JPS6036776A - ノズル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は制御された噴霧パターンを与えるためのノズル
、特に燃料室に噴霧状燃料をり、えるための燃料ノズル
に係る。

色々な種類の燃料ノズルは既知であり、例えば燃料を加
圧してオリフィスを通過させることによって噴霧パター
ンを生ずる圧力アトマイザノズルがある。もう１つの燃
料ノズルの種類は、ブレフィルム形ノズルであって、燃
料は空気と混合される前に環状通路内で旋回をり、えら
れる。

この種のノズルの１例はシモンズ他に与えられた米国特
許第３９８０２３３号に開示されている。

燃料ノズルの最近の出願のあるものは先行技術出願に比
較して比較的小針の燃料の分量を噴霧するために間欠的
作用を要求する。例えば、Ｊ＋１ｔｉ！ｊの出願のある
ものでは、ノズルは航空機の用途に対する典型的燃料流
９率の約１（）分の１の流量率で運転しな１）ればなら
ない。

これらの低い燃＊ミ１流晴率に適合するように従来のノ
ズルの寸度を小さくすることには、色々な問題がある。

例えば、小型化したノズルの比較的小さいオリフィスは
製造困難でありかつ燃料中の汚染物質微粒子で詰り易い
。低ミクロン級フィルタによる燃料オリフィスの保護は
高価でありかつ頻繁なサービスを要求されるため不便で
ある。

低燃料流量要求条件のために、汚染物質微粒子がオリフ
ィスを通過するように単にオリフィスの寸度を増大する
ことは、許容し得る噴霧パターンを発生ずるために充分
な燃料の流速を与えない、何故ならばか−る条件の一ト
では圧力゛？トマイザノズルは１１１純に噴霧化ばせず
そしてブレフィルムエアーブラストノズルは燃料をブレ
フィルムせず、その結果不良な噴霧及び燃料分布となる
。その−ヒ、ノズルのあるものでは、噴霧パターンの角
度が燃料の流速に依存し、流速の低下が噴霧パターン角
の許容し得ない変化を生ずる。

よって、低い燃料流速において望ましい噴霧パターンを
生ずるようなより小型で信頼性高いノズルに対するニー
ズがある。

本発明によれば、ハウジングと、該ハウジングと係合し
かつ該ハウジングと協同して空気室を形成するノズル本
体を有し、該ノズル本体が少なくとも１個の燃料室と、
該燃料室と燃料通路を介して連通ずる少なくとも１個の
燃料オリフィスを有するノズルにおいて、該燃料通路は
該本体の縦中心軸と交差する軸上で略々−直線をなし、
旋回コーンがハウジングと本体の間に位置し、該旋回コ
ーンは本体と協同して内方環帯を形成しかつハウジング
と協同して外方環帯を形成し；そして複数個のベーンが
該本体及び旋回コーンに結合され、該ベーンは該空気室
と該内方環帯の間に位置し、該ベーンは該縦中心軸に対
して傾斜しかつ本体へ該中心軸から該燃料オリフィスよ
り大きい半径の所で結合されたことを特徴とするノズル
が提供される。

かくしてベーンは燃料オリフィスに隣接した空気の旋回
をり−える。

好ましくは、ｈ′Ｍ！回コーンは更に空気室と夕１方理
帯の間を連通ずる複数個の空気通路を含め、各空気通路
はノズルの縦中心軸に対し接線方向に一直線をなす。

該ノズルはハウジングを収容しそれと１１／、同して、
空気導入ボー１〜により空気室と連通ずる環状へこみを
形成するカバーを含んでよい。

以■パ本発明を実施例につき図面を参照しなから−１−
詳細に説明しよう。

第１図乃至第３図において、ノズルはハウジング（１０
）を含め、これはノズル本体（１２）を内部に係合する
中央空Ｍａｒｌを具備する。該本・体（１２）はタンデ
ムに配列された第１及び第２燃料室（１４）及び（１６
）を具ｆＲｋする。該第２燃料室（１６）は第１燃１：
１室（１４）より小さい横１１ｉ面積を有しかつノズル
本体（１２）の一端に設置Ｊられたそれぞれの燃料通路
（２０）をｉｌＤっ°ζ燃料」リフイス（１８）と連通
ずる。各燃料通路（２（＋）は該本体（１２）の縦中心
軸訃へ′に対して半径方向に配列されるので、各燃料通
路（２０）は該縦中心軸と交差するそれぞれの軸上で略
々−直線をなす。チェック弁（２１）が燃料室（１６）
の中に含まれる。

カバー（２２）がねじ（２４）によりハウジング（１ω
の外側に結合される。環状チャンネルが空気供給ホース
（２８）に隣接してハウジング００）内に縦方向に位置
しそして該カバー（２２）の内表面と協同して空気供給
へこみ（２６）を形成する。複数個のボー）（３０）が
該へこみ（２６）の基部に設けられて、該へこみ（２６
）とハウジング００）及びノズル本体（１２）の間に形
成された空気室（３２）との間を連通せしめる。

旋回ベーン（３４）が燃料オリフィス（１８）に隣接し
てノズル本体（１２）に付着され、該ベーン（３４）は
該空気室（３２）と燃料オリフィス（１８）の間に位置
し、かつ該縦軸＾−八′から、燃料オリフィス（１８）
より半径方向で大きい距離にある。

ベーン（３４）は本体（１２）に対して同心的に配列さ
れた旋回：１−ン（３６）を支持する。旋回コーン（３
６）は同心的にノズル本体（１２）に結合されかつノズ
ル本体（１２）と協同して内方環帯（４０）を規定しそ
してハウジング（１ωと協同して久方環帯（４２）を規
定する。第２１２１で見られるごとく、旋回ベーン（３
４）は該縦軸Ａ−Ａ’に対し角度Ｂを以で配列され即ち
傾斜され°（１ｄるので、ベーン（３４）を通って室（
３２）から内方環帯（４０）へ流れる空気は、ベーン（
３４）の下流で旋回流パターンを取る。

該旋回コーン（３６）は、該縦軸＾−八′に対し角Ｃを
以て配列された複数個の通路（３８）を具備するので、
各通路（３８）は、該中心軸に平行な平面内に横たわる
それぞれの軸上で一直線をなす。かくしで、室（３２）
から通路（３８）を通って外方環帯（４２）へ流れる空
気は旋回パターンを展開する。

好ましくは、該通ｖ８（３８）はベーン（３４）に対し
て反対の向きに配列されるので、外方環帯（４２）内の
、通路（３８）の１流の空気は、内方環帯（４０）内の
、ベーン（３４）の下流の空気に対し”ζ反対方向に旋
回する。代っ”（、夕１方環帯（４２）内の旋回空気が
不要である用途に対しては、通路（３１０は、該中心軸
に平行であるか又は第１図乃至第３図の実施例について
図ボしかつ記載したもの以列の傾斜関係にあるそれぞれ
の軸上で一直線とすることができる。

第１図乃至第３図の実施例においては、本体（１２）は
更に空気室（３２）と環状へこノ（４６）を連通ずる複
数（ＩＴＡの半径方向通路（４４）を具備する。

該へこみ（４６）から流れる空気はノズルの前面へのカ
ーボンの堆積を遅らせる。

第１図乃至第３図の実施例の作用においては、空気は供
給ホース（２８）及び環状へこみ（２６）を通って空気
室（３２）に供給される。空気室（３２）の中の空気は
ベーン（３４）を通過して内方環帯（４０）へ流れそし
て通路（３８）を通って外方環帯（４２）へと流れる。

空気室（３２）の中の空気はまた通路（４４）及び環状
へこみ（４６）を通って流れる。ベーン（３４）及び通
路（３８）の角方位によって内方環帯（４０）及び外方
環帯（４２）の中を流れ０ る空気に対し７＆　ｌ［！ｌ　ｉ！■勅が与えられ、渦
を発η：さ−トる。ベーン（３４）及び通ＩＩ＃１（３
Ｂ）による空気流−１の絞りは、室（３２）　とｆす’
！ｊ！（４０）　＋　（４２）の間の圧力降下を生じ、
かつ内方及び夕（方環帯（４０）　。

（４２）内を１に回し゛（いる空気の流速を増加する。

同時に、燃料が第１及び第２燃料室（１４）及び（１６
）に１ｊえられる。好ましくは、室（１４）及び（１６
）は、所定燃料流速に対してノズル充填時間を制限する
ために、比較的小さい横断面積を有する。燃料室（１６
）内の燃料は半径方向通１＃１（２０）を通って燃料オ
リフィス（１８）へ流れ、そこで燃料は内方環帯（４０
）内の高速、旋回空気に導入される。

通路（２０）は半１５Ｉ！方向であり何等の接線方向成
分を有しないから、オリフィス（１８）からの燃料は旋
回しない。しかしながら、旋回空気を内方環帯（４０）
に与えるベーン（３４）の半径方向位置は燃料が通るオ
リフィス（１８）の半径方向位置より大きい。それ故に
、燃料は、完全かつ一様な燃料の分１１＆を与える充分
に発達した同速空気の渦の中１ に導入される。

ノズルは燃料を旋回空気と混合することにより燃料分散
を遂行するので、燃料は噴霧パターンに何等接線方向の
モーメンタムを与えない。かくして、噴霧パターンは燃
料の圧力及び速度に１ｌＩ８々無関係であり、ノズル内
側での燃料定量計測は何等必要でない。よって、燃料オ
リフィス（Ｉｌｌ）の横断面積は臨界的ではなく、そし
て燃料オリフィス（１Ｂ）は、充分な燃料流を与えるた
めに必要となるより本質的に大きい、ある予想寸度範囲
以内の寸度とされて、汚染物ＩＩ！！粒子を充分通過せ
しめる。

態率１と空気の混合物は内方環帯（４０）から出゛（噴
霧状分散となり、これは円＆ｆｒパターンに一様に分布
される。この分散パターンは史に環帯（４０）からの流
れの外側を衝撃する、外方環帯（４２）から流出する空
気により規定されかつ制御される。

室（１６）の中にチェック弁（２１）が含まれている場
合は燃料がオリフィス（１８）から出て噴霧パターンが
形成される前にチェック弁（２１）と通路（２０）の間
の室（Ｉ６）の容積のみが充填されなけ２ ればならない。かように、ノズルに対する充填時間は本
質的に減少される。ノズル充填時間を制限することは、
例えば燃料流量及び間歇点火の条件−トのごとく、錯（
火遅延時間が重要なファクタとなる用途においては特に
重ル！である。

第４図及び第５図は別の実施例を示し、第１図乃至第３
図示の部品に均等な部品には同じ参照番号を付しである
。しかしながら、第４図及び第５図示の実施例には、別
個の空間（５（＋）が含まれる。

空間（５０）は、第１図乃至第３図示の実施例の環状へ
こめ（４６）のごとく、空気室（３２）と連ｉ！ｆｌし
ていない。その代り、空間（５０）にはカバー（２２）
にあるボー１−を通って供給ライン（５２）から空気が
供給される。空間（５０）の一端に隣接して１列のベー
ン（５４）がある。これらはノズルの該縦中心軸線に対
して角度を以て配列され即ち傾斜している。第１図乃至
第３図示の実施例の環状へこみ（４６）に類似の空気ブ
ラスト環状へこみ（５６）がベーン（５４）の”ト流側
に位置しかつノズルの出口面に開いている。

３ ベーン（３４）の作用と類似の方法で、ベーン（５４）
は環状へこみ（５６）内に高速空気旋回を生ずる。この
空気プラストはカーボンその他燃料微粒子がノズル出口
面上に蓄積するのを阻１にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の係るノズルの好適な実施例の横断面図
；第２図は第１図示のノズルの２−２線に沿った部分断
面図；第３図は第１図示のノズルの３−３線に沿った部
分断面図；第４図は本発明に係るノズルの別の実施例の
横断面図；そして第５図は第４図示のノズルの５−５線
に沿った部分断面図である。 図において、（ｌＯ）はハウジング、（１２）はノズル
本体、（１４）は第１燃料室、（１６）は第２燃料室、
（１８）はノズル、（２０）は通路、（２Ｉ）はチェッ
ク弁、（２２）はカバー、（２６）はへこみ、（２８）
は供給ボース、（３２）は空気室、（３４）ばベーン、
（３６）は旋回コーン、（３８）は通路、（４０）は内
方環帯、（４２）は外方環帯、（４６）はへこみ、（５
０）はへこみ、　（５２）はイ共給ライン、　（５４）
は４ ベーン、（５６）はへこめである。 Ｉ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ハウジング０ωと；該ハウジングαωと係合しか
   つ該ハウジングα０）と協同して空気１（３２）を形成
   するノズル本体とを有し、該ノズル本体（１２）が、少
   なくとも１個の燃料室（１６）と、該燃料室（１６）と
   燃料通路（２０）を介して連通ずる少なくとも１個の燃
   料オリフィス（１８）を有するノズルにおいて；該燃料
   通路（２０）は該本体（１２）の縦中心軸（Ａ−Ａ’）
   と交差する軸上で略々直線をなし；旋回コーン（３６）
   がハウジングＱψと該本体（１２）の間に位置し、該旋
   回コーン（３６）は該本体（１２）と協同して内方環帯
   （４０）をそして該ハウジングα０）と協同して外方環
   帯（４２）を形成し；そして複数個のベーン（３４）が
   該本体（１２）及び該内方環帯（４０）と結合され；該
   ベーン（３４）は該空気室（３２）と該内方環帯（４０
   ）の間に位置し；該ベーン（３４）は該縦中心軸（Ａ−
   Δ′）に対し側斜しかつ該中心軸（Ａ−Ａ’）から該燃
   料オリフィス（１８）より大きい半径の所で該本体（１
   ２）へ結合されたことを特徴とするノズル。 ２、特許請求の範囲第１項記載のノズルにおいて、該旋
   回コーン（３６）が該空気室（３２）と該外方環帯（４
   ２）の間を連通ずる複数個の空気通路（３８）を含み、
   各空気１ｔＷｌ路（３８）は該ノズルの縦中心軸（Ａ−
   Ａ’）に対し斜になった軸上で一直線をなすことを特徴
   とするノズル。 ３、特許請求の範囲第２項記載のノズルにおいて、該空
   気ｉｌｌ路（３８）が該中心軸（Ａ−Ａ’）に平行なそ
   れぞれの平面内に横たわる軸上で一直線を承すことを特
   徴とするノズル。 ４、特許請求の範囲第２項記載のノズルにおいて、該ハ
   ウジング（１１１が、上記ハウジング００）の外側と該
   空気室（３２）の間に複数個のボー１−　（３０）を含
   み、而してノズルが更に、該ハウジング００）の少なく
   とも一部を収容し、かつ該ハウジングと協同して該ハウ
   ジング００１内のポート（３０）の外側端を含む環状へ
   こみ（２６）を形成することを特徴とするノズル。 ５．特許請求の範囲第２項記載のノズルにおいて、少な
   くともハウジング（１０）の一部を収容し、がっ該室（
   Ｉωと協同して環状へこみ（４６，５６＞及び該へこみ
   （４６，５〔ｉ）への空気を供給する手段を形成するカ
   バー（２２）を特徴とするノズル。 ６、特許請求の範囲第５項記載のノズルにおいて、該カ
   バー（２２）と該ハウジング０ωが］ん目して環状空間
   （５０）を形成し、更にノズルが複数個の第２ベーン（
   ５４）を有し該第２ベーン（５４）が該カバー（２２）
   と該ハウジング００）の間に結合され■一つ該空間（５
   ０）と該環状へこ、’＋（５６）の間に位置し、該第２
   ベーン（５４）はノズルの縦軸（／ｌ−Ａ’）に対して
   角度をつけて配列されもって該空間（５０）から該第２
   ベーン（５４）を１ｆｆｌ遇して該環状へこみ（５６）
   へ流れる空気が該環状へこめ（５６）の中で７Ｍｉ回し
   ていることを特徴とするノズル。 ７、特許請求の範囲第５ｒＪ！Ｊ記載のノズルにおいて
   、該環状へこみへ空気を供給する手段が該空気室（３２
   ）と該環状へこめ（４６）の間に位置する半径方向通路
   （４４）を有することを特徴とするノズル。 ８、特許請求の範囲第６項記載のノズルにおいて、該空
   気導入部（２８，５２）が該カバーを貫通ずることを特
   徴とするノズル。