JP2003019448A - 噴霧ノズル - Google Patents
噴霧ノズルInfo
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Abstract
のできるの噴霧ノズルを提供する。 【解決手段】 送り側圧力導入通路14aに導入された
燃料の送り側圧力と先端開口部12から噴霧通路調整ロ
ッド18を通って燃料戻り流路14cから戻される戻り
側圧力との圧力差で噴霧通路調整ロッド18を動かす構
成にした。噴霧量が少ないときは、戻り流量が多くなる
ため、貫通孔15a内の圧力が低下し、ピストン17が
噴霧通路調整ロッド18を先端開口部12に押し進め、
先端開口部12の中央を先端18aで塞ぐ。これによ
り、先端開口部12からの空気流入を防止しつつ塞がれ
ていないリング状領域からの燃料の噴霧を行う。
Description
特に、燃料ポンプから圧送されてきた燃料の一部を燃焼
装置の燃焼部に向けて噴霧し、残りの燃料を燃料ポンプ
の上流側の合流部へ戻すようにした燃料供給装置に用い
られる噴霧ノズルに関する。
は、燃料を燃焼させる燃焼部に向けて、噴霧ノズルから
燃料を噴霧する燃料供給装置を備えている。
を示す図である。燃料供給装置100は、燃料タンク1
01と噴霧ノズル102とをつなぐ燃料送り管103を
有しており、この燃料送り管103の途中には燃料ポン
プ104が設けられている。噴霧ノズル102からは、
燃料ポンプ104より上流側の燃料送り管103に合流
する燃料戻り管105が設けられていて、その途中には
戻り弁106が設けられている。
4が燃料タンク101からの燃料を一定の流量QTで燃
料送り管103から噴霧ノズル102に導入し、噴霧ノ
ズル102はその導入された燃料の一部を噴霧する。そ
の際、噴霧されなかった残りの燃料は、燃料戻り管10
5を介して燃料ポンプ104の上流側の合流部へ戻され
る。ここで、燃料ポンプ104から圧送されるの燃料の
流量QTは一定であるので、燃料戻り管105の戻り弁
106が戻りの燃料の流量QBを制御することにより、
その流量差である流量QNが噴霧ノズル102から噴霧
され、燃焼装置の燃焼量が調整されることになる。
ノズルは、例えば、特開平7−217870号公報に示
されているように、微細な螺旋溝が形成された円錐状ス
リット部を有し、燃料ポンプから圧送されてきた燃料が
その円錐状スリット部を通過することによって霧状にな
り、その一部が噴霧ノズルの先端開口部を介して燃焼部
へ渦巻き状に噴霧され、燃焼に供されない残りの燃料は
円錐状スリット部の軸線位置に設けられた戻り流路を通
って戻されるようにされている。
くしようとした場合、戻りの量を増やすことになるが、
戻りの量が多くなると、先端開口部の内側の圧力が低下
し、この圧力が大気圧を下回った場合には、先端開口部
から噴霧ノズル内部に空気が巻き込まれてしまう現象が
起こる。
その空気は燃料とともに戻され、それが燃料供給装置の
燃料ポンプに達すると、燃料ポンプの圧縮能力が極端に
低下し、噴霧ノズルに導入される燃料の圧力が落ち込
む。その結果、噴霧流量が急激に低下して、空燃比が限
界値を下回って失火してしまうことがある。
開平5−223244号公報に、噴霧ノズルの軸線に沿
って進退する噴霧通路調整ロッドを設け、噴霧量が少な
い場合に噴霧通路調整ロッドの先端を先端開口部に移動
して、その中央を塞ぐことにより、噴霧される燃料の渦
巻き中心からの空気の巻き込みを抑制する噴霧ノズルが
提案されている。
整ロッドは、噴霧ノズルから噴霧する噴霧量に応じて、
駆動モータなどを用いて進退駆動される。
き込み対策として、噴霧ノズルにこのような噴霧通路調
整ロッドとその噴霧通路調整ロッドを駆動する駆動機構
を備えたことにより、噴霧ノズル自体が大型化し、複雑
化してしまうという問題点があった。
のであり、簡単な構造を有し、かつ、外部からの空気の
混入を防止して燃料を安定して噴霧することのできる噴
霧ノズルを提供することを目的とする。
決するために、一定流量で送られてきた液体燃料の一部
を噴霧して燃焼に供されない残りの燃料を戻すように
し、戻す量を制御することで噴霧量を制御する噴霧ノズ
ルにおいて、ノズル本体の先端に設けられて前記液体燃
料が噴霧される先端開口部の噴霧通路の大きさを前記液
体燃料の送り側の圧力と戻り側の圧力との圧力差の変化
によって変化させるようにしたことを特徴とする噴霧ノ
ズルが提供される。
の噴霧量を多くするときは、戻り量を減らし、噴霧量を
少なくするときは、戻り量を増やすように制御するが、
戻り量を減らしたときには送り側と戻り側との圧力差が
小さく、戻り量を増やしたときには送り側と戻り側との
圧力差が大きくなる。この圧力差の変化をもとにして先
端開口部の噴霧通路の大きさを、噴霧量を多くするとき
は大きく、噴霧量を少なくするときは小さくなるよう変
化させるようにした。これにより、噴霧量が少ないとき
に先端開口部の噴霧通路の大きさが小さくなるため、外
部から空気が巻き込まれる通路が形成されなくなる。供
給される液体燃料の送り側と戻り側との圧力を利用する
ことで、特別な駆動機構部などが必要なく、外部からの
空気混入のない噴霧ノズルが実現される。
を参照して説明する。図1は第1の実施の形態に係る噴
霧ノズルの断面図である。
1の一端の内側に、ノズル本体11の軸線上に先端開口
部12を有するノズル先端部材13が設けられている。
ノズル本体11の他端には、ノズル本体11の軸線上に
送り側圧力導入通路14aが設けられた燃料流路管14
が螺嵌されている。
4aと平行に設けられた燃料導入流路14bおよび燃料
戻り流路14cを有しており、さらに、燃料導入流路1
4bは送り側圧力導入通路14aとも連通するように構
成されている。
間には、ノズル本体11の軸線上に貫通孔15aを有す
るスリット部材15が、燃料流路管14に嵌入された状
態で配置されている。スリット部材15は、ノズル先端
部材13の内壁面と同じ傾斜を有する接面部を有し、そ
の接面部には、燃料導入流路14bから導入されてくる
燃料を通過させ、霧状にして先端開口部12に送るスリ
ットを有している。このスリットは、軸線方向から見て
螺旋状に並んで配置されている。さらに、スリット部材
15の側壁には、開口部15bが設けられていて、貫通
孔15aと燃料戻り流路14cとが連通するようになっ
ている。
は、その内壁を軸線方向に摺動するピストン17が配置
されており、送り側圧力導入通路14aと連通する面に
送り側の圧力を受け、貫通孔15aと連通する面に戻り
側の圧力を受けるようにしている。
1の軸線上を進退可能に設けられた噴霧通路調整ロッド
18が内挿され、この噴霧通路調整ロッド18は、ばね
16によって常にピストン17に当接するよう付勢され
ている。噴霧通路調整ロッド18の先端18aは、ノズ
ル先端部材13の先端開口部12より細く形成されてい
る。
分の噴霧通路調整ロッドの断面図である。噴霧通路調整
ロッド18のスリット部材15によって案内される部分
は、その外周面に軸線方向に延びる溝18bが複数、図
示の例では4本設けられていている。この溝18bは燃
焼に供されない燃料を燃料ポンプの上流側の合流部へ戻
すための戻り流路を形成している。
流量で導入された燃料は、燃料導入流路14bからノズ
ル先端部材13方向に送られる。そして、燃料がスリッ
ト部材15とノズル先端部材13との接面部に到達する
と、その燃料は、スリット部材15の先端の円錐面に螺
旋状に配置されたスリットを通過し、通過した燃料の一
部が先端開口部12から渦巻き状に噴霧される。ここ
で、先端開口部12から噴霧されなかった残りの燃料
は、噴霧通路調整ロッド18に設けられている溝18
b、噴霧通路調整ロッド18と貫通孔15aとの間の隙
間、そして開口部15bを経由して燃料戻り流路14c
に戻される。
力と霧状になった燃料の圧力との圧力差が小さいので、
ピストン17はばね16の付勢力によって図の右側に位
置し、これによって、噴霧通路調整ロッド18の先端1
8aは先端開口部12の内側に待避している。
供給装置の戻り弁が、噴霧ノズル10から戻される燃料
の流量が多くなるよう制御される。図3は噴霧量が少な
い場合の噴霧ノズルの断面図、図4は噴霧ノズル先端部
の部分拡大断面図である。
霧ノズル10から戻される燃料の流量が多くなるので、
燃料戻り流路14cの圧力は低くなり、送り側圧力導入
通路14aの圧力との圧力差は大きくなる。これによ
り、ピストン17はばね16の付勢力に抗して先端開口
部12方向に押される。その結果、噴霧通路調整ロッド
18の先端18aは、先端開口部12に進入する。噴霧
通路調整ロッド18の先端18aは、ノズル先端部材1
3の先端開口部12より細く形成されているので、噴霧
される燃料が通過するだけの隙間が形成されることにな
る。
路14bから燃料が導入されると、燃料は、スリット部
材15のスリットを通過して、先端開口部12とこれに
進入している先端18aとの隙間から渦巻き状に噴霧さ
れる。
aの進入によって、渦巻き中心が塞がれるので、先端開
口部12からの空気の巻き込みが防止される。したがっ
て、噴霧量が少ない場合であっても安定した燃料供給を
行うことができる。
力と流量との関係を示す図である。図5において、P1
は噴霧ノズル10に導入される燃料の送り側圧力、P2
は噴霧ノズル10から戻される燃料の戻り側圧力をそれ
ぞれ示している。さらに、Q Tは噴霧ノズル10に導入
される燃料の総流量、QN1は噴霧通路調整ロッド18の
先端18aが先端開口部12から退避している状態での
噴霧流量、QN2は噴霧通路調整ロッド18の先端18a
が先端開口部12に進入している状態での噴霧流量、Q
B1は噴霧通路調整ロッド18の先端18aが先端開口部
12から退避している状態での戻り流量、QB2は噴霧通
路調整ロッド18の先端18aが先端開口部12に進入
している状態での戻り流量をそれぞれ示している。ま
た、ΔP1およびΔP2は、送り側圧力P1と戻り側圧
力P2との圧力差を示している。
と戻り側圧力P2との圧力差が小さい状態では、ΔP1
になるまでは、噴霧通路調整ロッド18の先端18aが
先端開口部12から退避した状態であり、噴霧ノズル1
0から噴霧される量は噴霧流量QN1で変化する。また、
送り側圧力P1と戻り側圧力P2との圧力差が大きくなっ
てΔP2より大きくなる範囲では、先端18aが先端開
口部12に進入した状態であり、噴霧ノズル10から噴
霧される量は噴霧流量QN2に沿って変化する。
先端18aが先端開口部12に進入し始めている状態で
あり、この範囲で噴霧される量は、噴霧流量QN1と噴霧
流量QN2との間で連続的に変化する。すなわち、先端開
口部12の噴霧通路が大きい状態と空気巻き込み分の通
路をなくした小さい状態との切り換わり領域を示してい
る。
に応じた先端18aの位置変化によって、先端開口部1
2への進入状態を調節し、広範囲の噴霧量の噴霧におい
て空気の混入を防止し、安定した燃料供給を行うことが
できるようになる。
図6は噴霧量が多い場合での第2の実施の形態に係る噴
霧ノズルの断面図、図7は噴霧量が少ない場合での第2
の実施の形態に係る噴霧ノズルの断面図である。
は、第1の実施の形態の噴霧ノズル10における噴霧通
路調整ロッド18とピストン17とが一体となった噴霧
通路調整ロッド19を有しており、その他の構成は第1
の実施の形態の噴霧ノズル10と同じである。
ノズル10aを構成する部品点数が減り、コストの低下
を図ることができるようになる。次に第3の実施の形態
について説明する。
形態に係る噴霧ノズルの断面図、図9は噴霧量が少ない
場合での第3の実施の形態に係る噴霧ノズルの断面図で
ある。
は、第1の実施の形態の噴霧ノズル10における先端開
口部12より大きな外径で、先端開口部12の内壁面に
当接可能に形成されて、先端近傍の側面から先端20a
に貫通する穴20cが設けられた噴霧通路調整ロッド2
0を有している。その他の構成は第1の実施の形態の噴
霧ノズル10と同じである。なお、軸線方向の穴20c
に連通する側面からの穴は、図示の例では1つである
が、好ましくは、周囲から霧状の燃料が導入されるよう
複数設けるのがよい。
ル先端部の部分拡大断面図である。噴霧通路調整ロッド
20の先端20aが、先端開口部12の内側に当接する
場合、噴霧通路調整ロッド20の穴20cと先端開口部
12との位置が重なるように構成されている。
噴霧量が少ない場合は、送り側の圧力と戻り側の圧力と
の圧力差が大きいので、噴霧通路調整ロッド20の先端
20aが先端開口部12の内壁面に当接され、スリット
部材15に螺旋状に配置されたスリットを通過した霧状
の燃料は、穴20cを通って先端開口部12から噴霧さ
れる。このとき、スリットを通過した燃料は、小さな穴
20cから噴霧されることにより、空気の巻き込みが生
じる空間的な余地がなく、したがって、噴霧量が少ない
ときの空気の巻き込みが防止されるようになる。
図11は噴霧量が多い場合での第4の実施の形態に係る
噴霧ノズルの断面図、図12は噴霧量が少ない場合での
第4の実施の形態に係る噴霧ノズルの断面図、図13は
第4の実施の形態に係る噴霧ノズル先端部の部分拡大断
面図である。
は、第1の実施の形態の噴霧ノズル10に比べて、先端
部分21aが先端開口部12の内径より大きな外径を有
し、先端開口部12の内壁面と同じ傾斜を有する截頭円
錐状に形成され、その円錐面には霧状の燃料を通過させ
る複数のスリットを形成している点で異なる。
は、噴霧通路調整ロッド21は、スリット部材15に遊
嵌されていて、その内壁面との間の隙間が戻り流路を形
成している。
の先端21aが、先端開口部12の内壁面に当接された
状態では、スリット部材15に形成された螺旋状のスリ
ットを通ってきた燃料は、一部が噴霧通路調整ロッド2
1の先端21aに形成されたスリットを通って先端開口
部12から噴霧され、残りが噴霧通路調整ロッド21と
スリット部材15の内壁面との間の隙間を介して戻され
るようになる。
れた第1のスリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図
である。この図において、噴霧通路調整ロッド21の先
端21aのスリット21cとともにスリット部材15に
設けられているスリット15cも示している。
路調整ロッド21の先端部分21aの円錐面には、4本
のスリット21cがスリット部材15に設けられている
スリット15cの螺旋方向と同じ方向に螺旋状に設けら
れている。これにより、スリット部材15のスリット1
5cを通ってきた燃料は、同じ方向でスリット21cに
入るため、同じ旋回流で先端開口部12から噴霧され
る。
れた第2のスリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図
である。第2のスリット形状は、噴霧通路調整ロッド2
1の先端部分21aの円錐面に形成したスリット21c
をスリット15cの螺旋方向と逆方向になるようにして
いる。したがって、スリット15cを出た燃料の旋回流
は逆転してスリット21cに入り、スリット21cの旋
回方向に沿った旋回流で先端開口部12から噴霧され
る。
れた第3のスリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図
である。第3のスリット形状は、スリット21cを円錐
面に噴霧通路調整ロッド21の軸線に向かってまっすぐ
な方向に形成している。これにより、スリット15cを
出て旋回していた燃料はスリット21cに入り、このス
リット21cから噴霧通路調整ロッド21の軸線に向か
って四方からまっすぐ噴射され、軸線位置で衝突された
燃料が先端開口部12から分散して噴霧される。
ル本体の先端に設けられて前記液体燃料が噴霧される先
端開口部の噴霧通路の大きさを前記液体燃料の送り側の
圧力と戻り側の圧力との圧力差の変化によって変化させ
る構成にした。これにより、噴霧量が少ないときに先端
開口部の噴霧通路の大きさを送り側の圧力と戻り側の圧
力との圧力差で小さくできるので、特別な駆動機構部な
どを必要とすることなく、外部からの空気混入のない噴
霧ノズルを実現することができる。
断面図である。
路調整ロッドの断面図である。
る。
の関係を示す図である。
噴霧ノズルの断面図である。
る噴霧ノズルの断面図である。
噴霧ノズルの断面図である。
る噴霧ノズルの断面図である。
部分拡大断面図である。
る噴霧ノズルの断面図である。
係る噴霧ノズルの断面図である。
部分拡大断面図である。
スリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図である。
スリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図である。
スリット形状を示す噴霧ノズルの部分端面図である。
ある。
Claims (10)
- 【請求項1】 一定流量で送られてきた液体燃料の一部
を噴霧して燃焼に供されない残りの燃料を戻すように
し、戻す量を制御することで噴霧量を制御する噴霧ノズ
ルにおいて、 ノズル本体の先端に設けられて前記液体燃料が噴霧され
る先端開口部の噴霧通路の大きさを前記液体燃料の送り
側の圧力と戻り側の圧力との圧力差の変化によって変化
させるようにしたことを特徴とする噴霧ノズル。 - 【請求項2】 前記先端開口部の中心を通る軸線上に配
置されて、前記先端開口部に接近する方向に前記送り側
の圧力を受け、前記先端開口部から離れる方向に前記戻
り側の圧力を受けるようにした、軸線方向に進退可能な
噴霧通路調整手段を備え、前記噴霧通路調整手段の先端
が前記先端開口部に対して接離することで前記噴霧通路
の大きさを変化させるようにしたことを特徴とする請求
項1記載の噴霧ノズル。 - 【請求項3】 前記噴霧通路調整手段は、前記先端開口
部と反対側の面に前記送り側の圧力を受け、前記先端開
口部の側の面に前記戻り側の圧力を受けるピストンと、
前記先端開口部と反対側の後端が前記ピストンに常時当
接するように付勢されていて前記先端開口部の側の先端
から前記後端に向かって戻りの燃料を通過させる通路が
形成された噴霧通路調整ロッドとを有することを特徴と
する請求項2記載の噴霧ノズル。 - 【請求項4】 前記噴霧通路調整ロッドは、外径が前記
先端開口部の噴霧通路よりも細い先端部分を有し、先端
開口部からの噴霧量が少ないときに、前記先端部分が前
記噴霧通路内に進入することで前記噴霧通路の大きさを
変化させるようにしたことを特徴とする請求項3記載の
噴霧ノズル。 - 【請求項5】 前記噴霧通路調整ロッドは、軸線位置に
前記噴霧通路よりも小さく形成された中央通路とこの中
央通路に連通するように半径方向に開けられた導入孔と
を有する先端部分を有し、先端開口部からの噴霧量が少
ないときに、前記先端部分を前記先端開口部の内壁に当
接させて噴霧する燃料を前記導入孔、前記中央通路およ
び前記先端開口部の前記噴霧通路を介して噴霧させるよ
うにしたことを特徴とする請求項3記載の噴霧ノズル。 - 【請求項6】 前記噴霧通路調整ロッドは、前記先端開
口部の内壁と同じ傾きを持った斜面に大径部から小径部
にわたって複数のスリットが形成された截頭円錐形状の
先端部分を有し、先端開口部からの噴霧量が少ないとき
に、前記先端部分を前記先端開口部の内壁に当接させて
噴霧する燃料を前記スリットおよび前記先端開口部の前
記噴霧通路を介して噴霧させるようにしたことを特徴と
する請求項3記載の噴霧ノズル。 - 【請求項7】 前記スリットは、前記先端部分の斜面に
螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項6記載
の噴霧ノズル。 - 【請求項8】 前記スリットは、ノズル本体側に設けら
れて一定流量で送られてきた液体燃料を霧状にする本体
側スリットの螺旋方向と逆向きに形成されていることを
特徴とする請求項7記載の噴霧ノズル。 - 【請求項9】 前記スリットは、ノズル本体側に設けら
れて一定流量で送られてきた液体燃料を霧状にする本体
側スリットの螺旋方向と同じ向きに形成されていること
を特徴とする請求項7記載の噴霧ノズル。 - 【請求項10】 前記スリットは、延長線が前記軸線を
通るように直線状に形成されていることを特徴とする請
求項6記載の噴霧ノズル。
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| JP2001206238A JP3942847B2 (ja) | 2001-07-06 | 2001-07-06 | 噴霧ノズル |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100689657B1 (ko) | 2006-01-10 | 2007-03-08 | 주식회사 지파이어 | 고점도 연료를 위한 공냉식 버너장치 및 그 동작방법 |
| CN116557855A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-08-08 | 北京领动国创科技有限公司 | 一种燃烧器的燃油雾化喷嘴及补燃增压系统 |
-
2001
- 2001-07-06 JP JP2001206238A patent/JP3942847B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN116557855A (zh) * | 2023-05-04 | 2023-08-08 | 北京领动国创科技有限公司 | 一种燃烧器的燃油雾化喷嘴及补燃增压系统 |
| CN116557855B (zh) * | 2023-05-04 | 2025-12-02 | 北京领动国创科技有限公司 | 一种燃烧器的燃油雾化喷嘴及补燃增压系统 |
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