JPS6212386B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、中空筒状体の超音波振動子を用いた
燃料供給装置に関する。

中空筒状体の超音波振動子は、従来の超音波ホ
ーンの先端に霧化面とする霧化装置や、この超音
波ホーンの先端に円盤状の部材を配設し、該円盤
部材の円形表面を霧化面とする霧化装置に比べ、
霧化面が格段に広いので、霧化量が格段に多いと
いう利点を有する。

従来、この中空筒状体の振動子に燃料を供給す
るにあたり、燃料を該振動子の内外周壁の一点に
供給するか、該振動子の内外周壁の超音波振動時
の節に相当する複数の部位にそれぞれ供給してい
た。このような従来の供給法または供給装置によ
れば、多量の燃料が瞬時的に供給された場合、供
給燃料の一部を霧化しないではじきとばしてしま
う事態が生ずる可能性があつた。又極く微少量供
給する場合は、滴状に供給され、霧化面に到達し
ないので十分霧化することができないという問題
があつた。又燃料をつねに一定点に供給するので
腐食その他の耐久性に問題があつた。

また液膜状の燃料を中空筒状体を超音波振動子
に供給する従来技術が有る。しかし本発明者らが
行なつた実験および解析によれば微粒化の性能は
供給する液膜状燃料の液膜厚さに依存することが
分かつた。そこで、本発明者らは更に詳細に検討
したところ、液膜厚さを数10ミクロンにチユーニ
ングすると、最適な微粒化特性が得られるという
知見に到達した。

上記知見に基づき、本発明者らは、発明的努力
を重ねた結果噴射装置の燃料流量および流速を制
御することにより数10ミクロンの液膜厚さを有す
る液膜状の燃料の供給を可能にして、微粒化特性
の優れた本発明に到達したのである。

一方、自動車用内燃機関に対して現在要求され
ている項目に、燃費の向上、排出ガス浄化、
運転性の向上が主としてあげられる。これらの
要求項目を満たすために、各種のエンジンモデイ
フイケーシヨンが提案されている。そうした中
で、最もエンジン性能に与える影響の大きいもの
が、燃料の供給方法である。前述の要求項目を満
たすための燃料供給方法として重要なことは、で
きるだけ燃料を微細な粒とし、空気との混合を良
好にすることである。そうすることにより、燃料
がインテークマニホールド等に付着することなく
燃焼室へ入るため燃料の量を燃焼に必要な最少限
におさえることができ、燃費の向上がはかられ
る。また、燃焼状態も向上し完全燃焼を行なうこ
とができるため、不完全燃焼によつて生じる有害
排出ガスの一酸化炭素が未燃炭化水素の発生がお
さえられる。さらに、燃料と空気との動きはほと
んど同速度となるために、エンジンの応答性はよ
くなり、運転性の向上がはかられる。

本発明はこの主旨にそい、微粒化に良好な厚さ
を有する液膜状の燃料を形成することにより上記
従来の燃料供給装置の欠点を解消するとともに、
燃料を微細な粒とし、空気との良好な混合を行な
わせるための燃料供給装置を提供することを目的
とするものである。

具体的には本発明は、簡便で、信頼性も高く、
また、自動車用内燃機関のように、負荷の変動に
応じて燃料流量が大幅に変動するような燃料装置
にも十分対応して微粒化を行なうことのできる中
空筒状体の超音波振動子（以下リング振動子と略
す）を用い、その内外周壁に流量および流速を制
御した燃料を微粒化に良好な厚さで液膜状に供給
してこのリング振動子の能力を最もよく発揮させ
ることのできる、自動車用内燃機関の燃料供給装
置としても有効な燃料供給装置を提供することを
目的とするものである。

本発明は、燃料を貯留するタンクと、該タンク
からの燃料を微粒化に良好な厚さの液膜を形成す
るための流量を得るために所定の圧力まで加圧す
るとともに計量する加圧計量装置と、超音波発振
器に接続して電気振動を機械振動に変換する超音
波変換器と、該超音波変換器に一体的に連結して
機械振動を拡大する機械振動拡大部と、該機械振
動拡大部の出力端に互いに軸が直交関係になるよ
うに一体的に固着した所定の長さおよび径を有す
る中空筒状体の超音波振動子とから成る超音波発
生装置と、 前記加圧計量装置に連絡するとともに、前記超
音波発生装置の中空筒状体の超音波振動子の軸心
付近に噴口を配設し、前記加圧計量装置からの計
量された低圧燃料の流量を微粒化に適した厚さの
液膜を形成するために最終的に制御する制御手段
によつて該噴口より所定の流速で低圧燃料を噴射
し前記中空筒状体の超音波振動子の内周壁または
外周壁の少くともいずれか一の壁に放射状に前記
中空筒状体の超音波振動子における微粒化に適し
た数10ミクロンの液膜厚さを有する液膜状の燃料
を供給する燃料液膜形成手段を具備する噴射装置
とから成る中空筒状体の超音波振動子を用いた燃
料供給装置である。

上記構成より成る本発明は、加圧計量装置によ
つて低圧燃料を予かじめ微粒化に良好な厚さの液
膜を形成するための流量に制御した上で、噴射装
置の制御手段により最終的に微粒化に適した数10
ミクロンの液膜厚さを確保するために流量を制御
して、噴口より所定の流速で低圧燃料を噴射する
ことにより、燃料液膜形成手段により微粒化に適
した数10ミクロンの液膜厚さを有する液膜状の燃
料を超音波振動子の内外周壁の少くともいずれか
一方に供給して、超音波振動子の超音波振動によ
り、最終的に非常に微細な燃料粒を形成するとい
う作用効果を奏するものである。

すなわち、本発明は、加圧計量装置と、噴射装
置の制御手段および燃料液膜形成手段との相乗的
作用により、微粒化に適した数10ミクロンの液膜
厚さを有する液膜状の燃料供給を可能にするもの
である。

上記構成より成る本発明は、大面積の霧化面積
を有する中空筒状体の超音波振動子を用いること
により、多量の燃料の霧化を可能にするととも
に、燃料を液膜状にして中空筒状体の内外周壁に
供給するので、予かじめ薄い膜にして霧化面に供
給することにより、安定且つ確実な霧化を可能に
し、燃料を非常に微細な粒にするという大きな利
点を有する。

又本発明は、従来装置のように一定点のみに燃
料を供給するのみではなく、内外周壁面の全周に
亘つて一様に燃料を液膜状に供給するので耐腐食
性その他耐久性を高めることができる。

次に本発明の燃料供給装置の利点について、従
来の燃料供給装置との対比において説明する。

第１図は、本発明の主要部分である超音波発生
装置と噴射装置の一部を示す。燃料を噴射装置１
によつて薄膜状で、超音波発生装置２のリング振
動子２０に供給する。燃料を薄膜状にリング振動
子に供給することの利点を従来の装置と比較して
説明する。リング振動子２０は、従来の振動子と
違い振動面の面積が広いので、格段に微粒化処理
能力にすぐれているが、燃料の供給方法に一定の
制約がある。すなわち、振動しているリングの振
幅の最大点（振動の腹）に燃料を供給すると、燃
料がはじきとばされて微粒化することができない
ので、燃料を振幅０の点（振動の節）に供給しな
ければならない。第２図はこの方法を示したもの
で、リング振動子を４次の屈曲振動をさせた場合
４つの節があることから、４本の燃料噴流を作つ
て供給している。この方法は簡便であるが、自動
車用内燃機関の燃料供給装置として用いるには、
次の点で不都合である。すなわち、自動車用内燃
機関では、負荷の変動が激しく、燃料流量が、ア
イドル時で0.2ｇ／ｓ程度の状態から、最大出力
時で５ｇ／ｓ程度まで変化するため、第２図のよ
うに燃料噴流を形成しようとしても、いわば「チ
ヨロ、チヨロ」といつた状態で振動面に燃料噴流
が達しない状態から、振動面に衝突してはねかえ
つてしまう程度の高速多量の状態まである。従つ
て、いつでも同じような状態で振動面に燃料噴流
を供給することは困難を伴う。それを避けるため
に、間けつ的に燃料を噴射する方法も考えられる
が噴流を振動面に当てるためにはある程度速い速
度が必要であり、その速度で振動面に当たつた瞬
間からはねかえりもなくすべて良好な微粒化を行
なえるかどうかは問題がある。

一方、本発明の液膜による燃料供給法を用いた
第１図に示すような方法においては、振動面への
燃料供給が数10μｍ（ミクロン）の薄い液膜で行
なわれるので、特に振動子の節に供給しなくても
良好な微粒化をすることができる。

しかしながら、本発明者らが行つた液膜形成に
関する基礎的な実験結果によれば、類似の液膜供
給と言えどもこの数10μｍを越える厚い液膜とし
た場合には、振動子の振動面に単位面積当り多量
の燃料流量が集中し、結果的に上述した従来方法
による供給方法の場合を同様に良好な微粒化を達
し得ない。さらに、あまりに薄い液膜では振動子
の振動面に到達する前に液膜分裂が起こり、振動
面へ燃料が到達しない。これも先に述べた従来方
法によるいわゆる「チヨロチヨロ」の供給方法の
域を脱していない。

さらに本発明者らは、液膜厚さ以外の因子の微
粒化特性の最適範囲について、種々検討したが、
燃料の種類（粘性その他）、噴射装置、超音波振
動子のサイズ等に依存して変化するため、普偏性
が無く液膜厚さの特定が最適であると判断した。
また液膜の広がり速度も前述の燃料噴流に比較す
ると、はるかに遅いので、振動面へ当たつてはね
かえる恐れは全くない。さらによいことは、燃料
噴流の場合リング振動子への負荷のかかり方は４
つの節に集中されるのに比べ、液膜供給の場合
は、振動子の内周全てを使うことができ、腐食そ
の他耐久的にも有利である。

以上、述べたように、本発明のリング振動子へ
の燃料液膜状供給方法は、従来の燃料噴流による
供給ではなし得なかつた。あるいは、リング振動
子の能力を十分有効に発揮することのできなかつ
た自動車用内燃機関の燃料供給装置としても使用
することができる方法なのである。次に、本発明
の液膜状の燃料をリング振動子に供給する手段に
ついて述べる。

第３図は、燃料液膜形成手段を具備する噴射装
置としてうず巻弁１０１を用いた例であり、同図
ａはネジみぞＳを切つた針棒NVによりうず巻を
発生させ、盃形を成したうず巻状燃料液膜を形成
するもの、同図ｂは、円筒形状のうず巻室VCに
接線方向にあけた１個あるいは数個の穴１ｈ，２
ｈより液体が入り、中でうずを形成するような構
造のうず巻弁２０１である。これらの例以外にも
うず巻状の燃料液膜を形成することができるもの
であれば、種々のうず巻弁の構造のものを採用す
ることができる。第４図は同様に液膜形成手段を
具備した噴射装置としての衝突弁３０１を示す。
該衝突弁３０１は、燃料を針棒NVのすきまから
高速で噴出し、燃料液膜形成手段としての針棒頂
部の平面TPにあてて皿状の液膜を形成する。

上述の液膜形成手段は、いずれも液膜を連続的
に形成するものであるが、本発明は、制御手段お
よび液膜形成手段が第５図、第６図に示すような
手段により、間けつ的に燃料を噴射して噴射期間
中は常に燃料の微粒化に適した厚さの液膜を形成
することが可能である。このような手段によれ
ば、さらに噴射回数および噴射期間によりエンジ
ンの状態に応じて燃料の流量が制御できるととも
に、噴射停止期間に空気が流れて混合を促進する
という利点を有する。両図ともａは通常バネＢに
より針棒NVがノズルＮを閉止しており燃料圧力
が高くなつた時のみバネＢのバネ力に抗して燃料
を液膜状に噴射する自動弁４０１，６０１の構造
を示しｂは針弁NVをソレノイドSDでバネＢに抗
して開けつ的に駆動する構造を示す。第５図はう
ず巻弁４０１，５０１、第６図は衝突弁６０１，
７０１にそれぞれ燃料の間けつ噴射方式を示す。

第７図、第８図は、燃料液膜を分割し、中を空
気が通り抜けられるようにして、燃料液粒と空気
とを混合させるようにした例を示す。第７図はう
ず巻弁８０１の場合であり、同図ａ，ｂのように
ノズル端面にＶ形のみぞVGを切り、噴出した燃
料が同図ｃのように方向を規制されることにより
同図ｄのように液膜が分割されることを利用する
ものである。同様に第８図は衝突弁９０１による
液膜を分割する方法を示す。同図ｂのように針棒
NVの頂部平坦面TPにみぞＧを切り、液流を規制
することによつて同図ｃのように液膜を分割す
る。

次に、本発明を内燃機関の燃料供給装置に適用
して吸気通路に配設した場合の態様について述べ
る。第９図は吸気通路のベンチユリー部BPに液
膜形成手段としての噴射装置１の流れの上方に細
長いＵ型断面を有する有底中空円筒体のカバーを
つけ、液膜は空気の流れによつて乱されないよう
にするとともに空気の流れを有効に導き、リング
振動子２０によつて微粒化された液粒を速やかに
空気と混合させ燃焼室（図示せず）に供給するよ
うにしたものである。また第１０図は、ベンチユ
リー部BPに斜めに形成した凹部CPを設け、該凹
部CPにリング振動子を取りつけ、安定した燃料
液膜の形成を図るとともに、空気流の流速の高い
部分に配設したことにより気流と燃料微粒とが良
好に混合するようにしたものである。

次に本発明のリング振動子の一態様について述
べる。

第１１図は、リング振動子２０の振動面に等間
隔に複数個の微細な円穴chをあけ、リング内面
IWのみに液膜状に供給した燃料の一部が外面に
浸透して外面OWでも微粒化されるようにしたも
のである。このようにすると、一面に液膜燃料を
供給するのみでも、両面で霧化するので振動面の
面積が拡大するので微粒化能力が増加するととも
に、外面を流れていく空気と燃料微粒の混合が良
好になるという利点を有する。

次に本発明を、自動車用の内燃機関の燃料供給
装置に適用した第１実施例の中空筒状体の超音波
振動子を用いた燃料供給装置に基づいて、第１２
図、第１図および第５図ｂを用いて説明する。

第１実施例の燃料供給装置の第１の特徴は、微
粒化に適した液膜厚さを有する液膜燃料を得るた
めの燃料圧力を調整する加圧計量装置と、燃料液
膜形成手段を具備した噴射装置１として、第５図
ｂに示した針弁NV、ねじ溝ＳおよびノズルＮで
構成される液膜形成手段を具備した間けつ的に液
膜燃料を形成するスリツトタイプの間けつ燃料噴
射弁５０１とを採用することである。第２の特徴
は、内燃機関の運転状態に応じた燃料流量を制御
する制御手段としてのコンピユータの信号に応じ
て前記間けつ燃料噴射弁の開弁時間および開弁回
数を制御することである。第３の特徴は、液膜状
に供給された燃料を超音波振動しているリング振
動子２０により霧化することである。まず第１の
特徴について以下に述べる。

第１実施例の燃料供給装置は、自動車の後部に
配置した燃料タンク３と、該燃料タンク３からの
燃料を加圧して所定圧にするとともに、計量する
加圧計量装置４と、吸気通路のスロツトル弁TV
の後流に吸気通路と同軸的に配設した間けつ燃料
噴射弁５０１と、該噴射弁５０１と近接して後流
に配置した超音波発生装置２とから成る。

加圧計量装置４は、モータ駆動され、吸入ポー
トSPがフイルタおよび配管を介して前記燃料タ
ンクに連絡したポンプ４０と、該ポンプ４０の吐
出ポートOPに連絡してポンプ４０から圧送され
る燃料の圧力を微粒化に良好な厚さの液膜を形成
するための所定圧に制御する圧力調整弁４１とか
ら成る。加圧計量装置４は、さらにコンピユータ
４２と噴射弁５０１に配設され、 コンピユータ４２は、吸気通路のエアクリーナ
ー（図示せず）の後流に配設され吸気通路に吸入
された空気量に対応して電気信号を出力するエア
フローセンサ４２１からの信号と、エンジンの回
転数を検出しエンジン回転数に応じた電気信号を
出力する回転センサー４２２からの信号および内
燃機関のシリンダブロツクのウオータジヤケツト
内に配設されエンジン冷却水の温度に応じた信号
を出力する冷却水温度センサー４２３からの信号
とを演算し、エンジンの運転状態に応じて開弁回
数および開弁時間を制御するように噴射弁５０１
に配設したソレノイドSDに所定のパルス信号を
出力する。

ソレノイドSDは、第５図ｂに示す様に噴射弁
５０１のバネＢにより針弁NVがノズルＮを閉止
しているが、コンピユータ４２からのパルス信号
にもとずき、電磁力により針弁NVの開閉を制御
し、エンジンの運転状態に応じて開弁回数および
開弁時間を制御して燃料流量を制御する。加圧計
量装置４から供給される低圧燃料を所定の流量が
得られる様に燃料を最終的に制御し、噴噴弁５０
１より所定の流速で低圧燃料を噴射し、液膜状に
してリング振動子に供給する。

間けつ燃料噴射弁５０１は、第５図ｂに示すよ
うに、液膜形成手段を構成する所定の開口面積を
有するノズルＮを有する底部を有する中空筒状体
HC内に針弁NVを介挿し、該針弁NVは先端部に
その角度、面積および長さを調整したねじ溝Ｓを
有するとともに、他端はバネＢにより常時軸方向
に押圧され、ノズルＮを針弁NVの先端部で塞止
し、後述するソレノイドSDに駆動パルス信号が
入力されると、それにより図中軸方向上方に針弁
NVを持ち上げることにより、ねじ溝Ｓにより調
圧された燃料にその流速およびねじ溝Ｓの角度に
応じた旋回エネルギを与えて燃料を間けつ的にノ
ズルＮより大きな接線方向速度成分とそれより小
さな軸方向速度成分とが合成された所定の流速で
噴射することにより、針弁NVが開弁状態にある
ときは常に盃形状の厚さ数10ミクロンの薄膜とし
て吐出する。

すなわち、計量されてノズルＮから噴射された
燃料は、その大きな接線方向速度成分によりすみ
やかに半径方向に拡がり、小さな軸方向速度成分
との合成の結果、盃形状の形状となるとともに、
その膜厚さも微粒化に適した数10ミクロンに調整
されている。

超音波発生装置２は、第１図に示すようにPZT
より成る電盃素子２４をバツキングブロツク２３
と機械振動拡大部２２との間に４個のボルト手段
により挾着された電盃型の超音波変換器２１と、
該超音波変換器２１に前記ボルト手段により一体
的に固着されたステツプ型ホーンより成る機械振
動拡大部２２と、該機械振動拡大部２２の出力端
に互いに軸が直交関係になるように一体的に形成
された中空筒状体の超音波振動子２０とから成
る。

超音波変換器２１は、エンジンスイツチIKが
オンにされることにより直ちに所定の電気的超音
波振動を開始する超音波発振器２５からの電気的
振動を１対のPZTにより機械振動に変換する。

機械振動拡大部２２は、大きな断面積を有する
フランジ部が、前記ボルト手段により、バツキン
グ用ブロツク２３のフランジを介して吸気通路の
側壁に固着され、超音波発生装置全体を保持する
とともに、中空筒状体の超音波振動子２０を吸気
多岐管の集合部CPにおいて、前記噴射弁６０１
より少し後流に吸気通路SP中央部に同軸的に配
設する。

尚本実施例では、第１２図に図示した如く、吸
気通路および吸気多岐管を霧化した燃料微粒が付
着しないように曲がり部分を極力なくした構成に
した。

更に本実施例は、バツテリーBTに接続したイ
グニツシヨンキーIKによりエンジンの始動を行
うが、このイグニツシヨンキーのオンから、超
音波発振器の駆動、ポンプ４０の駆動、コン
ピユータ４２の動作開始、エンジンスターター
の駆動の順序で確実に駆動するようなリレー装置
（図示せず）を具備している。

上記構成より成る第１実施例の燃料供給装置
は、加圧計量装置４の圧力調整弁４１により微粒
化に良好な厚さの液膜を形成するための所定圧に
制御された燃料を間けつ燃料噴射弁に供給し、開
弁状態においては常に燃料圧力および液膜形成手
段を構成する溝Ｓの角度、面積、長さ、ノズルＮ
の開口面積で調整された数10ミクロンの液膜厚さ
の盃形状の燃料液膜を形成する。またコンピユー
タ４２によりエンジンの運転状態のエアフローセ
ンサー４２１、回転センサー４２２、冷却水温度
センサー４２３からの各信号に基づき吸入空気
量、エンジン回転数および冷却水温度により判断
し、それに応じてパルス信号のパルス巾、パルス
数を制御することにより噴射弁５０１の開弁回
数、開弁時間を制御して、噴射弁５０１のノズル
Ｎからエンジンの運転状態に応じた所定量の燃料
を間けつ的に噴射し、超音波発生装置２のリング
振動子２０の内周壁全周に供給された液膜燃料を
超音波振動により非常に微細な液滴にして霧状と
なし、吸入された空気と前記集合部CPで十分混
合させ、吸入ポートSPTを介してエンジンの各気
筒に供給し、完全燃焼を行なわせる。

上述からも明らかな様に、本第１実施例は、噴
射装置５０１により供給燃料の全量を予かじめ最
適厚さのうすい膜にして、リング振動子２０に供
給するので、広いエンジンの運転領域に亘つて非
常に細かい液滴にできるとともに、供給燃料の全
量をほぼ完全に霧化するという利点を有する。こ
の点について、従来の気化器および燃料噴射弁の
様に吸気通路又は吸気ポートに付着する燃料が無
視できない通常のエンジンに比べて顕著な利点を
有するのは言うに及ばず、一定点（一点又は複数
点）に供給する従来装置に比べて燃料の霧化率お
よび霧化量は格段に優れている。

又、本実施例装置は、吸気通路のスロツトルバ
ルブの後流に配置したので、リング振動子２０に
より霧化した燃料がスロツトルバルブに付着する
という問題は無く、霧化した燃料を吸気通路等に
付着させないで全量燃焼室に供給できるという利
点を有する。

次に本発明を、第１実施例と同様に自動車用の
内燃機関の燃料供給装置に適用した第２実施例の
中空筒状体を用いた燃料供給装置に基づいて、第
１３図、および第３図ｂを用いて説明する。

第２実施例の燃料供給装置は、エンジンの運転
状態に応じて、連続して供給燃料を制御する点と
超音波発生装置の超音波変換器が磁歪型変換器で
ある点が前述の第１実施例に対する主たる相違点
であり、以下相違点を中心に説明し同一部分には
同一符号を付し説明を省略する。

第２実施例の燃料供給装置は、燃料タンク３
と、該燃料タンク３からの燃料を加圧して微粒化
に良好な厚さの液膜を形成するための所定圧に計
量する加圧計量装置４と、吸気通路のスロツトル
弁の後流に吸気通路と同軸的に配設され、連続的
に微粒化に適した厚さの液膜状の燃料を供給する
噴射装置２０１と、該噴射装置２０１に近接して
後流に配置した磁歪型変換器より成る超音波発生
装置１０２とから成る。

加圧計量装置４は、ポンプ４０と、ポンプから
供給された燃料を微粒化に適した厚さの液膜を形
成するために必要な圧力に調整する圧力調整弁４
１から成る。圧力調整弁４１で調整された燃料
は、後述するうず巻噴射弁２０１に供給され、液
膜形成手段を構成するシリンダ室の径、接線通路
の面積および長さ、開口部の径、および供給され
た燃料圧力によつて決定される微粒化に適した厚
さの液膜状の燃料を供給するものである。制御手
段１０４は、エアバルブ１４２と圧力室１４３
と、流量調節弁１４５とから成る。エアバルブ１
４２は、エアクリーナーACとスロツトルバルブ
TVとの間の吸気通路SP内に、スロツトルバルブ
TVを同様に回転自在に支持された円形部材より
成る。圧力室１４３は、ダイアフラム１４４によ
り該エアバルブ１４２で区画される吸気通路の上
流側に連通する通路UPに連絡する上部室１４３
Ｕと下流側に連通する通路LPに連絡する下部室
１４３Ｌとに区画される。ダイヤフラム１４４は
第１３図に示すように前記エアバルブ１４２の左
側半円部に係止された細い棒部材をボルト手段に
より中央部に固着している。エアバルブ１４２の
右側半円部には、リンクLKが係止され、該リン
クLKは、バネで付勢されたアームAMの上端に
係止される。制御手段としての流量調整弁１４５
は、吸入および吐出ポートを有する中空円筒シリ
ンダーHCDと、該シリンダーHCD内に間挿され
た円周に延在する溝部を有するスプールSP′と、
該スプールSP′に固着され長さの調節機構を有す
るとともに前記アームAMの下端に係止されたリ
ンクLNとから成る。

燃料噴射弁２０１は、第３図ｂに示すうず巻噴
射弁から成り、中空筒状体HCの底部に同軸的に
小容積のシリンダ室VCを形成し、該シリンダ室
VCに接線的に開口する２個の接線通路１ｈ，２
ｈを形成して、該接線通路１ｈ，２ｈに連絡する
通路が、前記流量調節弁１４５の吐出ポートに所
定の内径のパイプを介して連絡する。したがつ
て、接線通路１ｈ，２ｈより、所定圧の燃料が接
線的にシリンダ室VCに導入され、シリンダ室VC
内に旋回流を形成する。

超音波発生装置１０２は、Ｕ型芯の脚部にリー
ド線を所定回数巻いた磁歪型変換器１２４から成
るもので、超音波発振器１２５に接続された点
が、前述の第１実施例の超音波発生装置２と異な
り、他に同様の構成より成るので説明を省略す
る。部材RGを介して、還状の支持部材RSによ
り、吸気通路の側壁にボルト固着され、リング振
動子２０は、前記噴射弁に近接して、吸気通路中
央に噴射弁２０１と同軸的に配設される。

他は、前述の第１実施例と同様に構成した。

上記構成より成る第２実施例の燃料供給装置
は、圧力調整弁４１による燃料圧力の調整とうず
巻噴射弁の液膜形成手段による調整により、常に
微粒化に適した厚さの液膜状の燃料を供給する。
一方エンジン運転時、スロツトルバルブTVが開
くと、制御手段１０４を構成するエアーバルブ１
４２の下側の圧力が上側の圧力より低くなるの
で、ダイヤフラム１４４がたわみ、エアーバルブ
１４２を開く。そうすると、エアーバルブ１４２
につながつているリンクLKが働きリンクLNを介
して燃料流量調節弁１４５のスプールSP′が軸方
向左方に動かされる。その結果流量調節弁１４５
の出力ポートに対する開口面積が拡大し、ポンプ
４０から圧力調整弁４１を介して供給された燃料
の流量がエンジンの要求を満たすように制御され
る。このようにして、流量が調節された燃料が液
膜形成手段を具備した噴射弁２０１に送られる。
この時、流量変化に対応して圧力調整弁４１は、
常に液膜形成に適した燃料圧力が得られるよう圧
力を微調整する。したがつて、噴射弁２０１は、
エンジンの運転状態に応じて流量の制御された、
数10ミクロンの厚さを有する液膜状の燃料を超音
波振動しているリング振動子２０の内周壁に供給
する。該リング振動子は、供給された液膜状の燃
料を更に細かい粒にして、吸気通路を流れる空気
と完全に混合させて、燃焼室に供給する。

このようにして、第１実施例と同様に、燃料は
微細な粒となり、空気とよく混合され、エンジン
の燃焼に必要で最少限度の量が供給され、所期の
目的である「燃費の向上」「排出ガスの浄化」「運
転性の向上」をはかることができる。その他、前
述の第１実施例と同様の作用効果を奏する。

以上要するに、本発明は大面積を有する中空筒
状体の超音波振動子をうすい液膜状の燃料を供給
するので、多量の燃料を非常に細かい粒にして、
空気との混合を促進して、燃焼の完全化、燃費の
向上、未燃有害排出ガスを少にするという利点を
有する。

前述の実施例では、代表的要素の組み合わせに
ついて説明したが、第１図および第３図から第１
１図に示した要素を適宜組み合わせて、第１およ
び第２実施例と同様の本発明の燃料供給装置を構
成することができる。

その他、本発明は、特許請求の範囲の精神に反
しない限り幾多の設計変更および付加変更が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の燃料霧化の原理を示す図、
第２図は、従来装置の燃料霧化の原理を示す図、
第３図ないし第８図は、本発明の燃料噴射装置の
種々の態様を示す図、第９図および第１０図は、
本発明の燃料噴射装置と超音波発生装置のリング
振動子との吸気通路における配設態様の一例を示
す図、第１１図は、本発明の超音波発生装置のリ
ング振動子の変形例を示す図、第１２図は本発明
の第１実施例の燃料供給装置を示す図、第１３図
は、本発明の第２実施例の燃料供給装置を示す図
である。 図中、１は液膜状の燃料を供給する噴射装置、
２は超音波発生装置、３は燃料タンク、４は加圧
計量装置、２０はリング振動子を夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料を貯留するタンクと、 該タンクからの燃料を微粒化に良好な厚さの液
   膜を形成するための流量を得るために所定の低圧
   の圧力まで加圧するとともに、計量する加圧計量
   装置と、 超音波発振器に接続して電気振動を機械振動に
   変換する超音波変換器と、該超音波変換器に一体
   的に連結して機械振動を拡大する機械振動拡大部
   と、該機械振動拡大部の出力端に互いに軸が直交
   関係になるように一体的に形成した所定の長さお
   よび径を有する中空筒状体の超音波振動子とから
   成る超音波発生装置と、 前記加圧計量装置に連絡するとともに、前記超
   音波発生装置の中空筒状体の超音波振動子の軸心
   付近に噴口を配設し、前記加圧計量装置からの計
   量された低圧燃料の流量を微粒化に適した厚さの
   液膜を形成するために最終的に制御する制御手段
   によつて該噴口より所定の流速で低圧燃料を噴射
   し前記中空筒状体の超音波振動子の内周壁または
   外周壁の少くともいずれか一の壁に放射状に前記
   中空筒状体の超音波振動子における微粒化に適し
   た数10ミクロンの液膜厚さを有する液膜状の燃料
   を供給する燃料液膜形成手段を具備する噴射装置
   とから成ることを特徴とする中空筒状体の超音波
   振動子を用いた燃料供給装置。 ２ 前記燃料液膜形成手段が燃料液膜分割手段を
   有し、燃料液膜分割手段が中空筒状体の超音波振
   動子に供給する燃料液膜を複数に分割し、燃料液
   膜間に吸入空気を通過させ、中空筒状体の超音波
   振動子の周壁面で霧化された燃料との混合を促進
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の中空筒状体の超音波振動子を用いた
   燃料供給装置。 ３ 前記噴射装置と中空筒状体の超音波振動子と
   を空気の流れのない所に共に配設することによ
   り、噴射装置から超音波振動子へ供給する燃料液
   膜が空気の流れによつて乱されないようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の中空
   筒状体の超音波振動子を用いた燃料供給装置。