JP4306710B2 - 燃料噴射ノズル - Google Patents
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Description
請求項1に記載の燃料噴射ノズルは、2つ以上の単噴孔を近接配置させてなる群噴孔を有し、群噴孔を介して燃料を噴射するものである。そして、この燃料噴射ノズルによれば、同一の群噴孔に属し、かつ隣り合う2つの単噴孔の少なくとも1つの組合せの内で、少なくとも一方の単噴孔は、内部から外部に向かい、他方の単噴孔が配される側のみに拡径し、外部開口部で最大径となるように設けられている。
また、一方の単噴孔と他方の単噴孔とは、各々の孔軸を含む平面による切断面を想定した場合に、一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔に近い切断縁と、他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔に近い切断縁とが、内部から外部に向かい互いに接近するように設けられ、一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔から遠い切断縁と、他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔から遠い切断縁とが、内部から外部に向かい略一定の距離を保つように設けられている。
請求項2に記載の燃料噴射ノズルによれば、一方の単噴孔の内部開口部の有効径(「内部開口径」と呼ぶ)と他方の単噴孔の内部開口径とは互いに異なる。
単噴孔の内部開口径は、当該単噴孔からの噴射量に影響する主要因子であるので、一方の単噴孔と他方の単噴孔とで内部開口径を互いに異ならせることにより、2つの単噴孔から形成される噴霧の形状を種々に変形することができる。この結果、燃焼室形状の凹凸に応じて内部開口径を操作することにより、噴霧が燃焼室壁面に到達するのを阻止することができる。
請求項3に記載の燃料噴射ノズルによれば、他方の単噴孔も、内部から外部に向かい、一方の単噴孔が配される側のみに拡径し、外部開口部で最大径となるように設けられ、一方の単噴孔および他方の単噴孔は、各々、拡径する部分の壁面が孔軸に対して傾斜するテーパ状に設けられて孔軸に対する傾斜角を形成し、一方の単噴孔の傾斜角と他方の単噴孔の傾斜角とは、互いに異なる。
また、一方の単噴孔と他方の単噴孔とは、各々の孔軸を含む平面による切断面を想定した場合に、一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔に近い切断縁と、他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔に近い切断縁とが、内部から外部に向かい互いに接近するように設けられ、一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔から遠い切断縁と、他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔から遠い切断縁とが、内部から外部に向かい略一定の距離を保つように設けられている。
実施例1の燃料噴射ノズル1(以下、ノズル1と呼ぶ)の構成を、図1を用いて説明する。
ノズル1は、2つ以上の単噴孔2を近接配置させてなる群噴孔3を有し、群噴孔3を介して燃料を噴射するものである。なお、群噴孔3は、単噴孔2の径小化と孔数増加により燃料の微粒化を促進するとともに、各単噴孔2からの噴霧を互いに衝突干渉させ、噴射方向への貫徹力を増大することを目的とする。
実施例1のノズル1の特徴を、図2を用いて説明する。
実施例1のノズル1によれば、同一の群噴孔3に属し、かつ隣り合う2つの単噴孔2の組合せの少なくとも1つは、一方の単噴孔2aが、内部から外部に向かい他方の単噴孔2bが配される側のみに拡径し、外部開口部8aで最大径となるように設けられている。また、他方の単噴孔2bも、内部から外部に向かい、一方の単噴孔2aが配される側のみに拡径し、外部開口部8bで最大径となるように設けられている。
実施例1のノズル1によれば、同一の群噴孔3に属し、かつ隣り合う2つの単噴孔2の組合せの少なくとも1つは、一方の単噴孔2aが、内部から外部に向かい他方の単噴孔2bが配される側のみに拡径し、外部開口部8aで最大径となるように設けられ、他方の単噴孔2bも、内部から外部に向かい一方の単噴孔2aが配される側のみに拡径し、外部開口部8bで最大径となるように設けられている。
また、単噴孔2a、2bは、各々の孔軸を含む平面による切断面を想定した場合に、単噴孔2aの右切断縁17と単噴孔2bの左切断縁18とが、内表面14から外表面15に向かい互いに接近するように設けられ、単噴孔2aの左切断縁11と単噴孔2bの右切断縁12とが、内表面14から外表面15に向かい略一定の距離を保つように設けられている。
実施例2のノズル1の特徴を、図3を用いて説明する。
実施例2のノズル1によれば、内部開口部9aの有効径と内部開口径9bの有効径とは互いに異なる。また、単噴孔2aの傾斜角と単噴孔2bの傾斜角とは、互いに異なる。
実施例2のノズル1によれば、内部開口部9aの有効径と内部開口部9bの有効径とは互いに異なる。
内部開口部9a、9bの有効径は、単噴孔2a、2bからの噴射量に影響する主要因子であるので、内部開口部9aと内部開口部9bとで有効径を互いに異ならせることにより、単噴孔2a、2bから形成される噴霧の形状を種々に変形することができる。この結果、燃焼室形状の凹凸に応じて内部開口部9a、9bの有効径を操作することにより、噴霧が燃焼室壁面に到達するのを阻止することができる。
傾斜角が大きいほど、噴霧の広がりが大きくなるとともにペネトレーションが弱くなる。このため、単噴孔2aと単噴孔2bとで傾斜角を互いに異ならせることにより、単噴孔2a、2bから噴霧が広がる種々の方向において、噴射量とペネトレーションとを可変することができる。つまり、単噴孔2a、2bの傾斜角を操作することにより、噴霧が広がる種々の方向において、噴射量とペネトレーションとを可変することができる。
参考例のノズル1を、図4を用いて説明する。
参考例のノズル1によれば、同一の群噴孔3に属し、かつ隣り合う2つの単噴孔2は、外表面15から内側に陥没するように設けられた1つの凹部20に開口している。
これにより、凹部20において噴霧に空気が導入されて、燃料と空気との混合状態が改善される。このため、噴霧が衝突干渉する領域で、従来よりも当量比が均一になり、黒煙の発生を抑制することができる。
実施例1、2の単噴孔2a、2bによれば、単噴孔2a、2bは、両方とも外部開口部8a、8bの有効径が内部開口部9a、9bの有効径よりも大きくなるように設けられ、また、内表面14から外表面15に向かう全区間において連続的に拡径するように設けられていたが、このような形態に限定されない。例えば図5に示すように、単噴孔2bを、外部開口部8bの有効径と内部開口部9bの有効径とが同一になるように設けてもよく、単噴孔2aを、内表面14から外表面15に向かう途中から拡径するように設けてもよい。また、実施例1、2の単噴孔2a、2bによれば、外部開口部8a、8bが両方とも略楕円形に設けられていたが、外部開口部8a、8bを略円形に設けてもよい。
2 単噴孔
2a 単噴孔(一方の単噴孔)
2b 単噴孔(他方の単噴孔)
3 群噴孔
8 外部開口部
9 内部開口部
11 左切断縁(一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔から遠い切断縁)
12 右切断縁(他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔から遠い切断縁)
17 右切断縁(一方の単噴孔の2つの切断縁の内で他方の単噴孔に近い切断縁)
18 左切断縁(他方の単噴孔の2つの切断縁の内で一方の単噴孔に近い切断縁)
Claims (3)
- 2つ以上の単噴孔を近接配置させてなる群噴孔を有し、この群噴孔を介して燃料を噴射する燃料噴射ノズルにおいて、
同一の前記群噴孔に属し、かつ隣り合う2つの単噴孔の少なくとも1つの組合せの内で、少なくとも一方の単噴孔は、内部から外部に向かい、他方の単噴孔が配される側のみに拡径し、外部開口部で最大径となるように設けられ、
前記一方の単噴孔と前記他方の単噴孔とは、
各々の孔軸を含む平面による切断面を想定した場合に、
前記一方の単噴孔の2つの切断縁の内で前記他方の単噴孔に近い切断縁と、前記他方の単噴孔の2つの切断縁の内で前記一方の単噴孔に近い切断縁とが、内部から外部に向かい互いに接近するように設けられ、
前記一方の単噴孔の2つの切断縁の内で前記他方の単噴孔から遠い切断縁と、前記他方の単噴孔の2つの切断縁の内で前記一方の単噴孔から遠い切断縁とが、内部から外部に向かい略一定の距離を保つように設けられていることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記一方の単噴孔の内部開口部の有効径と前記他方の単噴孔の内部開口部の有効径とは、互いに異なることを特徴とする燃料噴射ノズル。 - 請求項1に記載の燃料噴射ノズルにおいて、
前記他方の単噴孔も、内部から外部に向かい、一方の単噴孔が配される側のみに拡径し、外部開口部で最大径となるように設けられ、
前記一方の単噴孔および前記他方の単噴孔は、各々、拡径する部分の壁面が孔軸に対して傾斜するテーパ状に設けられて孔軸に対する傾斜角を形成し、
前記一方の単噴孔の傾斜角と前記他方の単噴孔の傾斜角とは、互いに異なることを特徴とする燃料噴射ノズル。
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