JPS6042351B2 - 還流式渦巻噴射弁 - Google Patents

還流式渦巻噴射弁

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JPS6042351B2
JPS6042351B2 JP53137630A JP13763078A JPS6042351B2 JP S6042351 B2 JPS6042351 B2 JP S6042351B2 JP 53137630 A JP53137630 A JP 53137630A JP 13763078 A JP13763078 A JP 13763078A JP S6042351 B2 JPS6042351 B2 JP S6042351B2
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清美 河村
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液粒発生装置として、たとえは熱原動機用
の各種燃料噴射弁等に使用する還流式渦巻噴射弁に関す
るものである。
従来、各種の燃料噴射弁は、デイゼル機関やガソリン
機関等に広く使用されている。
しかしながら、従来の燃料噴射弁は、その構造、精度上
等の問題があつて、供給燃料の微粒化特性が悪く、殊に
噴射圧力の如何によつて大きく左右されるとともに、噴
射圧に対する燃料噴射の応答性も良くなく、また構造を
複雑化してトラブルの発生を生じ易く、さらに精度も極
めて高度性を要し製作、加工、組付けが困難で高価てあ
る等の実用上の問題がある。また、前記各機関では、か
かる噴射燃料の供給不具合のため、燃焼の完全を期すこ
とができず、炭化水素ＨＣ、一酸化炭素Ｃｏ等といつた
有害ガスを発生して排気による大気の汚染をもたらし、
また機関の運転に支障を来たして各種の作動効率等を低
下し、さらに燃料消費の不経済に陥ることを免れない欠
点があつた。 かかる欠点を解消するため、本発明者等
のうち一人は、かつて各種の渦巻噴射を使用し数次の実
験および解析により渦巻噴射弁の微粒化特性、すなわち
、液体噴霧粒群の粒度（粒数分布、粒径分布、表面積分
布、重量および体積分布、およびそれらの分布に対する
平均粒径）について精測し、その結果を十分に分析、検
討し微粒化特性のすぐれた渦巻噴射弁を追求した。
その結果、従来の研究結果および通常の学術的常識に反
して、液体の微粒化を良好とするためには、渦巻噴射弁
における渦巻室の直径を極めて小となし、渦巻室の高さ
を非常に低くすることにより噴射圧力が低圧でも、従来
得られなかつたような微細な噴霧粒が得られ、しかも噴
射圧に対する応答も迅速である渦巻噴射弁（特許第８１
５１１？）を開発したのである。かかる渦巻噴射弁は、
現在各産業分野にて有効に実施利用され、殊に一般の燃
焼器やガスタービン用燃焼器等の燃料噴射装置に適用し
、時間とともに圧力流体としての燃料の流量が変化しな
い定常の流れに対するもの、すなわち、定常的に燃料を
噴射供給する場合には、前述した液体の微粒化特性およ
び噴射圧に対する応答性等極めて良好て高性能、高効率
をもたらし実用上十分満足するものてある。しかしなが
ら、前記本発明者等のうち一人の開発にかかる渦巻噴射
弁は、これをレシプロ式ガソリン機関やデイゼル機関等
に適用し、時間とともに燃料の流量を変化させる非定常
の流れに対するもの、すなわち、間欠的に燃料を噴射供
給する場合に実用上の問題が生ずる。
すなわち、この渦巻噴射弁は、渦巻室と連通し噴射弁を
極めて高速て連続的に開閉動作する弁装置を装備する。
しかし、かかる弁装置においては、閉弁時、燃料が渦巻
室内に滞留していて、開弁により始めて．燃料に旋回流
が与えられて噴射されるため、旋回エネルギの有効利用
が図られず、応答遅れもあつて、開弁直後より十分安定
した液膜が形成されず粗い粒が噴射供給されていた。
さらに、このような弁装置では、その構造上また加工、
組付等の精．一度上に問題があり、さらに製作技術上の
限界もあつて、本発明者が開発した渦巻噴射弁の本来発
揮すべき燃料の微粒化特性、噴射圧に対する燃料噴射の
応答性が、非定常流状態の燃料噴射では十分に期待でき
ず、場合によつてはかえつて悪化させくるとともに、燃
料噴射の方向性を不安定とする等の渦巻噴射弁による各
種トラブルを招き易いという欠点がある。したがつて、
前記各機関では、噴射燃料の供給に、例えば粗大粒と吸
入空気との混合がうまくいかず、燃料が吸気管壁に附着
したりする等の不具合のため、燃焼室への安定円滑な燃
料供給が行なわれなく、燃焼の良好な完結を難しくして
失火を起したりして機関の運転に支障を来すとともに、
有害ガスの発生や燃料の不経済をもたらす等の実用上の
不都合を有する。本発明の目的は、上記欠点を解消する
ものであつて、特に渦巻噴射弁の構造を還流式に改良し
て、圧力流体を常時渦巻室内に流通させて旋回流ノを形
成しておき、その旋回エネルギーを有効利用して、開弁
直後より十分安定した流体膜を形成し、従来に比して流
体の微粒化特性を極めて良好とし噴射圧に対する微粒化
の応答性を迅速となし、かつ弁関連構造を簡素化して製
造、加工、組付等を極めて容易となし量産に最適で極め
て優れた耐久性を有し取扱い簡便でかつ安価とする等の
実用上有益な渦巻噴射弁を提供することにある。
かかる目的達成のため本発明の還流式渦巻噴射弁は、ノ
ズルボデー４に設けた案内孔５の先端に圧力流体の噴射
孔２を開口し、ノズルボデー４の案内孔５内に噴射孔２
を開閉制御し圧力流体を噴射孔２より外部へ間欠的に噴
射供給する針弁８，８０，８３を往復動可能に配設し、
前記案内孔５の内周壁と針弁８，８０，８３の外周壁の
に前記噴射孔２に近接して噴射孔２と連通する渦巻室１
２を設け、前記ノズルボデー４の壁部と針弁８，８０，
８３の壁部のいずれか一方には渦巻室１２と連通する圧
力流体導出路１７を設けると共に、該圧力流体導出路１
７に連通し絞り５０を配設して圧力流体供給源に連通す
る圧力流体の還流のための圧力流体還流路１９，１９０
を設け、前記渦巻室１２に圧力流体供給源より圧力流体
を供給する圧力流体供給路１３，１３０と渦巻室１２と
の間には圧力流体に旋回運動を与えるように渦巻室１２
の内周円１４，１４０の接線方向に沿い、かつ圧力流体
の旋回方向と同一方向に開口した圧力流体接線通路１５
，１６１を設けてなるものである。そして、本発明の還
流式渦巻噴射弁は、前記渦巻室１２において圧力流体を
旋回流通させて常時還流可能とすると共に、所定時期に
前記圧力流体を還流しつつ噴射孔２より外方へ噴射供給
することができる。
しかし、従来のように還流不可能な場合は、針弁８が噴
射孔２を閉じている時、渦巻室１２内の圧力流体は静止
状態にある。
従つて、渦巻室１２内には圧力流体の旋回流通が行なわ
れない。ところが、本発明のように圧力流体を還流可能
とすることにより、針弁８が閉じている間にも渦巻室１
２内に圧力流体の旋回流通が行なわれる。この渦巻室１
２内における圧力流体の旋回流れの強さによつて、噴射
が行なわれている間、圧力液体膜の厚さを薄くして良好
な噴霧を形成することがてきる。そのため、針弁８が開
かれると、きわめて応答よく安定した噴霧が形成できる
。そして、前記絞り５０は、この還流量を規定するもの
であり、この絞り５０が還流量を規定する結果、前記の
渦巻室１２内での圧力流体が安定、円滑に還流し、圧力
流体を開弁直後から十分に強い旋回速度をもつた液膜流
で噴射し得て、これより分散される液滴粒も極めて微細
なものが得られ、従来に比して微粒化特性を著しく向上
できるようにしたものである。以下、本発明にかかる還
流式渦巻噴射弁の構造、作用効果の詳細を実施例により
説明する。
本発明における第１実施例の渦巻噴射弁Ａ１は、第１図
ないし第３図々示のように、電磁コイルに印加される励
磁用パルス電圧に応じてプランジャを移動させ、これに
連動して針弁を昇降作動させ圧力流体としての燃料の導
入通路の開閉を行ない燃料噴射量を電磁コイルへの通電
時間の長短により規制して行なうタイプのものである。
この電磁制御式または電子制御式渦巻噴射弁（Ｅｌｅｃ
ｔｒＯｎｉｃＦｕｅｌｌｎｊｅｃｔＯｒ．省略してＥ．
Ｆ．Ｉと称する）Ａ１は、ノズル本体１の先端に、ノズ
ルとして圧力流体の噴射孔２と、これに連通し内腔を円
錐形状の弁座３を形成したノズルボデー４を有する。
このノズル本体１とノズルボデー４には、それぞれ中心
に案内孔６と針弁案内孔５を穿設してある。この案内孔
５，６の内部にストッパー７を有する針弁８とこれに一
体連結してなるプランジャ９を摺動自在に精密に嵌合し
てある。ノズルボデー４の内部には、弁座３に針弁８の
円錐形状先端が気密性良好に当接可能としてあり、さら
に、針弁８の後述する針弁電磁制御装置３０における電
磁コイルの励磁、消磁作用による昇降作動によつて、弁
座３と針弁８間を開閉制御し間欠的に圧力流体を噴射供
給させる弁装置１０が設けてある。ノズルボデー４には
、その中心部に穿設した噴射孔２の弁座３とこれに着座
する針弁８の先端側に設けた円錐形受圧面１１との間に
、同軸的でかつ中空にてそれぞれ連通する截頭円錐形状
およびほぼ円筒形状との組合せからなる渦巻室１２を形
成してある。この渦巻室１２には、ノズルボデー４の側
壁部に設けられ外部の流体ポンプ（図示せず）を介設す
る圧力流体供給源Ｆに連通された吸入側の圧力流体供給
路１３が連通されている。また、前記渦巻室１２と圧力
流体供給路１３の間には、第３図々示のように、ノズル
ボデー４の側壁より渦巻室１２の内周円１４の接線方向
に沿つてこれに貫通するように穿設した圧力流体接線通
路１５が形成してある。この圧力流体接線通路１５は、
その開口の軸方向を渦巻室１２の内周円１４の接線方向
に沿い、かつ渦巻室１２に供給される圧力流体に渦巻室
軸心を中心とする旋回運動を与えるようにするとともに
、圧力流体の旋回方向と同一方向に開口して渦巻室１２
に連通してある。さらに、針弁８の壁部には、前記渦巻
室１２の中心に対しほぼ垂直方向に開口軸線を有し渦巻
室１３に臨ませて連通した開孔１６が形成してある。こ
の開孔１６は、さらに前記渦巻室１２の中心に対しほぼ
平行に貫通する吐出側の圧力流体導出路１７に連通して
ある。またノズル本体１には、側壁部１８内に中空管路
１８ａを嵌着した位置決め部材１『が同軸的に配設して
ある。中空管路１８ａは、前記渦巻室１２の中心に対し
ほぼ同軸的に貫通し前記圧力流体供給源Ｆに連通し絞り
５０を配設する還流用の圧力流体還流路１９を構成する
。前記プランジャ９の他端には、針弁８を弁座３に当接
する方向に押圧するための弁バネ２０のバネ座２１を配
設する。弁バネ２０の他端は、圧力流体還流路１９内に
嵌合し一体固着した中空部材２２の端部に当接されてい
る。ノズル本体１の側壁部内には、圧力流体還流路１９
の周囲に環状で第１図々示のように、気密性、絶縁性良
好に針弁８の昇降動作を制御する針弁電磁制御装置３０
が配設されている。この針弁電磁制御装置”３０には、
圧力流体還流路１９を形成する中空管路１８ａを保持し
た部材３１を同心軸的に内装する固定鉄心３２を有しこ
の外周囲に複数巻した電磁コイル３３を形成してある。
継鉄３４は、電磁コイル３３を覆着するとともに固定鉄
心３２を固着する。ノズル本体１の外壁部材３４″は、
これら固定鉄心３２、電磁コイル３３および継鉄３４を
さらに前述したノズルボデー１を気密性、絶縁性良好に
かつ一体的に覆着する。固定鉄心３２はその内腔に前記
プランジャ９の端部を内装してある。このため、針弁電
磁制御装置３０は、電磁コイル３３に励磁用パルス電圧
が印加された状態において電磁吸引力を発生し、これに
よりプランジャ９を吸引して上昇作動させ針弁８と弁座
３との間を開とし圧力流体を噴射供給するのであり、ま
た逆に、電磁コイル３３への励磁用パルス電圧が遮断さ
れると同時に電磁吸引力を消去し、これによりプランジ
ャ９を弁バネ２０のバネカによつて下降作動させ針弁８
と弁座３との間を閉とし、圧力流体の噴射供給を断つよ
うに構成してある。また、電磁コイル３３は、コネクタ
３５に導電性良好に接続してあり、このコネクタ３５は
コンピュータ（図示せず）に対し配線（図示せず）を介
接して導電性良好に接続され、コンピュータにより計算
されパワーアンプ（図示せず）で増巾された噴射電気信
号が電気的特性良好で入力可能としてある。ところで、
上記第１実施例の渦巻噴射弁Ａ１は、これを第７図々示
のように、ガソリン（火花点火）機関に適用した態様に
つき説明する。
このガソリン機関Ｅは、燃料供給が吸気管内噴射タイプ
であり、吸気系統として吸気通路４０にはその上流にエ
アフィルタ、吸入空気量の制御を開閉にて行なうスロッ
トルバルブ（共に図示せず）を、また下流に、点火栓Ｓ
Ｐの点火部４１を臨まして配設する燃焼室４２と開口連
通する吸気孔４３およびこの吸気孔４３を開閉制御する
吸気弁４４を装備してなる。この吸気弁４４の上流で吸
気通路４０の壁部４５（インテーク マニホールド）を
設けた取付孔４６には、前記第１実施例一の渦巻噴射弁
Ａ１が気密性良好に取り付けられ、吸気弁４４の弁座４
７方向に噴射可能としてある。上記構成よりなる第１実
施例の渦巻噴射弁Ａ１の作用効果を説明する。
ガソリン機関Ｅは、吸入行程において、燃焼室４２内に
所定量の吸入空気を、スロットルバルブ吸気通路４０、
吸気弁４４を経て吸入されるのである。
この際渦巻噴射弁Ａ１からは、従来に比して燃焼が弁座
４７方向へ微粒化特性及び噴射圧に対する応答性良好に
して噴霧供給され、これが前記吸入空気と効率良く均一
に拡散混合し所定の混合比なる燃料と空気との混合気が
形成されるのである。燃焼室４２では、前記混合気を吸
入して圧縮行程にて圧縮したのち点火栓ＳＰにより着火
燃焼させ燃焼を適確に完結させるのである。ここで、本
第１実施例の渦巻噴射弁Ａ１の作動内容を詳述すると、
渦巻噴射弁Ａ１は、第１図々”示のように、電磁コイル
３２への励磁用パルス電圧が遮断されて電磁引力が消去
されている場合には、プランジャ９は弁バネ２０のバネ
カによつて下降位置に保持され、針弁８と弁座３の間を
閉とし噴射孔２を閉鎖している。
このとき加圧された燃料は、ノズルボデー４にあけられ
た圧力流体供給路１３に供給されたのち圧力流体接線通
路１５内に流入する。この圧力流体接線通路１５はその
開口が第３図々示のように渦巻室１２の接線方向に設け
られているため、燃料は適確に旋回速度を与えられノズ
ルボデー４と針弁８との間に形成される渦巻室１２内で
効率良く旋回運動をする。そして針弁８には前記渦巻室
１２を臨ますように還流用の開孔１６が設けられており
、さらに開孔１６は燃料吐出用の圧力流体還流路１９と
連通しているために、燃料は渦巻室１２内で十分に旋回
運動をした後、還流用の開孔１６を通り、圧力流体還流
路１９から圧力流体供給源Ｆに還流される。この一連の
燃料の流通は、加圧燃料が還流式渦巻噴射弁Ａ１に供給
されている間、常時、継続されている。しかし、渦巻噴
射弁Ａ１は電磁コイル３２への励磁用パルス電圧が印加
されて電磁吸引力が発生する場合には、プランジャ９は
弁バネ２０のバネ力に抗して吸引され上作動し針弁８と
弁座３間を開とし噴射孔２を開放するのである。
これと同時に圧力流体供給路１３、圧力流体接線通路１
５および、前記直径小とし高さを低くした渦巻室１２内
に流れ込み、十分に旋回して噴射孔２から燃料を微粒化
特性が極めて良好で、噴射圧に対する微粒化の応答性極
めて迅速なる微細噴霧として吸気通路４０内へ噴出する
。このとき、燃料の一部は還流用の開孔１６、及び圧力
流体還流路１９を通り圧力流体供給源Ｆへ還流されてい
るが、前記圧力流体接線通路１５、還流の開孔１６、噴
射孔２などの口径は正確に設定されているので、針弁８
が引き込まれて弁座３が開いている間、外部へ噴射され
る燃料の流量は一義的に定まる。即ち、針弁８を引き込
んでいる時間だけで外部へ噴射される燃料の量が調節で
きるのである。このことは、上述のように、この還流式
渦巻噴射弁Ａ１をレシプロ式ガソリン機関Ｅに適用する
場合に実用上極めて有益な効果をもたらすものである。
さらに本第１実施例の還流式渦巻噴射弁Ａ１は、針弁８
に渦巻室１２を臨ますように還流用の開孔１６を設けた
ことにより渦巻室１２内では常時、強い旋回流が形成さ
れている。従つて、如何なる時期で針弁８が引き込まれ
て弁座３が開かれようとも、十分強い旋回速度をもつた
液流が噴射孔２より噴射され、極めて安定した液膜が形
成され、そこから分裂する液滴径も極めて微細なものと
なる。このように、還流用の開孔１６を針弁８に渦巻室
１２を臨ますように設けることにより、燃料を効率良く
還流させ、渦巻室１２内に強い旋回流を持続させておい
た場合の効果は噴射初期の微粒化特性の、向上の上で極
めて有意義である。さらに、前記還流用の開孔１６を針
弁８の側壁に設け、渦巻室１２の内側より燃料を還流す
ることは、渦巻室１２内での旋回流の減衰を最小におさ
え、より強い渦巻室１２内の旋回流の持続をもたらし、
上記効果，を一層高めることができる。かくして、還流
用の開孔１６を針弁８の側壁に前記渦巻室１２を臨むよ
うに設け、燃料に強い旋回流を渦巻室１２内に持続させ
ることにより、噴射直後から、終了時まて、極めて良好
な微粒化特性を実現することがで．き実用上極めて優れ
た効果を有する。さらに、本第１実施例の還流式渦巻噴
射弁Ａ１は、以下の作用効果を奏するものである。
Ｏ圧力流体接線通路１５の通路断面積の合計を噴射孔２
の孔断面積に対して適宜割合を選択することにより、噴
射孔２から噴射される円錐状の液膜（噴霧）の拡がり角
度を自由に選定することができる。
○渦巻室１２に出来るたけ近接した還流用開孔１６また
は圧力流体還流路１９の一部に還流量を計量する絞り５
０を設け、好ましくは、噴射孔２の孔断面積に対して適
宜大きさ、一般には小さく形成することにより、還流量
は噴射量にくらべてわずかでありながらも針弁８が開く
と同時に、きわめて応答よく安定した噴霧を形成するこ
とができる。
しかし、従来のように還流の不可能な場合では、針弁８
が噴射孔２を閉じている時、渦巻室１２内の圧力流体は
静止状態にある。
従つて、渦巻室１２内には圧力流体の旋回流路が行なわ
れない。ところが、本発明のように圧力流体を還流可能
とすることにより、針弁８が閉じている間にも渦巻室１
２内に圧力流体の旋回流路が行なわれる。この渦巻室１
２内における圧力流体の旋回流れの強さによつて噴射が
行われている間、圧力流体膜の厚さを薄くして良好な噴
霧を形成することができる。このため、針弁８が開かれ
ると、きわめて応答よく安定した噴霧が形成できる。前
記絞り５０はこの還流量を規定するものであり、この絞
り５０が還流量を規定する結果、前記渦巻室１２内での
圧力流体が安定円滑に還流し、噴射開始直後から応答よ
く良好な噴霧が形成できる。そして針弁８が開いている
間に噴射孔２から流出する圧力流体の量は、当然還流す
る圧力流体とのつりあい量となる。すなわち、還流する
圧力流体は、再び圧力流体供給源にもどるわけであるか
ら、還流量が多くなると、噴射孔２から流出する圧力流
体の量は少くなる。噴射孔２から流出する圧力流体の量
は、例えば、エンジンにあつてもこれの要求する燃料量
に相当するから、その要求量にあつた量とすることが不
可欠である。すなわち、還流量を計量しこの要求量にあ
わせて噴射孔２からの圧力流体の噴射量（流出量）を規
定することが必要である。さらに、かかる構成となした
楊合には、針弁８から噴射される流体の量は、針弁８が
開いている時間に正比例の関係となり、噴射量の制御は
きわめて正確かつ容易となる。
すなわち、針弁８は噴射する流体を断続しているもので
ある。針弁８が開くと、規定量の圧力流体が噴射される
。これは針弁８が開かれている間続くので、針弁８の開
いている時間と流体の流出する量は正比例するのである
。０上述の計量絞りに加えて還流用開孔１６の下流に還
流量を計量する可変絞り（図示せず）を設け、この絞り
面積を電気的に調節することにより、噴射パルス巾を同
一のままで、噴射量を増減することも可能である。
（内燃機関用燃料噴射弁を使う場合には、燃料の始動増
量、加速増量の制御を行う場合好都合となる）○還流を
行うことにより、噴霧角は安定し、多い噴射圧ても微粒
化はきわめて良好となり、また還流用開孔１６を適宜寸
法に選ぶことで、噴射量は安定かつ精確となり、結果と
して、開孔１６と噴射孔２の寸法割合に相応した噴霧角
を得ることができるので、ノズルの設計はきわめて容易
となる。
○噴射開始に即応して良好な噴霧が得られる特徴を有す
るため、非常に短かい噴射パルス巾（噴射期間）例えば
２ｒｒＬＳｅＣ以下の時に、大きな利点となる。
しかも、第１実施例の還流式渦巻噴射弁Ａ１の形状、構
造、またはこれらの組合せ等が極めて簡素化でき、それ
らの製作、加工、組付等も従来の各種噴射弁に比して著
しく容易となして量産向きとし、かつ種々のトラブルも
生じなく耐久性、信頼性に極めて優れ、取扱に簡便に行
うことができ、かつ安価とすることがてきる実用的効果
を有する。さらに、本第１実施例の還流式渦巻噴射弁Ａ
１はこれを吸気管内燃料噴射タイプのガソリン（火花点
火）械関Ｅに適用したことにより、噴射燃料の供給が前
述のごとく極めて良好のため、燃焼を完全に期すことが
でき、有害ガスの発生を抑止し排気による大気汚染をな
くし、また機関の運転を安定、円滑にてき機関の各種作
動効率等を著しく向上でき、さらに燃費を著しく低減で
きる効果がある。
本発明の還流式渦巻噴射弁は、上述の実施例に限るもの
ではなく、この他に、例えば第４図ないし第５図々示の
ような第２および第３実施例の還流式渦巻噴射弁となし
得る。
なお、図中前記実施例と同一部分は同一符号を付して説
明を省略し相．違点を中心に述べる。前述の実施例では
、還流用の開孔１６が針弁８に渦巻室１２を臨むように
配設して成るが、第４図々示の第２実施例の還流式渦巻
噴射弁〜は、還流用の開孔１６０を、渦巻室１２より上
方で針・弁８０のノズルボデー４に対する案内部８１，
８２の間に開口して成る。
このため旋回する燃料は、渦巻室１２よりノズルボデー
４の針弁案内孔５と案内部８１の多角面部８４との間を
通じて開孔１６０に流入して効率良く還流することがで
き、前述の第１実施例とほぼ同様の作用効果を奏する。
また、第５図、第６図々示の第３実施例の還流式渦巻噴
射弁Ａ３は、前述の実施例とは燃料の流通経路を異にし
たものである。
即ち、第３実施例の渦巻噴射弁〜は、針弁８３の壁部に
渦巻室１２の中心とほぼ平行に貫通し圧力流体源Ｆに連
通する吸入側の圧力流体供給路１３０が設けられてｊい
る。この圧力流体供給路１３０はさらに渦巻室１２の中
心に対しほぼ垂直方向に開口軸線を有し、かつその開口
軸線が渦巻室１２の周円１４０の接線方向に沿うと共に
渦巻室１２に供給される圧力燃料に渦巻室軸心を中心と
する旋回運動を与えるように開孔１６１を設けてなり、
しかもこの開孔１６１は、圧力流体の旋回方向と同一方
向に開口して渦巻室１２に連通してある。また渦巻室１
２にはノズルボデー４の側壁部に渦巻室１２の中心に対
し平行に貫通し圧力流体供給源Ｆへ燃料を還流させる圧
力流体還流路１９０が連通されている。この圧力流体還
流路１９０と渦巻室１２の間には、これらを連通するた
めに第６図々示のように、ノズルボデー４に側壁より渦
巻室１２の内周円１４０の接線方向に沿つてこれを貫通
するように穿設した圧力流体吐出用の接線通路１５０が
前記渦巻室１２内で旋回流通する燃料の旋回方向と同一
方向に開口してあり効率良く燃料を外部へ還流導出可能
としてある。これにより本第３実施例の還流式渦巻噴射
弁Ａ３は、前記実施例とほぼ同様の作用効果を奏する。
以上要するに、本発明の還流式渦巻噴射弁は、ノズルボ
デーの先端に圧力流体の噴射孔を開口し、ノズルボデー
内に噴射孔を開閉制御し圧力流体を噴射孔より外部へ噴
射供給する弁装置を配設し、前記ノズルボデーと弁装置
の間に前記噴射孔に近接して噴射孔と連通する渦巻室を
設け、前記ノズルボデーと弁装置の各壁部内にはそれぞ
れ開口を前記渦巻室に臨ませてそれぞれが渦巻室と圧力
流体供給源の間に連通し絞りを配設する圧力流体の還流
のための圧力流体還流路を設けると共に、前記渦巻室に
圧力流体を供給する圧力流体供給路と渦巻室との間には
圧力流体に旋回運動を与えるようにその開口の軸方向を
渦巻室周円の接線方向に沿い、かつ圧力流体の旋回方向
と同一方向に開口した圧力流体接線通路を設けて成り、
前記渦巻室内において圧力流体を旋回流通させて還流可
能とすると共に、所定時期に前記圧力流体を噴射孔より
外方へ噴射供給するようにしたものである。
このため、本発明の還流式渦巻噴射弁は燃料を開弁直後
から十分に強い旋回速度をもつた液膜流で噴射でき、こ
れより分散される液滴粒も極めて微細なものが得られ、
従来では到底得られない極めて良好な微粒化特性を得る
ことができる実用的効果を奏する。
さらに、本発明の還流式渦巻噴射弁は、構造を簡素化で
き、製作、加工、組付等を極めて容易化てき量産に最適
とし、極めて優れた耐久性、信頼性を有し、取扱い簡便
で、かつ安価にでき、さらに圧力流体としての液体の微
粒化特性を極めて良好にでき、噴射圧に対する微粒化の
応答性を迅速とする等の実用的効果を奏することができ
る。また、本発明の渦巻噴射弁は、これを各種産業分野
に適用すればその実益は大であり、例えば、内燃機関に
適用すれば、燃料の適確な噴射供給ができ燃焼の十分な
完結を期し得て、有害ガスの発生を抑止し排気による大
気汚染を防止てきるとともに、機関を安定、円滑に運転
でき各種作動効率等を大幅に改善でき、しかも燃費も大
幅に低減できるという実用的効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は本発明の第１実施例をそれぞれ示
す断面図、要部拡大断面図及び平面図、第４図は本発明
の第２実施例を示す断面図、第５図および第６図は本発
明の第３実施例をそれぞれ示す縦断面図及ひ横断面図、
第７図は本発明の噴射弁をエンジンの吸気通路に装備し
た適用例を示す断面図である。 図中、１２・・・・・渦巻室、２・・・・・・噴射孔、
１・・・・ノズル本体、４・・・・・・ノズルボデー、
１６・・・・・・還流用開孔、１５・・・・・・圧力流
体接線通路、１３・・・・・・圧力流体供給路、１７・
・・・・・圧力流体導出路、１９・・・・・圧力流体還
流路、５０・・・・・・絞り。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ ノズルボデー４に設けた案内孔５の先端に圧力流体
    の噴射孔２を開口し、ノズルボデー４の案内孔５内に噴
    射孔２を開閉制御し圧力流体を噴射孔２より外部へ間欠
    的に噴射供給する針弁８、８０、８３を往復動可能に配
    設し、前記案内孔５の内周壁と針弁８、８０、８３の外
    周壁の間に前記噴射孔２に近接して噴射孔２と連通する
    渦巻室１２を設け、前記ノズルボデー４の壁部と針弁８
    、８０、８３の壁部のいずれか一方には渦巻室１２と連
    通する圧力流体導出路１７を設けると共に、該圧力流体
    導出路１７に連通し絞り５０を配設して圧力流体供給源
    に連通する圧力流体の還流のための圧力流体還流路１９
    、１９０を設け、前記渦巻室１２に圧力流体供給源より
    圧力流体を供給する圧力流体供給路１３、１３０と渦巻
    室１２との間には圧力流体に旋回運動を与えるように渦
    巻室１２の内周円１４、１４０の接線方向に沿い、かつ
    圧力流体の旋回方向と同一方向に開口した圧力流体接線
    通路１５、１６１を設けて成り、前記渦巻室１２におい
    て圧力流体を旋回流通させて常時還流可能とすると共に
    、所定時期に前記圧力流体を還流しつつ噴射孔２より外
    方へ噴射供給するようにしたことを特徴とする還流式渦
    巻噴射弁。
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