JP2006505741A - Fuel injector nozzle - Google Patents

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Abstract

【課題】 内燃機関に窒素酸化物を供給するための燃料噴射器用のノズルアダプタを開示する。
【解決手段】 このノズルは、中心軸と噴射器の出口端まで延びる燃料噴射器通路を有し、燃料噴射器から内燃機関まで燃料を送るために用いられる。さらにこのノズルは、１又は複数本の第１補助通路を有する。この第１補助通路は、燃料噴射器通路の周囲に環状パターンに配置され、第１出口まで延在する。さらにこのノズルは、１又は複数本の第２補助通路を有する。この第２補助通路も、燃料噴射器通路の周囲に環状パターンに配置され、第２出口まで延在する。この第１および第２補助通路は、内燃機関に窒素酸化物または他の付加的な燃焼反応材を供給するために用いられる。このノズルは、内燃機関空気取入口に装着され、燃料噴射器と内燃機関の間に、内燃機関を本質的に改造せずに装着可能である。A nozzle adapter for a fuel injector for supplying nitrogen oxides to an internal combustion engine is disclosed.
The nozzle has a central axis and a fuel injector passage extending to the outlet end of the injector and is used to deliver fuel from the fuel injector to the internal combustion engine. Further, the nozzle has one or a plurality of first auxiliary passages. The first auxiliary passage is arranged in an annular pattern around the fuel injector passage and extends to the first outlet. Further, the nozzle has one or a plurality of second auxiliary passages. The second auxiliary passage is also arranged in an annular pattern around the fuel injector passage and extends to the second outlet. The first and second auxiliary passages are used to supply nitrogen oxides or other additional combustion reactants to the internal combustion engine. This nozzle is mounted on the air intake of the internal combustion engine, and can be mounted between the fuel injector and the internal combustion engine without essentially modifying the internal combustion engine.

Description

本発明は、一般に内燃機関の効率促進部材および燃料システムの改良に関する。より詳しくは本発明は、マルチポイント燃料噴射式エンジンに用いる窒素酸化物供給システム、および代替燃料供給システムに関する。   The present invention relates generally to improvements in internal combustion engine efficiency promoting members and fuel systems. More particularly, the present invention relates to a nitrogen oxide supply system for use in a multipoint fuel injection engine and an alternative fuel supply system.

永年にわたって内燃機関は、より効率的で強力なマシンに発展してきた。この進化の一部として、最新のエンジンの構造、力学および制御システムは、ガソリンかディーゼル燃料を燃焼させることで、非常に特殊化されてきた。この進化により、エンジンをさらに効率的にし、適度の出力増加を得ることが出来たが、そのような結果、エンジン設計では従来の改造技術および改造装置を使用すると、特殊目的のために改造するのは困難であることが分かった。従って最新のエンジン設計に使用できる新たな改造部材と改造方法を提供する必要性が存在している。特に、例えば窒素酸化物等の付加的な燃焼反応材を使用して作動するエンジンや、プロパン、アルコール、水素、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）、液体天然ガス（ＬＮＧ）などの代替燃料を使用するエンジンに適合する新たな手段を提供する必要性が存在している。   Over the years, internal combustion engines have evolved into more efficient and powerful machines. As part of this evolution, modern engine structures, dynamics and control systems have become very specialized by burning gasoline or diesel fuel. This evolution has allowed the engine to be more efficient and have a modest increase in output, but as a result, engine design can be modified for special purposes using conventional modification techniques and devices. Proved difficult. Accordingly, there is a need to provide new retrofit components and retrofit methods that can be used in modern engine designs. In particular, engines that operate using additional combustion reactants such as nitrogen oxides, and engines that use alternative fuels such as propane, alcohol, hydrogen, compressed natural gas (CNG), liquid natural gas (LNG), etc. There is a need to provide new means to meet the requirements.

窒素酸化物噴射システムは、エンジンのパワー出力増加のための効率的な促進システムとして使用されている。この窒素酸化物射出システムは、例えば一般の２サイクルあるいは４サイクルエンジン、ディーゼルおよびワンケル型ロータリーエンジンのような内燃機関エンジンの燃焼室内に窒素酸化物を導入することによって一般には作動し、これらのエンジンでは、空気は自然に吸い込まれるか、或いは強制的に内部に吸引される。空気が約21重量％の酸素を含むのに対して、窒素酸化物は約36重量％の酸素を含む。燃料を多少付加すると、この窒素酸化物により付加される添加酸素により、単に空気と燃焼反応材としての燃料を用いるエンジンに比較して、これらのエンジンでは出力を増加させることが可能となる。歴史的には、この種のシステムは、さまざまなアプリケーションで用いられてきた。現在では酸化窒素システムは、レーシングカー、トラック、オートバイ、スノーモービル、個人用小型ボート、および自動車、等で用いられている。   Nitrogen oxide injection systems are used as an efficient acceleration system to increase engine power output. This nitrogen oxide injection system generally operates by introducing nitrogen oxides into the combustion chamber of internal combustion engines such as conventional two or four cycle engines, diesel and Wankel type rotary engines, and these engines. Then, the air is sucked in naturally or forcedly sucked inside. Air contains about 21% by weight oxygen, while nitrogen oxides contain about 36% by weight oxygen. With some additional fuel, the added oxygen added by the nitrogen oxides can increase the output of these engines compared to engines that simply use air and fuel as a combustion reactant. Historically, this type of system has been used in a variety of applications. Currently, nitric oxide systems are used in racing cars, trucks, motorcycles, snowmobiles, personal small boats, automobiles, and the like.

現代の窒素酸化物噴射システムは、キャブレタ式エンジンと燃料噴射式エンジンとで用いられている。そしてこの窒素酸化物噴射システムには、乾式システムと湿式システムがある。湿式の窒素酸化物供給システムは、エンジンに窒素酸化物および燃料の両方を導入（供給する）するのに対して、乾式窒素酸化物供給システムでは、エンジンに窒素酸化物だけを導入する。一般に、乾式システムは主に燃料噴射式エンジンに使用され、一方湿式システムの燃料は、エンジンのオリジナルの噴射器、或いは前記オリジナルの噴射器とは異なる燃料流量率を有した代替噴射器で供給されている。   Modern nitrogen oxide injection systems are used in carburetor and fuel injection engines. The nitrogen oxide injection system includes a dry system and a wet system. A wet nitrogen oxide supply system introduces (supply) both nitrogen oxide and fuel into the engine, whereas a dry nitrogen oxide supply system introduces only nitrogen oxide into the engine. In general, dry systems are primarily used in fuel-injected engines, while wet system fuel is supplied by the engine's original injector or an alternative injector with a different fuel flow rate than the original injector. ing.

最近まで、窒素酸化噴射システムは一般的には、エンジンのキャブレタやスロットル部材の中央部分に窒素酸化物を供給する為に設置されてきた、キャブレタ方式エンジンや単一ポイント燃料噴射式（ＳＰＦＩ）エンジンでは、単一の燃料供給部や、エンジンの空気取入経路に沿って中心方向に複数の燃料供給経路が設けられている。この種のエンジンでの吸気された空気は概して、エアーフィルタ（又はＳＰＦＩの本体内部のスロットル部）を通過し、そこで燃料が空気流に導かれて、これにより燃料と空気の混合気が生成される。キャブレタ式およびＳＰＦＩ式エンジンでの吸入プレナムおよびランナは、シリンダに空気および液体を吸入するように一般的には設計されている。一般的には各ランナは、エンジンの各シリンダに、燃料と空気の混合気を導入する。各々のランナは、各シリンダに同量かつ均質な空気、燃料の混合気を搬送できるプレナムに接続するような形態をしている。燃料と空気の混合気は、各エンジンシリンダに空気と燃料を供給するいくつかの異なる気流に、吸入プレナム（別名吸気マニホルド）によって、分割される。吸入プレナムは、均一に燃料および空気混合気を各シリンダに分配できるように設計されている。このようなシステムでは上述の窒素酸化物は、燃料と同様に中央部に向けて供給されるが、これにより吸入プレナムが、従来の燃料と空気の混合気方向に沿って窒素酸化物を均質に供給することが出来るからである。高馬力エンジンでは各シリンダへ燃料と窒素酸化物の供給を均質に行なうことが出来る噴射ノズルが用いられる。これらの噴射ノズルでは、エンジン吸気プロセスで、窒素酸化物および燃料流を吸気された空気流中へ混入させる。   Until recently, nitrogen oxidation injection systems were typically installed to supply nitrogen oxide to the central part of the engine carburetor and throttle members, carburetor engines and single point fuel injection (SPFI) engines. Then, a plurality of fuel supply paths are provided in the central direction along a single fuel supply section or an air intake path of the engine. Inspired air in this type of engine generally passes through an air filter (or throttle inside the SPFI body), where fuel is directed into the air stream, which creates a fuel / air mixture. The Suction plenums and runners in carburetor and SPFI engines are generally designed to draw air and liquid into the cylinder. Generally, each runner introduces a mixture of fuel and air into each cylinder of the engine. Each runner is configured to be connected to a plenum that can carry the same and homogeneous air / fuel mixture to each cylinder. The fuel / air mixture is divided by an intake plenum (also known as an intake manifold) into several different air streams that supply air and fuel to each engine cylinder. The suction plenum is designed so that the fuel and air mixture can be evenly distributed to each cylinder. In such a system, the above-mentioned nitrogen oxides are supplied toward the central portion in the same manner as the fuel, so that the intake plenum homogenizes the nitrogen oxides along the conventional fuel and air mixture direction. It is because it can supply. A high horsepower engine uses an injection nozzle that can uniformly supply fuel and nitrogen oxides to each cylinder. These injection nozzles mix nitrogen oxides and fuel flow into the aspirated air stream during the engine intake process.

近年エンジンの排気基準が、より厳しくなり、エンジンメーカーは、ほとんどすべての最新の車両にはマルチポイント燃料噴射式システムで対応してきた。これらのマルチポイント燃料噴射システムでは、エンジンの各々のシリンダの近くに位置する個々の燃料噴射器ノズルが使用される。空気は、高度に調整された吸入プレナムによって、各々のシリンダに供給される。マルチポイント燃料噴射システムはエンジンの燃焼効率を増やして、エンジンの出力を増加させることが可能となるが、これらのシステムはエンジンに窒素酸化物システムを搭載することを、さらに難しくしている。この課題は主にマルチポイント燃料噴射式エンジンで使用する「乾式」吸入プレナムから生じている。乾式吸入プレナムでは、エンジン給気口からシリンダへ、液体ではなく空気を供給するように設計されている。このように、キャブレタ式エンジンやシングルポイント燃料噴射式エンジンで窒素酸化物および燃料が、給気口に沿って中央部で供給される際、乾式吸入プレナムでは、燃料を各シリンダに均一に配分することが出来ない。すなわちこの種の状態では、あるシリンダには極端に濃い燃料ガスが供給され、他のシリンダには極端に薄い燃料ガスが供給されてしまい、結果として吸気マニホルドでのバックファイやエンジン停止となってしまう。また最新のマルチポイント燃料噴射式エンジンでも、窒素酸化物を供給する単一供給源を使用すると、この他の課題も存在している。   In recent years, engine exhaust standards have become more stringent, and engine manufacturers have responded to almost all modern vehicles with multipoint fuel injection systems. These multipoint fuel injection systems use individual fuel injector nozzles located near each cylinder of the engine. Air is supplied to each cylinder by a highly tuned suction plenum. Although multipoint fuel injection systems can increase engine combustion efficiency and increase engine output, these systems make it more difficult to mount a nitrogen oxide system on the engine. This challenge arises primarily from “dry” suction plenums used in multipoint fuel injection engines. Dry suction plenums are designed to supply air rather than liquid from the engine inlet to the cylinder. As described above, when nitrogen oxide and fuel are supplied in the central portion along the air supply port in a carburetor type engine or a single point fuel injection type engine, the fuel is uniformly distributed to each cylinder in the dry intake plenum. I can't. That is, in this type of condition, an extremely rich fuel gas is supplied to one cylinder, and an extremely thin fuel gas is supplied to the other cylinder, resulting in back-fiying in the intake manifold and engine stop. End up. Even in the latest multipoint fuel injection engines, there are other challenges when using a single source for supplying nitrogen oxides.

マルチポイント燃料噴射式エンジンの激増に対応するために、窒素酸化物供給システムのメーカは、シリンダの近くに窒素酸化物を導入するシステムを開発している。従来技術による窒素噴射器は、各々燃料噴射器近くに位置する窒素酸化物スプレーノズルを使用する。しかしながら、この方式にも幾つかの限界が存在する。より問題となる事項の２点は、吸気プレナムの厚みと、吸気プレナムの材料である。マルチポイント燃料噴射式エンジンの現在の窒素酸化物供給システムは、エンジンの吸入プレナム（それは、概してアルミニウムであるが、他部材、例えばプラスチックまたは材料の組合せであってもよい）の穴にドリル口を開け、ネジ挿入用のスレッドを設け、上記スプレーノズルを吸入プレナム自体にネジ止め装着されている。もっとも良好な環境下、すなわち吸気プレナムがアルミ製で、かつネジ部品を係合するのに十分厚い場合であっても、設置プロセスは労働集約的であり、設置工程で生ずる切片でエンジンが汚染されるのを回避するために、その吸気プレナムを一旦取り外さなければならない。またこの方式は、吸入プレナムがあまりに薄い場合や、例えばプラスチックのようなネジ切で固定できないような材質で出来ている場合には、用いることが出来ない。プレナムがあまりに薄いか、プラスチックのような弱い材料で出来ている場合には、接合部分は各スプレーノズルの位置で、溶接あるいは超音波で接合するか、接着剤で接着する必要があり、さらにその場合でも吸入プレナムは、エンジンの汚染を防止するために取り外さなければならない。プラスチック製、あるいはプラスチックとアルミニウムの複合材製の吸入プレナムを使用すると、上述の追加ステップがさらに頻繁に必要となる。加えて、プラスチック製プレナムは、ドリル穿設されていたり、接合部が補強されていると、バックファイヤ時の損傷を受け易くなる。   In order to cope with the proliferation of multipoint fuel injection engines, manufacturers of nitrogen oxide supply systems have developed systems that introduce nitrogen oxides near the cylinders. Prior art nitrogen injectors each use a nitrogen oxide spray nozzle located near the fuel injector. However, this method also has some limitations. Two of the more problematic matters are the thickness of the intake plenum and the material of the intake plenum. Current nitrogen oxide supply systems for multipoint fuel-injected engines include drill holes in the holes of the engine's intake plenum (which is generally aluminum, but may be other members, such as plastic or a combination of materials). A thread for inserting and screwing is provided, and the spray nozzle is screwed to the suction plenum itself. Even in the best environment, i.e. when the intake plenum is made of aluminum and is thick enough to engage the threaded parts, the installation process is labor intensive and the engine is contaminated with sections that occur during the installation process. In order to avoid this, the intake plenum must be removed once. Also, this method cannot be used when the suction plenum is too thin or made of a material that cannot be fixed by threading, such as plastic. If the plenum is too thin or made of a weak material such as plastic, the joint must be welded or ultrasonically bonded or glued at the location of each spray nozzle, and In some cases, the suction plenum must be removed to prevent engine contamination. The use of an inhalation plenum made of plastic or a composite material of plastic and aluminum requires the above-mentioned additional steps more frequently. In addition, if the plastic plenum is drilled or the joint is reinforced, it will be susceptible to damage during backfire.

最新のマルチポイント燃料噴射式エンジンに、従来の窒素酸化物供給システムを使用しようとすると、他の課題がさらに存在する。例えば、オリジナルの燃料噴射器が燃料を噴射する理想的な位置に設置されているために、窒素酸化物スプレーノズルは殆どの場合、燃焼室に燃料を噴射するには理想的でない位置に取り付けなければならない。加えて、窒素酸化物を燃料および空気と理想的に混合したり、或いは窒素酸化物をシリンダ吸入口方向に理想的に向けるように噴射ノズルを位置決めするのは、困難または不可能である。これはエンジン室内のスペース的な制限や、吸入口のプレナムにカバーがされていたり、そうでなくとも噴射ノズルを設置したい場所では、他のエンジン部材で妨げられるからである。これらの噴射ノズルは吸入マニホルドのランナの中へ突き出る傾向があり、これにより空気流が制限され従ってエンジンの体積効率を減少させてしまう傾向が存在する。この傾向は特に、比較的小型エンジン、例えばオートバイ、スノーモービルおよび個人用ウォータークラフトでは顕著に現れる。   Another challenge exists when trying to use a conventional nitrogen oxide delivery system in a modern multipoint fuel injection engine. For example, because the original fuel injector is located in an ideal location for injecting fuel, the nitrogen oxide spray nozzle should be installed in a non-ideal location for injecting fuel into the combustion chamber in most cases. I must. In addition, it is difficult or impossible to position the injection nozzle so that the nitrogen oxides are ideally mixed with fuel and air, or the nitrogen oxides are ideally directed toward the cylinder inlet. This is because it is obstructed by other engine members in a space limitation in the engine room, where the plenum of the suction port is covered, or where the injection nozzle is not desired. These injection nozzles tend to protrude into the runner of the intake manifold, which tends to limit the air flow and thus reduce the volumetric efficiency of the engine. This trend is particularly evident in relatively small engines such as motorcycles, snowmobiles and personal watercraft.

窒素酸化物を使用するために最新のエンジンを改造することに関する上記の課題に加えて、最新のエンジン設計は、代替燃料を使用して作動するためにエンジン改造をしたい場合にも類似した課題を提起する。この代替燃料自動車では、石化燃料以外の燃料を使用するが、これらは例えばプロパン、アルコール、水素、アルコール配合物および圧縮天然ガス、液体天然ガスなどである。   In addition to the challenges described above for retrofitting modern engines to use nitrogen oxides, modern engine designs present similar challenges if you want to retrofit the engine to operate with alternative fuels. To raise. This alternative fuel vehicle uses fuels other than petrochemical fuels, such as propane, alcohol, hydrogen, alcohol blends and compressed natural gas, liquid natural gas, and the like.

従ってエンジンに対して、他の燃料および反応物を供給することが可能な装置が望まれている。例えば、排ガス放出を減少させるために、噴射スプレーの噴霧化を促進する空気や、排ガス循環を増加させる空気を供給したり、エンジン燃焼効率および／または冷寒時始動を強化するために、プロパンや圧縮天然ガスを供給したりすることが望まれている。又更にエンジンに、アルコール、ニトロメタンおよびディーゼル燃料を供給することも望まれる。   Therefore, an apparatus capable of supplying other fuels and reactants to the engine is desired. For example, to reduce exhaust gas emissions, supply air to promote atomization of the spray spray, to increase exhaust gas circulation, to enhance engine combustion efficiency and / or cold start, It is desired to supply compressed natural gas. It would also be desirable to supply the engine with alcohol, nitromethane and diesel fuel.

本発明の目的は、内燃機関に窒素酸化物および燃料を供給するためのノズルを提供することである。このノズルは、燃料噴射器からエンジンに燃料を通過させるための、中心軸を有し燃料噴射器出口で終端する１本の燃料噴射器通路を有している。さらにこのノズルは、窒素酸化物または他の燃焼反応材を通過させるための、第１出口で終端する１本または複数の第１補助通路を有している。前記ノズルは更に、他の燃焼反応材を供給するための１本または複数の第２補助通路を有するように構成されている。   It is an object of the present invention to provide a nozzle for supplying nitrogen oxides and fuel to an internal combustion engine. The nozzle has a single fuel injector passage having a central axis and terminating at the fuel injector outlet for passing fuel from the fuel injector to the engine. The nozzle further includes one or more first auxiliary passages that terminate at a first outlet for passing nitrogen oxides or other combustion reactants. The nozzle is further configured to have one or more second auxiliary passages for supplying other combustion reactants.

ある実施例では、前記ノズルは、前記内燃機関に本質的な変更なしで、燃料噴射器と内燃機関の間に装着される。他の実施例では前記ノズルは、燃料噴射器とエンジンの間に装着され、燃料噴射器と燃料供給レールをエンジンから殆ど離すことなく設置することが可能である。   In one embodiment, the nozzle is mounted between the fuel injector and the internal combustion engine without substantial changes to the internal combustion engine. In another embodiment, the nozzle is mounted between the fuel injector and the engine, and the fuel injector and the fuel supply rail can be installed with little separation from the engine.

ある実施例では、前記ノズルは、前記第１出口と前記第２出口の近傍に、平面的あるいは円錐台形の形状をした散気板を有している。   In one embodiment, the nozzle includes a diffuser plate having a planar or frustoconical shape in the vicinity of the first outlet and the second outlet.

また他の実施例では、前記第１出口および前記第２出口は、放射状に配置された出口である。そして複数の実施例では、その放射状に配置された出口は、長方形であったり、中心軸に対して螺旋状に配置されている。   In another embodiment, the first outlet and the second outlet are outlets arranged radially. In a plurality of embodiments, the radially arranged outlets are rectangular or arranged spirally with respect to the central axis.

前記第１出口および前記第２出口は、それぞれ前記燃料噴射器出口の対向側に配置されるか、或いは中心軸に対して180度以下の間隔を置いて配置されている。   The first outlet and the second outlet are each disposed on the opposite side of the fuel injector outlet, or are disposed at an interval of 180 degrees or less with respect to the central axis.

さらに他の実施例では、上記ノズルは燃料噴射器通路の周囲に環状パターンに配置された複数の第１補助通路を有する。   In yet another embodiment, the nozzle has a plurality of first auxiliary passages arranged in an annular pattern around the fuel injector passage.

更にまた複数の第２補助通路が、第１補助通路の周囲に環状パターンに配置されている。   Furthermore, a plurality of second auxiliary passages are arranged in an annular pattern around the first auxiliary passage.

更に他の実施例においては、上記ノズルは、機械加工または鋳造された通路を有した単一材料で製作してもよく、またさまざまな通路を形成するためにカップおよび環状リングを組み合わせてもよい。他の実施例では、機械加工された構造と組み立て構造とを組み合わせて製作してもよい。   In still other embodiments, the nozzle may be made of a single material with machined or cast passages, and a cup and annular ring may be combined to form various passages. . In other embodiments, a machined structure and an assembled structure may be combined.

各種実施例において本発明は、エンジンにさまざまな燃料および他の燃焼反応材を供給するために用いることが可能である。これらの実施例の更なる特徴および利点は、上述の実施例の詳細な説明と共に図面から明らかである。   In various embodiments, the present invention can be used to supply various fuels and other combustion reactants to an engine. Further features and advantages of these embodiments will become apparent from the drawings together with the detailed description of the above embodiments.

本願明細書において使用される用語「エンジン」とは、いかなるタイプの内燃機関をも含み、それには例えば、１つ以上のシリンダまたは燃焼室を有している２サイクルまたは４サイクルのピストン往復機関およびロータリーエンジン（例えばワンケル機関）のいかなるタイプも含まれる。この種のエンジンは、自動車のような推進車両、工業設備、水上船舶および航空機に用いることができ、さらに様々な静止アプリケーション、例えば発電、ポンプ、および他の工業的利用にも用いることが可能である。本発明は、自動車での使用では出力増加を行うのに特に適しているが、パワー出力の断続的あるいは連続増加を内燃機関で要求される時のような他の応用分野でも、本発明の各種実施例は有効に用いることが可能である。   The term “engine” as used herein includes any type of internal combustion engine, including, for example, a two or four cycle piston reciprocating engine having one or more cylinders or combustion chambers and Any type of rotary engine (eg Wankel engine) is included. This type of engine can be used in propulsion vehicles such as automobiles, industrial equipment, surface vessels and aircraft, and can also be used in various stationary applications such as power generation, pumps, and other industrial applications. is there. The present invention is particularly suitable for increasing power output for use in automobiles, but can also be used in other applications such as when an internal combustion engine requires an intermittent or continuous increase in power output. The embodiment can be used effectively.

ここで使用している用語「燃料噴射器」および「噴射器（インジェクタ）」は、内燃機関に燃料を供給するいかなるタイプの燃料噴射器をも意味する。例えば、噴射器は、ローベルトボッシュ社（ファーミントンヒルズ、ミシガン州）、シーメンスオートバイ（ダルース、ジョージア州）、デルフォイ自動車システム（トロイ、ミシガン州）、マグネリ、マレリSpA（ミラノ、イタリア）またはKeihin（東京、日本）で提供されている“頭上供給型”噴射器のようなタイプであってもよい。また燃料噴射器は、“側面供給型”噴射器または他の如何なる形態の噴射器であってもよい。燃料噴射器も、ポペット弁、燃料搬送ラインまたは中央分配ブロック（例えばメカ式の燃料噴射分配ブロックのような）から燃料供給を受け取る分散型噴射器、等の如何なるタイプでもよい。この燃料噴射器は、エンジンのオリジナル器材として、または例えばホリー・パフォーマンス・プロダクト（ボーリング グリーン、ケンタッキー州）から提供される燃料噴射器のような交換部品として提供されていてもよい。本発明は、如何なる燃料噴射器と接続して使用する大きさと形状であってもよく、又如何なる燃料噴射器のアダプタに接続して使用する大きさと形状であってもよいと理解される。   As used herein, the terms “fuel injector” and “injector” refer to any type of fuel injector that supplies fuel to an internal combustion engine. For example, the injectors are Roberto Bosch (Farmington Hills, Michigan), Siemens Motorcycle (Duluth, Georgia), Delphi Auto Systems (Troy, Michigan), Magneri, Marelli SpA (Milan, Italy) or Keihin (Tokyo) , Japan), or a type like the “overhead feeding” injector. The fuel injector may also be a “side-fed” injector or any other form of injector. The fuel injector may also be any type, such as a poppet valve, a fuel delivery line or a distributed injector that receives fuel supply from a central distribution block (such as a mechanical fuel injection distribution block). The fuel injector may be provided as the original equipment for the engine or as a replacement part such as a fuel injector provided by, for example, Holly Performance Products (Boring Green, Kentucky). It will be understood that the present invention may be sized and shaped for use with any fuel injector and may be sized and shaped for use with any fuel injector adapter.

燃料噴射器は通常、制御システムで制御されており、この制御システムは、制御回路からの指令に従い燃料を供給する機械的、電気的、又は電気機械的装置を操作している。また燃料噴射器は、いかなる有用な方法でも作動してもよい。そして、その制御システムの詳細に関係なく本発明は、如何なるタイプの噴射器によっても使用することが可能である。   Fuel injectors are typically controlled by a control system that operates a mechanical, electrical, or electromechanical device that supplies fuel in accordance with commands from a control circuit. The fuel injector may also operate in any useful manner. And, regardless of the details of the control system, the present invention can be used with any type of injector.

ここで使用しているように、用語「燃焼反応材」は化学燃焼反応（燃焼）の一部として用いられるいかなる物質も含むと理解され、その燃焼反応材には、空気、酸素キャリア（例えば窒素酸化物）および燃料（例えばガソリン、ディーゼル燃料、天然ガス、プロパン、ニトロメタン、アルコール、これらの燃料の混合物、およびその他）が含まれる。この用語は、例えば水および窒素のような燃焼を遅延または制限するような物質も含まれる。   As used herein, the term “combustion reactant” is understood to include any material used as part of a chemical combustion reaction (combustion), which includes air, an oxygen carrier (eg, nitrogen) Oxides) and fuels (eg gasoline, diesel fuel, natural gas, propane, nitromethane, alcohol, mixtures of these fuels, and others). The term also includes substances that retard or limit combustion, such as water and nitrogen.

一般に本発明は、好ましくは吸入プレナムまたはエンジンに本質的な変更なしで、最新のマルチポイント燃料噴射式エンジンに装着されるように設計されている燃焼反応材噴射ノズルで構成されている。他の実施例では、このノズルは、例えばねじ切り、真鍮付け、貼り着け、溶接などの従来の技術を使用して取り付けることも可能である。本発明のノズルは、エンジンの燃料噴射器が元々位置する所に装着されるのが好ましいが、他の位置に取り付けることも可能である。本発明の一実施例では、中央流通通路および一対の同軸環状流通通路（例えば、中央流通通路の円周上を包囲した通路）を有しているノズルで構成されている。このノズルは、従来の燃料噴射器と従来の吸入プレナムの間に、取り付け可能であり、ある実施例ではエンジンを殆ど変更することなく取り付けることが可能である。燃料噴射器からの燃料噴射（第１の流れ）は、中央流通通路を通過し、その一方では、窒素酸化物は、上述の環状流通通路のうちの少なくとも1つを通過し、さらにその一方で、窒素酸化物または添加燃料（第２の流れ）は、他の環状流通通路を通過して供給することができる。他の実施例においては、他の燃料または燃焼反応材は、中央流通通路および環状流通通路の一方または両方を通過してもよい。   In general, the present invention comprises a combustion reactant injection nozzle that is designed to be mounted on a modern multipoint fuel injection engine, preferably without substantial changes to the intake plenum or engine. In other embodiments, the nozzle can be attached using conventional techniques such as threading, brassing, gluing, welding, and the like. The nozzle of the present invention is preferably mounted where the engine fuel injector is originally located, but can be mounted at other locations. In one embodiment of the present invention, it is constituted by a nozzle having a central flow passage and a pair of coaxial annular flow passages (for example, a passage surrounding the circumference of the central flow passage). The nozzle can be installed between a conventional fuel injector and a conventional intake plenum, and in certain embodiments can be installed with little change to the engine. The fuel injection from the fuel injector (first flow) passes through the central flow passage, while the nitrogen oxide passes through at least one of the annular flow passages described above, and on the other hand Nitrogen oxide or added fuel (second stream) can be fed through another annular flow passage. In other embodiments, other fuels or combustion reactants may pass through one or both of the central and annular flow passages.

窒素酸化物および添加燃料（または他の反応材）の流体物は、エンジンパワー出力を一時的または基本的に増加させるために、燃料噴射器と連動して作動するように供給される。この供給機能は、いかなる数の制御システムを用いても提供することができる。例えば、この供給機能は、オリジナルのエンジンと共に設けられている制御システムによって、提供することが可能であり、或いはプログラム変更した後のオリジナルの制御システムにより提供してもよく、またはオリジナル制御システムまたはプログラム変更されたオリジナルの制御システムと連動して作動する付加的な制御システムにより提供してもよい。   Nitrogen oxide and added fuel (or other reactant) fluids are supplied to operate in conjunction with a fuel injector to temporarily or essentially increase engine power output. This supply function can be provided using any number of control systems. For example, this supply function can be provided by a control system provided with the original engine, or may be provided by the original control system after a program change, or the original control system or program It may be provided by an additional control system that operates in conjunction with the modified original control system.

燃料噴射器により供給される燃料に加えて窒素酸化物だけが供給される実施例において、本システムは「乾式」システムと称する。この乾式システムは、窒素酸化物の異なる投入に対応する各段階を有する多段階で構成してもよい。この多段階は、順次あるいは同時に開始したり、または付加的なパワー出力を得るために必要とする他のいかなる方法によって開始してもよい。窒素酸化物および添加燃料が別々の同軸流通通路によって供給される実施例においては、本システムは「湿式」システムと称する。この湿式システムでの、窒素酸化物と添加燃料の流れは、乾式システムと全く同じ方法で制御してもよいし、或いは他のいかなる適切な制御システムを使用してもよい。   In embodiments where only nitrogen oxides are supplied in addition to the fuel supplied by the fuel injector, the system is referred to as a “dry” system. This dry system may consist of multiple stages with each stage corresponding to different inputs of nitrogen oxides. This multi-stage may be started sequentially or simultaneously, or by any other method required to obtain additional power output. In embodiments where nitrogen oxides and added fuel are supplied by separate coaxial flow paths, the system is referred to as a “wet” system. The flow of nitrogen oxides and added fuel in this wet system may be controlled in exactly the same manner as in the dry system, or any other suitable control system may be used.

図１に示すように、一般に本発明は、３つの入れ子構造の燃料カップを有しているノズル100で構成されている。内部カップ200は、中間カップ300内に嵌合する。そして中間カップ300は、外部カップ400内に嵌合する。内部カップ200は、燃料噴射器102を受け入れるような形状となっている。そして外部カップ400は、例えば吸入プレナム106に典型的には位置するエンジンの標準的な燃料噴射器レセプタクル104の中に嵌合するような形状となっている。燃料噴射器レセプタクル104は、典型的にはエンジン空気取入口弁の近くに位置している。本発明は、マルチポイント燃料噴射システムを使用しているいかなる内燃機関でも使用することができる。   As shown in FIG. 1, the present invention generally comprises a nozzle 100 having three nested fuel cups. The inner cup 200 is fitted in the intermediate cup 300. The intermediate cup 300 is fitted into the outer cup 400. Inner cup 200 is shaped to receive fuel injector 102. The outer cup 400 is then shaped to fit into a standard fuel injector receptacle 104 of the engine typically located, for example, in the intake plenum 106. The fuel injector receptacle 104 is typically located near the engine air intake valve. The present invention can be used with any internal combustion engine that uses a multipoint fuel injection system.

燃料噴射器102は、１つ以上の例えばゴムＯリング、ガスケットまたは他の実質的に燃料不浸透性封止器具108によって、内部カップ200に封止されている。同様に外部カップ400は、１つ以上の封止器具108によって、燃料噴射器レセプタクル104に封止されている。この種の封止器具は、従来技術において周知のものである。燃料噴射器102は、燃料噴射器102の先端にある噴射器ノズル110によって燃料を供給する。燃料噴射器は図示されているが、これは本発明の実施例を説明するだけのものであると理解されなければならない。本発明は、いかなる特定の燃料噴射器での使用に限ることはなく、また本発明の実施例は、いかなる燃料噴射器に対しても作動するように適している。   The fuel injector 102 is sealed to the inner cup 200 by one or more, for example, rubber O-rings, gaskets or other substantially fuel-impermeable sealing devices 108. Similarly, the outer cup 400 is sealed to the fuel injector receptacle 104 by one or more sealing devices 108. This type of sealing device is well known in the prior art. The fuel injector 102 supplies fuel through an injector nozzle 110 at the tip of the fuel injector 102. Although a fuel injector is shown, it should be understood that this is merely illustrative of an embodiment of the present invention. The present invention is not limited to use with any particular fuel injector, and embodiments of the present invention are suitable for operation with any fuel injector.

図２に示すように、内部カップ200は、第１入口端202から第１出口端204まで延びる段のある直径を有している円筒構造で構成されている。第１レセプタクル部206は、第１入口端202に隣接する。第１レセプタクル部206は、第１内側接合面216を有し、これは燃料噴射器102の多くの異なるタイプを受け入れることが出来るような形状をしている。また第１レセプタクル部206も、第１レセプタクル部206の少なくとも一部に沿って伸びる第１外側接合面218を有する。第１外側接合面218は、中間カップ300および外部カップ400の一方または両方の中および／またはそれらに対して嵌合する大きさに設定されている。   As shown in FIG. 2, the inner cup 200 has a cylindrical structure having a stepped diameter extending from the first inlet end 202 to the first outlet end 204. The first receptacle portion 206 is adjacent to the first inlet end 202. The first receptacle portion 206 has a first inner mating surface 216 that is shaped to accept many different types of fuel injectors 102. The first receptacle portion 206 also has a first outer joint surface 218 that extends along at least a portion of the first receptacle portion 206. The first outer joint surface 218 is sized to fit within and / or against one or both of the intermediate cup 300 and the outer cup 400.

第１出口部分208は、第１レセプタクル部206から第１出口端204まで内部カップ200の筒状の軸に沿って、実質的に軸心を同じくして延在している。第１出口部分208の平均直径は、第１レセプタクル部206の平均外径未満である。第１出口部分208は、実質的に円筒状またはテーパー形状をした第１内側面212を有する。第１内側面212は、燃料噴射器102からの燃料が吸入プレナム106に流れる円筒状または台形の燃料噴射器中心通路214となる。第１出口端204は、燃料噴射器ノズル110の元々の位置またはその近くに位置している。好ましい実施例においては、第１内側面212の形状およびサイズは、燃料噴射器ノズル110から流入する燃料に対して最少の通過障害となるように構成されている。   The first outlet portion 208 extends from the first receptacle portion 206 to the first outlet end 204 along the cylindrical axis of the inner cup 200 substantially in the same axis. The average diameter of the first outlet portion 208 is less than the average outer diameter of the first receptacle portion 206. The first outlet portion 208 has a first inner surface 212 that is substantially cylindrical or tapered. The first inner surface 212 serves as a cylindrical or trapezoidal fuel injector central passage 214 in which fuel from the fuel injector 102 flows to the suction plenum 106. The first outlet end 204 is located at or near the original position of the fuel injector nozzle 110. In the preferred embodiment, the shape and size of the first inner surface 212 is configured to provide minimal passage obstruction for fuel flowing from the fuel injector nozzle 110.

燃料噴射器102からの燃料が第１内側面212に衝突することによる燃料通過障害は、エンジンの性能を劣化させてしまう。燃料が、典型的円錐形の噴霧パターンをした燃料噴射器ノズル110を流出するにつれて、燃料は第１内側面212の一部と衝突し、それによって理想的な燃料流量が妨げられ、出力またはトルク低下を引き起こす。本発明により窒素酸化物および添加燃料を供給しない場合には、エンジンが本発明の構造で稼動すると、特に上述の効率低下が顕著となる。そこで、より狭い噴霧パターンを有している燃料噴射器102では、本発明を設置することにより影響が少ないか又は影響を受けにくい。   A fuel passage failure caused by the fuel from the fuel injector 102 colliding with the first inner surface 212 deteriorates the performance of the engine. As the fuel flows out of the fuel injector nozzle 110 with a typical conical spray pattern, the fuel collides with a portion of the first inner surface 212, thereby hindering the ideal fuel flow rate, and power or torque. Causes a drop. When nitrogen oxides and added fuel are not supplied according to the present invention, the above-described reduction in efficiency is particularly noticeable when the engine operates with the structure of the present invention. Therefore, the fuel injector 102 having a narrower spray pattern is less affected or less affected by installing the present invention.

第１内側面212によって生じる燃料通過障害の量は、燃料噴射器中心通路直径を増やすことによって、そして、第１出口端204に向けて、より広い燃料噴射器中心通路214にテーパーを付けることにより削減することが出来る。例えば、燃料噴射器中心通路214は、約0.080インチおよび約0.150インチ間の直径であってよく、約0.104インチの場合には、燃料の約80%以上が障害なく流通することが可能である。小さいエンジンでのアプリケーションの場合、噴射速度は流通通路214が大きなテーパー状の断面により影響を受け、より小さいな円筒状断面が望ましく、この特定のアプリケーションには、そのように設計することが出来る。第１出口端204は、また液体の表面張力によって、燃料蓄積を含むオリフィスを備えることができる。燃料噴射器中心通路の直径およびテーパー角が増大する程度は、燃料噴射器レセプタクル104および吸入プレナム106のスペース的な制約や形状、および本発明の他部品のサイズ、そして内部カップ200が製造される材料の強さ、鋳造性および機械加工性により制約され得る。これらの制約や、第１内壁212によって生じる燃料通過障害の程度を削減して、燃料噴射器中心通路214による燃料の流量を改善する他の方法は、本願明細書での開示内容に基づいて、当業者にとっては明らかである。   The amount of fuel passage obstruction caused by the first inner surface 212 is increased by increasing the fuel injector central passage diameter and by tapering the wider fuel injector central passage 214 toward the first outlet end 204. It can be reduced. For example, the fuel injector center passage 214 may be between about 0.080 inches and about 0.150 inches in diameter, with about 0.104 inches allowing more than about 80% of the fuel to flow without interruption. For small engine applications, the injection speed is affected by the larger tapered cross-section of the flow passage 214, and a smaller cylindrical cross-section is desirable and can be designed as such for this particular application. The first outlet end 204 can also be provided with an orifice containing fuel accumulation due to the surface tension of the liquid. The extent to which the diameter and taper angle of the fuel injector central passage increases is that the space constraints and shape of the fuel injector receptacle 104 and suction plenum 106, and the size of other parts of the present invention, and the inner cup 200 are manufactured. It can be constrained by material strength, castability and machinability. Based on the disclosure herein, these constraints and other methods of reducing the degree of fuel passage failure caused by the first inner wall 212 and improving the fuel flow rate through the fuel injector central passage 214 are: It will be apparent to those skilled in the art.

第１出口部分208および第１レセプタクル部206も、第１外側面210を有し、それは実質的に円筒状で、角に丸みが付けられ、テーパー加工され、これらが組み合わされた幾つかの部分を有している。第１外側面210は、第１外側接合面218から、出口端204まで延びている。図２の実施例においては、第１外側面210は2つの円柱形部分（第１レセプタクル部206および第１出口部分208の各々にそれぞれ各円柱形部分）と、これらの円柱形部分を係合するディスク状の部分を有する。   The first outlet portion 208 and the first receptacle portion 206 also have a first outer surface 210, which is substantially cylindrical, rounded at the corners, tapered, and several portions that are combined. have. The first outer surface 210 extends from the first outer joint surface 218 to the outlet end 204. In the embodiment of FIG. 2, the first outer surface 210 engages two cylindrical portions (each cylindrical portion in each of the first receptacle portion 206 and the first outlet portion 208) and these cylindrical portions. It has a disk-like part.

図３Ａに示すように、本発明の好ましい実施例では更に中間カップ300が含まれる。中間カップ300は、内部カップ200の周りに軸心を同じくして嵌合している。中間カップ300は、一般に円筒状構造を有し、第２入口端302から第２出口端304まで延びる段のある直径を有している。第２レセプタクル部306は、隣接した第２入口端302に位置している。第２レセプタクル部306は、内部カップ200の第１外側接合面218に嵌合するのに適した第２内側接合面316を有している。第２レセプタクル部306は又、少なくとも第２レセプタクル部306の一部に沿って延在する第２外側接合面318を有している。第２外側接合面318は、外部カップ400の内側で、外部カップ400に対して、嵌合できる大きさに設定されている。   As shown in FIG. 3A, the preferred embodiment of the present invention further includes an intermediate cup 300. The intermediate cup 300 is fitted around the inner cup 200 with the same axis. The intermediate cup 300 has a generally cylindrical structure and has a stepped diameter extending from the second inlet end 302 to the second outlet end 304. The second receptacle portion 306 is located at the adjacent second inlet end 302. The second receptacle portion 306 has a second inner joint surface 316 suitable for fitting to the first outer joint surface 218 of the inner cup 200. The second receptacle portion 306 also has a second outer joint surface 318 that extends along at least a portion of the second receptacle portion 306. The second outer joint surface 318 is set to a size that can be fitted to the outer cup 400 inside the outer cup 400.

第２出口部分308は好ましくは、第２レセプタクル部306から第２出口端304まで中間カップ300の筒状軸に沿って、実質的に軸心を同じくして延在している。適切な第２出口部分308の平均直径は、望ましくは第２レセプタクル部306の平均外径より小さなものである。   The second outlet portion 308 preferably extends substantially concentric along the cylindrical axis of the intermediate cup 300 from the second receptacle portion 306 to the second outlet end 304. A suitable average diameter of the second outlet portion 308 is desirably less than the average outer diameter of the second receptacle portion 306.

第２レセプタクル部306および第２出口部分308は、第２内側接合面316から第２出口端304まで延びる第２内側面312を有する。図３Ａに示す実施例において、第２内側面３１２は、ディスク状の部分で係合する２つの実質的に円筒状部分（第２レセプタクル部306に１つと、第２出口部分308にもう１つ）を有している。第２内側面３１２は一般に、接触しないように第１外側面２１０の輪郭に沿って形成されており、その結果、内側環状通路314（図１を参照）が、内部カップ200および中間カップ300の間で形成されている。   The second receptacle portion 306 and the second outlet portion 308 have a second inner side surface 312 that extends from the second inner joint surface 316 to the second outlet end 304. In the embodiment shown in FIG. 3A, the second inner surface 312 has two substantially cylindrical portions (one for the second receptacle portion 306 and one for the second outlet portion 308) that engage at the disc-like portion. )have. The second inner surface 312 is generally formed along the contour of the first outer surface 210 so that it does not contact, so that the inner annular passage 314 (see FIG. 1) is connected to the inner cup 200 and the intermediate cup 300. Formed between.

内側環状通路314は、そこを通過する燃料または窒素酸化物の所望の流量および他の流通特性を得るのに十分な幅を有している（この幅とは、第２出口端304で第１外側面210および第２内側面312間の直径距離で測定される）。例えば内側環状通路314は、約0.008および約0.030インチ間の幅を有することができる。ある実施例においては、幅は約0.013から約0.014インチであってもよい。他のサイズでもよい。   Inner annular passage 314 has a width sufficient to obtain the desired flow rate and other flow characteristics of the fuel or nitrogen oxide passing therethrough (this width is the first at the second outlet end 304). Measured by the diametric distance between the outer surface 210 and the second inner surface 312). For example, the inner annular passage 314 can have a width between about 0.008 and about 0.030 inches. In some embodiments, the width may be about 0.013 to about 0.014 inches. Other sizes may be used.

第２レセプタクル部306および第２出口部分308は、第２外側接合面318から第２出口端304まで延びる第２外側面310を有する。図３Ａに示す実施例において、第２外側面310は第２内側面312と実質的に平行であり、従って、このようにディスク状の部分により係合される2つの実質的に円筒状部分を有する（第２レセプタクル部306に１つ、および第２出口部分308にもう１つ）。   The second receptacle portion 306 and the second outlet portion 308 have a second outer surface 310 that extends from the second outer joint surface 318 to the second outlet end 304. In the embodiment shown in FIG. 3A, the second outer surface 310 is substantially parallel to the second inner surface 312 and thus includes two substantially cylindrical portions that are thus engaged by the disk-shaped portion. (One for the second receptacle portion 306 and one for the second outlet portion 308).

図３Ｂに示すように、中間カップ300は更に、第２外側接合面318および第２入口端302の間に延在する中間外側スリーブ部320を有する。中間外側スリーブ部320は、燃料または窒素酸化物が内側環状通路314に通過できる内側環状通路吸気穴322を有する。この内側環状通路吸気穴322は、所望量の燃料または窒素酸化物の流れを供給できるサイズに設定することができる。また内側環状通路吸気穴322のサイズは、燃料または窒素酸化物の運転作動圧力範囲の所望の流量または率、或いはエンジンの所望のパワー出力に対応する特定の直径を有する吸気穴322を製造することにより達成することができる。内側環状通路吸気穴322はまた、所望の流量を得るためにその直径を絞るように内側環状通路吸気穴322に嵌入される、固定または交換可能なオリフィス・ジェット（図示せず）を含むように製造することも出来る。内側環状通路吸気穴322のサイズは、設計されるシステムの詳細に依存し、当業者は、過度の実験無しで一定のアプリケーション用に、適切な固定またはジェット式の内側環状通路吸気穴322を提供することが可能である。   As shown in FIG. 3B, the intermediate cup 300 further includes an intermediate outer sleeve portion 320 that extends between the second outer interface 318 and the second inlet end 302. The intermediate outer sleeve portion 320 has an inner annular passage intake hole 322 through which fuel or nitrogen oxides can pass into the inner annular passage 314. The inner annular passage intake hole 322 can be sized to supply a desired amount of fuel or nitrogen oxide flow. Also, the size of the inner annular passage intake hole 322 is to produce an intake hole 322 having a specific diameter corresponding to the desired flow rate or rate of the operating operating pressure range of fuel or nitrogen oxide, or the desired power output of the engine. Can be achieved. Inner annular passage intake hole 322 also includes a fixed or replaceable orifice jet (not shown) that is fitted into inner annular passage intake hole 322 to reduce its diameter to obtain a desired flow rate. It can also be manufactured. The size of the inner annular passage intake hole 322 depends on the details of the system being designed, and those skilled in the art will provide a suitable fixed or jetted inner annular passage intake hole 322 for certain applications without undue experimentation Is possible.

中間カップ300は、また、内側環状通路吸気穴322に燃料または窒素酸化物を供給する中間カップ装着ボス324を有している。中間カップ装着ボス324は、いかなる適切なホース（図９の部材326を参照）も又は継手をも（図９の部材328を参照）、受け入れるように構成されている。例えば、中間カップ装着ボス324は、ネジ切りされた黄銅、鋼、アルミニウムまたは他部材から製造されるフレア端部付き継手、またはパイプ継手を受け入れるように形成することも可能である。例示的な継手としては、Earls
Performance Plumbing社（本社Bowling Green、ケンタッキィー州）から入手可能な#3 ANフレア管継手および1/8NPTガス管継手である。窒素酸化物および燃料を搬送する継手とホースの選択と使用は、従来技術において周知であり、当業者は過度の実験無しで、適切な配管システムを使用することが可能である。 The intermediate cup 300 also has an intermediate cup mounting boss 324 that supplies fuel or nitrogen oxide to the inner annular passage intake hole 322. The intermediate cup mounting boss 324 is configured to receive any suitable hose (see member 326 in FIG. 9) or fitting (see member 328 in FIG. 9). For example, the intermediate cup mounting boss 324 may be formed to accept a flared end fitting or pipe fitting made from threaded brass, steel, aluminum or other member. Exemplary fittings include Earls
# 3 AN flare fittings and 1/8 NPT gas fittings available from Performance Plumbing (headquarters Bowling Green, Kentucky). The selection and use of fittings and hoses that carry nitrogen oxides and fuel are well known in the prior art, and one skilled in the art can use an appropriate piping system without undue experimentation.

図２０に示すように、継手からノズル１００へ流れる流体が急速に位相を拡大し、変化するのを引き起こす突然の体積変化率がないように、継手とノズルが構成されている。図２０に示す実施例には本発明2002のノズル2002に、継手2000が装着されているのが示されている。継手2000の端から窒素酸化物（または添加燃料）が、通路2004に入れられる。図２０で分かるようにギャップ2006が、継手2000および通路2004の端の間に存在し、そこにおいては、窒素酸化物を包囲している体積は、継手2000および通路2004中の体積より拡張している。この場合、窒素酸化物または他の流体がこの拡張された体積に移るときに、窒素酸化物は位相を拡大し、変化する（すなわち液状からガス状態への変化）。この現象に対応して、好ましい実施例では、例えばテーパー部分2008を継手の出口端に設けることによって、体積変化率を最小化して出来るだけ段階的な体積変化率となるように、継手2000およびノズル2002が形成されている。図２０には更に、継手2000中にオリフィス2012を有した交換可能なオリフィス・ジェット継手2010の典型的な設置状態が示されている。   As shown in FIG. 20, the joint and nozzle are configured so that there is no sudden volume change rate that causes the fluid flowing from the joint to the nozzle 100 to rapidly expand and change phase. The embodiment shown in FIG. 20 shows that the joint 2000 is mounted on the nozzle 2002 of the present invention 2002. Nitrogen oxide (or added fuel) enters the passage 2004 from the end of the joint 2000. As can be seen in FIG. 20, a gap 2006 exists between the end of the joint 2000 and the passage 2004 where the volume surrounding the nitrogen oxides is expanded from the volume in the joint 2000 and the passage 2004. Yes. In this case, as the nitrogen oxides or other fluids move into this expanded volume, the nitrogen oxides expand and change phase (ie change from liquid to gas state). Corresponding to this phenomenon, in the preferred embodiment, for example, by providing a tapered portion 2008 at the outlet end of the joint, the joint 2000 and nozzle are designed to minimize the volume change rate and to achieve a stepwise volume change rate as much as possible. 2002 is formed. FIG. 20 further illustrates a typical installation of a replaceable orifice-jet joint 2010 with an orifice 2012 in the joint 2000. FIG.

図３Ｂにもう一度戻って、好ましい実施例では内側環状通路吸気穴322は、内側環状通路314を通過する窒素酸化物や添加燃料の理想的流れを得るために、内側環状通路314に僅かに向けて配置されている。例えばある実施例においては、内側環状通路吸気穴322は、窒素酸化物や添加燃料を噴射するために、第２出口端304の方へ僅かに角度を向けて配置されている。また本実施例においては、内側環状通路吸気穴322は、窒素酸化物や添加燃料を噴射するために、内側環状通路314の接線方向に噴射するように配置されている。この方位への噴射が、流体の有益な渦巻き流を引き起こして、第２出口端304で均質混合物となることが判明している。しかしながら特に中間カップ装着ボス324のように、ノズル100の構造を変更しないで内側環状通路吸気穴322をドリルで穿設する必要があるために、この僅かな下方へ角度を付けるのは、ある程度制限されることになる。このように、この下方への最大角度付けは、当業者であれば理解できるように、製造上の理由で制限される。   Returning again to FIG. 3B, in the preferred embodiment, the inner annular passage intake holes 322 are directed slightly toward the inner annular passage 314 to obtain an ideal flow of nitrogen oxides and added fuel through the inner annular passage 314. Has been placed. For example, in one embodiment, the inner annular passage intake hole 322 is positioned at a slight angle toward the second outlet end 304 for injecting nitrogen oxides and added fuel. In the present embodiment, the inner annular passage intake hole 322 is arranged to inject in the tangential direction of the inner annular passage 314 in order to inject nitrogen oxide and added fuel. It has been found that jetting in this orientation causes a beneficial vortex flow of the fluid resulting in a homogeneous mixture at the second outlet end 304. However, since it is necessary to drill the inner annular passage intake hole 322 without changing the structure of the nozzle 100, particularly like the intermediate cup mounting boss 324, the slight downward angle is limited to some extent. Will be. Thus, this maximum downward angulation is limited for manufacturing reasons, as will be appreciated by those skilled in the art.

図４Ａに示すように更なる本発明の好ましい実施例では、外部カップ400を有している。外部カップ400は、中間カップ300の全部または一部周囲で、実質的に同軸的に嵌合している。外部カップ400も一般に円筒状構造を有し、第３入口端402から第３出口端404まで延びる段のある直径を有している。第３レセプタクル部406は、第３入口端402に隣接して位置する。第３レセプタクル部406は、中間カップ300の第２外側接合面318に対して嵌合する第３内側接合面416を有する。第３レセプタクル部406の外側面は、外部外側スリーブ部420を備えている。   In a further preferred embodiment of the present invention as shown in FIG. The outer cup 400 is fitted substantially coaxially around all or part of the intermediate cup 300. The outer cup 400 also has a generally cylindrical structure and has a stepped diameter extending from the third inlet end 402 to the third outlet end 404. The third receptacle part 406 is located adjacent to the third inlet end 402. The third receptacle portion 406 has a third inner joint surface 416 that fits with the second outer joint surface 318 of the intermediate cup 300. The outer surface of the third receptacle portion 406 includes an outer outer sleeve portion 420.

第３出口部分408は、第３レセプタクル部406から第３出口端404まで外部カップ400の筒状軸に沿って同軸的に延在する。第３出口部分408の平均直径は、望ましくは第３レセプタクル部406の平均外径より小さい。   The third outlet portion 408 extends coaxially along the cylindrical axis of the outer cup 400 from the third receptacle portion 406 to the third outlet end 404. The average diameter of the third outlet portion 408 is desirably smaller than the average outer diameter of the third receptacle portion 406.

第３レセプタクル部406および第３出口部分408は、第３内側接合面416から第３出口端404まで延びる第３内側面412を有する。図４Ａに示す実施例においては、第３内側面412は、ディスク状の部分により係合される2つの実質的に円筒状部分を有する（第３レセプタクル部406に１つ、そして第３出口部分408のもう１つ）。第３内側面412は一般に、第２外側面310の輪郭に接触させることなくその壁面と平行に設計され、その結果、外側環状通路414（図１を参照）が、中間カップ300および外部カップ400の間に形成される。   The third receptacle portion 406 and the third outlet portion 408 have a third inner side surface 412 that extends from the third inner joint surface 416 to the third outlet end 404. In the embodiment shown in FIG. 4A, the third inner surface 412 has two substantially cylindrical portions (one in the third receptacle portion 406 and a third outlet portion) that are engaged by the disc-like portion. Another one of 408). The third inner surface 412 is generally designed parallel to the wall surface without contacting the contour of the second outer surface 310 so that the outer annular passage 414 (see FIG. 1) is connected to the intermediate cup 300 and the outer cup 400. Formed between.

外側環状通路414は、そこを流れる燃料または窒素酸化物の所望の流量および他の流体特性を得るために十分である幅（第３出口端404で第２外側面310および第３内側面412間の直径距離で測定して）を有する。例えば、外側環状通路414は、約0.010および約0.045インチ間の幅を有することができる。ある実施例においては、幅は約0.020から約0.021インチであってもよい。もちろん他のサイズであってもよい。   The outer annular passage 414 has a width (between the second outer surface 310 and the third inner surface 412 at the third outlet end 404) that is sufficient to obtain the desired flow rate and other fluid characteristics of the fuel or nitrogen oxide flowing therethrough. Measured in diameter distance). For example, the outer annular passage 414 can have a width between about 0.010 and about 0.045 inches. In some embodiments, the width may be about 0.020 to about 0.021 inches. Of course, other sizes may be used.

第３出口部分408は、外部外側スリーブ部420から第３出口端404まで延びる第３外側面410を有する。第３外側面410は、エンジン空気取入口プレナム106の燃料噴射器レセプタクル104に嵌合するために用いられる。燃料噴射器102をできるだけそのオリジナルの位置近くに保ちながら、燃料噴射器102および吸入プレナム106の間に装着するように、好ましくはノズル100は設計されている。ある好ましい実施例においては、第３外側面410は、多くの異なるタイプの吸入プレナム106に嵌合するように、第３外側面410の形状は設計されている。また或る好ましい実施例では、吸入プレナム106を機械加工や補強せず、またエンジンに本質的な変更をせずに、第３外側面410が燃料噴射器レセプタクル104の中に嵌合するように設計されている。本発明は一般的には、吸入プレナム106に装着されると記載しているが、本発明はこれに限定されず、吸入プレナム106またはエンジンの他の部分に位置しても、またいかなる燃料噴射器レセプタクル104にも、取り付けが可能であることは当業者であれば理解可能である。図４Ｂで判るように、外部外側スリーブ部420は、燃料または窒素酸化物を外側環状通路414に送る外側環状通路吸気穴422を有する。外側環状通路吸気穴422は、燃料または窒素酸化物フローの所望量を供給できる大きさを設定することが可能である。外側環状通路吸気穴422のサイズ決定は、内側環状通路吸気穴322のサイズを決定する場合と同様に達成することができ、固定サイズまたは固定または交換可能なオリフィス・ジェット嵌合でサイズ決定を行うように出来る。当業者であれば、適切な固定式あるいはジェット式の外側環状通路吸気穴422を、過度の実験なしで所定のアプリケーション用に提供することは可能である。   The third outlet portion 408 has a third outer surface 410 that extends from the outer outer sleeve portion 420 to the third outlet end 404. The third outer surface 410 is used to mate with the fuel injector receptacle 104 of the engine air intake plenum 106. The nozzle 100 is preferably designed to be mounted between the fuel injector 102 and the intake plenum 106 while keeping the fuel injector 102 as close to its original position as possible. In certain preferred embodiments, the shape of the third outer surface 410 is designed so that the third outer surface 410 fits into many different types of suction plenums 106. Also, in certain preferred embodiments, the third outer surface 410 fits into the fuel injector receptacle 104 without machining or reinforcing the intake plenum 106 and without making substantial changes to the engine. Designed. Although the present invention is generally described as being attached to the intake plenum 106, the present invention is not so limited and may be located in the intake plenum 106 or other parts of the engine and any fuel injection. Those skilled in the art will appreciate that the receptacle receptacle 104 can also be attached. As can be seen in FIG. 4B, the outer outer sleeve portion 420 has an outer annular passage intake hole 422 that delivers fuel or nitrogen oxides to the outer annular passage 414. The outer annular passage intake hole 422 can be sized to supply a desired amount of fuel or nitrogen oxide flow. Sizing the outer annular passage intake hole 422 can be accomplished in the same manner as determining the size of the inner annular passage intake hole 322, with a fixed size or fixed or replaceable orifice jet fit. I can do it. One skilled in the art can provide a suitable fixed or jet outer annular passage intake hole 422 for a given application without undue experimentation.

外部カップ400は、また、燃料または窒素酸化物を外側環状通路吸気穴422に供給する外部カップ装着ボス424を有している。外部カップ装着ボス424は、いかなる種類のホース（図９の部材426を参照）あるいは継手（図９の部材428を参照）も、装着するのが可能である。本願明細書において、外部カップ装着ボス424は、上述の中間カップ装着ボス324と本質的に同じ方法で製造することが出来る。   The outer cup 400 also has an outer cup mounting boss 424 that supplies fuel or nitrogen oxides to the outer annular passage intake hole 422. The outer cup mounting boss 424 can mount any type of hose (see member 426 in FIG. 9) or fitting (see member 428 in FIG. 9). In this specification, the outer cup mounting boss 424 can be manufactured in essentially the same manner as the intermediate cup mounting boss 324 described above.

好ましい一実施例においては、外側環状通路吸気穴422は、外側環状通路414を通過する窒素酸化物や添加燃料の理想的流れを得るために、外側環状通路414に僅かに向けて配置されている。例えばある実施例においては、外側環状通路吸気穴422は、窒素酸化物や添加燃料を外側環状通路414に噴射するために、第３出口端404の方へ僅かに角度を向けて配置されている。また本実施例においては、外側環状通路吸気穴422は、窒素酸化物や添加燃料を噴射するために、外側環状通路414の接線方向に噴射するように配置されている。この方位への噴射が、流体の有益な渦巻き流を引き起こして、第３出口端404で均質混合物となることが判明している。しかしながら、特に外部カップ装着ボス424のようにノズル100の構造を変更しないで外側環状通路吸気穴422をドリルで穿設する必要があるために、この僅かな下方へ角度を付けるのは、ある程度制限されることになる。このようにこの下方への最大角度は、当業者であれば理解できるように、製造上の理由で制限される。   In a preferred embodiment, the outer annular passage intake hole 422 is positioned slightly toward the outer annular passage 414 to obtain an ideal flow of nitrogen oxides and added fuel through the outer annular passage 414. . For example, in one embodiment, the outer annular passage intake hole 422 is disposed at a slight angle toward the third outlet end 404 to inject nitrogen oxides or added fuel into the outer annular passage 414. . Further, in the present embodiment, the outer annular passage intake hole 422 is arranged to inject in the tangential direction of the outer annular passage 414 in order to inject nitrogen oxide and added fuel. It has been found that jetting in this orientation causes a beneficial vortex flow of the fluid resulting in a homogeneous mixture at the third outlet end 404. However, since it is necessary to drill the outer annular passage intake hole 422 without changing the structure of the nozzle 100, especially like the external cup mounting boss 424, the slight downward angle is limited to some extent. Will be. Thus, this maximum downward angle is limited for manufacturing reasons, as will be appreciated by those skilled in the art.

内部、中間、外部の夫々のカップ200、300、400は、いかなる適切な材料を用いても製造することが可能である。適切な材料には、内燃機関およびエンジン室の温度と振動に重大な品質低下とならずに耐えることが可能である材質が含まれる。本発明のこの実施例と他の実施例における例示的な材料には、黄銅、アルミニウム、鋼、マグネシウムおよびプラスチックが含まれる。これらの材料は好ましくは、容易に、そして経済的に機械加工し、或いは所望の形状に鋳造することが可能である。金属は例えば、4-軸回転センタ（すなわちコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工）を使用して、機械加工することができる。そしてプラスチックは、射出成型であってもよい。他の製造法には、金属射出成型（MIM）、粉末射出成型（PIM）およびチキソトロピック成型が含まれる。もちろん、他のいかなる適切な材料もおよび製造方法も、本発明の実施例を実施するために用いることができる。   The inner, intermediate and outer cups 200, 300, 400 can be manufactured using any suitable material. Suitable materials include materials that can withstand the temperature and vibration of internal combustion engines and engine rooms without significant quality degradation. Exemplary materials in this and other embodiments of the present invention include brass, aluminum, steel, magnesium and plastic. These materials are preferably easily and economically machined or can be cast into the desired shape. The metal can be machined using, for example, a 4-axis rotation center (ie, computer numerical control (CNC) machining). The plastic may be injection molded. Other manufacturing methods include metal injection molding (MIM), powder injection molding (PIM) and thixotropic molding. Of course, any other suitable materials and manufacturing methods can be used to practice embodiments of the present invention.

上記各種カップを製造するために特に成型された所定の横断面を有する押出加工品を、機械加工するプロセスから始めることによって、金属部本体も又、さらに経済的に製造することができる。例えば図５に示すような押出加工品を成型し、例えば丸くて矩形の棒材のような従来の横断面をした金属材質を加工するよりも機械加工を減らし、また無駄になる材料も減少させることができる。この種の形状は、正味形状の機械加工効果と言われている。図５において示す押出加工品500は、いわゆる「耳たぶ」付きの押出加工品であり、中間カップ300および外部カップ400をさらに経済的に機械加工するために用いられる。耳たぶ付き押出加工品500は、機械加工無しでカップの中間外側スリーブ部320、外部外側スリーブ部420に用いる直径と形状を有した円形部502で構成されている。さらにこの耳たぶ付き押出加工品500は、中間カップ装着ボス324および外部カップ装着ボス424を、機械加工が少なく或いは全く必要とせずに成形するのに適した、耳たぶ部504を有している。場合によっては、押出加工品は更に、第２内側面312および第３内側面412を形成する為にほとんど付加的な機械加工が必要としないように、穴506を有しても良く、或いはまた耳たぶ付き押出加工品は、穴が無くてもよい。他の押出加工品の形状も、製造効果を上げる為に使用することが可能である。   The metal part body can also be produced more economically by starting with a process of machining extruded products having a predetermined cross-section specifically shaped to produce the various cups. For example, an extruded product as shown in FIG. 5 is molded, and machining is reduced and a waste material is also reduced as compared with processing a conventional metal material having a cross section such as a round and rectangular bar. be able to. This type of shape is said to be a net shape machining effect. An extruded product 500 shown in FIG. 5 is an extruded product with a so-called “earlobe”, and is used for further economically machining the intermediate cup 300 and the outer cup 400. The extruded product 500 with the earlobe is composed of a circular portion 502 having a diameter and a shape used for the intermediate outer sleeve portion 320 and the outer outer sleeve portion 420 of the cup without machining. Further, the extruded product 500 with the earlobe has an earlobe portion 504 suitable for molding the intermediate cup mounting boss 324 and the outer cup mounting boss 424 with little or no machining. In some cases, the extrudate may further include a hole 506 so that little additional machining is required to form the second inner surface 312 and the third inner surface 412, or alternatively The extruded product with the earlobe may have no holes. Other extrudate shapes can also be used to increase manufacturing effectiveness.

図６は、図５に示された押出加工品に類似した押出加工品から部分的に製造された本発明の実施例を示す。図６の実施例において、中間カップ300および外部カップ400は、同一の押出加工品（内部カップ200は、図６に示されない）から作られる。   FIG. 6 shows an embodiment of the present invention partially manufactured from an extruded product similar to the extruded product shown in FIG. In the embodiment of FIG. 6, the intermediate cup 300 and the outer cup 400 are made from the same extruded product (the inner cup 200 is not shown in FIG. 6).

図１に明確に示されているように、内部カップ200、中間カップ300、外部カップ400が、ノズル100を形成するために、順次それぞれの内部に組み立てられる。すなわち内部カップ200は、第１外側接合面218と第２内側接合面316との接触によって、中間カップ300内の所定の位置に保持されている。また中間カップ300は、第２外側接合面318と第３内側接合面416との接触によって、外部カップ400内の所定の位置に保持されている。内部カップ200、中間カップ300および外部カップ400は、通常使用では分離しない干渉嵌合または摩擦嵌合となるように、一体的にプレス加工してもよいし、或いはこれら3つのカップは、強力かつ高温のエポキシまたは接着剤で貼り付けたり、溶接または他の適切な方法によって相互に接着させてもよい。例えば、カップがプラスチックから製造される実施例では、カップは、圧縮固定、超音波溶接、或いは接着粘着して、相互に接合させてもよい。金属製の実施例では、ブレイズ溶接、レーザー溶接、マイクロ・アークTIG（タングステン/不活性気体）溶接、等で一体化加工してもよい。その他の組み立て方法も、本願明細書における開示を参照すれば、当業者にとっては明らかである。   As clearly shown in FIG. 1, an inner cup 200, an intermediate cup 300, and an outer cup 400 are sequentially assembled into their respective interiors to form the nozzle 100. That is, the inner cup 200 is held at a predetermined position in the intermediate cup 300 by the contact between the first outer joint surface 218 and the second inner joint surface 316. The intermediate cup 300 is held at a predetermined position in the outer cup 400 by the contact between the second outer joint surface 318 and the third inner joint surface 416. The inner cup 200, the intermediate cup 300 and the outer cup 400 may be pressed together to provide an interference fit or friction fit that does not separate in normal use, or these three cups are powerful and It may be affixed with hot epoxy or adhesive, or bonded together by welding or other suitable methods. For example, in embodiments where the cup is made from plastic, the cups may be joined together by compression fixation, ultrasonic welding, or adhesive adhesion. In the embodiment made of metal, it may be integrally processed by blaze welding, laser welding, micro arc TIG (tungsten / inert gas) welding, or the like. Other assembly methods will be apparent to those skilled in the art upon review of the disclosure herein.

第１外側接合面218と第２内側接合面316間、そして第２外側接合面318と第３内側接合面416間との接触で、これら3つのカップをしっかりと所定の位置に保持するのに十分ではあるが、これらの接触による所定の位置への保持を補充することは、さらに望ましい。   The contact between the first outer joint surface 218 and the second inner joint surface 316, and between the second outer joint surface 318 and the third inner joint surface 416, holds the three cups firmly in place. Although sufficient, it is further desirable to replenish the hold in place by these contacts.

図７には、中間カップ300および外部カップ400に関して、それぞれの出口端を相互に関連した適所に保持するための付加的な構造を設けた本発明の実施例が示されている。図７は、組み立てられた本発明の実施例に係る出口端の概観図である。内部カップ200の第１出口端204は、中間カップ300の第２出口端304から僅かに突出し、さらに中間カップ300の第２出口端304は、外部カップ400の第３出口端404から僅かに突出している。第１出口端204は、内部カップの筒状軸に対して垂直な平面を形成して実質的に平坦である円周縁230を有する。この円周端230は鋭利であってもよく、その結果、それは内カップ200から噴射される燃料流のせん断を促進する機能を有する。第２出口端304は、第２内側面312から第１外側面210に放射状に延び、かつ内部カップ200に対して中間カップ300を適所に保持する多くの中間カップ保持フィンガ330を備えている。第３出口端404は、第３内側面412から第２外側面310に放射状に延び、かつ中間カップ300に対して外部カップ400を適所に保持する多くの中間カップ保持フィンガ430を備えている。窒素酸化物または燃料は、内側環状通路内314と外側環状通路414から、保持フィンガ330、430の間隙、そして、最終的にはエンジン気体取入口弁へ移動する気体流に流れることになる。すなわち燃料および窒素酸化物の移動経路は、図7の矢により示されている。   FIG. 7 shows an embodiment of the present invention that provides an additional structure for the intermediate cup 300 and the outer cup 400 to hold the respective outlet ends in place relative to each other. FIG. 7 is a schematic view of an assembled outlet end according to an embodiment of the present invention. The first outlet end 204 of the inner cup 200 slightly protrudes from the second outlet end 304 of the intermediate cup 300, and the second outlet end 304 of the intermediate cup 300 slightly protrudes from the third outlet end 404 of the outer cup 400. ing. The first outlet end 204 has a circumferential edge 230 that forms a plane perpendicular to the cylindrical axis of the inner cup and is substantially flat. This circumferential end 230 may be sharp so that it has the function of promoting shearing of the fuel flow injected from the inner cup 200. The second outlet end 304 includes a number of intermediate cup retaining fingers 330 that extend radially from the second inner surface 312 to the first outer surface 210 and hold the intermediate cup 300 in place relative to the inner cup 200. The third outlet end 404 includes a number of intermediate cup retaining fingers 430 that extend radially from the third inner surface 412 to the second outer surface 310 and hold the outer cup 400 in place relative to the intermediate cup 300. Nitrogen oxide or fuel will flow from the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 to the gas flow that travels to the gap between the holding fingers 330, 430 and ultimately to the engine gas inlet valve. That is, the movement paths of fuel and nitrogen oxides are indicated by arrows in FIG.

改良されたエンジン性能は概して、燃料および窒素酸化物が噴霧化され混合される程度（均質にされる）が増加することによって得ることが可能である。したがってノズル100は、好ましくは窒素酸化物および燃料の混合体が低穿通性で、低拡散性で、かつ高噴霧化されたスプレーを提供することが望まれる。又このスプレーパターンは、窒素酸化物および燃料の組合せが、吸気弁が閉じられるときに吸入プレナム中へはね返り戻ってしまうのを防止することが出来る。更に又、本発明の窒素酸化物と添加燃料（あるとすれば）が燃料噴射器102から同軸状に噴射されると、燃料の噴霧化を向上させることが可能となる。稼動中は、燃料噴射器102から噴射された燃料は、燃料噴射器中心通路214を通過するようになる。またほぼ同時に内側環状通路内314と外側環状通路414を通過した窒素酸化物は、ノズル100の第２および第３出口端304、404から絞り出されつつ送出される。加圧された窒素酸化物は、最初は液体であるが、ノズル100から絞り出されつつ送出されると、即座に気体状に瞬間噴射される。燃料噴射器102からの燃料が、ノズルの第１出口端204を通過するにつれて燃料は、内側環状通路内314と外側環状通路414から噴射される膨張した窒素酸化物の霧状体によって切り裂かれ、燃料噴射化を促進することが出来る。添加燃料がノズル100（湿式システム）を通して提供される実施例においては、添加燃料は内側環状通路214によって好ましくは噴射され、その結果、添加燃料は内側環状通路を出るときには、その添加燃料も膨張した窒素酸化物の霧状体によって切り裂かれる。   Improved engine performance can generally be obtained by increasing the degree to which fuel and nitrogen oxides are atomized and mixed (homogenized). Accordingly, it is desirable for the nozzle 100 to provide a spray that is preferably a low penetrability, low diffusivity, and high atomization mixture of nitrogen oxides and fuel. This spray pattern can also prevent the nitrogen oxide and fuel combination from splashing back into the intake plenum when the intake valve is closed. Furthermore, when the nitrogen oxide of the present invention and the added fuel (if any) are injected coaxially from the fuel injector 102, the atomization of the fuel can be improved. During operation, the fuel injected from the fuel injector 102 passes through the fuel injector central passage 214. At the same time, the nitrogen oxides that have passed through the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 are sent out while being squeezed out from the second and third outlet ends 304 and 404 of the nozzle 100. The pressurized nitrogen oxide is initially liquid, but when it is sent out while being squeezed out from the nozzle 100, it is instantaneously injected in a gaseous state immediately. As the fuel from the fuel injector 102 passes through the first outlet end 204 of the nozzle, the fuel is torn by the expanded nitrogen oxide mist injected from the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414; Fuel injection can be promoted. In embodiments in which additive fuel is provided through the nozzle 100 (wet system), the additive fuel is preferably injected by the inner annular passage 214 so that when the additive fuel exits the inner annular passage, the additive fuel also expands. It is torn by a nitric oxide mist.

内側環状通路内314と外側環状通路414、および第１、第２、第３出口端204、304、404は、液体から気体へ変化する際にタイミング的に早過ぎるのを防止し、低穿通性で低拡散性のガス状の窒素酸化物スプレーを生成するように形成することで、最適流および最適噴霧化を提供するよう構成されている。例えば、図７の実施例において、内側環状通路内314と外側環状通路414は、不必要な液体から気体への変換を回避するために、滑らかな壁を有することができる。そして、第２、第３出口端304、404の内側面は、燃料、空気および窒素酸化物の混合を進める城郭状の切込み332、432を備えている。例えば図７に示すような平面的な切断側を有している城郭状の切込み332、432は、特に比較的低速回転のエンジンでは、燃料の噴霧化および均質化を改良出来ることが分かっている。城郭状の切込みは、窒素酸化物および燃料混合がノズル100を離れた後に衝突壊するときに起こる「崩壊フロー」と称する流体状態を生成する。流体が高圧錐状流の中で低圧領域の方へ吸い込まれる時に、この崩壊作用が起こり、これはコアンダ効果としばしば称される。   The inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 and the first, second and third outlet ends 204, 304, 404 prevent premature timing when changing from liquid to gas, and have low penetration. And is configured to produce an optimal flow and atomization by forming a low diffusibility gaseous nitrogen oxide spray. For example, in the embodiment of FIG. 7, the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 can have smooth walls to avoid unnecessary liquid to gas conversion. The inner side surfaces of the second and third outlet ends 304 and 404 are provided with castle-shaped cuts 332 and 432 that promote mixing of fuel, air, and nitrogen oxides. For example, castle-shaped cuts 332, 432 having a planar cut side as shown in FIG. 7 have been found to improve fuel atomization and homogenization, particularly in engines with relatively low speed rotation. . The castle cuts create a fluid state called “collapse flow” that occurs when the nitrogen oxide and fuel mixture crashes after leaving the nozzle 100. This collapse action occurs when fluid is sucked into the low pressure region in the high pressure conical flow, often referred to as the Coanda effect.

比較的高速回転のエンジンのために設計される他の実施例では、城郭状の切込み332、432は、時々“渦巻き流”と言われるものを生成するために用いられる。渦巻き流は、弁への吸入流に沿って、細かく噴霧化され均質化された窒素酸化物および燃料混合を搬送する環状の中空スプレーの霧状体を生成する。渦巻き流は、城郭状の切込み332、432を分岐し、角度を付けることで促進される。   In other embodiments designed for relatively high speed engines, castle-shaped cuts 332, 432 are used to create what are sometimes referred to as “spiral flow”. The swirl flow produces an annular, hollow spray mist carrying finely atomized and homogenized nitrogen oxide and fuel mixture along the inlet flow to the valve. The spiral flow is promoted by branching and angled the castle-shaped cuts 332 and 432.

第２および第３出口の城郭状の切込み332、432は、所望の崩壊、渦巻きまたは他の流れ状態を生成するいかなるサイズでもよい。崩壊フローを起こすように設計された一実施例において、例えば第２出口の城郭状の切込み332は、幅が約0.020から約0.100インチ、深さが約0.010から約0.040インチ（第２出口端304からの距離）、にすることが出来る。また本実施例においては、第３出口城郭状の切込み432は、幅が約0.050から約0.150インチ、深さが約0.010から約0.060インチ、にすることが出来る。   The second and third outlet castle cuts 332, 432 may be any size that produces the desired collapse, vortex or other flow conditions. In one embodiment designed to cause collapse flow, for example, the second outlet castle notch 332 has a width of about 0.020 to about 0.100 inches and a depth of about 0.010 to about 0.040 inches (second outlet end 304). Distance). Also, in this embodiment, the third exit castle-shaped cut 432 can have a width of about 0.050 to about 0.150 inches and a depth of about 0.010 to about 0.060 inches.

例えば、内側環状通路内314と外側環状通路414を等高線に沿わせるために第１および第２外側面210、310並びに第２および第３内側面312、412に等高線を形成するような、追加的な処置を行い、渦状態または崩壊フロー状態を促進させることも可能である。例えば、環状通路には、逆回転する渦巻き流を促進するために、逆回転するヘリカル***を付けてもよい。さらに保持フィンガ330、430は、渦および崩壊フローを促進するために、城郭状の切込み332、432と協動することができる。また窒素酸化物、燃料および空気の混成を促進するために、第１、第２、第３出口端204、304、404のいずも他の形状に製造してもよい。そして、他のバリエーションも、本願明細書における開示を参照にすれば当業者にとって明らかであり、本発明の範囲内である。例えば、本発明の実施例は、城郭状の切込み332、432または保持フィンガ330、430を付けなくとも構成することが可能である。本発明の作動に関する前述の説明は単に例示的であり、本発明はそのような特定の作動理論に限定するものではない。   For example, additional contours may be formed in the first and second outer surfaces 210, 310 and the second and third inner surfaces 312, 412 to conform the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 to the contour lines. It is also possible to take appropriate measures to promote vortex or collapse flow conditions. For example, the annular passage may be provided with a helical ridge that rotates counterclockwise to promote a counterclockwise spiral flow. Furthermore, the retaining fingers 330, 430 can cooperate with the castle-shaped cuts 332, 432 to promote vortex and collapse flow. Also, any of the first, second and third outlet ends 204, 304, 404 may be manufactured in other shapes to facilitate the mixing of nitrogen oxides, fuel and air. Other variations will be apparent to those skilled in the art with reference to the disclosure herein and are within the scope of the invention. For example, embodiments of the present invention can be configured without castle-shaped cuts 332, 432 or retaining fingers 330, 430. The foregoing description of the operation of the present invention is exemplary only and the present invention is not limited to such a specific theory of operation.

崩壊フローおよび渦巻き流のアプリケーションにおいて、窒素酸化物の霧状体があまりにも燃料噴射器中心通路214中に入り込むと（そして湿式システムの添加燃料を流すいかなる内側環状通路内314も）、いわゆる燃料「チョーク・オフ現象」が起こることがある。このチョーク・オフ現象は、比較的高圧力のかかった窒素酸化物の霧状体が、比較的低圧力燃料の流れを妨げる時に発生する。そしてチョーク・オフ現象は、出口端204、304、404をジグザグに配置することで、減少または除去することが可能であることが分かっている。図７に示すように、第１出口端204は好ましくは、第２出口端304より、はるかにノズル100から突出し、第２出口端304は好ましくは、第３出口端404より、はるかに突出している。適度となるジグザグ配置の程度は、アプリケーションにより異なる。例えば連続する出口端間のジグザグ距離を約0.010から約0.100インチにすることは、チョーク・オフ現象を減少させるのに有用であり、あるアプリケーションでは、約0.050インチの連続した出口端間のジグザグ距離が、役立つことが分かっている。   In a collapsed flow and swirl flow application, if the nitric oxide mist enters too much into the fuel injector central passage 214 (and within any inner annular passage 314 that carries the additive fuel of the wet system), the so-called fuel " “Choke-off phenomenon” may occur. This choke-off phenomenon occurs when a relatively high pressure nitrogen oxide mist obstructs the flow of relatively low pressure fuel. It has been found that the choke-off phenomenon can be reduced or eliminated by arranging the outlet ends 204, 304, 404 in a zigzag manner. As shown in FIG. 7, the first outlet end 204 preferably projects farther from the nozzle 100 than the second outlet end 304, and the second outlet end 304 preferably projects farther than the third outlet end 404. Yes. The degree of the appropriate zigzag arrangement varies depending on the application. For example, reducing the zigzag distance between successive exit ends from about 0.010 to about 0.100 inches is useful in reducing choke-off phenomena, and in some applications, the zigzag distance between successive exit ends is about 0.050 inches. But it turns out to be useful.

このジグザグ配置は、窒素酸化物の霧状体が余りにも燃料供給路に進入することを防止し、それによってチョーク・オフ現象を削減することが出来るようにする。加えて、城郭状の切込み332、432を目盛り状に配置すると（すなわちノズル100の円周周辺に、城郭状の切込み332、432をジグザグ配置する）、チョーク・オフ現象を削減して、全くそれを除去できることが分かっている。例えば図７の実施例では、ノズル100の円周でジグザグした目盛り状に配置した城郭状の切込み332、432が用いられている。保持フィンガ330、430もまた、各々の保持フィンガ330、430で一部の流れを止めることにより、チョーク・オフ現象を削減するのに役立っている。   This zigzag arrangement prevents the nitrogen oxide mist from entering the fuel supply path too much, thereby reducing the choke-off phenomenon. In addition, if the castle-shaped cuts 332 and 432 are arranged in a scale (that is, the castle-shaped cuts 332 and 432 are arranged around the circumference of the nozzle 100), the choke-off phenomenon is reduced and it is completely It can be removed. For example, in the embodiment of FIG. 7, castle-shaped cuts 332 and 432 arranged in a scale zigzag around the circumference of the nozzle 100 are used. The holding fingers 330, 430 also help reduce choke-off phenomena by stopping some flow at each holding finger 330, 430.

また第１、第２、第３出口端204、304、404のジグザグ配置は、ノズル100を様々な形の燃料噴射器レセプタクルに嵌め込むために必要ないしは望ましい。この種のノズル100は、さまざまな製造業者により生産されるエンジンや、さまざまな異なるタイプの燃料噴射器102を付けたエンジンに装着することができる。   Also, the zigzag arrangement of the first, second and third outlet ends 204, 304, 404 is necessary or desirable to fit the nozzle 100 into various forms of fuel injector receptacles. This type of nozzle 100 can be mounted on engines produced by various manufacturers and with various different types of fuel injectors 102.

本発明によって提供される付加的な噴霧化および通過特性は、従来の窒素酸化物供給システムより優れ、エンジンを損傷する可能性やエンジンを改造する必要性を減らして、パワー出力を増加させることが可能である。マルチポイント燃料噴射式のエンジンに使用する従来の窒素酸化物供給システムは概して、オリジナルの燃料噴射器で噴射される燃料の噴霧化を大幅に増加させることはない。その理由は従来の窒素酸化物ノズルが、燃料噴射器の先端の方へ狙いを定めるように吸入プレナムに装着されていないからである。さらにまた、MPFIエンジンで使用する従来の窒素酸化物供給システムは、崩壊フローおよび渦巻き流を発生させることは出来ず、また本発明として同じ程度および制御の容易さで、燃料チョーク・オフ現象を防止するのには適していない。   The additional atomization and passage characteristics provided by the present invention are superior to conventional nitrogen oxide delivery systems and can increase power output by reducing the possibility of engine damage and the need to modify the engine. Is possible. Conventional nitrogen oxide delivery systems for use in multipoint fuel injection engines generally do not significantly increase the atomization of fuel injected with the original fuel injector. The reason is that conventional nitrogen oxide nozzles are not mounted on the intake plenum to aim towards the tip of the fuel injector. Furthermore, the conventional nitrogen oxide supply system used in MPFI engines cannot generate collapse flow and swirl flow, and prevents the fuel choke-off phenomenon with the same degree and ease of control as the present invention. Not suitable for doing.

本発明による効率性の改善は、上記の因子、すなわち改良された燃料の流れ方や削減されたチョーク・オフ現象に依存し、更にエンジンに供給される燃料および窒素酸化物の量にも依存する。内側環状通路内314と外側環状通路414の両方が窒素酸化物（乾式システム）を搬送するために用いられる本発明の複数の実施例においては、パワー出力の増加は燃料をエンジンに送るための燃料ポンプの能力により制限される。一方、湿式システム（つまり環状通路のうちの1本が、エンジンに添加燃料を噴射する）においては、パワー出力の増加は、エンジン構造だけで制限される。エンジンに供給される添加燃料（使用する場合）の量および窒素酸化物は、内側環状通路吸気穴322と外側環状通路吸気穴422、内側環状通路内314と外側環状通路414、保持フィンガ330、430、城郭状の切込み332、432および本願明細書の開示事項から当業者にとって明らかである他の因子、等のサイズに依存する。また本発明によって供給される燃料および窒素酸化物の量および比率は、燃料および窒素酸化物の供給圧力および窒素酸化物供給システムの噴射能力に依存する。   The efficiency improvement according to the present invention depends on the above factors, namely improved fuel flow and reduced choke-off phenomena, and also on the amount of fuel and nitrogen oxides supplied to the engine. . In embodiments of the present invention in which both the inner annular passage 314 and the outer annular passage 414 are used to carry nitrogen oxides (dry system), the increased power output is fuel for delivering fuel to the engine. Limited by pump capacity. On the other hand, in a wet system (ie one of the annular passages injects added fuel into the engine), the increase in power output is limited only by the engine structure. The amount of additive fuel (if used) and nitrogen oxides supplied to the engine are determined by the inner annular passage intake hole 322 and outer annular passage intake hole 422, inner annular passage inner 314 and outer annular passage 414, retaining fingers 330, 430. Depending on the size of the castle cuts 332, 432 and other factors that will be apparent to those skilled in the art from the disclosure herein. Also, the amount and ratio of fuel and nitrogen oxide supplied by the present invention depends on the fuel and nitrogen oxide supply pressure and the injection capacity of the nitrogen oxide supply system.

1つの例示的なアプリケーションにおいては、本発明のノズル100は、ディアボーン、ミシガン州に本社を置くフォードモーター社から入手可能な、1999マスタングGT（'99式ムスタング）で作動するのに適している。この'99式ムスタング・エンジンは、4.6リットルの単式オーバヘッド・カム式である。本発明の好ましい実施例では、'99式ムスタングの各々の燃料噴射器102と吸入プレナムの間に設置された。燃料噴射器102は、'99ム式ムスタングに備えられているオリジナルのデンソーF1ZE-C2A燃料噴射器であった。またこの実施例は、湿式のシステムとして作動し、添加燃料は内側環状通路314によって供給され、窒素酸化物は外側環状通路414によって供給された。   In one exemplary application, the nozzle 100 of the present invention is suitable for operation with a 1999 Mustang GT ('99 Mustang), available from Ford Motor Company, headquartered in Dearborn, Michigan. . This '99 Mustang engine is a 4.6 liter single overhead cam type. In the preferred embodiment of the present invention, each '99 Mustang was installed between each fuel injector 102 and the intake plenum. The fuel injector 102 was the original Denso F1ZE-C2A fuel injector provided in the '99 Mustang. This example also operated as a wet system, with added fuel supplied by the inner annular passage 314 and nitrogen oxides supplied by the outer annular passage 414.

このシステムでは、全8つの燃料噴射器の位置に実質的に同一の真鍮製のノズル100が含まれる。各々のノズル100は、燃料噴射器の先端110から約0.690インチの位置にある第１出口端204に2度のテーパー角で開き、約0.104インチの最小直径を有する燃料噴射器中心通路を有している。各ノズルの内側環状通路314は、約0.013から約0.014インチの幅を有している。城郭状の第２出口端304は、第１出口端204から約0.050インチ前でジグザグ配置されている。各々6つの均一に間隔を置いた城郭状の切込み332は、約0.060インチ幅で、第２出口端304から約0.024インチだけ延在する。各々のノズルの外側環状通路414は、約0.020から約0.021インチ幅を有している。城郭状の第３出口端404は、第２出口端304から約0.050インチだけ前にジグザク配置されている。各々6つの均一に間隔を置いた城郭状の切込み432は、ほぼ0.094インチ幅で、第３出口端404から約0.030インチだけ延在する。   In this system, a substantially identical brass nozzle 100 is included at all eight fuel injector locations. Each nozzle 100 opens at a first outlet end 204 located approximately 0.690 inches from the fuel injector tip 110 with a 2 degree taper angle and has a fuel injector central passage having a minimum diameter of approximately 0.104 inches. ing. The inner annular passage 314 of each nozzle has a width of about 0.013 to about 0.014 inches. The castle-shaped second outlet end 304 is zigzag disposed about 0.050 inches in front of the first outlet end 204. Each of the six evenly spaced castle-shaped cuts 332 is about 0.060 inches wide and extends from the second outlet end 304 by about 0.024 inches. The outer annular passage 414 of each nozzle has a width of about 0.020 to about 0.021 inches. The castle-shaped third outlet end 404 is zigzag about 0.050 inch in front of the second outlet end 304. Each of the six evenly spaced castle-shaped cuts 432 is approximately 0.094 inches wide and extends from the third outlet end 404 by about 0.030 inches.

オリジナルの燃料噴射器102の燃料流量率は、毎時約19ポンド（pph）であった。補助燃料は、毎インチ平方当り43ポンド（psi）で、0.012インチのオリフィス・ジェットを通して約10pphの流速で、内側環状通路314によって供給されている。窒素酸化物は、950psiで、0.018インチのオリフィス・ジェットによる約98pphの流速で、外側環状通路414によって供給されている。   The fuel flow rate of the original fuel injector 102 was about 19 pounds per hour (pph). Auxiliary fuel is supplied by the inner annular passage 314 at a flow rate of about 10 pph through a 0.012 inch orifice jet at 43 pounds per square inch (psi). Nitrogen oxide is supplied by the outer annular passage 414 at a flow rate of about 98 pph with a 0.018 inch orifice jet at 950 psi.

'99式ムスタングは、自動車の被駆動後輪で力およびトルク出力を測定するシャシ・ダイナモメータ上で作動させた。‘99式ムスタングの駆動列による摩擦損失は、約20%から25%と推定された。いくつかの試験が行われ、例示的なダイナモメータ試験の結果が図８に示されている。このダイナモメータ試験は、上述の本発明の例示的実施例によって、エンジンの作動速度範囲で、約85馬力の出力増加、および約100ft-1bfのトルク出力増加を示した。すなわちこの結果は、約38%から約45%のパフォーマンス増を意味することになる。駆動列摩擦損失を割引した後には、本発明の例示的実施例は、約100馬力の出力増および約125ft-1bfのトルク増加を提供したことになる。   The '99 Mustang was operated on a chassis dynamometer that measured force and torque output at the driven rear wheels of the car. The friction loss due to the '99 Mustang drive train was estimated to be about 20% to 25%. Several tests were performed and the results of an exemplary dynamometer test are shown in FIG. This dynamometer test showed an increase in power output of about 85 horsepower and an increase in torque output of about 100 ft-1bf over the engine operating speed range, according to the exemplary embodiment of the present invention described above. In other words, this result means a performance increase of about 38% to about 45%. After discounting the drive train friction loss, the exemplary embodiment of the present invention provided an output increase of about 100 horsepower and a torque increase of about 125 ft-1 bf.

本発明のさまざまな部品の寸法については、最後にいくつかの考慮により拘束されることがあり、これには以下の点が含まれる。すなわち、材料の強度と機械加工性または鋳造性、燃料噴射器102のサイズ、吸入プレナム106（またはノズルが挿入される他のエンジン構造物）の燃料噴射器レセプタクル104のサイズ、およびエンジンまたはエンジン室中の利用可能な空間量、等である。図１に示した実施例では（すなわち直径がそれぞれ異なる２つの円柱形部分が、垂直なディスク状の部分により係合されている実施例では）、全体形状を削減でき、かつ本発明のノズルが装着されない場合と略同一の位置近くに、燃料噴射器ノズル110を設置できることが分かっている。本発明のノズルを収納できるスペースを有する他の実施例においては、本発明を参照して当業者であれば、ノズル100は他の構成が可能である点は自明である。   The dimensions of the various parts of the present invention may finally be constrained by some considerations, including the following: Material strength and machinability or castability, size of fuel injector 102, size of fuel injector receptacle 104 of intake plenum 106 (or other engine structure into which the nozzle is inserted), and engine or engine compartment The amount of space available, etc. In the embodiment shown in FIG. 1 (i.e. in an embodiment in which two cylindrical portions of different diameters are engaged by a vertical disc-like portion), the overall shape can be reduced and the nozzle of the present invention It has been found that the fuel injector nozzle 110 can be installed near approximately the same position as when not installed. In other embodiments having a space in which the nozzle of the present invention can be accommodated, it will be apparent to those skilled in the art with reference to the present invention that the nozzle 100 may have other configurations.

更に図９に示すような本発明の実施例は、吸入プレナム106またはエンジン室環境を改造せずに、エンジン室内部で作動するのに適している。図９は、デトロイト、ミシガン州に本社のあるゼネラルモーターズ社から入手可能なLS1（コルベット）エンジンに組み込まれる本発明に係る８つの同一ノズル100を示す。ノズル100は、８台の工場オリジナルの燃料噴射器102と吸入プレナム900の間に装着されている。燃料レール902は、燃料噴射器102に燃料を供給するために燃料噴射器102に装着されている。各々のノズル100は、管、パイプまたはホースによって２つのチャネル分配ブロック904に接続している。分配ブロック904の各々のチャネルは、燃料または窒素酸化物のための別々の通路を提供し、各々のチャネルは、気体および液体に対して気密性を有している。ホース326の第１組は、分配ブロック904の第１チャンネルを中間カップ装着ボス324に接続する（従って内側環状通路吸気穴322に接続する）。オリフィス・ジェットは、中間カップ装着ボス324または中間カップ継手328内に配置してもよい。   Further, the embodiment of the present invention as shown in FIG. 9 is suitable for operation in the engine compartment without modifying the suction plenum 106 or engine compartment environment. FIG. 9 shows eight identical nozzles 100 according to the present invention incorporated into an LS1 (Corvette) engine available from General Motors, headquartered in Detroit, Michigan. The nozzle 100 is mounted between eight factory original fuel injectors 102 and a suction plenum 900. The fuel rail 902 is attached to the fuel injector 102 to supply fuel to the fuel injector 102. Each nozzle 100 is connected to two channel distribution blocks 904 by tubes, pipes or hoses. Each channel of distribution block 904 provides a separate passage for fuel or nitrogen oxide, and each channel is gas and liquid tight. A first set of hoses 326 connects the first channel of the distribution block 904 to the intermediate cup mounting boss 324 (and thus connects to the inner annular passage intake hole 322). The orifice jet may be located in the intermediate cup mounting boss 324 or the intermediate cup joint 328.

ホース426の第２組は、分配ブロック904の第２チャネルを外部カップ装着ボス424に接続する（従って外側環状通路吸気穴422に接続する）。オリフィス・ジェットが、外部カップ装着ボス424又は外部カップ継手428内に配置されていてもよい。図９の構成は、湿式の窒素システムおよび乾式の窒素システムの両方で作動するのに適している。湿式のシステムにおいては、分配ブロック904の第１チャンネルは、第１チャンネル吸気穴906を経由して添加燃料を供給し、第２チャネルは、第２チャネル吸気穴908を経由して窒素酸化物を供給する。また乾式システムにおいては、両方のチャネルは窒素酸化物を供給する。   A second set of hoses 426 connects the second channel of the distribution block 904 to the outer cup mounting boss 424 (and thus connects to the outer annular passage intake hole 422). An orifice jet may be located in the outer cup mounting boss 424 or the outer cup joint 428. The configuration of FIG. 9 is suitable for operation with both wet and dry nitrogen systems. In the wet system, the first channel of the distribution block 904 supplies additive fuel via the first channel intake hole 906 and the second channel receives nitrogen oxides via the second channel intake hole 908. Supply. In a dry system, both channels supply nitrogen oxides.

図９に示すアセンブリは、本発明のノズル100が据え付けられると、それらの最初の位置から離れてどのように燃料噴射器102および燃料噴射器レール902を上昇させるかについて示し、それによってインジェクタレール902の「積み重ね高さ」を上昇させるかについて示している。多くのMPFIエンジンにおいて、エンジンまたはエンジン室（すなわちエンジン・アクセサリおよびフード）は、特に通常はエンジンから上に比較的高く設置されている燃料レール902周囲の領域においては、出来るだけコンパクトに設計されている。政府保安規程、業界標準および安全懸念は、燃料レール902は自動車または他の部材のフードから特定の距離を置くように規定している。スペース的な制限や規則が適用される場所では、出来るだけ低い積み重ね高さとなるノズル100を設けることが好ましい。   The assembly shown in FIG. 9 shows how the fuel injector 102 and fuel injector rail 902 are lifted away from their initial position when the nozzles 100 of the present invention are installed, thereby causing the injector rail 902 to rise. It shows whether to increase the “stacking height”. In many MPFI engines, the engine or engine compartment (ie, engine accessories and hood) is designed to be as compact as possible, especially in the area around the fuel rail 902, which is usually placed relatively high above the engine. Yes. Government security regulations, industry standards and safety concerns stipulate that the fuel rail 902 should be at a specific distance from the hood of an automobile or other component. In places where space restrictions and rules apply, it is preferable to provide nozzles 100 that have the lowest stacking height possible.

本発明の一実施例においてノズル100は、燃料レール902および噴射器102の積み重ね高さを、約0.25インチから約1.25インチだけ上げるという本発明の利点を提供するように設計されている。図９に図示するLS1エンジンのアプリケーションにおいて、窒素酸化物アセンブリは、図６で示す本発明の実施例を使用して構成されている。このLS1アプリケーションにおいては、燃料レール902および噴射器102の積み重ね高さは約0.625インチだけ増加し、この結果、政府規制および業界標準の範囲内にそれらを保つことが出来る。   In one embodiment of the present invention, nozzle 100 is designed to provide the advantages of the present invention in that the stack height of fuel rail 902 and injector 102 is increased by about 0.25 inches to about 1.25 inches. In the LS1 engine application illustrated in FIG. 9, the nitrogen oxide assembly is constructed using the embodiment of the present invention shown in FIG. In this LS1 application, the stack height of the fuel rail 902 and the injector 102 is increased by about 0.625 inches, so that they can be kept within government regulations and industry standards.

本発明は、エンジンに大幅な変更を加えずに装着されることが可能である。本発明の好ましい実施例に従って装着されるノズルは、まずエンジンの燃料噴射器レセプタクルから燃料噴射器を取り外し、このノズルを燃料噴射器レセプタクルに取り付け、そしてノズルに燃料噴射器を取り付けること、の各ステップにより取り付けることが可能である。一旦装着されると、標準的な窒素酸化物供給システムを、慣用的な方法でノズルに装着することが可能である。ノズルを設置するには機械加工を必要としないので、エンジンの吸入プレナムまたは他部品をエンジンの汚染を防止するために取り除く必要はない。場合によっては、前述した'99式マスタングおよび'00式ムスタングのアプリケーションでは、燃料レール902または他の部材は、ノズルの挿入によって生じる付加的な積み重ね高さを得るために改造しなければならない装着用のブラケットを有している。例えば、'99式マスタングと'00式ムスタングのアプリケーションでは、燃料レール902はノズル100を設置するために、約0.60インチ上昇する。この改造は、一般には装着用のブラケット位置と最初の取付位置の間に簡単な間隔ブロック部材を用いて行うことが可能である。この種の間隔ブロック部材は、本発明の実施例が販売されるキット中で提供することが可能である。   The present invention can be mounted without significant changes to the engine. A nozzle mounted in accordance with a preferred embodiment of the present invention includes the steps of first removing the fuel injector from the engine fuel injector receptacle, attaching the nozzle to the fuel injector receptacle, and attaching the fuel injector to the nozzle. Can be attached. Once installed, a standard nitrogen oxide delivery system can be installed on the nozzle in a conventional manner. Installation of the nozzle does not require machining, so the engine intake plenum or other parts need not be removed to prevent engine contamination. In some cases, in the above-mentioned '99 Mustang and '00 Mustang applications, the fuel rail 902 or other member must be modified to obtain additional stacking height resulting from nozzle insertion. Has a bracket. For example, in a '99 Mustang and '00 Mustang application, the fuel rail 902 is raised approximately 0.60 inches to install the nozzle 100. This modification can generally be performed using a simple spacing block member between the mounting bracket position and the initial mounting position. This type of spacing block member can be provided in a kit in which embodiments of the present invention are sold.

特定のアプリケーションのための本発明の実施例を設計するときには、本願明細書において述べた要素および他の要素（例えば所望のパフォーマンス改善、流量率、物理的な材料の限界、据え付け環境の物理的制約、その他）は、適切なノズル100を製造するためにバランスが取れたものでなければならない。当業者ならば、本願明細書の開示事項に基づいて、一定のアプリケーション用に本発明のノズル100のための適当な寸法を算出するか、または決定することは可能である。   When designing embodiments of the present invention for specific applications, the factors described herein and others (eg desired performance improvements, flow rates, physical material limitations, physical constraints of the installation environment) , Etc.) must be balanced in order to produce a suitable nozzle 100. One skilled in the art can calculate or determine the appropriate dimensions for the nozzle 100 of the present invention for a given application based on the disclosure herein.

上述の実施例では、3つの装着カップ中の2つの装着カップが、別々の装着ボスおよび夫々に環状通路吸気穴を有した3装着カップ方式が開示されているが、他の実施例では、単一の装着カップはそれの両方の環状通路吸気穴を有することも出来る。このような実施例では、単一の装着カップは、両方の吸気穴を持った装着ボスであってもよい。そして継手はその装着カップに装着することができる。この種の実施例のサンプルは、図１０、図１１、図１２および図１３に開示されている。   In the above-described embodiment, the two mounting cups in the three mounting cups are disclosed as a three mounting cup system in which separate mounting bosses and annular passage intake holes are respectively provided. One mounting cup can also have both annular passage intake holes in it. In such an embodiment, the single mounting cup may be a mounting boss with both intake holes. The joint can then be attached to the attachment cup. Samples of this type of embodiment are disclosed in FIGS. 10, 11, 12, and 13.

図１０および図１１は、本発明の別の実施例を示し、等大の側面図である。ここでは、内側環状通路吸気穴322および外側環状通路吸気穴422が、外側カップ400と関連した単一の装着ボス1002に設けられている。本実施例においては、内部カップ200はノズル100の外側面の一部を形成している。   10 and 11 show another embodiment of the present invention and are isometric side views. Here, an inner annular passage intake hole 322 and an outer annular passage intake hole 422 are provided in a single mounting boss 1002 associated with the outer cup 400. In this embodiment, the inner cup 200 forms a part of the outer surface of the nozzle 100.

図１２および図１３は本発明の別の実施例を示し、等大の側面図である。ここでは、内側環状通路吸気穴322および外側環状通路吸気穴422が、等大である。そして、内側環状通路吸気穴322および外側環状通路吸気穴422が、外側カップ400と関連した単一の装着ボス1202に設けられている。本実施例においては、外側カップ400はノズルの全ての外側面を形成している。本実施例においては装着ボス1202は、内側環状通路入口継手1204および外側環状通路入口継手1206が、ノズルの軸に対してある角度に配置されるように曲げられており、ある種のアプリケーション用に、より単純またはよりコンパクトに設置できる構成となっている。また、本実施例においては、一部の第３外側面410は、より確実に又はコンパクトに、或いは両方の目的で、ノズル100を燃料噴射器レセプタクル104へ嵌合するよう、先細りに構成されている。   12 and 13 show another embodiment of the present invention and are isometric side views. Here, the inner annular passage intake hole 322 and the outer annular passage intake hole 422 are isometric. An inner annular passage intake hole 322 and an outer annular passage intake hole 422 are provided in a single mounting boss 1202 associated with the outer cup 400. In this embodiment, the outer cup 400 forms all the outer surfaces of the nozzle. In this embodiment, the mounting boss 1202 is bent so that the inner annular passage inlet fitting 1204 and the outer annular passage inlet fitting 1206 are positioned at an angle with respect to the axis of the nozzle, for certain applications. It can be installed more simply or more compactly. Also, in this embodiment, some third outer surfaces 410 are configured to taper to fit the nozzle 100 into the fuel injector receptacle 104 for more reliable and / or compact purposes. Yes.

本発明の更なる用途は、エンジンの出力を上げるため、或いは従来の燃料の流れを加速できる代替燃料を供給することである。本発明の実施例は、代替燃料、例えばプロパン、アルコール、他の燃料を混合したアルコール、圧縮および液体天然ガス等を、１本または両方の通路、或いは全て3本の通路に流すのに適している。これらの代替燃料は、より安価に、より効率的に、よりクリーンに、或いはより望ましいエネルギー源を内燃機関に供給するために用いられる。他の代替燃料、例えばアルコールおよびアルコール混合も、より強力なエンジンを供給するために用いてもよい。   A further application of the present invention is to provide alternative fuels that can increase engine power or accelerate conventional fuel flow. Embodiments of the present invention are suitable for flowing alternative fuels such as propane, alcohol, alcohols mixed with other fuels, compressed and liquid natural gas, etc. in one or both passages, or all three passages. Yes. These alternative fuels are used to provide an internal combustion engine with a cheaper, more efficient, cleaner or more desirable energy source. Other alternative fuels such as alcohol and alcohol blends may also be used to provide a more powerful engine.

近年、ある自動車メーカでは、特に代替燃料車両に使用するために設計されたエンジンを有する、しかし代替燃料車両を使用するためには、従来のガソリン・エンジンを適応させる必要がまだ存在する。場合によっては常時、代替燃料（専用エンジン）で作動させるために従来のエンジンを変換することが望ましい場合があり、この場合は、オリジナルの燃料噴射器は完全に使われない。また他の場合には、ある時には通常燃料で、またその他の時には代替燃料で作動するのが望ましいい（複合型エンジン）。複合型エンジンは、代替燃料が特定の場所だけで入手可能である場合や、車で長距離旅行の場合には特に役立つ。本発明は、専用エンジンと複合型代替燃料エンジンの両方に代替燃料を供給する便利でかつ効果的方法を提供することが可能である。   In recent years, some automobile manufacturers have engines specifically designed for use in alternative fuel vehicles, but there is still a need to adapt conventional gasoline engines in order to use alternative fuel vehicles. In some cases, it may be desirable to convert a conventional engine to operate with alternative fuels (dedicated engines) at all times, in which case the original fuel injector is not fully used. In other cases, it may be desirable to operate with normal fuel at some times and alternative fuel at other times (composite engines). A hybrid engine is particularly useful when alternative fuels are only available at specific locations, or when traveling by car for long distances. The present invention can provide a convenient and effective method of supplying alternative fuel to both dedicated engines and hybrid alternative fuel engines.

専用代替燃料エンジンの用途に利用される実施例においては、従来の燃料噴射器は、燃料噴射器中心通路214による燃料を供給する代替燃料供給に置き換えられ、添加代替燃料は、環状通路314、414の一方または両方で供給することが出来る。窒素酸化物は、また、代替燃料と共に供給することが出来る。   In an embodiment utilized for a dedicated alternative fuel engine application, the conventional fuel injector is replaced with an alternative fuel supply that supplies fuel through the fuel injector central passage 214, and the added alternative fuel is an annular passage 314,414. Either or both. Nitrogen oxides can also be supplied with alternative fuels.

複合型代替燃料エンジンの用途に利用される本発明の実施例においては、さまざまな通路が、エンジンに異なる燃料を供給するために利用される。例えば従来の燃料装置をそのまま保持し、従来の燃料噴射器102は燃料噴射器中心通路214を経由してガソリンを供給し、その一方で、プロパンまたは圧縮天然ガスは、環状通路の一方または両方で供給してもよい。そして他の代替燃料または他の燃焼反応材（窒素酸化物のような）は、第３通路へ供給してもよい。このような実施例では、ある時にはガソリンがエンジン駆動に用いられ、又その他の時には１又は複数種類の代替燃料がエンジン駆動に用いられる。場合によっては代替燃料は、従来の燃料または他の代替燃料、或いは燃焼反応材と同時に使用することができる。   In an embodiment of the invention utilized in a hybrid alternative fuel engine application, various passages are utilized to supply different fuels to the engine. For example, holding a conventional fuel system as is, the conventional fuel injector 102 supplies gasoline via the fuel injector central passage 214, while propane or compressed natural gas is supplied in one or both of the annular passages. You may supply. And other alternative fuels or other combustion reactants (such as nitrogen oxides) may be supplied to the third passage. In such an embodiment, gasoline is sometimes used to drive the engine, and at other times one or more alternative fuels are used to drive the engine. In some cases, alternative fuels can be used simultaneously with conventional fuels or other alternative fuels, or combustion reactants.

図１４Ａから図１４Ｅ、および図１５Ａから図１５Ｅには本件発明の他の実施例が開示されており、これらは共通して、燃料噴射器通路1414を有しているノズル、およびこの燃料噴射器通路1414の近傍に位置する第１および第２補助通路1401、1402で構成されている。これらの実施例においては、第１および第２補助通路は、好ましくは燃料噴射器通路1414周辺の同軸位置には配置されていない。第１補助通路は第１出口1411で終端し、第２補助通路は第２出口1412で終端している。これらの両出口は、燃料噴射器出口1404の近傍に終端するように配置されている。   14A to 14E and FIGS. 15A to 15E disclose another embodiment of the present invention, which commonly includes a nozzle having a fuel injector passage 1414, and the fuel injector. The first and second auxiliary passages 1401 and 1402 are located in the vicinity of the passage 1414. In these embodiments, the first and second auxiliary passages are preferably not located in coaxial positions around the fuel injector passage 1414. The first auxiliary passage terminates at the first outlet 1411 and the second auxiliary passage terminates at the second outlet 1412. These two outlets are arranged so as to terminate in the vicinity of the fuel injector outlet 1404.

これらの実施例では、窒素酸化物および添加燃料を供給するために環状または同軸通路を使用せず、従ってこれらは、この種の通路を有している実施例とは異なる方法で製造される。例えば、環状通路ではなく補助通路を使用する実施例では、単一材料または単一部片としての鋳造物から機械加工され、これらはエンジンへの組み込みに先立って、他の部材との組み立て工程を、殆ど又は全く必要としない。この為に、これらの実施例は、本明細書においては、「ワンピース式」の実施例と称する。   In these embodiments, no annular or coaxial passages are used to supply the nitrogen oxides and added fuel, so they are manufactured in a different manner than embodiments having this type of passage. For example, in an embodiment that uses an auxiliary passage rather than an annular passage, it is machined from a single material or cast as a single piece, which can be assembled with other components prior to incorporation into the engine. Require little or no. For this reason, these embodiments are referred to herein as “one-piece” embodiments.

ワンピース式の実施例においては第１および第２補助通路が、図１０および図１２の実施例に類似した方法で、いかなるタイプの継手と接続するのに適している単一の適切な装着ボス1424から供給されるように配置されている。例えば装着ボス1424は、穿設しそしてネジ切りするか、またはネジ切られた継手と係合する第１および第２のレセプタクル1421、1422用に金型成型してもよい。適切な継手の実施例は、既に本願明細書において開示されている。この装着ボス1424は、ノズルが装着されるときに、それらの継手を旨く係合するように形成されているか、所定の角度に曲げられている。さらに例えばノズルの対向側に2つの別々の装着ボス1424を設け、特定のエンジン設計用に構成したり、または第１および第２補助通路1401、1402を所定の方向を向くように構成してもよい。   In the one-piece embodiment, the first and second auxiliary passages are a single suitable mounting boss 1424 that is suitable for connecting to any type of joint in a manner similar to the embodiment of FIGS. It is arranged to be supplied from. For example, mounting bosses 1424 may be drilled and threaded or molded for first and second receptacles 1421, 1422 that engage threaded fittings. Examples of suitable joints have already been disclosed herein. The mounting boss 1424 is formed so as to engage the joints well when the nozzle is mounted, or is bent at a predetermined angle. Further, for example, two separate mounting bosses 1424 may be provided on the opposite side of the nozzle so as to be configured for a specific engine design, or the first and second auxiliary passages 1401 and 1402 may be configured to face a predetermined direction. Good.

他の実施例と同様に、ワンピース式の実施例のレセプタクル端1406は、様々な形の燃料噴射器102と係合するために製造することできる。そして出口端1408は、複数のエンジン型式の燃料噴射器レセプタクル104に嵌合するよう構成することが可能である。稼動中、燃料噴射器102からの燃料噴射は、燃料噴射器通路1414を通過し、その一方で窒素酸化物は第１補助通路1401を経由して流れる。窒素酸化物の第２の流れまたは添加燃料の流れは、第２補助通路1402により供給される。当然、第１および第２補助通路1401、1402による流れは接続変更することが可能である。他の実施例においては、本願明細書の他の部分で述べたように、他の種類の燃料または燃焼反応材を、燃料噴射器通路および補助通路の一方または両方を経由して供給可能である。   As with the other embodiments, the receptacle end 1406 of the one-piece embodiment can be manufactured to engage various forms of the fuel injector 102. The outlet end 1408 can then be configured to mate with a plurality of engine-type fuel injector receptacles 104. During operation, fuel injection from the fuel injector 102 passes through the fuel injector passage 1414, while nitrogen oxides flow via the first auxiliary passage 1401. The second stream of nitrogen oxides or the flow of added fuel is supplied by the second auxiliary passage 1402. Naturally, the flow through the first and second auxiliary passages 1401 and 1402 can be changed in connection. In other embodiments, as described elsewhere herein, other types of fuels or combustion reactants can be supplied via one or both of the fuel injector passages and the auxiliary passages. .

本願明細書において記載した他の実施例と同様に、従来の燃料噴射器102と燃料噴射器レセプタクル104の間に、エンジンを殆ど又は全く変更せず、かつエンジンまたはエンジン室に大幅な変更を必要とするような距離までは噴射器102および燃料レール902の位置を上昇させることなく、このワンピース式の実施例は取り付けることが可能である。例えば本発明の実施例は、燃料噴射器102および燃料レール902を、僅か約0.500インチだけしか上昇させない。   As with the other embodiments described herein, little or no engine change is required between the conventional fuel injector 102 and the fuel injector receptacle 104 and significant changes to the engine or engine compartment are required. This one-piece embodiment can be installed without raising the position of the injector 102 and fuel rail 902 up to such a distance. For example, embodiments of the present invention raise fuel injector 102 and fuel rail 902 by only about 0.500 inches.

ワンピース式の実施例の燃料噴射器通路1414は、燃料噴射器出口1404で、より大きく先太形状にしてもよい。燃料噴射器通路は、約0.035インチから約0.200インチまで、そして、好ましくは、約0.075インチから約0.116インチまでの直径を有することができる。そして第１および第２補助通路1401、1402は、それぞれの出口1411、1412で約0.025インチから約0.075インチ、好ましくは約0.050インチの直径を有することができる。第１補助通路1401は、第２補助通路1402とは異なるサイズでもよい。燃料噴射器通路1414および第１および第２補助通路1401、1402は、特定のアプリケーションおよび各々の通路による所望の流量に従い、上記した以外のサイズも選定できることは、当業者であれば当然、理解可能である。更に又、燃料噴射器通路1414、および第１および第２出口1411、1412の位置とデザインも、燃料の噴霧化および燃料と窒素酸化物の混合を均質化するのを促進するために選定でき、また崩壊フロー、渦巻き流または他の流れの形を生成するために選定することが出来る。   The fuel injector passage 1414 in the one-piece embodiment may be larger and thicker at the fuel injector outlet 1404. The fuel injector passage may have a diameter from about 0.035 inches to about 0.200 inches, and preferably from about 0.075 inches to about 0.116 inches. The first and second auxiliary passages 1401, 1402 can then have a diameter of about 0.025 inches to about 0.075 inches, preferably about 0.050 inches at their respective outlets 1411, 1412. The first auxiliary passage 1401 may have a size different from that of the second auxiliary passage 1402. Those skilled in the art will understand that the fuel injector passage 1414 and the first and second auxiliary passages 1401 and 1402 can be selected in sizes other than those described above according to the specific application and the desired flow rate of each passage. It is. Furthermore, the location and design of the fuel injector passage 1414 and the first and second outlets 1411, 1412 can also be selected to facilitate the atomization of the fuel and the homogenization of the fuel and nitrogen oxides, It can also be selected to produce a collapsed flow, swirl flow or other flow shape.

図１６Ａには、図１４Ａから図１４Ｅのワンピース式の実施例に係る出口端が図示されている。本実施例において、出口1411、1412は、燃料噴射器通路1414の中心軸1450と略平行して開口し（すなわち、好ましくは約10度以内の平行で）、このため燃料噴射器出口1404から噴射される燃料噴射器102からの燃料の流れと同じ方向に、窒素酸化物および添加燃料（供給される場合）が一般には導かれる。ある好ましい実施例においては散気板1405が、少なくとも部分的に窒素酸化物および添加燃料の流れに干渉するように、第１および第２出口1411、1412の近傍に配置される。この散気板1405は、また、非平行出口1411、1412と共に用いることができる。窒素酸化物および燃料の流れは、第１および第２出口1411、1412から流出すると、比較的均一形を保持する。窒素酸化物および添加燃料の流れが散気板1405に衝突すると、それらは偏向して、拡散され、それによって添加燃料の噴霧化および窒素酸化物/燃料混合の均質化を促進する。散気板1405はまた、添加燃料および窒素酸化物の流れが燃料噴射器出口1404の方へ戻る時にも、崩壊フローを促進することができる。散気板1405の更なる利点は、それがまた、高い圧力流または窒素酸化物の流れが直接噴射器出口1404に影響を与えるのを防止することによって、チョーク・オフ現象を防止する点にある。しかしながら、本発明の全ての実施例で、必ずしも散気板1504を設ける必要はないと理解されるべきであり、図１６Ｂには、散気板1504が省略する本発明の実施例が示されている。   FIG. 16A illustrates an outlet end according to the one-piece embodiment of FIGS. 14A-14E. In this embodiment, the outlets 1411, 1412 open substantially parallel to the central axis 1450 of the fuel injector passage 1414 (ie, preferably parallel to within about 10 degrees), and thus are injected from the fuel injector outlet 1404. Nitrogen oxide and added fuel (if supplied) are generally directed in the same direction as the flow of fuel from the fuel injector 102. In a preferred embodiment, a diffuser plate 1405 is disposed in the vicinity of the first and second outlets 1411, 1412 so as to at least partially interfere with the flow of nitrogen oxides and added fuel. This diffuser plate 1405 can also be used with non-parallel outlets 1411, 1412. The nitrogen oxide and fuel flows remain relatively uniform as they exit from the first and second outlets 1411, 1412. As the nitrogen oxide and additive fuel streams impinge on the diffuser plate 1405, they are deflected and diffused, thereby promoting atomization of the additive fuel and homogenization of the nitrogen oxide / fuel mixture. The diffuser plate 1405 can also facilitate the collapse flow when the flow of added fuel and nitrogen oxides returns toward the fuel injector outlet 1404. A further advantage of the diffuser plate 1405 is that it also prevents choke-off phenomena by preventing high pressure flow or nitrogen oxide flow from directly affecting the injector outlet 1404. . However, it should be understood that the diffuser plate 1504 is not necessarily provided in all the embodiments of the present invention, and FIG. 16B shows an embodiment of the present invention in which the diffuser plate 1504 is omitted. Yes.

散気板1405は、改良された性能を促進するために、さまざまな形状に製造することができる。図１４Ａから図１４Ｅの図示した実施例において散気板1405は、ディスク形で、中心軸1450に直交方向に延在する。図１７に示された他の実施例においては、散気板1405は、円錐台形の形状を有するように、中心軸1450に対してθDの角度だけ屈曲するように構成してもよい。このような実施例では散気板1405は、窒素酸化物および添加燃料の流れに対して、より少ない遮蔽効果となる。ある実施例においては、散気板1405は、中心軸1450に対して約5度から約90度で構成されている。さらに好ましくは、散気板1405は、中心軸1450に対して約10度から約30度である。 The diffuser plate 1405 can be manufactured in a variety of shapes to facilitate improved performance. In the illustrated embodiment of FIGS. 14A-14E, the diffuser plate 1405 is disk-shaped and extends in a direction orthogonal to the central axis 1450. In another embodiment shown in FIG. 17, the diffuser plate 1405 may be configured to be bent by an angle of θ D with respect to the central axis 1450 so as to have a frustoconical shape. In such an embodiment, the diffuser plate 1405 provides a less shielding effect against the flow of nitrogen oxides and added fuel. In one embodiment, the diffuser plate 1405 is configured from about 5 degrees to about 90 degrees with respect to the central axis 1450. More preferably, the diffuser plate 1405 is about 10 degrees to about 30 degrees with respect to the central axis 1450.

また散気板1405は、屈曲した形状、波状の形状または他の形状を有することができ、貫通口、または放射状あるいは傾斜したスロットと共に製造することができる。この種の設計は、噴霧化および均質化を促進するか、または窒素酸化物/燃料混合の渦巻き流、混合渦および崩壊フロー、または他のフローの形態を促進するために選択される。散気板1405は、押圧、通常溶接、ブレイズ溶接されるか、または他の方法でノズル先端に装着される別の部分として製造してもよい。さらに或いは散気板1405は、ノズルの他の部分が製造される単一の鋳造成型の一部であってもよい。   Also, the diffuser plate 1405 can have a bent shape, a wavy shape, or other shapes, and can be manufactured with a through hole or a radial or inclined slot. This type of design is selected to promote atomization and homogenization, or to promote a vortex flow, mixed vortex and collapse flow of nitrogen oxide / fuel mixing, or other flow forms. The diffuser plate 1405 may be pressed, normally welded, blaze welded, or manufactured as a separate part that is otherwise attached to the nozzle tip. Additionally or alternatively, the diffuser plate 1405 may be part of a single cast mold in which other parts of the nozzle are manufactured.

図１５Ａから図１５Ｅには、本発明のワンピース式の実施例が図示されており、第１および第２出口端1411、1412は放射状に配列された出口である。ここで理解されるように、放射状配列の出口とは、燃料噴射器通路1414の中心軸1450とほぼ非平行の方向にノズルから噴射される出口である。放射状の出口は、燃料および窒素酸化物の噴霧化あるいは均質化を改良するために形成され、さらに異なるタイプの流れを促進するために形成される。   15A-15E illustrate a one-piece embodiment of the present invention, where the first and second outlet ends 1411, 1412 are radially arranged outlets. As understood herein, a radial array of outlets is an outlet that is injected from a nozzle in a direction substantially non-parallel to the central axis 1450 of the fuel injector passage 1414. Radial outlets are formed to improve the atomization or homogenization of fuel and nitrogen oxides and are further formed to facilitate different types of flows.

図１５Ａから図１５Ｅに示す実施例において、第１および第２出口端1411、1412は放射状の出口であり、ノズル側面に対して放射状に開口する長方形スロット（すなわち中心軸1450に直交する平面）で構成されている。ある実施例においては、第１および第２出口端1411、1412は、約0.050インチから約0.150インチの、そして、さらに好ましくは、約0.100インチの幅Wo（中心軸1450に対して直角の平面で正確に計測）を有する。各種実施例において、第１および第２出口端1411、1412は、高さhoが約0.010インチから約0.040インチ、そして好ましくは、約0.020インチ（中心軸1450との平面類似において正確に計測）を有する。当然これらの第１および第２出口端は、他の形状およびサイズでもよいし、相互に異なるサイズでもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 15A-15E, the first and second outlet ends 1411, 1412 are radial outlets, with rectangular slots (ie, planes orthogonal to the central axis 1450) that open radially to the side of the nozzle. It is configured. In one embodiment, the first and second outlet ends 1411, 1412 have a width Wo (in a plane perpendicular to the central axis 1450) of about 0.050 inches to about 0.150 inches, and more preferably about 0.100 inches. Have accurate measurement). In various embodiments, the first and second outlet ends 1411, 1412 have a height ho of about 0.010 inches to about 0.040 inches, and preferably about 0.020 inches (accurately measured in a plane similar to the central axis 1450). Have. Of course, these first and second outlet ends may have other shapes and sizes, or may have different sizes.

図１５Ａから図１５Ｅの実施例では、ノズルを単一部材として鋳造または機械加工して製造してもよい。またいくつかの例では、製造工程の間に作られた穴または開口部を閉塞する必要があり得る。例えば、工程途中の残留物を取り除かずに製造することが難しいか不可能である位置にある第１および第２補助通路1401、1402の特定部分を位置決めすることは、望ましい場合がある。この残留物は後で取り除かれるべきものであり、この場合、後の工程で挿入物1501が、不必要な開口部に嵌入される。この挿入物はねじ部品であってもよいし、膨張性の挿入物、エポキシ樹脂、摩擦封止可能な充填金属、等であってもよい。挿入物1501は、接着してもよく、また樹脂封止、ネジ封止、押圧封止、パンチ封止、等で所定の箇所に固定してもよい。この種の材料および製造技術は公知技術であり、当業者であれば本願明細書の開示事項を参照にして、過度の実験なしでそれらを使用することは当然可能である。   In the embodiment of FIGS. 15A-15E, the nozzle may be cast or machined as a single piece. In some instances, it may also be necessary to close holes or openings created during the manufacturing process. For example, it may be desirable to locate specific portions of the first and second auxiliary passages 1401, 1402 that are in a position where it is difficult or impossible to manufacture without removing residue in the process. This residue is to be removed later, in which case the insert 1501 is inserted into an unnecessary opening in a later step. The insert may be a threaded part, an inflatable insert, an epoxy resin, a filler metal that can be friction sealed, and the like. The insert 1501 may be adhered, or may be fixed at a predetermined position by resin sealing, screw sealing, pressure sealing, punch sealing, or the like. Such materials and manufacturing techniques are well known, and those skilled in the art can naturally use them without undue experimentation with reference to the disclosure of the present specification.

更に又、本発明のさらにもう一つの実施例においては、第１および第２出口端1411、1412は、窒素酸化物/燃料混合の旋回流を促進するように設計されている放射状の出口であってもよい。そのような実施例の実例は、図１９Ａ、図１９Ｂおよび図１９Ｃに図示されている。図１９Ａの実施例において、第１および第２出口端1411、1412は、窒素酸化物および添加燃料を螺旋流に送出するために、中心軸1450方向、かつノズルの外側面方向に対して方向付けされた円形通路（または他のいかなる適切な形状）で構成されている。図１９Ｂを参照して、この種の実施例では、第１および第２出口端1411、1412は、中心軸1450に対して約5度から約90度の第１螺旋角θH1、好ましくは約45度から約60度、の角度を付けてもよい。さらに図１９Ｃを参照して、第１および第２出口端1411、1412は、中心軸1450に対しては、平面直交した角度付けされ、各々の出口端では外側面に対しては（すなわちタンジェント方向に）、約0度から約90度のθH2、好ましくは約40度から約60度のθH2、の角度付けがされていてもよい。 In yet another embodiment of the present invention, the first and second outlet ends 1411, 1412 are radial outlets designed to promote a swirling flow of nitrogen oxide / fuel mixture. May be. Examples of such embodiments are illustrated in FIGS. 19A, 19B and 19C. In the embodiment of FIG. 19A, the first and second outlet ends 1411, 1412 are oriented with respect to the central axis 1450 direction and the outer surface direction of the nozzle to deliver nitrogen oxides and added fuel to the spiral flow. A circular passage (or any other suitable shape). Referring to FIG. 19B, in this type of embodiment, the first and second outlet ends 1411, 1412 have a first helix angle θ H1 of about 5 degrees to about 90 degrees relative to the central axis 1450, preferably about An angle from 45 degrees to about 60 degrees may be provided. Still referring to FIG. 19C, the first and second outlet ends 1411, 1412 are angled at a plane orthogonal to the central axis 1450 and at each outlet end relative to the outer surface (ie, tangential direction). ), And may be angled from about 0 degrees to about 90 degrees θ H2 , preferably from about 40 degrees to about 60 degrees θ H2 .

図１５Ｂをもう一度参照して、第１および第２補助通路1401、1402を有する本発明の実施例では、これらの通路は中心軸1450の周囲で、相互にどのよう位置関係を有していてもよい。例えば、図１５Ｃの実施例では、第１および第２補助通路は、中心軸1450周辺で、相互に角度θ1,2の関係を保って配置されている。また第１および第２補助通路1401、1402は、図１９Ｃの実施例で図示するように上記角度θ1,2は180度であるように、燃料噴射器通路1414の対向側にあってもよい。他の実施例においては、角度θ1,2は、約10度から約180度、または約45度から約135度であってもよい。好ましい実施例においては、角度θ1,2は約90度であってもよい。 Referring once again to FIG. 15B, in an embodiment of the present invention having first and second auxiliary passages 1401, 1402, these passages may be positioned relative to each other around the central axis 1450. Good. For example, in the embodiment of FIG. 15C, the first and second auxiliary passages are arranged around the central axis 1450 so as to maintain an angle θ 1,2 relationship with each other. Further, the first and second auxiliary passages 1401 and 1402 may be on the opposite side of the fuel injector passage 1414 so that the angle θ 1,2 is 180 degrees as illustrated in the embodiment of FIG. 19C. . In other examples, the angle θ 1,2 may be about 10 degrees to about 180 degrees, or about 45 degrees to about 135 degrees. In a preferred embodiment, the angle θ 1,2 may be about 90 degrees.

図２１には本発明のノズルのさらに別の実施例が、図と共に開示されている。図２１は、内部カップ2102、第１環状リング2104、およびレセプタクルカップ2106で構成したノズル2100の部分的に切欠分解した側面図である。ノズル2100は、内部カップ2102の上に第１環状リング2104を嵌合し、内部カップ2102の突出している端をレセプタクルカップ2106に嵌入して好ましくは装着されている。ノズル2100は、好ましくはアルミニウム、または他の軽量で機械加工ができ、かつ防腐処理された材料を機械加工して作られるが、他のいかなる適切な材料で製造してもよい。加えて、本発明の実施例は多くの別々の部品を含むように記載されているが、特にノズル2100が鋳造プロセスにより形成される場合、ノズル2100がより少数の部品数または単一部から製造できると理解されなければならない。   FIG. 21 discloses still another embodiment of the nozzle of the present invention together with the drawing. FIG. 21 is a partially cutaway side view of a nozzle 2100 configured with an inner cup 2102, a first annular ring 2104, and a receptacle cup 2106. The nozzle 2100 is preferably mounted by fitting the first annular ring 2104 on the inner cup 2102 and fitting the protruding end of the inner cup 2102 into the receptacle cup 2106. The nozzle 2100 is preferably made of aluminum or other lightweight machineable and machined preservative material, but may be made of any other suitable material. In addition, although embodiments of the present invention are described as including many separate parts, nozzle 2100 is manufactured from a smaller number of parts or from a single part, particularly when nozzle 2100 is formed by a casting process. It must be understood that it can be done.

レセプタクルカップ2106が、標準的な燃料噴射器レセプタクル104（図１）ではなく、エンジンに燃焼反応材を供給するのに適したいかなる位置でエンジン入口に装着する継手であってもよい。この種の装着は、例えば溶接またはねじ切りのような如何なる装着手段であってもよい。標準的な燃料噴射器レセプタクル104ではなく、レセプタクルカップ2106が、むしろ継手である実施例においては、オリジナルの燃料噴射器レセプタクル104の位置に取り付けることが可能であり、また他の場所にも取り付けることが可能である。もしレセプタクルカップがオリジナルの燃料噴射器位置でなく他の場所に装着される場合、オリジナルの燃料噴射器レセプタクル104は、エンジンに添加燃料を供給するために用いるか、又は塞ぐように構成してもよい。   The receptacle cup 2106 may be a fitting that attaches to the engine inlet at any location suitable for supplying combustion reactants to the engine, rather than the standard fuel injector receptacle 104 (FIG. 1). This type of attachment may be any attachment means such as welding or threading. In embodiments where the receptacle cup 2106, rather than the standard fuel injector receptacle 104, is rather a fitting, it can be mounted at the location of the original fuel injector receptacle 104 and mounted elsewhere. Is possible. If the receptacle cup is installed at a location other than the original fuel injector location, the original fuel injector receptacle 104 may be used to supply additional fuel to the engine or be configured to plug. Good.

ノズル2100の3つの部品は、溶接によって互いに接合するか、又は本願明細書において記載した適当な手段によっても、適所に接合することができる。複数のさまざまな部品を含むノズル2100は、清掃または変更を容易にするために着脱可能にしてもよい。例えば、内部カップ2102は、それぞれ内部カップ2102の外側面2108およびレセプタクルカップ2106の内側面2110にあるねじ切（図示せず）を係合させて、レセプタクルカップ2106と接合することが出来る。そのようなネジ切は、エンジンからノズル2100の複数の部分を容易に除去にするために、レセプタクルカップ2106がエンジン入口に溶接するかまたはネジ止めする時には、望ましい。あるいは内部カップ2102は、Ｏリングまたは他のガスケット部材によって、レセプタクルカップ2106に封止してもよい。このような特定の接合／封止の手段は、レセプタクルカップ2106がエンジンの既存の燃料噴射器レセプタクル104である実施例において好まれ、この場合には外側面2108は、レセプタクルカップ2106に挿入するための適当な燃料噴射器仕様となっている。上記いずれの場合にも、第１環状リング2104は、内部カップ2102かレセプタクルカップ2106に係合しているか、又は両方のカップから着脱可能な構成となっている。   The three parts of the nozzle 2100 can be joined together by welding or in place by suitable means as described herein. A nozzle 2100 that includes a plurality of different components may be removable to facilitate cleaning or modification. For example, the inner cup 2102 can be joined to the receptacle cup 2106 by engaging threads (not shown) on the outer surface 2108 of the inner cup 2102 and the inner surface 2110 of the receptacle cup 2106, respectively. Such threading is desirable when the receptacle cup 2106 is welded or screwed to the engine inlet to facilitate removal of portions of the nozzle 2100 from the engine. Alternatively, the inner cup 2102 may be sealed to the receptacle cup 2106 with an O-ring or other gasket member. Such a specific joining / sealing means is preferred in embodiments where the receptacle cup 2106 is an existing fuel injector receptacle 104 of the engine, in which case the outer surface 2108 is for insertion into the receptacle cup 2106. The fuel injector specification is appropriate. In any of the above cases, the first annular ring 2104 is engaged with the inner cup 2102 or the receptacle cup 2106, or is configured to be detachable from both cups.

例えばＯリング2112のような複数のシール材は、使用中に燃焼反応材の漏出、または気体または他の流体の吸入を封止できるさまざまな位置で、当業者に公知であるように、ノズル2100中に組み込むことができる。この種の封止が必要か否かは、ノズル2100をさまざまな部位に取り付ける方法に依存している。   A plurality of seals, such as, for example, an O-ring 2112, as known to those skilled in the art, are known to those skilled in the art at various locations where leakage of combustion reactants or inhalation of gas or other fluid can be sealed. Can be incorporated inside. Whether this type of sealing is necessary depends on the method of attaching the nozzle 2100 to various parts.

内部カップ2102は、複数の第１補助通路2116に囲まれている燃料噴射器中心通路2114を含んでいる。燃料噴射器通路2114は、カップの入口端2120がある燃料噴射器レセプタクル2118からカップの出口端2122に延びて、燃料を通過させるために用いられる。燃料噴射器通路2114の形状は、例えば当業者であれば理解できるように、いろいろな位置でテーパー状ないしラッパ状に形成することで、燃料流量を容易に通過させるか、または最適化するように構成されている。燃料噴射器レセプタクル2118は、本願明細書において記載したように、どのような既存の燃料噴射器も受け入れるように成形されているか、当業者であれば理解できるように、燃料送給システムの他のいかなるタイプからも燃料または燃焼反応材を受け入れられるように構成されている。   The inner cup 2102 includes a fuel injector central passage 2114 surrounded by a plurality of first auxiliary passages 2116. The fuel injector passage 2114 extends from the fuel injector receptacle 2118 where the cup inlet end 2120 is located to the cup outlet end 2122 and is used to allow fuel to pass therethrough. The shape of the fuel injector passage 2114 may be tapered or trumpeted at various positions, for example, as will be understood by those skilled in the art, so that the fuel flow rate can be easily passed or optimized. It is configured. The fuel injector receptacle 2118, as described herein, can be understood by those skilled in the art to understand what existing fuel injectors are shaped to accept other fuel delivery systems. It is configured to accept fuel or combustion reactant from any type.

ある好ましい実施例においては、燃料噴射器通路2114は中心軸2198に沿って一般に伸び、第１補助通路2116は中心軸2198周辺で環状パターンに構成され、燃料噴射器通路2114の外で放射状に配置されている。図２２は、図２１の内部カップ2102の断面底面図であり、第１補助通路2116のための好ましい実例が示されている。   In one preferred embodiment, the fuel injector passage 2114 extends generally along the central axis 2198 and the first auxiliary passage 2116 is configured in an annular pattern around the central axis 2198 and is radially disposed outside the fuel injector passage 2114. Has been. FIG. 22 is a cross-sectional bottom view of the inner cup 2102 of FIG. 21, showing a preferred example for the first auxiliary passage 2116.

第１補助通路2116は、第１補助入力部2124から内部カップ2102の出口端2122まで第１燃焼反応材を通過するのに用いられる。第１補助入力部2124は、第１補助通路の一端にあって、ノズル2100の外側面2108の近傍に好ましくは位置する。図２１に示される好ましい実施例において、第１補助通路2116は外側面2108と実質的に平行であり、第１補助入力の位置は、第１補助通路2116にアクセスするために外側面2108中に切り裂かれた環状溝2126の位置であってもよい。他の実施例においては、環状溝2126を深く穿孔しないか、あるいは深く穿孔する必要がないように、第１補助通路2116は外側面2108に対して曲げるように構成してもよい。   The first auxiliary passage 2116 is used to pass the first combustion reactant from the first auxiliary input portion 2124 to the outlet end 2122 of the inner cup 2102. The first auxiliary input portion 2124 is preferably located at one end of the first auxiliary passage and in the vicinity of the outer surface 2108 of the nozzle 2100. In the preferred embodiment shown in FIG. 21, the first auxiliary passage 2116 is substantially parallel to the outer surface 2108 and the position of the first auxiliary input is in the outer surface 2108 to access the first auxiliary passage 2116. It may be the position of the cut annular groove 2126. In other embodiments, the first auxiliary passage 2116 may be configured to bend relative to the outer surface 2108 so that the annular groove 2126 does not need to be deeply drilled or need not be deeply drilled.

第１燃焼反応材は、第１環状リング2104によって第１補助入力部2124に送られる。図２１の第１環状リング2104の底部横断面図は、図２３に示されている。第１環状リング2104は、リングの内部に第１燃焼反応材を送るのに適した第１補助入力ポート2128を有する。この第１補助入力ポート2128は、好ましくは中間カップ装着ボス324、外部カップ装着ボス424で記載した構造を有している。第１環状リング2104は更に、内部カップ2102の外側面2108の周辺部周辺から第１補助通路2116の全てに、第１燃焼反応材を送るために設けられた第１内側環状溝2130を有する。内側環状溝2130は、内部カップ2102の環状溝2126を使用している全ての実施例において必ずしも必要ではない。   The first combustion reactant is sent to the first auxiliary input unit 2124 by the first annular ring 2104. A bottom cross-sectional view of the first annular ring 2104 of FIG. 21 is shown in FIG. The first annular ring 2104 has a first auxiliary input port 2128 suitable for delivering a first combustion reactant into the ring. The first auxiliary input port 2128 preferably has the structure described by the intermediate cup mounting boss 324 and the external cup mounting boss 424. The first annular ring 2104 further includes a first inner annular groove 2130 provided for sending the first combustion reactant from the periphery of the outer surface 2108 of the inner cup 2102 to all of the first auxiliary passages 2116. Inner annular groove 2130 is not necessary in all embodiments using annular groove 2126 of inner cup 2102.

第１補助通路2116の本数およびサイズは、エンジンに供給すべき燃料および第１燃焼反応材の相対量を最適化するように選定される。当業者に公知であるように、一般に通路の数および／または各々の通路の直径を増やすことは、燃焼反応材のより多くの相対量を供給し、その又反対のことも言える。   The number and size of the first auxiliary passages 2116 are selected so as to optimize the relative amount of fuel to be supplied to the engine and the first combustion reactant. As is known to those skilled in the art, generally increasing the number of passages and / or the diameter of each passage provides a greater relative amount of combustion reactant and vice versa.

好ましい実施例においては、燃料噴射器の通路は直径DFIが、約0.250インチから約0.750インチ、好ましくは約0.375インチから約0.625インチ、および最も好ましくは約0.450インチから約0.550インチである。この好ましい実施例において、第１燃焼反応材は、窒素酸化物である。そして第１補助通路は、約2本と約16本の間の本数、好ましくは約5本と約12本の間の本数、そして最も好ましくはノズル2100は、7、8または9本の第１補助通路を含むのがよい。この好ましい実施例においては、第１補助通路2116は、各々約0.020インチから約0.100インチの直径DIAを有し、好ましくは約0.040インチから約0.080インチ、そして最も好ましくは約0.060の直径を有する。 In a preferred embodiment, fuel injector passage diameter D FI is from about 0.250 inches to about 0.750 inches, preferably between about 0.375 inches to about 0.625 inches, and most preferably from about 0.450 inches to about 0.550 inches. In this preferred embodiment, the first combustion reactant is nitrogen oxide. And the number of first auxiliary passages is between about 2 and about 16, preferably between about 5 and about 12, and most preferably the nozzle 2100 has 7, 8 or 9 first. An auxiliary passage may be included. In the preferred embodiment, the first auxiliary passage 2116 has a diameter D IA of about 0.100 inches each about 0.020 inches, preferably from about 0.040 inches to about 0.080 inches, and most preferably about 0.060 diameter .

図２４および図２５を参照にして、本発明の他の実施例では、図２１のノズルは、エンジンに第２燃焼反応材を供給するのに適している一組の第２補助通路2416を有する。第２補助通路2416は、好ましくは第１補助通路2116と実質的に類似している設計を有しており、実質的に類似した方法で作動する。図２４の実施例は、それに装着される例示的な燃料噴射器102であり、溶接2401によって吸入プレナム106に装着されるレセプタクルカップ2106に装着されている。   Referring to FIGS. 24 and 25, in another embodiment of the present invention, the nozzle of FIG. 21 has a set of second auxiliary passages 2416 suitable for supplying a second combustion reactant to the engine. . The second auxiliary passage 2416 preferably has a design that is substantially similar to the first auxiliary passage 2116 and operates in a substantially similar manner. The embodiment of FIG. 24 is an exemplary fuel injector 102 attached to it and attached to a receptacle cup 2106 attached to the suction plenum 106 by a weld 2401.

第１および第２補助通路2116、2416を有している実施例においては、第２補助通路2416は、燃料噴射器通路2114の中心軸2198周囲に環状パターンに配置され、かつ第１補助通路2116の外へ放射状に向かって配置されている。第２補助入力ポート2428を有している第２環状リング2404は、第１環状リング2104に関する記載と実質的に類似した方法で、第２補助通路に第２燃焼反応材を供給するために設けることが可能である。代替案として、２つの別々の補助入力ポートを有している単一の分割された環状リング（図示せず）を、第１および第２補助入力部2124、2424に第１および第２燃焼反応材を供給するために、用いるように構成してもよい。   In the embodiment having the first and second auxiliary passages 2116, 2416, the second auxiliary passage 2416 is arranged in an annular pattern around the central axis 2198 of the fuel injector passage 2114, and the first auxiliary passage 2116. Are arranged radially outward. A second annular ring 2404 having a second auxiliary input port 2428 is provided for supplying a second combustion reactant to the second auxiliary passage in a manner substantially similar to that described for the first annular ring 2104. It is possible. Alternatively, a single segmented annular ring (not shown) having two separate auxiliary input ports can be connected to the first and second auxiliary inputs 2124, 2424 for the first and second combustion reactions. It may be configured to be used to supply the material.

第１補助通路2116と同様に、第２補助通路2416の数およびサイズは、エンジンに供給する第２燃焼反応材の量を最適化するように選定することができる。好ましい実施例においては、第２燃焼反応材は、窒素酸化物または添加燃料である。そして第２補助通路は、約2本と約16本の間の本数、好ましくは約5本と約12本の間の本数、そして最も好ましくはノズルは7本、8本または9本の補助通路を含むようにしてもよい。この好ましい実施例においては、第２補助通路2116は、各々約0.020インチから約0.100インチの直径D2A、好ましくは約0.040インチから約0.080インチ、そして最も好ましくは約0.060の直径を有するように構成されている。 As with the first auxiliary passages 2116, the number and size of the second auxiliary passages 2416 can be selected to optimize the amount of second combustion reactant supplied to the engine. In a preferred embodiment, the second combustion reactant is nitrogen oxide or added fuel. And the number of second auxiliary passages is between about 2 and about 16, preferably between about 5 and about 12, and most preferably the number of nozzles is 7, 8, or 9 auxiliary passages. May be included. In this preferred embodiment, the second auxiliary passages 2116 are each configured to have a diameter D 2A of about 0.020 inches to about 0.100 inches, preferably about 0.040 inches to about 0.080 inches, and most preferably about 0.060 inches. Has been.

本願明細書において記載されている実施例は、噴射器出口で終端する一本の燃料噴射器通路と、第１出口で終端する１又は複数の第１補助通路と、第２出口端で終端する１又は複数の第２補助通路、とを装備することにより内燃機関に対して1または複数種類の燃焼反応材を供給するために用いられる。燃料は、燃料噴射器通路を経由して燃料噴射器から供給するように上述のノズルとエンジンを配置し、窒素酸化物は第１補助通路を経由して供給し、そして添加燃料または窒素酸化物は、第２補助通路を経由して供給するように構成されている。もちろん他の実施例ではノズルは、1本の補助通路、1本の環状通路、または1組の補助通路だけで構成してもよい。   The embodiments described herein terminate at a single fuel injector passage that terminates at an injector outlet, one or more first auxiliary passages that terminate at a first outlet, and a second outlet end. By using one or a plurality of second auxiliary passages, it is used to supply one or more types of combustion reactants to the internal combustion engine. The above-described nozzle and engine are arranged so that fuel is supplied from the fuel injector via the fuel injector passage, nitrogen oxide is supplied via the first auxiliary passage, and added fuel or nitrogen oxide Is configured to be supplied via the second auxiliary passage. Of course, in other embodiments, the nozzle may comprise only one auxiliary passage, one annular passage, or one set of auxiliary passages.

本発明の他の実施例、使用法および効果は、本願明細書の開示事項および発明の実行から当業者には明らかである。例えば、ある実施例では、３個より少ない、あるいは3個以上の別々のカップから製造することも可能であり、又はある実施例では２本より多い或いは少ない環状通路により構成され、更にある実施例では、作動しない（ダミーの）環状通路、その他を付けて製造することも出来る。また本発明は、単一ポイント燃料噴射器とエンジンのレセプタクルの間に本願発明の実施例を装着することによって、単一ポイント燃料噴射システムで使用することが出来る。明細書は例示的であると理解され、本発明の権利範囲は以下の請求項により定義される。   Other embodiments, uses and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the disclosure herein and practice of the invention. For example, in some embodiments, it may be manufactured from fewer than three, or more than two separate cups, or in some embodiments, may be configured with more or fewer than two annular passages, and certain embodiments. Then, it is possible to manufacture with a non-actuated (dummy) annular passage or the like. The present invention can also be used in a single point fuel injection system by mounting an embodiment of the present invention between the single point fuel injector and the engine receptacle. It is understood that the specification is illustrative and the scope of the invention is defined by the following claims.

燃料噴射器と吸入プレナムの間に実装された本発明の実施例に係る燃料噴射器ノズルの断面図である。1 is a cross-sectional view of a fuel injector nozzle according to an embodiment of the present invention mounted between a fuel injector and a suction plenum. 図１に示す燃料噴射器ノズル内部カップの断面図である。It is sectional drawing of the fuel injector nozzle inner cup shown in FIG. 図１に示す燃料噴射器ノズルの中央部カップの正面断面図である。It is front sectional drawing of the center part cup of the fuel injector nozzle shown in FIG. 図３Ａに示す中央部カップの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the center part cup shown to FIG. 3A. 図１に示す燃料噴射器ノズルの外側カップの正面断面図である。It is front sectional drawing of the outer side cup of the fuel injector nozzle shown in FIG. 図４Ａに示す外側カップの側面横断面図である。FIG. 4B is a side cross-sectional view of the outer cup shown in FIG. 4A. １又は複数個のカップを作ることができる押出加工品の実寸図である。It is an actual size figure of an extrusion processed product which can make one or a plurality of cups. 図５に示す押出加工品から製造された本発明の実施例に係る中間および外部カップの実寸図である。FIG. 6 is an actual size view of an intermediate and outer cup according to an embodiment of the present invention manufactured from the extruded product shown in FIG. 5. 燃料および窒素酸化物の通過経路を示す本発明の実施例に係るカップの出口端の図である。It is a figure of the exit end of the cup which concerns on the Example of this invention which shows the passage route of a fuel and a nitrogen oxide. 従来のエンジンおよび本発明の実施例に係るエンジンの比較馬力とトルクを示すグラフである。It is a graph which shows the comparative horsepower and torque of the conventional engine and the engine which concerns on the Example of this invention. 本発明の一実施例に係る吸入口プレナムに搭載される窒素酸化物供給システムの実寸図である。It is an actual size figure of the nitrogen oxide supply system carried in the inlet plenum concerning one example of the present invention. 二連部品接続用の単一装着ボスを使用した本発明の実施例の実寸図である。It is an actual size figure of the Example of this invention using the single mounting | wearing boss | hub for a duplex component connection. 図１０に示す実施例の側面図である。It is a side view of the Example shown in FIG. 二連部品接続用の単一の装着ボスを使用した本発明の実施例の実寸図である。FIG. 6 is an actual size view of an embodiment of the present invention using a single mounting boss for connecting two-part components. 図１２に示す実施例の側面図である。It is a side view of the Example shown in FIG. 「単一部材」設計がされた、本発明の実施例に係るノズルの実寸図である。FIG. 2 is an actual size diagram of a nozzle according to an embodiment of the present invention with a “single member” design. 図１４Ｃおよび図１４Ｄに示す断面図基準面を示す、図１４Ａに示すノズルの平面図である。FIG. 14B is a plan view of the nozzle shown in FIG. 14A, showing the cross-sectional view reference plane shown in FIGS. 14C and 14D. 図１４Ｂに示す平面Ａ−Ａから見た、図１４Ａに示すノズルの断面の側面図である。It is the side view of the cross section of the nozzle shown to FIG. 14A seen from the plane AA shown to FIG. 14B. 図１４Ｂに示す複数面の平面B-Bから見た、図１４Ｅのための断面の基準面を示す、図１４Ａに示したノズル断面の側面図である。FIG. 14B is a side view of the nozzle cross-section shown in FIG. 14A, showing a reference plane of the cross-section for FIG. 図１４Ｄで示す複数面の平面C-Cから見た、図14Aに示すノズル断面の正面図である。FIG. 14B is a front view of the nozzle cross section shown in FIG. 14A as viewed from the plane CC of the plurality of surfaces shown in FIG. 図１５Ｂの基準面の部分図を示す単一部材をした、本発明の実施例に係る他のノズルの正面図である。FIG. 15B is a front view of another nozzle according to an embodiment of the present invention, with a single member showing a partial view of the reference surface of FIG. 15B. 図１５Ａに示す平面A-Aから見た、図１５Ａに示すノズル断面の底面図である。FIG. 15B is a bottom view of the nozzle cross section shown in FIG. 15A as viewed from the plane AA shown in FIG. 15A. 図１５Ｄに示す断面の基準面を示す図１５Ａのノズルの平面図である。FIG. 15B is a plan view of the nozzle of FIG. 15A showing the reference plane of the cross section shown in FIG. 15D. 図１５Ｃに示す複数面の平面B-Bから見た、図１５Ｅの断面基準面を示す図１５Ａのノズル断面の側面図である。FIG. 15B is a side view of the nozzle cross section of FIG. 15A showing the cross-sectional reference plane of FIG. 図１５Ｄに示す複数面の平面C-Cから見た、図１５Ａのノズル断面の正面図である。FIG. 15B is a front view of the nozzle cross section of FIG. 15A as viewed from the plane CC of the plurality of surfaces shown in FIG. 図１４Ａのノズルの出口端の図である。FIG. 14B is a view of the outlet end of the nozzle of FIG. 14A. 散気板の無い本発明の他の実施例に係るノズルの出口端の図である。It is a figure of the exit end of the nozzle which concerns on the other Example of this invention without a diffuser plate. 本発明の他の実施例に係るノズル断面の側面図である。It is a side view of the nozzle cross section which concerns on the other Example of this invention. 図１５Ａに示すノズルの出口端を部分的に裁断した図である。It is the figure which partially cut off the exit end of the nozzle shown to FIG. 15A. 本発明の実施例に係る更にもう一つのノズルの出口端の図である。FIG. 6 is a view of the outlet end of still another nozzle according to an embodiment of the present invention. 図１９Ａに示すノズルの部分的に裁断された側面図である。FIG. 19B is a partially cutaway side view of the nozzle shown in FIG. 19A. 図１９Ａに示すノズルの部分的に裁断された基本的概観図である。FIG. 19B is a partially cutaway basic overview of the nozzle shown in FIG. 19A. 装着された状態を示す、本発明の実施例に係る他のノズル断面の側面図である。It is a side view of the other nozzle section concerning the example of the present invention showing the state where it was equipped. 本発明の実施例に係る他のノズルの、部分的に欠切された分解図の側面図であり、図２２の複数面の基準面C-Cに沿って欠切された内部カップと、図２２に示す複数面の基準面D-Dに沿って欠切した環状リング、および図２２に示す複数面の基準面D-Dに沿って欠切したレセプタクルカップとを示している。FIG. 23 is a side view of a partially cutaway exploded view of another nozzle according to an embodiment of the present invention, with an internal cup cut along a plurality of reference planes CC in FIG. FIG. 22 shows an annular ring cut along a plurality of reference planes DD and a receptacle cup cut out along a plurality of reference planes DD shown in FIG. 22. 基準面A-Aから見た図２１に示す内部カップの断面底面図である。FIG. 22 is a cross-sectional bottom view of the inner cup shown in FIG. 21 as viewed from the reference plane AA. 基準面B-Bから見た図２１に示す環状リングの断面底面図である。FIG. 22 is a cross-sectional bottom view of the annular ring shown in FIG. 21 as viewed from the reference plane BB. 燃料噴射器およびエンジン空気取入口の間に実装された状態を示す、本発明の実施例に係る更に別のノズルの断面側面図である。FIG. 6 is a cross-sectional side view of yet another nozzle according to an embodiment of the present invention showing a state mounted between a fuel injector and an engine air intake. 実装されない請求項24のノズルの底面図である。FIG. 25 is a bottom view of the nozzle of claim 24 that is not mounted.

Claims (64)

内燃機関に窒素酸化物を供給するためのノズルにおいて：
燃料噴射器から燃料を通過させるための、中心軸を有し燃料噴射器出口で終端する１本の燃料噴射器通路と；そして
窒素酸化物を通過させるための、第１出口で終端する１本の第１補助通路；
とで構成されたことを特徴とするノズル。 In a nozzle for supplying nitrogen oxides to an internal combustion engine:
One fuel injector passage having a central axis for passing fuel from the fuel injector and terminating at the fuel injector outlet; and one terminating at the first outlet for passing nitrogen oxides The first auxiliary passage of
A nozzle characterized by comprising. 前記ノズルは、前記内燃機関に本質的な変更なしで、燃料噴射器と内燃機関の間に装着して利用するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   2. The nozzle according to claim 1, wherein the nozzle is configured to be used by being mounted between a fuel injector and an internal combustion engine without any substantial change to the internal combustion engine. 前記ノズルは、内燃機関のオリジナルの燃料噴射器が配置された位置の近傍に装着されて利用するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   2. The nozzle according to claim 1, wherein the nozzle is mounted and used in the vicinity of a position where an original fuel injector of an internal combustion engine is disposed. 前記燃料噴射器通路は、前記で、より大きい内径を有するように先細形状に構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle according to claim 1, wherein the fuel injector passage is tapered so as to have a larger inner diameter. 前記燃料噴射器通路は、0.035インチと0.200インチの間の内径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle of claim 1, wherein the fuel injector passage is configured to have an inner diameter between 0.035 inches and 0.200 inches. 前記燃料噴射器通路は、0.075インチと0.116インチの間の内径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle of claim 1, wherein the fuel injector passage is configured to have an inner diameter between 0.075 inches and 0.116 inches. 前記ノズルは、燃料噴射器と内燃機関の間に装着され、燃料噴射器レセプタクルに対して1.25インチ以上は該燃料噴射器を上昇させることなく装着されて利用するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle is mounted between the fuel injector and the internal combustion engine, and is configured to be mounted and used without raising the fuel injector for 1.25 inches or more with respect to the fuel injector receptacle. The nozzle according to claim 1. 前記ノズルは、燃料噴射器と内燃機関の間に装着され、燃料噴射器レセプタクルに対して0.75インチ以上は該燃料噴射器を上昇させることなく装着されて利用するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle is mounted between the fuel injector and the internal combustion engine, and is configured to be mounted and used without raising the fuel injector for 0.75 inch or more with respect to the fuel injector receptacle. The nozzle according to claim 1. 前記ノズルは、燃料噴射器と内燃機関の間に装着され、燃料噴射器レセプタクルに対して0.50インチ以上は該燃料噴射器を上昇させることなく装着されて利用するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle is mounted between the fuel injector and the internal combustion engine, and is configured to be mounted and used without raising the fuel injector for 0.50 inches or more with respect to the fuel injector receptacle. The nozzle according to claim 1. 前記ノズルは更に、窒素酸化物または添加燃料を通過させるための、第２出口で終端する１本の第２補助通路を有するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のノズル。   The nozzle according to claim 1, further comprising a second auxiliary passage terminating at a second outlet for allowing nitrogen oxide or added fuel to pass therethrough. 前記第１補助通路は、0.025インチから0.075インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle of claim 10, wherein the first auxiliary passage is configured to have a diameter of 0.025 inches to 0.075 inches. 前記第１補助通路は、0.050インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first auxiliary passage has a diameter of 0.050 inches. 前記第２補助通路は、0.025インチから0.075インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle of claim 10, wherein the second auxiliary passage is configured to have a diameter of 0.025 inches to 0.075 inches. 前記第２補助通路は、0.050インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle of claim 10, wherein the second auxiliary passage is configured to have a diameter of 0.050 inches. 前記ノズルは更に、前記第１出口と前記第２出口の近傍に散気板を有するように構成されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, further comprising a diffuser plate in the vicinity of the first outlet and the second outlet. 前記散気板は、中心軸に対して所定の角度で配置されたことを特徴とする請求項１５記載のノズル。   The nozzle according to claim 15, wherein the diffuser plate is disposed at a predetermined angle with respect to a central axis. 前記散気板は、中心軸に対して5度から90度の角度で配置されたことを特徴とする請求項１６記載のノズル。   The nozzle according to claim 16, wherein the diffuser plate is disposed at an angle of 5 degrees to 90 degrees with respect to a central axis. 前記散気板は、中心軸に対して10度から30度の角度で配置されたことを特徴とする請求項１６記載のノズル。   The nozzle according to claim 16, wherein the diffuser plate is disposed at an angle of 10 degrees to 30 degrees with respect to a central axis. 前記第１出口および前記第２出口は、放射状に配置された出口であることを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first outlet and the second outlet are radially arranged outlets. 前記第１出口および前記第２出口は、長方形の通路であることを特徴とする請求項１９記載のノズル。   The nozzle according to claim 19, wherein the first outlet and the second outlet are rectangular passages. 前記第１出口および前記第２出口は、0.050インチから0.150インチの幅（前記燃料噴射器通路の中心軸に対して直角方向の平面において）、および0.010インチから0.040インチの高さ（前記燃料噴射器通路の中心軸との平行平面において）、に構成されたことを特徴とする請求項２０記載のノズル。   The first outlet and the second outlet have a width of 0.050 to 0.150 inches (in a plane perpendicular to the central axis of the fuel injector passage) and a height of 0.010 to 0.040 inches (the fuel injection 21. A nozzle according to claim 20, wherein the nozzle is configured in a plane parallel to the central axis of the vessel passage. 前記第１出口および前記第２出口は、0.100インチの幅（前記燃料噴射器通路の中心軸に対して直角方向の平面において）、および0.020インチの高さ（前記燃料噴射器通路の中心軸との平行平面において）、に構成されたことを特徴とする請求項２０記載のノズル。   The first outlet and the second outlet have a width of 0.100 inches (in a plane perpendicular to the central axis of the fuel injector passage) and a height of 0.020 inches (with the central axis of the fuel injector passage) The nozzle according to claim 20, wherein the nozzle is configured in a parallel plane of 前記第１出口および前記第２出口は、中心に対して、らせん状に配置されたことを特徴とする請求項１９記載のノズル。   The nozzle according to claim 19, wherein the first outlet and the second outlet are spirally arranged with respect to a center. 前記第１出口および前記第２出口は、中心軸方向に5度から90度、および該中心軸に直角面で、各出口のノズル外側面に対して0度から90度だけ、角度を付けて配置されたことを特徴とする請求項２３記載のノズル。   The first outlet and the second outlet are angled by 5 to 90 degrees in the direction of the central axis, and at a right angle to the central axis and by 0 to 90 degrees with respect to the nozzle outer surface of each outlet. The nozzle according to claim 23, wherein the nozzle is arranged. 前記第１出口および前記第２出口は、中心軸方向に45度から60度、および該中心軸に直角面で、各出口のノズル外側面に対して40度から60度だけ、角度を付けて配置されたことを特徴とする請求項２３記載のノズル。   The first outlet and the second outlet are angled by 45 to 60 degrees in the direction of the central axis and at a right angle to the central axis by 40 to 60 degrees with respect to the nozzle outer surface of each outlet. The nozzle according to claim 23, wherein the nozzle is arranged. 前記第１出口および前記第２出口は、それぞれ前記燃料噴射器出口の対向側に配置されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first outlet and the second outlet are respectively disposed on opposite sides of the fuel injector outlet. 前記第１出口および前記第２出口は、燃料噴射器通路の中心軸に対して10度から180度だけ間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first outlet and the second outlet are spaced apart from the central axis of the fuel injector passage by 10 to 180 degrees. 前記第１出口および前記第２出口は、燃料噴射器通路の中心軸に対して45度から135度だけ間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first outlet and the second outlet are spaced from the central axis of the fuel injector passage by 45 to 135 degrees. 前記第１出口および前記第２出口は、燃料噴射器通路の中心軸に対して90度だけ間隔を置いて配置されたことを特徴とする請求項１０記載のノズル。   The nozzle according to claim 10, wherein the first outlet and the second outlet are disposed at an interval of 90 degrees with respect to a central axis of the fuel injector passage. 内燃機関に燃焼反応材を供給するためのノズルにおいて：
燃料噴射器から燃料を通過させるための、中心軸を有し燃料噴射器出口で終端する１本の燃料噴射器通路と；そして
複数本の第１補助通路であり、複数の第１出口で終端し、窒素酸化物を通過させ、かつ前記中心軸の周囲に環状パターンに配置され、同時に前記燃料噴射器出口の外側で放射状に配置された複数本の第１補助通路；
とで構成されたことを特徴とするノズル。 In a nozzle for supplying a combustion reactant to an internal combustion engine:
One fuel injector passage having a central axis and terminating at the fuel injector outlet for passing fuel from the fuel injector; and a plurality of first auxiliary passages terminating at the plurality of first outlets A plurality of first auxiliary passages which allow nitrogen oxides to pass therethrough and which are arranged in an annular pattern around the central axis and which are arranged radially outside the fuel injector outlet;
A nozzle characterized by comprising. 前記燃料噴射器通路は、0.025インチから0.075インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle of claim 30, wherein the fuel injector passage is configured to have a diameter of 0.025 inches to 0.075 inches. 前記燃料噴射器通路は、0.375インチから0.625インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle of claim 30, wherein the fuel injector passage is configured to have a diameter of 0.375 inches to 0.625 inches. 前記燃料噴射器通路は、0.450インチから0.550インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle of claim 30, wherein the fuel injector passage is configured to have a diameter of 0.450 inches to 0.550 inches. 前記複数本の第１補助通路は、0.020インチから0.100インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages have a diameter of 0.020 inch to 0.100 inch. 前記複数本の第１補助通路は、0.040インチから0.080インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages are configured to have a diameter of 0.040 inches to 0.080 inches. 前記複数本の第１補助通路は、0.060インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages are configured to have a diameter of 0.060 inches. 前記複数本の第１補助通路は、2本から16本で構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 2 to 16. 前記複数本の第１補助通路は、5本から12本で構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 5 to 12. 前記複数本の第１補助通路は、7本から9本で構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   The nozzle according to claim 30, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 7 to 9. 更に複数本の第２補助通路であり、複数の第２出口で終端し、燃焼反応材を通過させ、かつ前記中心軸の周囲に環状パターンに配置され、同時に前記第１補助通路の外側で放射状に配置された複数本の第２補助通路を含むように構成されたことを特徴とする請求項３０記載のノズル。   Furthermore, there are a plurality of second auxiliary passages, which terminate at a plurality of second outlets, pass the combustion reactants, and are arranged in an annular pattern around the central axis, and at the same time, radially outside the first auxiliary passages The nozzle according to claim 30, wherein the nozzle is configured to include a plurality of second auxiliary passages arranged in the nozzle. 前記複数本の第２補助通路は、0.020インチから0.100インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   41. The nozzle of claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages are configured to have a diameter of 0.020 inches to 0.100 inches. 前記複数本の第２補助通路は、0.040インチから0.080インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   41. The nozzle of claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages are configured to have a diameter of 0.040 inches to 0.080 inches. 前記複数本の第２補助通路は、0.060インチの直径を有するように構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   41. The nozzle of claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages are configured to have a diameter of 0.060 inches. 前記複数本の第２補助通路は、2本から16本で構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   The nozzle according to claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of 2 to 16. 前記複数本の第２補助通路は、5本から12本で構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   41. The nozzle according to claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of 5 to 12. 前記複数本の第２補助通路は、7本から9本で構成されたことを特徴とする請求項４０記載のノズル。   The nozzle according to claim 40, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of 7 to 9. 内燃機関に燃焼反応材を供給するためのノズルにおいて：
燃料噴射器用入口端と、該入口端と対向する位置にある出口端を有する内部カップであって、該内部カップが；
前記入口端にある燃料噴射器レセプタクルと；
中心軸を有し前記出口端で終端する１本の燃料噴射器通路と；
第１補助入力部と；
複数本の第１補助通路であり、前記中心軸の周囲に環状パターンに配置され、前
記燃料噴射器通路の外側で放射状に配置され、かつ前記第１補助入力部から前
記出口端へ延在する複数本の第１補助通路；
とで構成した内部カップと；
第１環状リングであり、前記内部カップの周囲で、前記第１補助入力部の近傍に配置され、第１補助入力ポートを有する第１環状リングと；
前記内部カップの周囲に配置され、出口端の近傍まで延在するレセプタクルカップ；
とで構成されたノズルであって;
かつ前記燃料噴射器通路が燃料噴射器からの燃料を前記出口端へ送り、前記第１補助入力ポートが第１燃焼反応材を前記複数本の第１補助通路へ送り、前記複数本の第１補助通路が前記第１燃焼反応材を前記出口端へ送るために利用するように構成されたことを特徴とするノズル。 In a nozzle for supplying a combustion reactant to an internal combustion engine:
An inner cup having a fuel injector inlet end and an outlet end opposite the inlet end, the inner cup;
A fuel injector receptacle at the inlet end;
One fuel injector passage having a central axis and terminating at the outlet end;
A first auxiliary input unit;
A plurality of first auxiliary passages arranged in an annular pattern around the central axis,
Arranged radially outside the fuel injector passage and forward from the first auxiliary input section.
A plurality of first auxiliary passages extending to the outlet end;
An internal cup made up of;
A first annular ring disposed around the inner cup and in the vicinity of the first auxiliary input portion and having a first auxiliary input port;
A receptacle cup disposed around the inner cup and extending to the vicinity of the outlet end;
A nozzle composed of; and
And the fuel injector passage sends fuel from the fuel injector to the outlet end, the first auxiliary input port sends the first combustion reactant to the plurality of first auxiliary passages, and the plurality of first auxiliary passages. A nozzle characterized in that an auxiliary passage is configured to send the first combustion reactant to the outlet end. 前記レセプタクルカップは、エンジン中の既存の燃料噴射器レセプタクルであることを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. The nozzle of claim 47, wherein the receptacle cup is an existing fuel injector receptacle in an engine. 前記レセプタクルカップは、エンジンの燃料吸入口に溶接で接着するように構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. The nozzle according to claim 47, wherein the receptacle cup is configured to be bonded to a fuel intake port of an engine by welding. 前記レセプタクルカップは、エンジンの燃料吸入口にネジ止めするように構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. A nozzle according to claim 47, wherein the receptacle cup is configured to be screwed to a fuel inlet of an engine. 前記内部カップは、前記レセプタクルカップにネジ止めするように構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. A nozzle according to claim 47, wherein the inner cup is configured to be screwed to the receptacle cup. 前記内部カップは、１つ以上のＯリング封止によって、前記レセプタクルカップに保持されるように構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. The nozzle of claim 47, wherein the inner cup is configured to be held in the receptacle cup by one or more O-ring seals. 前記複数本の第１補助通路は、2本から16本で構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   The nozzle according to claim 47, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 2 to 16. 前記複数本の第１補助通路は、5本から12本で構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. The nozzle according to claim 47, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 5 to 12. 前記複数本の第１補助通路は、7本から9本で構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。   The nozzle according to claim 47, wherein the plurality of first auxiliary passages is composed of 7 to 9. 前記第１補助入力部は、環状溝を有していることを特徴とする請求項４７記載のノズル。   The nozzle according to claim 47, wherein the first auxiliary input portion has an annular groove. 前記第１環状リングは、内側環状溝を有していることを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. A nozzle according to claim 47, wherein the first annular ring has an inner annular groove. 前記第１燃焼反応材は、ガソリン、ディーゼル燃料、天然ガス、プロパン、ニトロメタン、アルコールまたはアルコール混合であることを特徴とする請求項４７記載のノズル。   48. The nozzle according to claim 47, wherein the first combustion reactant is gasoline, diesel fuel, natural gas, propane, nitromethane, alcohol, or alcohol mixture. 更に前記内部カップは；
第２補助入力部と；
複数本の第２補助通路であり、前記中心軸の周囲に環状パターンに配置され、前記複数本の第１補助通路の外側で放射状に配置され、かつ前記第２補助入力部から前記出口端へ延在する複数本の第２補助通路と；
第２環状リングであり、前記内部カップの周囲で、前記第２補助入力部の近傍に配置され、第２補助入力ポートを有する第２環状リング；
とで構成された内部カップであって;
かつ前記第２補助入力ポートが第２燃焼反応材を前記複数本の第２補助通路へ送り、前記複数本の第２補助通路が前記第２燃焼反応材を前記出口端へ送るために利用するように構成されたことを特徴とする請求項４７記載のノズル。 The inner cup further includes:
A second auxiliary input unit;
A plurality of second auxiliary passages, arranged in an annular pattern around the central axis, radially arranged outside the plurality of first auxiliary passages, and from the second auxiliary input portion to the outlet end A plurality of second auxiliary passages extending;
A second annular ring having a second auxiliary input port disposed around the inner cup and in the vicinity of the second auxiliary input portion;
An internal cup composed of; and
The second auxiliary input port sends the second combustion reactant to the plurality of second auxiliary passages, and the plurality of second auxiliary passages are used to send the second combustion reactant to the outlet end. 48. A nozzle according to claim 47, configured as described above. 前記複数本の第２補助通路は、2本から16本で構成されたことを特徴とする請求項５９記載のノズル。   60. The nozzle according to claim 59, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of 2 to 16. 前記複数本の第２補助通路は、5本から12本で構成されたことを特徴とする請求項５９記載のノズル。   60. The nozzle according to claim 59, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of 5 to 12. 前記複数本の第２補助通路は、7本から9本で構成されたことを特徴とする請求項５９記載のノズル。   60. The nozzle according to claim 59, wherein the plurality of second auxiliary passages is composed of seven to nine. 前記第２燃焼反応材は、ガソリン、ディーゼル燃料、天然ガス、プロパン、ニトロメタン、アルコールまたはアルコール混合であることを特徴とする請求項５９記載のノズル。   60. The nozzle according to claim 59, wherein the second combustion reactant is gasoline, diesel fuel, natural gas, propane, nitromethane, alcohol, or a mixture of alcohols. 前記第２環状リングは、内側環状溝を有していることを特徴とする請求項５９記載のノズル。   60. The nozzle of claim 59, wherein the second annular ring has an inner annular groove.
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