JPS5949423B2 - 蒸気噴射式燃料弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の燃料弁の改善に関する。

従来のディーゼル機関の燃焼システムの例を第１図に示
す。図において、１１はカム、１２はローラ、１３は燃
料噴射ポンプ、１４は噴射管、１６は燃料弁、３１は燃
撚室、３２はピストンである。

カム１１によつてローラ１２を介して駆動されるプラン
ジャ（図示せず）を内蔵するポンプ１３によつて燃料油
を圧送し、噴射管１４を通じて燃料弁１６によつて燃料
を燃焼室３１内に噴射し、圧縮着火燃焼させるのが、通
常の直接噴射式ディーゼル機関である。

この形式の機関は、燃料を高圧で噴射することによつて
、微粒化しさらに燃焼室内に貫通させて、高圧高温に圧
縮された空気と混合させて着火燃焼させることで、良好
な熱効率を達成する。

しかし、この形式では燃料自身の高速噴流と圧縮空気と
のせん断によつて微粒化されるが、形成された噴霧流は
中心が過濃混合気で外周は希薄混合気となる。

又、中心は微粒化が不充分である。このため、燃焼が不
十分となり、煙の発生が多くなりＮ０ｘの発生も多い。
本発明の目的は上記の点に着目し、ディーゼル機関にお
ける燃焼の改善とＮ０ｘの低減を実現できる燃料弁を提
供することであり、その特徴とするところは、燃料弁の
燃料噴孔を外筒にて包囲して形成された蒸気溜り、上記
外筒の上記燃料噴孔の軸線延長上に穿設された蒸気噴孔
、上記蒸気溜りヘの蒸気通路に設けられ上記燃料油の油
圧に応動して上記蒸気通路を開閉して上記燃料噴孔より
の燃料噴射に同期して上記蒸気噴孔より高圧水蒸気を噴
射させる蒸気管制弁を備えたことである。

この場合は、燃料弁から噴出される燃料油に高圧の水蒸
気を混ぜ合わせることによつて、燃料油の微粒化を促進
し、燃焼状態を良くすることができる。以下図面を参照
して本発明による実施例につき説明する。

第２図は本発明による１実施例の装置の概略を示す説明
図、第３図は本発明による１実施例の燃料弁を示す断面
図である。

図において、１５は蒸気噴射式燃料弁で、噴射管１４と
連通した燃料油路１５３の先端部に燃料噴孔１５１を備
え、燃料弁ばね１５４で押圧された燃料弁ニードル１５
２が上記燃料噴孔１５１へ、の燃料油路を閉止している
。

燃料弁ニードル１５２は噴射管１４の圧油によつて開孔
される。燃料噴孔１５１をとり囲んで外部に蒸気溜り１
５６が設けられている。同蒸気溜り１５６を形成してい
る外筒１５７には燃料噴孔１５１の噴射軸線上の位置に
蒸気噴孔２４５が開孔されている。蒸気溜り１５６は蒸
気通路２４３を介して蒸気管２５と連通しており、同蒸
気通路２４３の途中には蒸気管制弁２４が設けられてい
る。蒸気管制弁２４は噴射管１４から分岐された管制弁
油路１５５と接続しており、燃料油の圧力で開弁するよ
うになつている。

蒸気管制弁２４はシリンダ内をラム状の蒸気管制弁体２
４１が摺動できるようになつていて、蒸気管制弁ばね２
４２で常に押圧され、シリンダ側面に相対して開口され
た孔を閉塞している。

同開口部は蒸気通路２４３を中断するように同蒸気通路
２４３と連通している。２１は高圧水ポンプ、２２はエ
ンジン排気ヒータ、２３は電気ヒータで、高圧水ポンプ
２１から送られて来た高圧水は、エンジン排気ヒータ２
２で予熱され、予熱されたものをさらに加熱して蒸気と
なし、蒸気管２５に導入される。

Ｓその他は従来のものと同様で同一部分に
は同一符号が付けられている。上記構成の場合の作用に
ついて述べる。

第３図は燃料と蒸気を同時に噴射する蒸気噴射式燃料弁
で、燃料システムと蒸気システムとの２２系統により構
成されている。

噴射管１４から燃料油路１５３を通して燃料噴孔１５１
に至る高圧の燃料はニードル１５２によつて自動的に管
制される。一方、高圧水ポンプ２１で加圧された水は、
ヒータ２２，２３によつて加熱され蒸気となり、３蒸気
管制弁２４に至る。同管制弁２４は燃料圧が上昇し、燃
料を噴射しようとすると、油路１５３の途中から分岐し
た管制通路１５５を通じて、上記管制弁２４に圧油が到
達し蒸気管制弁体２４１を摺動させ、蒸気通路２４３を
開いて高圧高温の３，蒸気を蒸気噴孔２４５に送り噴出
する。これと同時に高圧燃料は燃料噴孔１５１に達して
おり、同じく噴出する。この蒸気噴孔２４５は燃料噴孔
１５１より孔径を大きめに形成されているので、燃料噴
射と同時に蒸気も噴出し、燃料と高温蒸気が混合しなが
ら噴出する。

この結果、燃料は蒸気の熱を受けると共に高速蒸気流に
よつて微粒化が促進される。さらに蒸気噴出工ネルギを
増加させることによつて、貫徹力も増加し燃焼室内の空
気との混合が良好になる。なお、第２図では蒸気管制弁
２４を蒸気噴射式燃料弁１５と別に画いてあるが、理解
しやすくしたものである。

勿論、第２図のようにしても支障はない。上述のような
本発明による場合は次の効果がある。

燃料を高温蒸気と同時に噴出させることによつて、燃料
の微粒化が向上し、噴霧の運動を助長し、混合気の形成
が良くなる効果があり、従つて燃焼を改善できる。

さらに燃焼域に水分を添加することになり、水成ガス反
応等により遊離炭素の発生を妨げて煙の発生を低減する
と共に、ＮＯｘの発生を大巾に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のディーゼル機関の燃料噴射装置を示す説
明図、第２図は本発明による１実施例の装置の概略を示
す説明図、第３図は本発明による１実施例の燃料弁を示
す断面図である。 １１・・・・・・カム、１２・・・・・・ローラ、１３
・・・・・・燃料噴射ポンプ、１４・・・・・・噴射管
、１５・・・・・・蒸気噴射式燃料弁、２１・・・・・
・高圧水ポンプ、２２，２３・・・・・・ヒータ、２４
・・・・・・蒸気管制弁、２５・・・・・・蒸気管、１
５１・・・・・・燃料噴孔、１５２・・・・・・燃料弁
ニードル、１５３・・・・・・燃料通路、１５４・・・
・・・燃料弁ばね、１５５・・・・・・管制通路、１５
６・・・・・・蒸気溜り、１５７・・・・・・外筒、２
４１・・・・・・蒸気管制弁体、２４２・・・・・・蒸
気管制弁ばね、２４３・・・・・・蒸気通路、２４５・
・・・・・蒸気噴孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料噴射ポンプより噴射管を介して間欠的に圧送さ
   れる高圧燃料油を機関のシリンダ内に噴射する燃料噴孔
   を有する燃料弁において、上記燃料噴孔の外側を外筒に
   て包囲して形成された蒸気溜り、上記外筒の上記燃料噴
   孔の軸線延長上に穿設された蒸気噴孔、上記蒸気溜りへ
   の蒸気通路に設けられ上記燃料油の油圧に応動して上記
   蒸気通路を開閉し上記燃料噴孔よりの燃料噴射に同期し
   て上記蒸気噴孔より高圧水蒸気を噴射させる蒸気管償弁
   備えたことを特徴とする蒸気噴射式燃料弁。