JPH03286178A - 燃料噴射方法および燃料噴射弁 - Google Patents
燃料噴射方法および燃料噴射弁Info
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- JPH03286178A JPH03286178A JP8687490A JP8687490A JPH03286178A JP H03286178 A JPH03286178 A JP H03286178A JP 8687490 A JP8687490 A JP 8687490A JP 8687490 A JP8687490 A JP 8687490A JP H03286178 A JPH03286178 A JP H03286178A
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- Japan
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- fuel
- fuel injection
- valve
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1853—Orifice plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
- F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
- F02M69/04—Injectors peculiar thereto
- F02M69/041—Injectors peculiar thereto having vibrating means for atomizing the fuel, e.g. with sonic or ultrasonic vibrations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、燃焼機関に燃料を噴射して燃焼を行うに際し
、前記噴射燃料の微細化を行なって燃焼効率を高めるの
に利用される燃料噴射方法および燃料噴射弁に関するも
のである。 (従来の技術) 燃焼機関に燃料を噴射して燃焼を行うに際し、前記燃料
を微細化する従来の燃料噴射方法としては、第4図に示
す燃料噴射弁を用いるもの(特開昭64−56962号
公報)があった。 第4図に示す燃料噴射弁51は、おねじ部52a、yラ
ンジ部52b、燃料通路52c、振動拡大M52dを有
するホーン52の前記おねじ部52aに2つの円盤形圧
電素子53a、53bおよび電極板54a 、54bを
絶縁バイブ55を介して挿通し、このおねじ部52aに
ワッシャ56を介してナツト57をねじ込むことにより
前記フランジ部52bとの間で圧電素子53a。 53bを固定し、前記ホーン52の振動拡大部52dに
は燃料出口58を有する弁座52を固定すると共に、こ
の燃料出口58を開閉する弁部61aをそなえた弁体6
1を設け、前記弁体61の大径部61bに設けたばね受
部62と前記弁座59との間にばね63を設けて前記弁
部61aが前記燃料出口58を閉塞する方向に付勢する
ようにした構造をなすものである。 このような構造を有する燃料噴射弁51において、電極
板54a、54bを介して圧電素子53a、53bに高
周波電圧を印加することにより前記圧電素子53a、5
3bを伸縮させ、これにより燃料噴射弁51の全体を振
動させることによってばね63に所定の励振力が働くよ
うになすことにより弁部61aが燃料出口58から離れ
て弁を開き、燃料が振動拡大部52dに流出してここで
振動エネルギーを得ることによって燃料が微粒化されて
噴射されるようにしたものである。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の燃料噴射方法に使用さ
れる燃料噴射弁51にあっては、圧電素子53a、53
bの振動で燃料噴射弁51の全体を振動させるようにし
ており、しかも振動規模の比較的大きい縦振動による励
振を利用するものとなっていたため、燃料流量が多い領
域では燃料の微細化が困難であるという問題があった。 また、燃料噴射弁51の全体を励振させるために過大な
パワーを必要とし、小型化できにくいという問題があっ
た。さらに、燃料噴射弁51を固定する場合には振動の
節を固定しなければ不必要な部品(例えば、燃料供給配
管)までをも振動させてしまうので、取り付けが難しい
という問題があり、これらの問題を解決することが課題
となっていた。 (発明の目的) 本発明はこのような従来の課題にかんがみてなされたも
ので、燃料流量の少ない領域から多い領域まで燃料を少
ないパワーで効率よ〈微細化することが可能であると共
に、微細化機構を簡素なものとすることが可能である燃
料噴射方法および燃料噴射弁を提供することを目的とし
ている。
、前記噴射燃料の微細化を行なって燃焼効率を高めるの
に利用される燃料噴射方法および燃料噴射弁に関するも
のである。 (従来の技術) 燃焼機関に燃料を噴射して燃焼を行うに際し、前記燃料
を微細化する従来の燃料噴射方法としては、第4図に示
す燃料噴射弁を用いるもの(特開昭64−56962号
公報)があった。 第4図に示す燃料噴射弁51は、おねじ部52a、yラ
ンジ部52b、燃料通路52c、振動拡大M52dを有
するホーン52の前記おねじ部52aに2つの円盤形圧
電素子53a、53bおよび電極板54a 、54bを
絶縁バイブ55を介して挿通し、このおねじ部52aに
ワッシャ56を介してナツト57をねじ込むことにより
前記フランジ部52bとの間で圧電素子53a。 53bを固定し、前記ホーン52の振動拡大部52dに
は燃料出口58を有する弁座52を固定すると共に、こ
の燃料出口58を開閉する弁部61aをそなえた弁体6
1を設け、前記弁体61の大径部61bに設けたばね受
部62と前記弁座59との間にばね63を設けて前記弁
部61aが前記燃料出口58を閉塞する方向に付勢する
ようにした構造をなすものである。 このような構造を有する燃料噴射弁51において、電極
板54a、54bを介して圧電素子53a、53bに高
周波電圧を印加することにより前記圧電素子53a、5
3bを伸縮させ、これにより燃料噴射弁51の全体を振
動させることによってばね63に所定の励振力が働くよ
うになすことにより弁部61aが燃料出口58から離れ
て弁を開き、燃料が振動拡大部52dに流出してここで
振動エネルギーを得ることによって燃料が微粒化されて
噴射されるようにしたものである。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の燃料噴射方法に使用さ
れる燃料噴射弁51にあっては、圧電素子53a、53
bの振動で燃料噴射弁51の全体を振動させるようにし
ており、しかも振動規模の比較的大きい縦振動による励
振を利用するものとなっていたため、燃料流量が多い領
域では燃料の微細化が困難であるという問題があった。 また、燃料噴射弁51の全体を励振させるために過大な
パワーを必要とし、小型化できにくいという問題があっ
た。さらに、燃料噴射弁51を固定する場合には振動の
節を固定しなければ不必要な部品(例えば、燃料供給配
管)までをも振動させてしまうので、取り付けが難しい
という問題があり、これらの問題を解決することが課題
となっていた。 (発明の目的) 本発明はこのような従来の課題にかんがみてなされたも
ので、燃料流量の少ない領域から多い領域まで燃料を少
ないパワーで効率よ〈微細化することが可能であると共
に、微細化機構を簡素なものとすることが可能である燃
料噴射方法および燃料噴射弁を提供することを目的とし
ている。
(課題を解決するための手段)
本発明に係わる燃料噴射方法は、燃焼機関に燃料を噴射
して燃焼を行なう燃料噴射方法において、燃料噴射口か
ら噴出して柱状燃料となった燃料柱に膜振動を印加して
前記燃料柱に疎密を生じさせることにより前記燃料を微
粒化する構成としたことを特徴としており、本発明に係
わる燃料噴射弁は、燃料噴射口をそなえた燃料噴射弁に
おいて、前記燃料噴射口の近傍に、前記燃料噴射口から
噴出した燃料を柱状燃料として燃料柱に膜振動を印加し
て前記燃料を微粒化する振動子を設けた構成としたこと
を特徴としており、かかる燃料噴射方法および燃料噴射
弁の構成を前述した従来の課題を解決するための手段と
している。 (発明の作用) 本発明に係わる燃料噴射方法および燃料噴射弁は上記し
た構成を有しているので、燃料噴射口から噴出して柱状
燃料となった燃料柱に膜振動が印加されることにより前
記燃料柱にH!密が生じるようになり、これによって燃
料流量の少ない領域から多い領域まで前記燃料が効率よ
く微粒化されるようになる。 (実施例) 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図は、本発明の一実施例を示す図であり燃料噴射弁
の燃料噴射口の部分を拡大して示すものである。 第1図に示す燃料噴射弁1において、ハウジング2の下
部には燃料噴射口3が設けであると共にこの燃料噴射口
3のまわりに弁座4が形成してあり、さらにこのハウジ
ング2の下端部には振動子取付はフランジ5が設けであ
ると共に内部にはリード線挿通孔6a 、6bが設けで
ある。 また、前記弁座4に対しては、弁体7の弁部7aが離間
当接することによって前記燃#4rq1射口3が開閉さ
れるようになっており、この弁体7は図示しない電磁ン
レノイド圧電素子等の弁体駆動手段によって軸方向に駆
動されるようになっている。また、前記弁体7とハウジ
ング2との間には燃料溜8が形成されており、燃料流量
は弁体7の弁部7aによる燃料噴射口3の開口時間によ
って決められるものとなっている。 さらに、前記燃料噴射口3の近傍には、微小空間11を
介して振動子12が設けである。この振動子12は、前
記ハウジング2の下端部に設けた振動子取付はフランジ
5に振動子取付は部材13と上下の振動子保持部材14
a、14bとによって振動可能に保持されており、この
振動子12の下方で燃料微粒化口15が形成されるよう
になっている。 ここで用いた振動子12は、第2図(a)(b)にも示
すように、直径2 m m 、厚さ0.5mmの膜状を
なしかつ直径50pmの直線状細孔12&を多数設けた
ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)やチタン酸バリウム(
BaTi03)などからなる圧電体12bの両面に電極
12C212(iを設けた膜状振動子の構造をなすもの
であって、一方の電極12Cは電極リード部12eおよ
び前記リード線挿通孔6aに挿通したリード線16aを
介して外部電源に接続されると共に、他方の電極12c
lは電極リード部12fおよび前記リード線挿通孔6b
に挿通したリード線16bを介して上記外部電源に接続
されるものとなっている。 このような第1図および第2図に示した構造を右する燃
料噴射弁1を用いて燃料噴射を行うに際し、約2.5K
gf/cm2程度に加圧された燃料が燃料噴射弁1に供
給されているとき、図示しない電磁ソレノイドや圧電素
子などの弁体駆動手段によって弁体7が駆動されてその
弁部7aが弁座4から離れて燃料噴射口3が開口すると
、燃料は数十m/secの速さで前記燃料噴射口3から
噴射される。 このとき、この燃料噴射と同時に、膜状の振動子12に
リード線16a、16bを介して約200KH2,数十
V程度の高周波電圧を印加すると、前記膜状の振動子1
2には例えば第1図の仮想線で示すような円板がたわむ
膜振動が励起され、前記燃料噴射口3から噴射された燃
料は振動子12の細孔12aで柱状燃料となるとともに
、この燃料柱には前記振動子12の膜振動によって縦振
動が励起される。従って、この燃料柱に疎密が生じて微
粒化され、約50gm以下の微粒となって燃料微粒化口
15から燃料が噴出することとなる。 このとき、加圧された燃料が高速で燃料噴射口3を通過
し、また、微小空間11も振動子12の振幅程度の大き
さしかないため、燃料噴射の遅れはほとんどないものと
なる。 第3図は振動子12の他の構造を例示するものであって
、圧電体12bが環状をなし、この圧電体12bの一方
の面には前記圧電体12bと同様に環状をなす電極12
cが設けられると共に、他方の面には多数の細孔12a
を有する電極12dが設けられ、前記電極12cは電極
リード部12eを介してリード線16aに接続されると
共に、前記電極12dは電極リード部12fを介してリ
ード線16bに接続される構造としたものであり、この
ようにしたときでも前記燃料噴射口3から噴射された燃
料は振動子12の細孔12aで柱状になるとともに、こ
の燃料柱には前記振動子12の膜振動によって縦振動が
励起され、このため燃料柱に疎密が生じて微粒化されて
、この微粒化された燃料が燃料微粒化口15から噴出す
る。 【発明の効果] 本発明に係わる燃料噴射方法では、燃焼機関に燃料を噴
射して燃焼を行なう燃料噴射方法において、燃料噴射口
から噴出して柱状燃料となった燃料柱に膜振動を印加し
て前記燃料柱に疎密を生じさせることにより前記燃料を
微粒化する構成とし、また、本発明に係わる燃料噴射弁
では、燃料噴射口をそなえた燃料噴射弁において、前記
燃料噴射口の近傍に、前記燃料噴射口から噴出した燃料
を柱状燃料として燃料柱に膜振動を印加して前記燃料を
微粒化する振動子を設けた構成としたから、燃料流量の
少ない領域から多い領域まで燃料を少ないパワーで効率
よく微粒化することが可能であると共に、微粒化機構を
簡素なものとすることが可能であって燃料噴射弁の小型
化も可能になり、燃料噴射弁の取り付けも容易であるな
どの効果がもたらされる。
して燃焼を行なう燃料噴射方法において、燃料噴射口か
ら噴出して柱状燃料となった燃料柱に膜振動を印加して
前記燃料柱に疎密を生じさせることにより前記燃料を微
粒化する構成としたことを特徴としており、本発明に係
わる燃料噴射弁は、燃料噴射口をそなえた燃料噴射弁に
おいて、前記燃料噴射口の近傍に、前記燃料噴射口から
噴出した燃料を柱状燃料として燃料柱に膜振動を印加し
て前記燃料を微粒化する振動子を設けた構成としたこと
を特徴としており、かかる燃料噴射方法および燃料噴射
弁の構成を前述した従来の課題を解決するための手段と
している。 (発明の作用) 本発明に係わる燃料噴射方法および燃料噴射弁は上記し
た構成を有しているので、燃料噴射口から噴出して柱状
燃料となった燃料柱に膜振動が印加されることにより前
記燃料柱にH!密が生じるようになり、これによって燃
料流量の少ない領域から多い領域まで前記燃料が効率よ
く微粒化されるようになる。 (実施例) 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図は、本発明の一実施例を示す図であり燃料噴射弁
の燃料噴射口の部分を拡大して示すものである。 第1図に示す燃料噴射弁1において、ハウジング2の下
部には燃料噴射口3が設けであると共にこの燃料噴射口
3のまわりに弁座4が形成してあり、さらにこのハウジ
ング2の下端部には振動子取付はフランジ5が設けであ
ると共に内部にはリード線挿通孔6a 、6bが設けで
ある。 また、前記弁座4に対しては、弁体7の弁部7aが離間
当接することによって前記燃#4rq1射口3が開閉さ
れるようになっており、この弁体7は図示しない電磁ン
レノイド圧電素子等の弁体駆動手段によって軸方向に駆
動されるようになっている。また、前記弁体7とハウジ
ング2との間には燃料溜8が形成されており、燃料流量
は弁体7の弁部7aによる燃料噴射口3の開口時間によ
って決められるものとなっている。 さらに、前記燃料噴射口3の近傍には、微小空間11を
介して振動子12が設けである。この振動子12は、前
記ハウジング2の下端部に設けた振動子取付はフランジ
5に振動子取付は部材13と上下の振動子保持部材14
a、14bとによって振動可能に保持されており、この
振動子12の下方で燃料微粒化口15が形成されるよう
になっている。 ここで用いた振動子12は、第2図(a)(b)にも示
すように、直径2 m m 、厚さ0.5mmの膜状を
なしかつ直径50pmの直線状細孔12&を多数設けた
ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)やチタン酸バリウム(
BaTi03)などからなる圧電体12bの両面に電極
12C212(iを設けた膜状振動子の構造をなすもの
であって、一方の電極12Cは電極リード部12eおよ
び前記リード線挿通孔6aに挿通したリード線16aを
介して外部電源に接続されると共に、他方の電極12c
lは電極リード部12fおよび前記リード線挿通孔6b
に挿通したリード線16bを介して上記外部電源に接続
されるものとなっている。 このような第1図および第2図に示した構造を右する燃
料噴射弁1を用いて燃料噴射を行うに際し、約2.5K
gf/cm2程度に加圧された燃料が燃料噴射弁1に供
給されているとき、図示しない電磁ソレノイドや圧電素
子などの弁体駆動手段によって弁体7が駆動されてその
弁部7aが弁座4から離れて燃料噴射口3が開口すると
、燃料は数十m/secの速さで前記燃料噴射口3から
噴射される。 このとき、この燃料噴射と同時に、膜状の振動子12に
リード線16a、16bを介して約200KH2,数十
V程度の高周波電圧を印加すると、前記膜状の振動子1
2には例えば第1図の仮想線で示すような円板がたわむ
膜振動が励起され、前記燃料噴射口3から噴射された燃
料は振動子12の細孔12aで柱状燃料となるとともに
、この燃料柱には前記振動子12の膜振動によって縦振
動が励起される。従って、この燃料柱に疎密が生じて微
粒化され、約50gm以下の微粒となって燃料微粒化口
15から燃料が噴出することとなる。 このとき、加圧された燃料が高速で燃料噴射口3を通過
し、また、微小空間11も振動子12の振幅程度の大き
さしかないため、燃料噴射の遅れはほとんどないものと
なる。 第3図は振動子12の他の構造を例示するものであって
、圧電体12bが環状をなし、この圧電体12bの一方
の面には前記圧電体12bと同様に環状をなす電極12
cが設けられると共に、他方の面には多数の細孔12a
を有する電極12dが設けられ、前記電極12cは電極
リード部12eを介してリード線16aに接続されると
共に、前記電極12dは電極リード部12fを介してリ
ード線16bに接続される構造としたものであり、この
ようにしたときでも前記燃料噴射口3から噴射された燃
料は振動子12の細孔12aで柱状になるとともに、こ
の燃料柱には前記振動子12の膜振動によって縦振動が
励起され、このため燃料柱に疎密が生じて微粒化されて
、この微粒化された燃料が燃料微粒化口15から噴出す
る。 【発明の効果] 本発明に係わる燃料噴射方法では、燃焼機関に燃料を噴
射して燃焼を行なう燃料噴射方法において、燃料噴射口
から噴出して柱状燃料となった燃料柱に膜振動を印加し
て前記燃料柱に疎密を生じさせることにより前記燃料を
微粒化する構成とし、また、本発明に係わる燃料噴射弁
では、燃料噴射口をそなえた燃料噴射弁において、前記
燃料噴射口の近傍に、前記燃料噴射口から噴出した燃料
を柱状燃料として燃料柱に膜振動を印加して前記燃料を
微粒化する振動子を設けた構成としたから、燃料流量の
少ない領域から多い領域まで燃料を少ないパワーで効率
よく微粒化することが可能であると共に、微粒化機構を
簡素なものとすることが可能であって燃料噴射弁の小型
化も可能になり、燃料噴射弁の取り付けも容易であるな
どの効果がもたらされる。
第1図は本発明に係わる燃料噴射弁の一実施例を示す燃
料噴射口部分の拡大断面説明図、第2図(a)(b)は
第1図の燃料噴射弁に用いた膜状振動子の各々斜視図お
よび縦断面図、第3図(a)(b)は燃料噴射弁に用い
る膜状振動子の他の構造を例示する各々斜視図および縦
断面図、第4図は従来の燃料噴射弁の構造を例示する断
面説明図である。 1・・・燃料噴射弁、 3・・・燃料噴射口、 12・・・振動子。
料噴射口部分の拡大断面説明図、第2図(a)(b)は
第1図の燃料噴射弁に用いた膜状振動子の各々斜視図お
よび縦断面図、第3図(a)(b)は燃料噴射弁に用い
る膜状振動子の他の構造を例示する各々斜視図および縦
断面図、第4図は従来の燃料噴射弁の構造を例示する断
面説明図である。 1・・・燃料噴射弁、 3・・・燃料噴射口、 12・・・振動子。
Claims (2)
- (1)燃焼機関に燃料を噴射して燃焼を行なう燃料噴射
方法において、燃料噴射口から噴出して柱状燃料となっ
た燃料柱に膜振動を印加して前記燃料柱に疎密を生じさ
せることにより前記燃料を微粒化することを特徴とする
燃料噴射方法。 - (2)燃料噴射口をそなえた燃料噴射弁において、前記
燃料噴射口の近傍に、前記燃料噴射口から噴出した燃料
を柱状燃料として燃料柱に膜振動を印加して前記燃料を
微粒化する振動子を設けたことを特徴とする燃料噴射弁
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8687490A JPH03286178A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 燃料噴射方法および燃料噴射弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8687490A JPH03286178A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 燃料噴射方法および燃料噴射弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03286178A true JPH03286178A (ja) | 1991-12-17 |
Family
ID=13898976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8687490A Pending JPH03286178A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 燃料噴射方法および燃料噴射弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03286178A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261424A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料噴射弁 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP8687490A patent/JPH03286178A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010261424A (ja) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料噴射弁 |
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