JPH05149214A - 遮熱構造の噴射ノズル - Google Patents
遮熱構造の噴射ノズルInfo
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- JPH05149214A JPH05149214A JP33589391A JP33589391A JPH05149214A JP H05149214 A JPH05149214 A JP H05149214A JP 33589391 A JP33589391 A JP 33589391A JP 33589391 A JP33589391 A JP 33589391A JP H05149214 A JPH05149214 A JP H05149214A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、セラミックス製ノズルボディの外
面に断熱層を介在させて金属製ノズルホルダー内に配置
した遮熱構造の噴射ノズルを提供する。 【構成】 この遮熱構造の噴射ノズルは、ジルコニア等
のセラミックスからノズルボディを製作し、ノズルボデ
ィのノズル本体１の外面を多孔質材の断熱層２で覆う。
断熱層２で覆ったノズルボディを高熱伝導の金属材料か
ら成るノズルホルダー３内に配置する。ノズルホルダー
３には、ノズルチップ４の噴孔５に対応する位置に該噴
孔５より大きい径の通孔６を形成する。従って、外部か
ら内部への遮熱性の向上が図れ、ノズルボディへの外部
からの熱影響を低減し、十分な強度を確保して良好なシ
ール性を確保でき、且つノズル本体１内での燃料劣化を
防止でき、噴射率を向上してエアエントレインメントを
改善し、スモークの発生を低減できる。
面に断熱層を介在させて金属製ノズルホルダー内に配置
した遮熱構造の噴射ノズルを提供する。 【構成】 この遮熱構造の噴射ノズルは、ジルコニア等
のセラミックスからノズルボディを製作し、ノズルボデ
ィのノズル本体１の外面を多孔質材の断熱層２で覆う。
断熱層２で覆ったノズルボディを高熱伝導の金属材料か
ら成るノズルホルダー３内に配置する。ノズルホルダー
３には、ノズルチップ４の噴孔５に対応する位置に該噴
孔５より大きい径の通孔６を形成する。従って、外部か
ら内部への遮熱性の向上が図れ、ノズルボディへの外部
からの熱影響を低減し、十分な強度を確保して良好なシ
ール性を確保でき、且つノズル本体１内での燃料劣化を
防止でき、噴射率を向上してエアエントレインメントを
改善し、スモークの発生を低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、燃焼室等に噴孔から
燃料を噴射する遮熱構造の噴射ノズルに関する。
燃料を噴射する遮熱構造の噴射ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料噴射ノズルについては、燃料
の劣化防止、或いはノズル本体内での焼き付き防止を目
的としてノズル本体の周りに冷却油の通路を設けた構造
のものが、従来広く知られている。
の劣化防止、或いはノズル本体内での焼き付き防止を目
的としてノズル本体の周りに冷却油の通路を設けた構造
のものが、従来広く知られている。
【０００３】一般的に、燃焼室に燃料を噴霧する燃料噴
射ノズルは、例えば、図３に示す構造を有している。こ
の燃料噴射ノズルは、主として、ノズル本体３０、該ノ
ズル本体３０の筒体先端部３７に形成された複数個の噴
孔３２及びノズル本体３０に形成した穴部３８内で上下
運動して噴孔３２を開閉する針弁３１を有している。ノ
ズル本体３０は、金属材料或いはセラミックスで製作さ
れた筒体上部３４と筒体下部３５から成り、筒体上部３
４には燃料通路３３が形成され、該燃料通路３３の端部
には燃料溜まり４２が形成されている。また、筒体下部
３５の穴部の内周面３９と針弁３１の外周面４１との間
には、燃料溜まり４２と連通する環状燃料通路３６が形
成されている。噴孔３２は、針弁３１の往復運動によっ
て針弁３１の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部
４０に接離することで開閉される。
射ノズルは、例えば、図３に示す構造を有している。こ
の燃料噴射ノズルは、主として、ノズル本体３０、該ノ
ズル本体３０の筒体先端部３７に形成された複数個の噴
孔３２及びノズル本体３０に形成した穴部３８内で上下
運動して噴孔３２を開閉する針弁３１を有している。ノ
ズル本体３０は、金属材料或いはセラミックスで製作さ
れた筒体上部３４と筒体下部３５から成り、筒体上部３
４には燃料通路３３が形成され、該燃料通路３３の端部
には燃料溜まり４２が形成されている。また、筒体下部
３５の穴部の内周面３９と針弁３１の外周面４１との間
には、燃料溜まり４２と連通する環状燃料通路３６が形
成されている。噴孔３２は、針弁３１の往復運動によっ
て針弁３１の先端のテーパ面が筒体先端部３７の弁座部
４０に接離することで開閉される。
【０００４】従来、ノズル本体をセラミック材料で製作
し、耐摩耗性、シール性を向上させるものとして、例え
ば、特開昭６１−５８９６７号公報に開示されたセラミ
ック燃料噴射ノズルの製造方法がある。該セラミック燃
料噴射ノズルの製造方法は、射出成形等により一体成形
して成形体を作製し、該成形体を焼成して製造する方法
であり、窒化ケイ素と焼結助剤とからなるセラミック材
料粉末に有機バインダを混合したものを射出成形によっ
て弁穴部、燃料供給穴部、燃料噴射穴部を有する成形体
を一度に成形し、しかる後に該成形体を常圧で焼結する
ものである。
し、耐摩耗性、シール性を向上させるものとして、例え
ば、特開昭６１−５８９６７号公報に開示されたセラミ
ック燃料噴射ノズルの製造方法がある。該セラミック燃
料噴射ノズルの製造方法は、射出成形等により一体成形
して成形体を作製し、該成形体を焼成して製造する方法
であり、窒化ケイ素と焼結助剤とからなるセラミック材
料粉末に有機バインダを混合したものを射出成形によっ
て弁穴部、燃料供給穴部、燃料噴射穴部を有する成形体
を一度に成形し、しかる後に該成形体を常圧で焼結する
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃料噴射ノ
ズルにおいて、ノズル本体に形成した燃料通路の形状を
燃料供給口から噴孔に向かうに従って通路面積を縮小さ
せることが好ましく、通路面積を漸次縮小させることに
よって該燃料通路を通る燃料の燃料圧力を上昇させるこ
とができるからである。また、ノズル本体の途中に形成
される燃料溜まり部の形状についても燃料噴射特性にマ
ッチした形状に形成することが好ましいが、ノズル本体
をセラミックスで製作した場合には、セラミックスが高
い剛性と耐摩耗性を有することから、所望の寸法、形状
に加工することは困難である。また、燃料通路を上記形
状に作製するには、窒化ケイ素等のセラミック材料を鋳
込成形、射出成形等によって成形体を作製して、該成形
体を焼結することで製作することが好ましいものであ
る。
ズルにおいて、ノズル本体に形成した燃料通路の形状を
燃料供給口から噴孔に向かうに従って通路面積を縮小さ
せることが好ましく、通路面積を漸次縮小させることに
よって該燃料通路を通る燃料の燃料圧力を上昇させるこ
とができるからである。また、ノズル本体の途中に形成
される燃料溜まり部の形状についても燃料噴射特性にマ
ッチした形状に形成することが好ましいが、ノズル本体
をセラミックスで製作した場合には、セラミックスが高
い剛性と耐摩耗性を有することから、所望の寸法、形状
に加工することは困難である。また、燃料通路を上記形
状に作製するには、窒化ケイ素等のセラミック材料を鋳
込成形、射出成形等によって成形体を作製して、該成形
体を焼結することで製作することが好ましいものであ
る。
【０００６】しかしながら、ノズル本体をセラミックス
で製作した噴射ノズルについて、セラミックスとして窒
化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いてノズル本体を製作した
場合には、窒化ケイ素では強度を確保できても、必ずし
も十分な断熱性即ち遮熱性を確保することができないと
いう問題がある。また、セラミックスとしてジルコニア
ＺｒＯ2 を用いてノズル本体を製作した場合には、ジル
コニアは遮熱性には優れているが、高いものでも５００
℃以下で著しく強度が低下するものがある。
で製作した噴射ノズルについて、セラミックスとして窒
化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）を用いてノズル本体を製作した
場合には、窒化ケイ素では強度を確保できても、必ずし
も十分な断熱性即ち遮熱性を確保することができないと
いう問題がある。また、セラミックスとしてジルコニア
ＺｒＯ2 を用いてノズル本体を製作した場合には、ジル
コニアは遮熱性には優れているが、高いものでも５００
℃以下で著しく強度が低下するものがある。
【０００７】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、ジルコニアＺｒＯ2 等のセラミックスから
製作したノズルボディの外面を、ノズルチップ部を除い
て多孔質材のセラミックスから成る断熱層で覆って断熱
構造に構成し、該断熱層で覆ったノズルボディを金属材
料から成るノズルホルダー内に配置し、該ノズルホルダ
ーの高熱伝導で熱を外部へ放熱して内部の燃料通路への
外部からの熱影響を防止し、遮熱性に富み、良好なシー
ル性を確保し、ノズルボディの破損、割れ等が発生しな
い安定性に富んだ遮熱構造の噴射ノズルを提供すること
である。
ことであり、ジルコニアＺｒＯ2 等のセラミックスから
製作したノズルボディの外面を、ノズルチップ部を除い
て多孔質材のセラミックスから成る断熱層で覆って断熱
構造に構成し、該断熱層で覆ったノズルボディを金属材
料から成るノズルホルダー内に配置し、該ノズルホルダ
ーの高熱伝導で熱を外部へ放熱して内部の燃料通路への
外部からの熱影響を防止し、遮熱性に富み、良好なシー
ル性を確保し、ノズルボディの破損、割れ等が発生しな
い安定性に富んだ遮熱構造の噴射ノズルを提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、針弁が往復摺動する中空部、該針弁の弁座
及び燃料通路を形成したセラミックスから成るノズル本
体と噴孔を形成したセラミックスから成るノズルチップ
とで一体構造に構成したノズルボディ、前記ノズル本体
の外面を覆う多孔質材から成る断熱層、及び該断熱層で
前記ノズル本体を覆った状態の前記ノズルボディを収容
し且つ前記噴孔に対応する位置に該噴孔より大きい径の
通孔を形成した金属材料から成るノズルホルダー、を有
する遮熱構造の噴射ノズルに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、針弁が往復摺動する中空部、該針弁の弁座
及び燃料通路を形成したセラミックスから成るノズル本
体と噴孔を形成したセラミックスから成るノズルチップ
とで一体構造に構成したノズルボディ、前記ノズル本体
の外面を覆う多孔質材から成る断熱層、及び該断熱層で
前記ノズル本体を覆った状態の前記ノズルボディを収容
し且つ前記噴孔に対応する位置に該噴孔より大きい径の
通孔を形成した金属材料から成るノズルホルダー、を有
する遮熱構造の噴射ノズルに関する。
【０００９】この遮熱構造の噴射ノズルにおいて、前記
ノズルボディを構成するセラミックスはジルコニアであ
ることを特徴とするものである。
ノズルボディを構成するセラミックスはジルコニアであ
ることを特徴とするものである。
【００１０】更に、この遮熱構造の噴射ノズルにおい
て、前記ノズルボディの先端部外面と前記ノズルホルダ
ーの先端部内面との間には断熱空気層が形成されている
ものである。
て、前記ノズルボディの先端部外面と前記ノズルホルダ
ーの先端部内面との間には断熱空気層が形成されている
ものである。
【００１１】
【作用】この発明による遮熱構造の噴射ノズルは、上記
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
この遮熱構造の噴射ノズルは、セラミックスから成るノ
ズルボディとノズルチップから構成したノズルボディ、
前記ノズル本体の外面を覆う多孔質材から成る断熱層及
び該断熱層を覆い且つ前記ノズルチップの噴孔に対応す
る位置に該噴孔より大きい径の通孔を形成した金属材料
から成るノズルホルダーを有するので、外部から内部へ
の遮熱性の向上が図れ、ノズルボディへの外部の熱影響
を低減し、十分な強度を確保できると共に、良好なシー
ル性を確保でき、しかもノズル本体内での燃料劣化を防
止でき、噴射率を向上してエアエントレインメントを改
善し、スモークの発生を低減できる。
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
この遮熱構造の噴射ノズルは、セラミックスから成るノ
ズルボディとノズルチップから構成したノズルボディ、
前記ノズル本体の外面を覆う多孔質材から成る断熱層及
び該断熱層を覆い且つ前記ノズルチップの噴孔に対応す
る位置に該噴孔より大きい径の通孔を形成した金属材料
から成るノズルホルダーを有するので、外部から内部へ
の遮熱性の向上が図れ、ノズルボディへの外部の熱影響
を低減し、十分な強度を確保できると共に、良好なシー
ル性を確保でき、しかもノズル本体内での燃料劣化を防
止でき、噴射率を向上してエアエントレインメントを改
善し、スモークの発生を低減できる。
【００１２】特に、低熱伝導率のジルコニアＺｒＯ2 か
ら成るノズルボディを、高熱伝導率の金属材料から成る
ノズルホルダーで覆っているので、外部からの熱エネル
ギーは熱流となって金属材料のノズルホルダーを優先的
に流れ、外部へ放熱でき、燃料が通るノズル本体の内部
への熱伝導が低減され、燃料への熱影響が少なくなり、
燃料の酸化、分解が発生せず燃料の劣化を防止できると
共に、燃料のノズル本体の燃料通路での気化を防止でき
る。また、ノズルチップの外面とノズルホルダーの先端
部内面との間には、断熱空気層が形成されているので、
ノズルホルダーからノズルチップへの熱伝導が遮断さ
れ、遮熱性の向上が図れる。
ら成るノズルボディを、高熱伝導率の金属材料から成る
ノズルホルダーで覆っているので、外部からの熱エネル
ギーは熱流となって金属材料のノズルホルダーを優先的
に流れ、外部へ放熱でき、燃料が通るノズル本体の内部
への熱伝導が低減され、燃料への熱影響が少なくなり、
燃料の酸化、分解が発生せず燃料の劣化を防止できると
共に、燃料のノズル本体の燃料通路での気化を防止でき
る。また、ノズルチップの外面とノズルホルダーの先端
部内面との間には、断熱空気層が形成されているので、
ノズルホルダーからノズルチップへの熱伝導が遮断さ
れ、遮熱性の向上が図れる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による遮熱
構造の噴射ノズルの実施例を説明する。図１はこの発明
による遮熱構造の噴射ノズルの一実施例を示す断面図、
及び図２は図１の噴射ノズルの先端部側の拡大断面図で
ある。
構造の噴射ノズルの実施例を説明する。図１はこの発明
による遮熱構造の噴射ノズルの一実施例を示す断面図、
及び図２は図１の噴射ノズルの先端部側の拡大断面図で
ある。
【００１４】この発明による遮熱構造の噴射ノズルは、
燃料の通過する内部をセラミックス及び断熱材により断
熱構造に構成すると共に、外側を熱伝導の良好な金属材
料で遮熱構造に構成したものである。この遮熱構造の噴
射ノズルは、セラミックスで製作したノズル本体１とセ
ラミックスで製作した先端部即ちノズルチップ４とが接
合部１７で接合されて一体構造のノズルボディが形成さ
れている。このノズルボディは、そのノズル本体１の外
面が多孔質材のセラミックスから成る断熱層２で覆われ
ている。更に、該断熱層２の外側を高熱伝導の金属材料
から成るノズルホルダー３で覆ったものである。
燃料の通過する内部をセラミックス及び断熱材により断
熱構造に構成すると共に、外側を熱伝導の良好な金属材
料で遮熱構造に構成したものである。この遮熱構造の噴
射ノズルは、セラミックスで製作したノズル本体１とセ
ラミックスで製作した先端部即ちノズルチップ４とが接
合部１７で接合されて一体構造のノズルボディが形成さ
れている。このノズルボディは、そのノズル本体１の外
面が多孔質材のセラミックスから成る断熱層２で覆われ
ている。更に、該断熱層２の外側を高熱伝導の金属材料
から成るノズルホルダー３で覆ったものである。
【００１５】この噴射ノズルにおいて、ノズル本体１に
は、中間部に段部１５が形成され、上部が大径部１８に
且つ下部が小径部１９に形成されている。ノズル本体１
には、針弁１１が往復摺動する中空部１２、環状の燃料
溜まり９、該針弁１１が着座する弁座１３、燃料噴射装
置（図示せず）からの燃料を燃料溜まり９へ導入する大
径部１８に形成された燃料通路８、及び燃料溜まり９か
ら先端部へ燃料を導く小径部１９に形成された環状の燃
料通路１６が形成されている。燃料通路８の形状は、ノ
ズル本体１の燃料供給口から燃料溜まり９へ向かって通
路面積を縮小させるテーパ状に形成されることが好まし
く、通路面積を漸次縮小させることによって該燃料通路
８を通る燃料の燃料圧力を上昇させることができる。
は、中間部に段部１５が形成され、上部が大径部１８に
且つ下部が小径部１９に形成されている。ノズル本体１
には、針弁１１が往復摺動する中空部１２、環状の燃料
溜まり９、該針弁１１が着座する弁座１３、燃料噴射装
置（図示せず）からの燃料を燃料溜まり９へ導入する大
径部１８に形成された燃料通路８、及び燃料溜まり９か
ら先端部へ燃料を導く小径部１９に形成された環状の燃
料通路１６が形成されている。燃料通路８の形状は、ノ
ズル本体１の燃料供給口から燃料溜まり９へ向かって通
路面積を縮小させるテーパ状に形成されることが好まし
く、通路面積を漸次縮小させることによって該燃料通路
８を通る燃料の燃料圧力を上昇させることができる。
【００１６】また、ノズルチップ４には、複数個の噴孔
５を形成されている。これらの噴孔５の形状は、噴孔断
面が、例えば、長方形、噴孔内面が内側に拡がるような
テーパ面を有する複雑形状を有する異形噴孔等に形成す
ることが所望の噴射パターンを得ることができる。ま
た、ノズルボディの先端部に形成されるノズルサック２
０は、容積即ちボリュウムを小さくすることが良好な燃
料噴射を達成することができる。
５を形成されている。これらの噴孔５の形状は、噴孔断
面が、例えば、長方形、噴孔内面が内側に拡がるような
テーパ面を有する複雑形状を有する異形噴孔等に形成す
ることが所望の噴射パターンを得ることができる。ま
た、ノズルボディの先端部に形成されるノズルサック２
０は、容積即ちボリュウムを小さくすることが良好な燃
料噴射を達成することができる。
【００１７】また、ノズルホルダー３の先端部１０に
は、噴孔５に対応する位置に該噴孔５より大きい径の通
孔６が形成されている。従って、ノズルホルダー３に形
成した通孔６を噴孔５より大きく形成することによっ
て、ノズルホルダー３の通孔６がノズルチップ４の噴孔
５から噴射された燃料噴射パターンの障害になることが
なく、良好な噴射パターンを維持して燃焼室への燃料を
噴射することができる。
は、噴孔５に対応する位置に該噴孔５より大きい径の通
孔６が形成されている。従って、ノズルホルダー３に形
成した通孔６を噴孔５より大きく形成することによっ
て、ノズルホルダー３の通孔６がノズルチップ４の噴孔
５から噴射された燃料噴射パターンの障害になることが
なく、良好な噴射パターンを維持して燃焼室への燃料を
噴射することができる。
【００１８】また、この遮熱構造の噴射ノズルにおい
て、ノズルボディのノズルチップ４の外面とノズルホル
ダー３の先端部１０の内面との間には、断熱空気層７が
形成され、先端部領域の遮熱性の向上を図っている。場
合によっては、断熱空気層７に断熱材を介在させること
もできる。
て、ノズルボディのノズルチップ４の外面とノズルホル
ダー３の先端部１０の内面との間には、断熱空気層７が
形成され、先端部領域の遮熱性の向上を図っている。場
合によっては、断熱空気層７に断熱材を介在させること
もできる。
【００１９】更に、この遮熱構造の噴射ノズルにおい
て、ノズルボディを構成するノズル本体１及びノズルチ
ップ４は、セラミックス、特に、ジルコニアＺｒＯ2 の
焼成体である。ノズルボディをジルコニアで製作する
と、ジルコニアは熱伝導率が低いので遮熱性が向上し、
燃料の劣化を防止できる。更に、ジルコニアはヤング率
が高いので、摺動面の加工性が良好であり、耐摩耗性が
良好である。また、耐熱性、熱膨張が好ましくないが、
ジルコニアの外周に断熱層２を配置することで、解決で
きる。
て、ノズルボディを構成するノズル本体１及びノズルチ
ップ４は、セラミックス、特に、ジルコニアＺｒＯ2 の
焼成体である。ノズルボディをジルコニアで製作する
と、ジルコニアは熱伝導率が低いので遮熱性が向上し、
燃料の劣化を防止できる。更に、ジルコニアはヤング率
が高いので、摺動面の加工性が良好であり、耐摩耗性が
良好である。また、耐熱性、熱膨張が好ましくないが、
ジルコニアの外周に断熱層２を配置することで、解決で
きる。
【００２０】また、断熱層２は、酸化アルミニウム（ア
ルミナ）Ａｌ2 Ｏ3 と酸化ケイ素（シリカ）ＳｉＯ2 と
のセラミックウィスカーから成る複合材の焼結体で筒状
に構成されている。断熱層２は、該複合材の他に、多孔
質のチタン酸アルミニウムＡｌ2 ＴｉＯ5 で製作するこ
ともできる。断熱層２を金属材料のノズルホルダー３と
セラミックスのノズル本体１との間に配置することで、
断熱層２は熱負荷に対して緩衝機能を果たすことができ
る。
ルミナ）Ａｌ2 Ｏ3 と酸化ケイ素（シリカ）ＳｉＯ2 と
のセラミックウィスカーから成る複合材の焼結体で筒状
に構成されている。断熱層２は、該複合材の他に、多孔
質のチタン酸アルミニウムＡｌ2 ＴｉＯ5 で製作するこ
ともできる。断熱層２を金属材料のノズルホルダー３と
セラミックスのノズル本体１との間に配置することで、
断熱層２は熱負荷に対して緩衝機能を果たすことができ
る。
【００２１】この遮熱構造の噴射ノズルは、上記の構成
を有しており、次のようにして製作される。セラミック
スから成るノズルボディにおいて、その先端部即ちノズ
ルチップ４には、噴孔断面が、例えば、長方形、噴孔内
面が内側に拡がるようなテーパ面を有する複雑形状を有
する異形噴孔等の複数個の噴孔５が形成されており、例
えば、ノズルチップ４自体はスリップキャスティング法
でセラミックスから製作することができる。また、ノズ
ル本体１は、射出成形法等でセラミックスから成形する
ことができる。ノズル本体１に形成した燃料通路８は先
細りに形成されている。成形したノズルチップ４及びノ
ズル本体１は、脱脂すると共に、大気中で焼成して焼成
体を製作する。ノズル本体１及びノズルチップ４の材料
としては、熱伝導率の低いジルコニアＺｒＯ2 を用いる
ことが好ましい。
を有しており、次のようにして製作される。セラミック
スから成るノズルボディにおいて、その先端部即ちノズ
ルチップ４には、噴孔断面が、例えば、長方形、噴孔内
面が内側に拡がるようなテーパ面を有する複雑形状を有
する異形噴孔等の複数個の噴孔５が形成されており、例
えば、ノズルチップ４自体はスリップキャスティング法
でセラミックスから製作することができる。また、ノズ
ル本体１は、射出成形法等でセラミックスから成形する
ことができる。ノズル本体１に形成した燃料通路８は先
細りに形成されている。成形したノズルチップ４及びノ
ズル本体１は、脱脂すると共に、大気中で焼成して焼成
体を製作する。ノズル本体１及びノズルチップ４の材料
としては、熱伝導率の低いジルコニアＺｒＯ2 を用いる
ことが好ましい。
【００２２】この噴射ノズルについて、上記のように製
作したノズル本体１とノズルチップ４との焼成体を一体
構造に構成するには、高精度が要求される部品のため、
ノズル本体１とノズルチップ４との接合の際の位置決め
が困難であるが、例えば、両者を常温で位置決めし、ソ
ルダー剤を用いて化学的に接合して一体構造のノズルボ
ディに構成することができ、比較的に容易に要求精度を
得ることができる。ソルダー剤としては、例えば、酸化
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化イットリウム（Ｙ2
Ｏ3 ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等の酸化物を使用で
きる。
作したノズル本体１とノズルチップ４との焼成体を一体
構造に構成するには、高精度が要求される部品のため、
ノズル本体１とノズルチップ４との接合の際の位置決め
が困難であるが、例えば、両者を常温で位置決めし、ソ
ルダー剤を用いて化学的に接合して一体構造のノズルボ
ディに構成することができ、比較的に容易に要求精度を
得ることができる。ソルダー剤としては、例えば、酸化
アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化イットリウム（Ｙ2
Ｏ3 ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）等の酸化物を使用で
きる。
【００２３】この噴射ノズルについて、上記のようにし
て製作したノズルボディのノズル本体１の外側に配置す
る断熱層２は、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 と酸化ケイ
素ＳｉＯ2 とのセラミックウィスカーの焼結体で製作さ
れている。この断熱層２の焼結体の気孔率は約６０％で
あり、遮熱性に富んでいる。即ち、焼結体の筒体に構成
した断熱層２をノズルボディのノズル本体１の大径部と
小径部との外面即ち境界面にソルダー剤を塗布して嵌合
し、２層構造の構造体に構成する。
て製作したノズルボディのノズル本体１の外側に配置す
る断熱層２は、酸化アルミニウムＡｌ2 Ｏ3 と酸化ケイ
素ＳｉＯ2 とのセラミックウィスカーの焼結体で製作さ
れている。この断熱層２の焼結体の気孔率は約６０％で
あり、遮熱性に富んでいる。即ち、焼結体の筒体に構成
した断熱層２をノズルボディのノズル本体１の大径部と
小径部との外面即ち境界面にソルダー剤を塗布して嵌合
し、２層構造の構造体に構成する。
【００２４】次いで、ノズルボディと断熱層２の２層構
造の構造体を、境界面にソルダー剤を塗布して金属材料
（ＳＣＭ）のノズルホルダー３内に挿入し、３層構造の
構造体を構成した。次いで、３層構造の構造体を熱処理
してノズル本体１、断熱層２及びノズルホルダー３を互
いに接合した。この場合に、ノズルボディのノズルチッ
プ４の外面とノズルホルダー３の先端部１０の内面との
間に、幅約０．５ｍｍのギャップ即ち断熱空気層７を形
成するように構成した。
造の構造体を、境界面にソルダー剤を塗布して金属材料
（ＳＣＭ）のノズルホルダー３内に挿入し、３層構造の
構造体を構成した。次いで、３層構造の構造体を熱処理
してノズル本体１、断熱層２及びノズルホルダー３を互
いに接合した。この場合に、ノズルボディのノズルチッ
プ４の外面とノズルホルダー３の先端部１０の内面との
間に、幅約０．５ｍｍのギャップ即ち断熱空気層７を形
成するように構成した。
【００２５】上記のようにして製作した噴射ノズルを、
ベンチテストを行ったところ、１０００時間のテストに
対しても、噴射ノズル、特にノズルボディの破損は発生
せず、また、シール性、噴射率の向上によるエアエント
レインメントを改善することができ、燃料劣化は発生せ
ず、スモークの発生は、従来の噴射ノズルに比較して２
５％低減された。
ベンチテストを行ったところ、１０００時間のテストに
対しても、噴射ノズル、特にノズルボディの破損は発生
せず、また、シール性、噴射率の向上によるエアエント
レインメントを改善することができ、燃料劣化は発生せ
ず、スモークの発生は、従来の噴射ノズルに比較して２
５％低減された。
【００２６】
【発明の効果】この発明による遮熱構造の噴射ノズル
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この遮熱構造の噴射ノズルは、セラミック
スから成るノズルボディとノズルチップから構成したノ
ズルボディ、前記ノズル本体の外面を覆う多孔質材から
成る断熱層及び該断熱層を覆い且つ前記ノズルチップの
噴孔に対応する位置に該噴孔より大きい径の通孔を形成
した金属材料から成るノズルホルダーを有するので、外
部から内部への遮熱性の向上が図れ、前記ノズルホルダ
ーから前記ノズルボディへの熱伝導を前記断熱層で遮断
し、外部の熱影響を低減し、燃料の劣化を防止できる。
また、前記ノズルボディの十分な強度を確保でき、前記
ノズルボディの割れ、クラック、破損等を防止すると共
に、良好なシール性を確保できる。
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この遮熱構造の噴射ノズルは、セラミック
スから成るノズルボディとノズルチップから構成したノ
ズルボディ、前記ノズル本体の外面を覆う多孔質材から
成る断熱層及び該断熱層を覆い且つ前記ノズルチップの
噴孔に対応する位置に該噴孔より大きい径の通孔を形成
した金属材料から成るノズルホルダーを有するので、外
部から内部への遮熱性の向上が図れ、前記ノズルホルダ
ーから前記ノズルボディへの熱伝導を前記断熱層で遮断
し、外部の熱影響を低減し、燃料の劣化を防止できる。
また、前記ノズルボディの十分な強度を確保でき、前記
ノズルボディの割れ、クラック、破損等を防止すると共
に、良好なシール性を確保できる。
【００２７】更に、前記ノズルボディ内では燃料が気化
されることがなく、しかも燃料劣化が発生することな
く、前記噴孔から液状燃料が勢い良好な噴射パターンで
噴出され、噴射率を向上して燃焼室内に存在する空気を
巻き込み、エアエントレインメントを改善することがで
きる。従って、燃焼室内で噴射燃料を燃焼させた場合に
は、良好な燃焼状態を確保でき、スモークの発生を大幅
に低減できる。
されることがなく、しかも燃料劣化が発生することな
く、前記噴孔から液状燃料が勢い良好な噴射パターンで
噴出され、噴射率を向上して燃焼室内に存在する空気を
巻き込み、エアエントレインメントを改善することがで
きる。従って、燃焼室内で噴射燃料を燃焼させた場合に
は、良好な燃焼状態を確保でき、スモークの発生を大幅
に低減できる。
【００２８】特に、ジルコニアＺｒＯ2 から成る前記ノ
ズルボディを高熱伝導の金属材料から成る前記ノズルホ
ルダーで覆っているので、外部からの熱エネルギーは熱
流となって金属材料の前記ノズルホルダーを優先的に流
れ、外部へ放熱でき、燃料が通る前記ノズル本体の内部
への熱伝導が低減され、燃料への熱影響が少なくなり、
燃料の劣化を防止できると共に、燃料の前記ノズル本体
の燃料通路での気化を防止できる。また、前記ノズルチ
ップの外面と前記ノズルホルダーの先端部内面との間に
は、断熱空気層が形成されているので、前記ノズルホル
ダーから前記ノズルチップへの熱伝導が遮断され、遮熱
性の向上が図れる。
ズルボディを高熱伝導の金属材料から成る前記ノズルホ
ルダーで覆っているので、外部からの熱エネルギーは熱
流となって金属材料の前記ノズルホルダーを優先的に流
れ、外部へ放熱でき、燃料が通る前記ノズル本体の内部
への熱伝導が低減され、燃料への熱影響が少なくなり、
燃料の劣化を防止できると共に、燃料の前記ノズル本体
の燃料通路での気化を防止できる。また、前記ノズルチ
ップの外面と前記ノズルホルダーの先端部内面との間に
は、断熱空気層が形成されているので、前記ノズルホル
ダーから前記ノズルチップへの熱伝導が遮断され、遮熱
性の向上が図れる。
【００２９】また、噴射ノズルにおいて、前記ノズルボ
ディをセラミックスで成形することで、中空穴等の各種
通路を形成するので、各種通路の形状の自由度が大であ
り、前記ノズル本体に形成した液体通路及び環状液体通
路を形成する中空穴の形状を液体供給口から噴孔に向か
うに従って通路面積を縮小させた形状にも極めて容易に
製作することができ、該液体通路を通る液体の液体圧を
上昇させることもでき、各種通路の内面の品質検査も極
めて容易である。更に、前記ノズルチップを成形で製作
でき、前記噴孔を異形噴孔に容易に形成することができ
る。
ディをセラミックスで成形することで、中空穴等の各種
通路を形成するので、各種通路の形状の自由度が大であ
り、前記ノズル本体に形成した液体通路及び環状液体通
路を形成する中空穴の形状を液体供給口から噴孔に向か
うに従って通路面積を縮小させた形状にも極めて容易に
製作することができ、該液体通路を通る液体の液体圧を
上昇させることもでき、各種通路の内面の品質検査も極
めて容易である。更に、前記ノズルチップを成形で製作
でき、前記噴孔を異形噴孔に容易に形成することができ
る。
【図１】この発明による遮熱構造の噴射ノズルの一実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】図１の噴射ノズルの先端部側の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】従来の噴射ノズルの一例を示す断面図である。
１ ノズル本体 ２ 断熱層 ３ ノズルホルダー ４ ノズルチップ ５ 噴孔 ６ 通孔 ７ 断熱空気層 ８ 燃料通路 １０ 先端部 １１ 針弁 １２ 中空部 １３ 弁座 １６ 燃料通路
Claims (3)
- 【請求項１】 針弁が往復摺動する中空部、該針弁の弁
座及び燃料通路を形成したセラミックスから成るノズル
本体と噴孔を形成したセラミックスから成るノズルチッ
プとで一体構造に構成したノズルボディ、前記ノズル本
体の外面を覆う多孔質材から成る断熱層、及び該断熱層
で前記ノズル本体を覆った状態の前記ノズルボディを収
容し且つ前記噴孔に対応する位置に該噴孔より大きい径
の通孔を形成した金属材料から成るノズルホルダーを有
する遮熱構造の噴射ノズル。 - 【請求項２】 前記ノズルボディを構成するセラミック
スはジルコニアである請求項１に記載の遮熱構造の噴射
ノズル。 - 【請求項３】 前記ノズルボディの先端部外面と前記ノ
ズルホルダーの先端部内面との間には断熱空気層が形成
されている請求項１に記載の遮熱構造の噴射ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33589391A JPH05149214A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 遮熱構造の噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33589391A JPH05149214A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 遮熱構造の噴射ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149214A true JPH05149214A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=18293552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33589391A Pending JPH05149214A (ja) | 1991-11-27 | 1991-11-27 | 遮熱構造の噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149214A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6412450B1 (en) * | 1996-09-06 | 2002-07-02 | Vialle Beheer B.V. | Injection device |
| WO2003027483A1 (de) * | 2001-08-29 | 2003-04-03 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| WO2005031149A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-04-07 | Westport Research Inc. | A fuel injection system and method of operation for a gaseous fuelled engine with liquid pilot fuel ignition |
| CN103069151A (zh) * | 2010-06-18 | 2013-04-24 | 卡特彼勒发动机有限及两合公司 | 喷嘴系统和陶瓷喷嘴罩 |
| RU199418U1 (ru) * | 2019-12-31 | 2020-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Форсунка с термоизолированным каналом и электромагнитным управлением для непосредственного впрыска жидкого метана |
| CN113153599A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-07-23 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机油嘴结构及其装配方法 |
-
1991
- 1991-11-27 JP JP33589391A patent/JPH05149214A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6412450B1 (en) * | 1996-09-06 | 2002-07-02 | Vialle Beheer B.V. | Injection device |
| WO2003027483A1 (de) * | 2001-08-29 | 2003-04-03 | Robert Bosch Gmbh | Brennstoffeinspritzventil |
| WO2005031149A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-04-07 | Westport Research Inc. | A fuel injection system and method of operation for a gaseous fuelled engine with liquid pilot fuel ignition |
| US7343895B2 (en) | 2003-09-26 | 2008-03-18 | Westport Power Inc. | Fuel injection system and method of operation for a gaseous fuelled engine with liquid pilot fuel ignition |
| CN103069151A (zh) * | 2010-06-18 | 2013-04-24 | 卡特彼勒发动机有限及两合公司 | 喷嘴系统和陶瓷喷嘴罩 |
| RU199418U1 (ru) * | 2019-12-31 | 2020-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" | Форсунка с термоизолированным каналом и электромагнитным управлением для непосредственного впрыска жидкого метана |
| CN113153599A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-07-23 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机油嘴结构及其装配方法 |
| CN113153599B (zh) * | 2021-05-17 | 2024-04-09 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种发动机油嘴结构及其装配方法 |
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