JPH0741179B2

JPH0741179B2 - 液体噴射ノズル

Info

Publication number: JPH0741179B2
Application number: JP4156743A
Authority: JP
Inventors: 西田雅彦
Original assignee: 株式会社新燃焼システム研究所
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1992-06-16
Publication date: 1995-05-10
Anticipated expiration: 2010-05-10
Also published as: JPH06416A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の燃料噴射
弁、ボイラー等の燃焼機器用のバーナー、塗装用、乾燥
用等の液体噴霧器などに好適に使用され、液体（懸濁溶
液等の液状物をも含む）を空気と良好に混合させ均一な
濃度分布を得るための液体噴射ノズルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体噴射ノズルは、図４に示すよ
うに、ノズル本体１の先端に袋部２が形成され、この袋
部２から外部に開口する単数または複数の噴孔３が形成
され、ニードルバルブ４の摺動により、加圧された液体
が液供給路５、袋部２を経て噴孔３から噴射される。噴
孔３の形状は、略円筒形であり、その長さはノズル本体
１先端の厚みである。

【０００３】本発明者は、前記液体噴射ノズルを用いて
噴霧内部の濃度分布を観察する実験を行った。図５は実
験装置の概略構成図であり、１１は高圧容器、１２は
窓、１３は噴射ノズル、１４は真空ポンプ、１５は窒素
ガスボンベ、１６はイメージ変換カメラ、１７は燃料供
給装置、１８は噴射制御装置、１９はレーザ制御装置、
２０は銅蒸気レーザを示し、高圧容器１１内に噴射され
た噴霧にレーザ光を照射することにより、散乱光の状態
から噴霧内部の濃度分布を観察した。

【０００４】図６は噴霧状態を説明するための図であ
り、噴霧の構造および現象は大きく４つの領域に分けら
れ領域Ｉでは噴霧は高濃度で殆ど広がらずに直進し、領
域IIでは直進したものが不安定に蛇行し始め、領域III
では蛇行が変形して枝構造となり進むにつれて枝は間隔
を変え、分裂や合体を繰り返し、或いは周囲から徐々に
液滴を剥ぎ取られてゆく。領域IVではもはや枝構造は失
われそれぞれの縞は周囲気体との間に発生した渦の影響
を受け、独自の挙動を示し複雑な分布をとる。このよう
に、噴霧内部は非常に不均一であり、液滴が集まった高
濃度の縞がいくつも見られ、この不均一の高濃度の部分
は、例えば、液体が燃料の場合には多量のススの生成へ
つながる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記実験において、ノ
ズル噴孔から噴射される際に噴流内に大きな乱れを持つ
場合の噴霧は、高濃度の縞が小さく、また噴霧も大きく
拡がることが判明した。すなわち、濃度分布としては均
一に近く、かつ周囲気体を多く取り込んで濃度も低くな
る。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、ノズルの構造を改善させることにより、噴流内に大
きな乱れを発生させ、液体を空気と良好に混合させ均一
な濃度分布を得ることができる液体噴射ノズルを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の液体
噴射ノズルは、内部にニードルバルブ４を有するノズル
本体１と、ニードルバルブ４とノズル本体１の間に形成
される液供給路５と、ニードルバルブ４先端とノズル本
体１先端との間に形成される袋部２と、この袋部２から
外部に開口するようにノズル本体１に形成される噴孔３
とを備え、ニードルバルブ４の摺動により加圧された液
体が前記液供給路５、袋部２を経て噴孔３から噴射され
る液体噴射ノズルにおいて、噴孔３は、袋部２側に形成
される複数の分岐孔３ａと、ノズル本体１内部でこれら
複数の分岐孔３ａに合流する１つの合流孔３ｂとを有す
ることを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号
は、理解を容易にするために図面と対比させるためのも
ので、これにより本発明の構成が何ら限定されるもので
はない。

【０００８】

【作用】本発明においては、例えば図１Ｃに示すよう
に、複数の分岐孔３ａの流れを１つの合流孔３ｂに合流
させ、この合流部での流れの衝突を利用して噴流内に大
きな乱れを発生させ、これを保持しながら合流孔３ｂ内
で整流し、内部に大きな乱れを持った噴流を合流孔３ｂ
の軸方向に噴射し、噴射された噴霧は、空気と良好に混
合し均一な濃度分布を得る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の液体噴射ノズルの１実施例を示
し、図Ａは垂直断面図、図Ｂは図ＡのＢ方向から見た平
面図、図Ｃは図Ａの拡大断面図である。

【００１０】図１において、液体噴射ノズルは、内部に
ニードルバルブ４を有するノズル本体１と、ニードルバ
ルブ４とノズル本体１の間に形成される液供給路５と、
ニードルバルブ４先端とノズル本体１先端との間に形成
される袋部２と、この袋部２から外部に開口するように
ノズル本体１に形成される噴孔３とを備え、ニードルバ
ルブ４の摺動により、加圧された液体が液供給路５、袋
部２を経て噴孔３から噴射される。噴孔３の数は図では
６個であるがこれに限定されるものではなく、単数また
は複数である。

【００１１】噴孔３は、図Ｃに示すように、複数の分岐
孔３ａが袋部２側に形成され、複数の分岐孔３ａを１つ
の合流孔３ｂに合流させるように形成されている。分岐
孔３ａおよび合流孔３ｂの径および長さは任意とする。

【００１２】本発明においては、液体を複数の分岐孔３
ａから１つの合流孔３ｂに合流させ、この合流部での流
れの衝突を利用して噴流内に大きな乱れを発生させ、こ
れを保持しながら合流孔３ｂ内で整流し、内部に大きな
乱れを持った噴流を合流孔３ｂの軸方向に噴射し、噴射
された噴霧は、空気と良好に混合し均一な濃度分布を得
ることができる。

【００１３】図２は分岐孔３ａと合流孔３ｂの製作方法
を示し、図Ａの方法は、分岐孔３ａをノズル本体１を貫
通するように切削した後、合流孔３ｂを合流部まで切削
し、分岐孔３ａの不用部分に充填材を埋める方法であ
り、図Ｂの方法は、ノズル本体１側には、分岐孔３ａを
設けておき、合流孔３ｂを有する合流部材７をノズル本
体１に螺合する方法である。なお、前記製作例の他に、
鋳造により製作してもよい。

【００１４】図３は分岐孔３ａの配置例を示し、図Ａは
２つの分岐孔３ａを設けた例を示し、図Ｂは３つの分岐
孔３ａを設けた例を示し、さらに、分岐孔の数を増やし
てもよい。図Ｃは、分岐孔３ａの軸と合流孔３ｂの軸と
を同一平面上としないで、ずらすことにより、合流部で
旋回流を生じさせ、さらに大きな乱れを発生させる例で
ある。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、複数の分岐孔の流れをノズル本体内部で１つの
合流孔に合流させ、この合流部での流れの衝突を利用し
て噴流内に大きな乱れを発生させ、これを保持しながら
合流孔内で整流し、内部に大きな乱れを持った噴流を合
流孔の軸方向に噴射し、噴射された噴霧は、空気と良好
に混合し均一な濃度分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体噴射ノズルの１実施例を示し、図
Ａは垂直断面図、図Ｂは図ＡのＢ方向から見た平面図、
図Ｃは図Ａの拡大断面図

【図２】図１における分岐孔と合流孔の製作方法を示す
断面図

【図３】分岐孔の配置例を示す平面図

【図４】従来の液体噴射ノズルの１例を示す断面図

【図５】本発明に係わる実験装置の概略構成図

【図６】本発明の課題を説明するための噴霧状態を示す
図

【符号の説明】

１…ノズル本体、２…袋部、３…噴孔、３ａ…分岐孔、
３ｂ…合流孔４…ニードルバルブ、５…液供給路、６…充填材、７…
合流部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部にニードルバルブを有するノズル本体
と、前記ニードルバルブとノズル本体の間に形成される
液供給路と、前記ニードルバルブ先端とノズル本体先端
との間に形成される袋部と、この袋部から外部に開口す
るように前記ノズル本体に形成される噴孔とを備え、ニ
ードルバルブの摺動により加圧された液体が前記液供給
路、袋部を経て噴孔から噴射される液体噴射ノズルにお
いて、前記噴孔は、前記袋部側に形成される複数の分岐
孔と、前記ノズル本体内部でこれら複数の分岐孔に合流
する１つの合流孔とを有することを特徴とする液体噴射
ノズル。