当てられる。ノズル体の段差部分３４の下流で発熱
体３０には円筒状の円筒部３８とそれに続く円錐状に延
びる円錐部４０が形成される。

通路３２の円錐部４０の内壁には成膜ないし蒸着により
形成された金属層として構成される発熱線４２が取り付
けられる。細片として形成された発熱線４２の端部４４
と４６は発熱体３０の円筒状内壁の径方向に対抗する壁
面に沿って上方に延び表面４８に導かれる。発熱体３０
の表面４８には円環セクター形状の２つの金属接点層５
０．５２が形成され、それがそれぞれ発熱線４２の各端
部４４．４６と接続される。接点層５０．５２の互いに
対抗した端部間で発熱体３０には径方向に対抗する２つ
の隆起部５４が形成され、その高さは接点板５６．５８
の厚さに対応する。

接点層５０．５２上に同様に円環セクター状の接点板５
６．５８が重ねられ、これらの接点板はリング状の絶縁
板６０の一面に固定される。絶縁板６０１４２つの金属
スリーブ６２．６４を有し、これらのスリーブは接点板
５６．５８並びにノズル体１０と絶縁されている接続線
６６．６８と接続される。絶縁板６０とノズル体１０の
肩部３６間には旧状のバネ７０が配置され、このバネ７
゜はナツト２４によって発熱体３０に作用する締め付は
力を所定の値に制限しそれによって発熱体３０の破壊を
防止する。同時に又このバネによって接触が確実になり
、発熱線３２への電流を確実に供給させることが可能に
なる。

通路３２の円錐部４０は円錐角ｂｌ有し、この角度は噴
射燃料２２の円錐角ａよりも小さくなるように選ばれる
。円錐部４０は軸方向にみてノズル体１０の燃焼側端面
に対抗して配置されており、噴射燃料２２は内燃機関の
全ての駆動領域において円錐部４０の発熱壁に当たシ、
そこで渦状にされ、一部が蒸発ないし気化される。この
工程で第１図に矢印で図示されたように燃焼空気も気化
された燃料に達する。このようにして発熱体３０からば
かなシの温度に加熱されほぼ全ての領域で気化された燃
料と空気の混合気が得られ、それが燃焼室において急激
にしかも完全に点火され燃焼される。

噴射燃料２２の噴射角ないし円錐角ａと発熱体３０の形
状を相互に調節することにより、又場合によって発熱体
３０の温度の大きさ並びに温度分布を分割することによ
シそれぞれの燃料やエンジンに合わせて最適に燃料を噴
射させることが可能になる。

第２図に図示された実施例では噴射ノズルとしていわゆ
る穿孔ノズルが用いられている。その場合内側に向って
開く弁ニードル７２によって燃料は底穴部７４に導かれ
、そこから噴射開口部７６を介して噴射燃料７８として
噴射されセラミック製の発熱体８２の円錐状に延びる円
錐部８０に達しそこで発熱した壁面に当たる。各噴射燃
料１Ｂの噴射角Ｃは円錐部８ｏの円錐角すの半分よりも
大きくされるので、第１図の実施例と同様な効果が得ら
れる。

第３図の実施例の場合には円錐部８ｏの円錐角すは各噴
射燃料７８の噴射角Ｃの２倍よりも大きくされる。特に
この実施例の場合円錐部８ｏは噴射開口部７６の排出面
に対して軸方向に延びるに従い外側にずらされているの
で、噴射燃料７８は円錐部８０の加熱された壁面の入口
領域８４に当たることになる。そこで燃料はコアンダ効
果（ｃｏａｎｄａ効果）により外方に方向が変えられほ
ぼ円錐部８０の壁面に平行して噴射されることに々る。

第４図の実施例の場合には噴射開口部γＧは中央の底面
の穴８６から正接方向に出るので、各噴射ノズル７８に
は旅回が生じ、それによって燃料が発熱体の発熱面に均
等に分布し大部分の燃料成分が気化され空気と良く混合
されるという好ましい効果が得られる。

ホ）効　果 このようにして本発明によれば通常の噴射ノズルの筐体
に対する変形が少なくてすみ文具なるエンジン並びに条
件に比較的容易に適合させることが工きるという利点が
得られる。発熱体が噴射ノズルに固定されるかあるいは
これと一体に形成される。又発熱体が噴射ノズルとシリ
ンダヘッドの肩部間に固定するかあるいは直接シリンダ
ヘッドに固定することができる。

又本発明では内燃機関の全ての駆動領域において燃料は
噴射の周辺領域だけでなく全体の燃料の大部分が壁面に
当たりそこで気化されることによって更に向上されるこ
とに々る。それによって始動や回転点検時のような駆動
領域においても煤煙の発生を顕著に減少させることがで
きると同時に、発熱体によって全ての駆動条件において
燃料を点火させることが可能になる。

又本発明の実施例ではいわゆるコアンダ効果が用いられ
ており、それによって噴射燃料は発燃体の円錐部の終端
領域に導き出されることになる。

又本発明ではノズルとして軸針型ノズル、穿孔型ノズル
、又外方に開く弁ニードルをもったノズルに対しても適
用することができる。

又本発明の実施例では噴射ノズルによって排出された燃
料に旅回が起こるような穴が噴射ノズルに形成されるよ
うになっておシ、それによって噴射燃料の渦状態を更に
大きくし気化を良好に行なうようにすることができる。

又本発明では発熱体はセラミックから構成され、発熱素
子は好ましくは層状の導体路として発熱体の内面あるい
は外面に積層される。この導体路は電流を制御すること
にょシ発熱させることができる。又セラミック体に複数
の加熱回路を設けることも可能である。それによって発
熱体の各領域を他の領域と区別して加熱することが可能
になシ、それにより種々の加熱状態を発生させ、噴射燃
料並びに点火の特性をそれぞれの内燃機関の動作点に最
適に調節することが可能になる。

更に本発明では発熱素子は発熱体の円錐状に延びる内面
に取り付けられているので好ましい結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す拡大した断面図、
第２図、第３図はそれぞれ本発明の異なる他の実施例を
示した断面図、第４図は第２図実施例の変形を示すノズ
ルの断面に形成される流れの状態を説明した説明図であ
る。 １０・・ノズル体　　　　１２・・・弁ニードル１６・
・・噴射開口部　　２２・・・噴射燃料２４・・・ナツ
ト３０・・・発熱体 ３２・・・通路　　　　　３８・・・円筒部４０・・・
円錐部　　　　４２・・・発熱線５０．５２・・・接点
層　　　５６．５８・・・接点板６０・・・絶縁板　　
　　６６　、６８・・・接続線７０・・・皿状ばね Ｆ１ａ１ ＦｌＧ。２　　　　　　　ＦｌＧ、３ ＦＩ６．ム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）噴射ノズルと、この噴射ノズルの燃焼室面側に配置
   された発熱体とを備え、前記発熱体には噴射燃料を通過
   させその一部を気化させる発熱壁を備えた通路が形成さ
   れる、燃焼室に燃料を噴射する装置において、発熱体（
   ３０、８２）の通路（４０゜８０）の形状並びにノズル
   軸に対する位置は円錐角（ａ）ないし噴射角（Ｃ）で噴
   射ノズルから噴射される燃料（２２、７８）の少なくと
   も一部が内燃機関の駆動領域で発熱体（３０、８２）の
   発熱体内壁に当たり気化するように互いに設定されるこ
   とを特徴とする燃焼室に燃料を噴射する装置。 ２）前記発熱体（３０、８２）は燃焼室側端部に円錐状
   に延びる通路部（４０、８０）　ｋ有し、噴射ノズルか
   ら噴射される燃料の少なくとも一部がこの円錐状に延び
   る通路部（４０、８０）の壁面に当たる特許請求の範囲
   第１項に記載の燃焼室に燃料を噴射する装置。 ３）噴射ノズルは弁ニードルと、噴射開口部全通過する
   噴射軸針を有し、この噴射軸針を通って噴射される燃料
   は円錐形状となり、その円錐角は発熱体（３０）の円錐
   状に延びる通路部（４０）の円錐角（ｂ）よりも大きく
   なることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の燃
   焼室に燃料を噴射する装置。 ４）噴射ノズルは少なくとも一つの噴射開口部（７６）
   　ｅ有し、その噴射開口部のノズル軸に対する角度（Ｃ
   ）は発熱体（８２）の円錐状に延びる円錐通路部（８０
   ）の角度（ｂ）の半分よシも大きい特許請求の範囲第２
   項に記載の燃焼室に燃料を噴射する装置。 ５）噴射ノズルは少なくとも一つの噴射開口部を有し、
   その噴射開口部のノズル軸に対する角度（Ｃ）は発熱体
   の円錐通路部（８０）の円錐角（ｂ）の半分よシもわず
   かに小さく、又この円錐通路部（８０）は噴射開口部（
   ７６）に対し軸方向にずれていて噴射燃料が円錐通路部
   （８０）の入口領域（８４）に接するように当たる特許
   請求の範囲第２項に記載の燃焼室に燃料を噴射する装置
   。 ６）噴射ノズルには噴射燃料が旋回するような噴射穴（
   ７６）が形成される特許請求の範囲第４項又は第５項に
   記載の燃焼室に燃料を噴射する装置。 ７）発熱体（３０、８２）ｌｉセラミックから成シ、こ
   のセラミックの面に金属膜が積層され、それによって発
   熱素子（４２）が形成される特許請求の範囲第１項から
   第６項迄のいずれか１項に記載の燃焼室に燃料を噴射す
   る装置。 ８）発熱体（４２）は発熱体（３０、８２）の円錐通路
   部（４０、８０）の壁面に形成される特許請求の範囲第
   ２項又は第７項に記載の燃焼室に燃料を噴射する装置。 ９）発熱素子（４２）を形成する金属被膜層の端部はノ
   ズル体（１０）に面した発熱体面（４８）に延びており
   、発熱体（３０）は接点板（５６、５８）、絶縁板（６
   ０）、皿状のばね（７０）を介してノズル体（１０）に
   取り付けられる特許請求の範囲第８項に記載の燃焼室に
   燃料を噴射する装置。 １０）接点板（５６、５８）は絶縁板（６０）に固定さ
   れてかつ接続線（６６、６８）に接続され、この接続線
   は絶縁板（６０）並びにノズル体（１０）’に経て外部
   に導かれる特許請求の範囲第９項に記載の燃焼室に燃料
   を噴射する装置。 １１）　絶縁板（６０）は円環セクター状の接点板（５
   ６゜５８）と接触し、又発熱体（３０）の面には径方向
   に対向する２つの隆起部（５４）が形成され、その隆起
   部の高さは接点板（５６、５８）の厚さに相当する特許
   請求の範囲第１０項に記載の燃焼室に燃料を噴射する装
   置。