JP2000205554A - 噴霧燃焼装置 - Google Patents
噴霧燃焼装置Info
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- JP2000205554A JP2000205554A JP11006262A JP626299A JP2000205554A JP 2000205554 A JP2000205554 A JP 2000205554A JP 11006262 A JP11006262 A JP 11006262A JP 626299 A JP626299 A JP 626299A JP 2000205554 A JP2000205554 A JP 2000205554A
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- JP
- Japan
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- fuel injection
- combustion
- injection valve
- fuel
- electromagnetic
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- Pending
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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼筒２内に旋回流を発生させて排気エミッ
ションを低減させる技術は知られているが、着火初期の
段階における排気エミッションの格段の低減はできなか
った。 【解決手段】 点火〜着火〜燃焼開始初期の燃焼が安定
して行えない条件下ではインジェクタ１の開弁周波数を
高周波数に設定し、噴霧される燃料粒子を細かくする。
これにより、点火時の着火遅れが短縮できるとともに、
炎が安定化する。これによって、着火初期の段階におけ
る排気エミッションを格段に低減できる。所定時間が経
過して燃焼が安定化したら、インジェクタ１の開弁周波
数を低周波数に設定する。これによって、インジェクタ
１の耐久性が高まる。
ションを低減させる技術は知られているが、着火初期の
段階における排気エミッションの格段の低減はできなか
った。 【解決手段】 点火〜着火〜燃焼開始初期の燃焼が安定
して行えない条件下ではインジェクタ１の開弁周波数を
高周波数に設定し、噴霧される燃料粒子を細かくする。
これにより、点火時の着火遅れが短縮できるとともに、
炎が安定化する。これによって、着火初期の段階におけ
る排気エミッションを格段に低減できる。所定時間が経
過して燃焼が安定化したら、インジェクタ１の開弁周波
数を低周波数に設定する。これによって、インジェクタ
１の耐久性が高まる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体燃料を噴霧し
て燃焼させる噴霧燃焼装置に関する。
て燃焼させる噴霧燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気エミッション（ＨＣ、ＣＯ）を低減
させる技術として、特開平１０−２２０７１１号公報に
開示された技術が知られている。この技術は、燃焼筒内
に燃焼空気による旋回流を生じさせるもので、噴霧燃料
と燃焼空気の混合性を向上させるものである。
させる技術として、特開平１０−２２０７１１号公報に
開示された技術が知られている。この技術は、燃焼筒内
に燃焼空気による旋回流を生じさせるもので、噴霧燃料
と燃焼空気の混合性を向上させるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に開
示される技術でも、燃焼環境温度の低い着火初期の段階
では排気エミッションの格段の低下は得られなかった。
示される技術でも、燃焼環境温度の低い着火初期の段階
では排気エミッションの格段の低下は得られなかった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、着火初期の段階から排気エミッシ
ョンを格段に低下できる噴霧燃焼装置の提供にある。
もので、その目的は、着火初期の段階から排気エミッシ
ョンを格段に低下できる噴霧燃焼装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕燃焼
を開始する初期は、燃焼環境温度の低い状態で点火によ
る着火が行われるため、燃焼環境温度が上昇して燃焼が
安定するまで、低燃焼量で燃焼が行われる。請求項１を
採用することにより、着火初期の低燃焼量運転時に電磁
式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これ
によって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が
細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時
の排気エミッションを低減できる。燃焼が安定化して高
燃焼量で燃焼が行われると、燃料噴射周波数を高く設定
しなくても、既存の技術によって低排気エミッション化
できるため、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く
設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性
を高めることができる。
を開始する初期は、燃焼環境温度の低い状態で点火によ
る着火が行われるため、燃焼環境温度が上昇して燃焼が
安定するまで、低燃焼量で燃焼が行われる。請求項１を
採用することにより、着火初期の低燃焼量運転時に電磁
式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これ
によって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が
細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時
の排気エミッションを低減できる。燃焼が安定化して高
燃焼量で燃焼が行われると、燃料噴射周波数を高く設定
しなくても、既存の技術によって低排気エミッション化
できるため、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く
設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性
を高めることができる。
【０００６】〔請求項２の手段〕燃料噴射開始からの経
過時間が短い場合は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波
数が高く設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁
より噴霧される燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅
れ時間が短縮でき、点火時の排気エミッションを低減で
きる。燃料噴射開始からの経過時間が長い場合は、燃焼
が安定化するため、燃料噴射周波数を高く設定しなくて
も既存の技術によって低排気エミッション化でき、電磁
式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く設定される。これ
によって、電磁式燃料噴射弁の耐久性を高めることがで
きる。
過時間が短い場合は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波
数が高く設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁
より噴霧される燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅
れ時間が短縮でき、点火時の排気エミッションを低減で
きる。燃料噴射開始からの経過時間が長い場合は、燃焼
が安定化するため、燃料噴射周波数を高く設定しなくて
も既存の技術によって低排気エミッション化でき、電磁
式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く設定される。これ
によって、電磁式燃料噴射弁の耐久性を高めることがで
きる。
【０００７】〔請求項３の手段〕燃焼を開始する初期
は、点火中であっても未着火状態であったり、着火して
も完全燃焼しない状態であるため、結果的に酸素濃度が
高い状態にある。このため、測定酸素濃度が高い時は、
点火中の未着火状態や、着火初期であり、電磁式燃料噴
射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これによっ
て、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が細かく
なり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時の排気
エミッションを低減できる。燃焼が安定化すると、燃料
噴射周波数を高く設定しなくても、既存の技術によって
低排気エミッション化できるため、燃焼の安定化により
測定酸素濃度が低い時は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射
周波数が低く設定される。これによって、電磁式燃料噴
射弁の耐久性を高めることができる。
は、点火中であっても未着火状態であったり、着火して
も完全燃焼しない状態であるため、結果的に酸素濃度が
高い状態にある。このため、測定酸素濃度が高い時は、
点火中の未着火状態や、着火初期であり、電磁式燃料噴
射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これによっ
て、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が細かく
なり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時の排気
エミッションを低減できる。燃焼が安定化すると、燃料
噴射周波数を高く設定しなくても、既存の技術によって
低排気エミッション化できるため、燃焼の安定化により
測定酸素濃度が低い時は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射
周波数が低く設定される。これによって、電磁式燃料噴
射弁の耐久性を高めることができる。
【０００８】〔請求項４の手段〕燃焼を開始する初期
は、点火中であっても未着火状態であったり、着火して
も着火初期であるため温度測定手段によって測定される
温度が低い。このため、温度測定手段によって測定され
る温度が低い時は、点火中の未着火状態や、着火初期で
あり、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定さ
れる。これによって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される
燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮で
き、点火時の排気エミッションを低減できる。燃焼が安
定化すると、燃料噴射周波数を高く設定しなくても、既
存の技術によって低排気エミッション化できるため、燃
焼の安定化により温度測定手段によって測定される温度
が高い時は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く
設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性
を高めることができる。
は、点火中であっても未着火状態であったり、着火して
も着火初期であるため温度測定手段によって測定される
温度が低い。このため、温度測定手段によって測定され
る温度が低い時は、点火中の未着火状態や、着火初期で
あり、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定さ
れる。これによって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される
燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮で
き、点火時の排気エミッションを低減できる。燃焼が安
定化すると、燃料噴射周波数を高く設定しなくても、既
存の技術によって低排気エミッション化できるため、燃
焼の安定化により温度測定手段によって測定される温度
が高い時は、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く
設定される。これによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性
を高めることができる。
【０００９】〔請求項５の手段〕燃焼を開始する初期
は、点火中であっても未着火状態であるため、光感知手
段によって測定される光度が低い。このため、測定され
る光度が低い時は、点火中の未着火状態であり、電磁式
燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これに
よって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が細
かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時の
排気エミッションを低減できる。燃焼が安定化すると、
燃料噴射周波数を高く設定しなくても、既存の技術によ
って低排気エミッション化できるため、燃焼が開始さ
れ、光感知手段によって測定される光度が高い時は、電
磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く設定される。こ
れによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性を高めることが
できる。
は、点火中であっても未着火状態であるため、光感知手
段によって測定される光度が低い。このため、測定され
る光度が低い時は、点火中の未着火状態であり、電磁式
燃料噴射弁の燃料噴射周波数が高く設定される。これに
よって、電磁式燃料噴射弁より噴霧される燃料粒子が細
かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮でき、点火時の
排気エミッションを低減できる。燃焼が安定化すると、
燃料噴射周波数を高く設定しなくても、既存の技術によ
って低排気エミッション化できるため、燃焼が開始さ
れ、光感知手段によって測定される光度が高い時は、電
磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が低く設定される。こ
れによって、電磁式燃料噴射弁の耐久性を高めることが
できる。
【００１０】〔請求項６の手段〕外気温度が低い状態で
あれば、送られてくる燃焼空気の温度が低いため、エミ
ッションが発生し易い状態になる。このような外気温度
が低い状態では、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が
高く設定されるため、電磁式燃料噴射弁より噴霧される
燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮で
き、点火時の排気エミッションを低減できる。外気温度
が高い状態であれば、送られてくる燃焼空気の温度が高
いため、エミッションが発生し難い状態になる。このよ
うな外気温度が高い状態では、電磁式燃料噴射弁の燃料
噴射周波数が低く設定されるため、電磁式燃料噴射弁の
耐久性を高めることができる。
あれば、送られてくる燃焼空気の温度が低いため、エミ
ッションが発生し易い状態になる。このような外気温度
が低い状態では、電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数が
高く設定されるため、電磁式燃料噴射弁より噴霧される
燃料粒子が細かくなり、点火時の着火遅れ時間が短縮で
き、点火時の排気エミッションを低減できる。外気温度
が高い状態であれば、送られてくる燃焼空気の温度が高
いため、エミッションが発生し難い状態になる。このよ
うな外気温度が高い状態では、電磁式燃料噴射弁の燃料
噴射周波数が低く設定されるため、電磁式燃料噴射弁の
耐久性を高めることができる。
【００１１】〔請求項７、８の手段〕電磁式燃料噴射弁
から噴射された燃料が到達する部分に、多孔性部材が配
置されたことにより、定常燃焼時に多孔性部材に到達し
た燃料が蒸発して燃焼する。これによって、燃焼負荷率
が高くても過剰燃料を蒸発燃焼でき、結果的にエミッシ
ョンを低減できる。
から噴射された燃料が到達する部分に、多孔性部材が配
置されたことにより、定常燃焼時に多孔性部材に到達し
た燃料が蒸発して燃焼する。これによって、燃焼負荷率
が高くても過剰燃料を蒸発燃焼でき、結果的にエミッシ
ョンを低減できる。
【００１２】〔請求項９、１０の手段〕電磁式燃料噴射
弁から噴射される燃料の所定噴射角の内側または外側に
点火手段の点火部が配置される。つまり、点火部は、電
磁式燃料噴射弁から噴射される燃料の主流から外れた部
位に配置されるため、点火部は燃焼空気中の微粒燃料を
着火することとなり、着火性が向上する。このため、着
火時間を短縮でき、着火時におけるエミッションを低減
できる。
弁から噴射される燃料の所定噴射角の内側または外側に
点火手段の点火部が配置される。つまり、点火部は、電
磁式燃料噴射弁から噴射される燃料の主流から外れた部
位に配置されるため、点火部は燃焼空気中の微粒燃料を
着火することとなり、着火性が向上する。このため、着
火時間を短縮でき、着火時におけるエミッションを低減
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、複数の実
施例と変形例を用いて説明する。 〔第１実施例〕噴霧燃焼装置の概略を図１を用いて説明
する。この実施例に示す噴霧燃焼装置は、自動車用空調
装置における循環水加熱手段に用いられるもので、軽油
を燃焼するように設けられている。この噴霧燃焼装置
は、燃料タンク１Ａから燃料ポンプ１Ｂによって高圧供
給された液体燃料を噴霧する電磁式燃料噴射弁（以下、
インジェクタ１）を備え、このインジェクタ１より噴霧
された燃料の燃焼を行うものである。このインジェクタ
１は、中心軸からある角度（３０〜５０度）を持って燃
料を噴射できる複数の噴射孔を備える。このインジェク
タ１から噴射された燃料が到達する部分にスパーク部３
Ａ（点火部に相当する）が配置されるように、スパーク
プラグ３（点火手段に相当する）が取り付けられてい
る。
施例と変形例を用いて説明する。 〔第１実施例〕噴霧燃焼装置の概略を図１を用いて説明
する。この実施例に示す噴霧燃焼装置は、自動車用空調
装置における循環水加熱手段に用いられるもので、軽油
を燃焼するように設けられている。この噴霧燃焼装置
は、燃料タンク１Ａから燃料ポンプ１Ｂによって高圧供
給された液体燃料を噴霧する電磁式燃料噴射弁（以下、
インジェクタ１）を備え、このインジェクタ１より噴霧
された燃料の燃焼を行うものである。このインジェクタ
１は、中心軸からある角度（３０〜５０度）を持って燃
料を噴射できる複数の噴射孔を備える。このインジェク
タ１から噴射された燃料が到達する部分にスパーク部３
Ａ（点火部に相当する）が配置されるように、スパーク
プラグ３（点火手段に相当する）が取り付けられてい
る。
【００１４】エアポンプ４（燃焼空気供給用のブロワ）
に接続する燃焼空気導入口５を設けたフランジ６は、半
容器体で、その内部に循環水通路７Ａを持つハウジング
７の開口縁と衝合し、フランジ６の燃焼空気導入口５の
中心部にはインジェクタ１が固定されている。また、フ
ランジ６には、円筒形の燃焼筒２と、その内部に燃焼筒
２よりもやや小径の燃焼補助筒８が固定されている。こ
の燃焼補助筒８の側壁には、空気孔８Ａが設けられてお
り、燃焼補助筒８の内側（燃料が噴射される側）と外側
の両方に燃焼空気を流すように設けられている。
に接続する燃焼空気導入口５を設けたフランジ６は、半
容器体で、その内部に循環水通路７Ａを持つハウジング
７の開口縁と衝合し、フランジ６の燃焼空気導入口５の
中心部にはインジェクタ１が固定されている。また、フ
ランジ６には、円筒形の燃焼筒２と、その内部に燃焼筒
２よりもやや小径の燃焼補助筒８が固定されている。こ
の燃焼補助筒８の側壁には、空気孔８Ａが設けられてお
り、燃焼補助筒８の内側（燃料が噴射される側）と外側
の両方に燃焼空気を流すように設けられている。
【００１５】ハウジング７の循環水通路７Ａは、ハウジ
ング７の壁面に設けられた循環水入口７Ｂ、循環水出口
７Ｃと連通している。また、ハウジング７には、排気口
７Ｄが設けられており、燃焼筒２内で発生した排気ガス
が、燃焼筒２の外側を通って排気口７Ｄへ導かれ、その
時にハウジング７内の循環水通路７Ａ内の循環水を加熱
する。
ング７の壁面に設けられた循環水入口７Ｂ、循環水出口
７Ｃと連通している。また、ハウジング７には、排気口
７Ｄが設けられており、燃焼筒２内で発生した排気ガス
が、燃焼筒２の外側を通って排気口７Ｄへ導かれ、その
時にハウジング７内の循環水通路７Ａ内の循環水を加熱
する。
【００１６】上述した燃焼補助筒８の内部には、インジ
ェクタ１から噴射された燃料が到達する部分に、発砲金
属製のウィック９（多孔性部材に相当する）が配置され
ている。このような構成にすることにより、噴射された
燃料がウィック９に保持され、気化して蒸発燃焼が可能
となる。この蒸発燃焼には、定常燃焼時に燃焼負荷率が
高くてもクリーン燃焼できるという利点があるが、着火
時は燃焼室内の環境温度が低く、蒸発しにくい状態であ
るため着火時には時間がかかるという問題がある。しか
し、着火時のみ燃焼噴射周波数を高くすれば、噴霧粒径
が小さくなり、噴霧燃焼が可能となるので、瞬間着火が
可能となる。燃料噴射周波数による微粒噴霧の体積割合
の測定結果を図２に示す。また、高周波噴霧状態と低周
波噴霧状態の模式図を図３に示す。
ェクタ１から噴射された燃料が到達する部分に、発砲金
属製のウィック９（多孔性部材に相当する）が配置され
ている。このような構成にすることにより、噴射された
燃料がウィック９に保持され、気化して蒸発燃焼が可能
となる。この蒸発燃焼には、定常燃焼時に燃焼負荷率が
高くてもクリーン燃焼できるという利点があるが、着火
時は燃焼室内の環境温度が低く、蒸発しにくい状態であ
るため着火時には時間がかかるという問題がある。しか
し、着火時のみ燃焼噴射周波数を高くすれば、噴霧粒径
が小さくなり、噴霧燃焼が可能となるので、瞬間着火が
可能となる。燃料噴射周波数による微粒噴霧の体積割合
の測定結果を図２に示す。また、高周波噴霧状態と低周
波噴霧状態の模式図を図３に示す。
【００１７】燃焼筒２の排気出口付近のハウジング７に
は、排気中の酸素濃度を測定するためのＯ2 センサ１０
（酸素濃度測定手段に相当する）が取り付けられてい
る。そして、インジェクタ１、スパークプラグ３、エア
ポンプ４は、制御手段１１で制御されるもので、Ｏ2 セ
ンサ１０の計測値に応じて、インジェクタ開弁周波数を
制御している。なお、Ｏ2 センサ１０に代わり、燃焼筒
２内の温度を測定する温度センサ（温度測定手段に相当
する）、燃焼筒２内の光度を測定する光センサ（光感知
手段に相当する）を設けて着火を監視したり、燃料噴射
開始からの時間経過によって着火状態を想定するように
設けても良い（図６のフローチャートは時間経過による
制御を示す）。
は、排気中の酸素濃度を測定するためのＯ2 センサ１０
（酸素濃度測定手段に相当する）が取り付けられてい
る。そして、インジェクタ１、スパークプラグ３、エア
ポンプ４は、制御手段１１で制御されるもので、Ｏ2 セ
ンサ１０の計測値に応じて、インジェクタ開弁周波数を
制御している。なお、Ｏ2 センサ１０に代わり、燃焼筒
２内の温度を測定する温度センサ（温度測定手段に相当
する）、燃焼筒２内の光度を測定する光センサ（光感知
手段に相当する）を設けて着火を監視したり、燃料噴射
開始からの時間経過によって着火状態を想定するように
設けても良い（図６のフローチャートは時間経過による
制御を示す）。
【００１８】制御手段１１は、図４の下段グラフに示す
ように、燃料噴射を開始して着火後燃焼が安定するまで
の燃焼開始初期は低燃焼量とし、燃焼安定後に高燃焼量
とするとともに、図４の上段グラフに示すように、燃焼
量の低い場合に電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数を高
く設定し、燃焼量の高い場合に電磁式燃料噴射弁の燃料
噴射周波数を低く設定するように設けられている。具体
的には、燃焼開始初期は、図５のようにインジェクタ
１、スパークプラグ３、エアポンプ４を制御する。この
時の制御フローチャートを図６に示す。なお、図７に示
すように、燃焼が安定化して燃焼量を増加させる際に、
徐々に燃焼量を増加させても良い。
ように、燃料噴射を開始して着火後燃焼が安定するまで
の燃焼開始初期は低燃焼量とし、燃焼安定後に高燃焼量
とするとともに、図４の上段グラフに示すように、燃焼
量の低い場合に電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数を高
く設定し、燃焼量の高い場合に電磁式燃料噴射弁の燃料
噴射周波数を低く設定するように設けられている。具体
的には、燃焼開始初期は、図５のようにインジェクタ
１、スパークプラグ３、エアポンプ４を制御する。この
時の制御フローチャートを図６に示す。なお、図７に示
すように、燃焼が安定化して燃焼量を増加させる際に、
徐々に燃焼量を増加させても良い。
【００１９】この実施例におけるインジェクタ１は、図
８に示す周知構造のものを採用している。また、燃焼が
安定化した際に、燃料噴射周波数を高く設定しなくて
も、低排気エミッション化するために、燃焼筒２内に燃
焼空気による旋回流を生じさせ、噴霧燃料と燃焼空気の
混合性を向上させる手段を採用している。この手段は、
図９、図１０に示すように、フランジ６の燃焼空気導入
口５に取り付けたスワール発生リング１２であり、この
リング１２には、旋回空気発生用の斜め孔１２Ａが複数
貫通形成されている。なお、燃焼空気導入口５は燃焼空
気供給路１３を介してエアポンプ４に接続されるもの
で、インジェクタ１はＯリング１４によってシールされ
ている。
８に示す周知構造のものを採用している。また、燃焼が
安定化した際に、燃料噴射周波数を高く設定しなくて
も、低排気エミッション化するために、燃焼筒２内に燃
焼空気による旋回流を生じさせ、噴霧燃料と燃焼空気の
混合性を向上させる手段を採用している。この手段は、
図９、図１０に示すように、フランジ６の燃焼空気導入
口５に取り付けたスワール発生リング１２であり、この
リング１２には、旋回空気発生用の斜め孔１２Ａが複数
貫通形成されている。なお、燃焼空気導入口５は燃焼空
気供給路１３を介してエアポンプ４に接続されるもの
で、インジェクタ１はＯリング１４によってシールされ
ている。
【００２０】次に作動を説明する。図示しない運転スイ
ッチがONされると、制御手段１１はインジェクタ１、ス
パークプラグ３、エアポンプ４を作動させ、最大燃焼能
力よりも小さい能力に相当する燃料噴射量、燃焼空気量
を供給する。設定された時間が経過した後に、燃焼能力
を最大能力まで瞬間的、あるいは徐々に上げてゆく。こ
の燃焼開始初期における燃料供給量の小さい場合のイン
ジェクタ開弁周波数は、定常時より高く設定されてお
り、設定時間経過後に開弁周波数が低く設定される。運
転スイッチがOFF されると、制御手段１１はインジェク
タ１、スパークプラグ３を停止させるとともに、設定時
間経過後にエアポンプ４も停止させる。ただし、スパー
クプラグ３は、運転スイッチをONしてから所定時間経過
後に停止するように設けても良い（図７参照）。
ッチがONされると、制御手段１１はインジェクタ１、ス
パークプラグ３、エアポンプ４を作動させ、最大燃焼能
力よりも小さい能力に相当する燃料噴射量、燃焼空気量
を供給する。設定された時間が経過した後に、燃焼能力
を最大能力まで瞬間的、あるいは徐々に上げてゆく。こ
の燃焼開始初期における燃料供給量の小さい場合のイン
ジェクタ開弁周波数は、定常時より高く設定されてお
り、設定時間経過後に開弁周波数が低く設定される。運
転スイッチがOFF されると、制御手段１１はインジェク
タ１、スパークプラグ３を停止させるとともに、設定時
間経過後にエアポンプ４も停止させる。ただし、スパー
クプラグ３は、運転スイッチをONしてから所定時間経過
後に停止するように設けても良い（図７参照）。
【００２１】この第１実施例は、請求項１、２、３、
４、５、７、８を採用するものであり、上記〔課題を解
決するための手段〕の項でそれぞれに示した作用効果を
奏するものである。
４、５、７、８を採用するものであり、上記〔課題を解
決するための手段〕の項でそれぞれに示した作用効果を
奏するものである。
【００２２】〔第２実施例〕第２実施例を図１１を用い
て説明する。インジェクタ１から噴射される燃料は、あ
る角度（３０〜５０度）の法線方向に主流１Ｃができ
る。この第２実施例は、その主流１Ｃより内側にスパー
ク部３Ａが配置されるようにスパークプラグ３を取り付
けたものである。これは、請求項９を採用するものであ
り、上記〔課題を解決するための手段〕における〔請求
項９〕の項で示した作用効果を奏するものである。
て説明する。インジェクタ１から噴射される燃料は、あ
る角度（３０〜５０度）の法線方向に主流１Ｃができ
る。この第２実施例は、その主流１Ｃより内側にスパー
ク部３Ａが配置されるようにスパークプラグ３を取り付
けたものである。これは、請求項９を採用するものであ
り、上記〔課題を解決するための手段〕における〔請求
項９〕の項で示した作用効果を奏するものである。
【００２３】また、第２実施例の噴霧燃焼装置は、車両
部品の暖機に用いられるもので、燃焼筒２の底面部には
熱風を吹き出すための燃焼ガス吹出管１５を備えるもの
である。さらに、第２実施例では、図示しない外気温度
センサからの測定値に応じてインジェクタ１の開弁周波
数を制御するものであり、制御手段１１は、外気温度が
低い状態では燃料噴射周波数を高く、逆に外気温度が高
い状態では燃料噴射周波数を低く設定する。これは、請
求項６を採用するものであり、上記〔課題を解決するた
めの手段〕における〔請求項６〕の項で示した作用効果
を奏するものである。
部品の暖機に用いられるもので、燃焼筒２の底面部には
熱風を吹き出すための燃焼ガス吹出管１５を備えるもの
である。さらに、第２実施例では、図示しない外気温度
センサからの測定値に応じてインジェクタ１の開弁周波
数を制御するものであり、制御手段１１は、外気温度が
低い状態では燃料噴射周波数を高く、逆に外気温度が高
い状態では燃料噴射周波数を低く設定する。これは、請
求項６を採用するものであり、上記〔課題を解決するた
めの手段〕における〔請求項６〕の項で示した作用効果
を奏するものである。
【００２４】〔第３実施例〕第３実施例を図１２を用い
て説明する。この第３実施例は、インジェクタ１から噴
射される燃料の主流１Ｃの外側にスパークプラグ３のス
パーク部３Ａが配置されるようにスパークプラグ３を取
り付けたものである。これは、請求項１０を採用するも
のであり、上記〔課題を解決するための手段〕における
〔請求項１０〕の項で示した作用効果を奏するものであ
る。
て説明する。この第３実施例は、インジェクタ１から噴
射される燃料の主流１Ｃの外側にスパークプラグ３のス
パーク部３Ａが配置されるようにスパークプラグ３を取
り付けたものである。これは、請求項１０を採用するも
のであり、上記〔課題を解決するための手段〕における
〔請求項１０〕の項で示した作用効果を奏するものであ
る。
【００２５】また、この第３実施例は、燃焼筒２の内部
の温度を測定するために温度センサ１６を燃焼筒２の外
壁に取り付けている。そして、制御手段１１は、温度セ
ンサ１６からの測定値に応じてインジェクタ１の開弁周
波数を制御するものであり、燃焼温度が低い状態では燃
料噴射周波数を高く、逆に燃焼温度が高い状態では燃料
噴射周波数を低く設定する。これは、請求項４を採用す
るものであり、上記〔課題を解決するための手段〕にお
ける〔請求項４〕の項で示した作用効果を奏するもので
ある。なお、この実施例で示した温度センサ１６に代わ
り、熱電対、あるいは燃焼筒２内の光度を測定する光セ
ンサを用いて同様の制御を行っても良い。
の温度を測定するために温度センサ１６を燃焼筒２の外
壁に取り付けている。そして、制御手段１１は、温度セ
ンサ１６からの測定値に応じてインジェクタ１の開弁周
波数を制御するものであり、燃焼温度が低い状態では燃
料噴射周波数を高く、逆に燃焼温度が高い状態では燃料
噴射周波数を低く設定する。これは、請求項４を採用す
るものであり、上記〔課題を解決するための手段〕にお
ける〔請求項４〕の項で示した作用効果を奏するもので
ある。なお、この実施例で示した温度センサ１６に代わ
り、熱電対、あるいは燃焼筒２内の光度を測定する光セ
ンサを用いて同様の制御を行っても良い。
【００２６】〔変形例〕上記の実施例では、本発明を自
動車用空調装置における循環水加熱手段、および車両部
品の暖機手段に適用した例を示すが、液体燃料を噴霧し
て燃焼させる全ての燃焼装置に本発明を適用しても良
い。また、燃料として軽油の他に灯油やアルコール類を
用いても良い。上記の実施例では、点火手段の一例とし
てスパークプラグ３を例に示したが、グロープラグを用
いても良い。
動車用空調装置における循環水加熱手段、および車両部
品の暖機手段に適用した例を示すが、液体燃料を噴霧し
て燃焼させる全ての燃焼装置に本発明を適用しても良
い。また、燃料として軽油の他に灯油やアルコール類を
用いても良い。上記の実施例では、点火手段の一例とし
てスパークプラグ３を例に示したが、グロープラグを用
いても良い。
【図１】噴霧燃焼装置の概略図である（第１実施例）。
【図２】周波数と体積割合の関係を示すグラフである
（第１実施例）。
（第１実施例）。
【図３】高周波噴霧状態と低周波噴霧状態の模式図であ
る（第１実施例）。
る（第１実施例）。
【図４】燃焼量と開弁周波数の関係を示すタイムチャー
トである（第１実施例）。
トである（第１実施例）。
【図５】燃焼開始時のタイムチャートである（第１実施
例）。
例）。
【図６】燃焼開始時の制御を示すフローチャートである
（第１実施例）。
（第１実施例）。
【図７】燃焼開始時のタイムチャートである（第１実施
例）。
例）。
【図８】インジェクタの断面図である（第１実施例）。
【図９】スワール発生手段の概略断面図である（第１実
施例）。
施例）。
【図１０】スワール発生リングの平面図および断面図で
ある（第１実施例）。
ある（第１実施例）。
【図１１】噴霧燃焼装置の概略図である（第２実施
例）。
例）。
【図１２】噴霧燃焼装置の概略図である（第３実施
例）。
例）。
１ インジェクタ（電磁式燃料噴射弁） ２ 燃焼筒 ３ スパークプラグ（点火手段） ３Ａ スパーク部（点火部） ９ ウィック（多孔性部材） １０ Ｏ2 センサ（酸素濃度測定手段） １１ 制御手段 １６ 温度センサ（温度測定手段）
フロントページの続き (72)発明者 小久保 彰久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3K055 AA01 AB04 AB05 AB06 BA01 BA02 BB07 BD01 3K068 FB01 FC06 GA02 HA03 HA07 JA06
Claims (10)
- 【請求項１】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 燃料噴射を開始して着火後燃焼が安定するまでの燃焼開
始初期は低燃焼量とし、燃焼安定後に高燃焼量とすると
ともに、 燃焼量の低い場合に前記電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周
波数を高く設定し、燃焼量の高い場合に前記電磁式燃料
噴射弁の燃料噴射周波数を低く設定する制御手段を用い
たことを特徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項２】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 燃料噴射開始からの経過時間が短い場合に前記電磁式燃
料噴射弁の燃料噴射周波数を高く設定し、燃料噴射開始
からの経過時間が長い場合に前記電磁式燃料噴射弁の燃
料噴射周波数を低く設定する制御手段を用いたことを特
徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項３】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 燃焼における酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を用
いるとともに、 この酸素濃度測定手段によって測定される酸素濃度が高
い場合に前記電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波数を高く
設定し、前記酸素濃度測定手段によって測定される酸素
濃度が低い場合に前記電磁式燃料噴射弁の燃料噴射周波
数を低く設定する制御手段を用いたことを特徴とする噴
霧燃焼装置。 - 【請求項４】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 燃焼温度を測定する温度測定手段を用いるとともに、 この温度測定手段の測定温度が低い場合に前記電磁式燃
料噴射弁の燃料噴射周波数を高く設定し、前記温度測定
手段の測定温度が高い場合に前記電磁式燃料噴射弁の燃
料噴射周波数を低く設定する制御手段を用いたことを特
徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項５】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 燃焼室内の光強度を測定する光感知手段を用いるととも
に、 この光感知手段の測定する光度が低い場合に前記電磁式
燃料噴射弁の燃料噴射周波数を高く設定し、前記光感知
手段の測定する光度が高い場合に前記電磁式燃料噴射弁
の燃料噴射周波数を低く設定する制御手段を用いたこと
を特徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項６】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 外気温を測定する外気温測定手段を用いるとともに、 この外気温測定手段の測定温度が低い場合に前記電磁式
燃料噴射弁の燃料噴射周波数を高く設定し、前記外気温
測定手段の測定温度が高い場合に前記電磁式燃料噴射弁
の燃料噴射周波数を低く設定する制御手段を用いたこと
を特徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項７】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 前記電磁式燃料噴射弁から噴射された燃料が到達する部
分に、多孔性部材が配置されたことを特徴とする噴霧燃
焼装置。 - 【請求項８】請求項７の噴霧燃焼装置において、 前記多孔性部材の燃焼側の内面と、反燃焼側の外面と
に、燃焼空気が流れる通路が設けられたことを特徴とす
る噴霧燃焼装置。 - 【請求項９】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁式
燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃料
の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 前記電磁式燃料噴射弁は、所定噴射角で燃料噴射するよ
うに設けられるとともに、 前記電磁式燃料噴射弁から噴射される燃料の所定噴射角
の内側に、燃料の点火を行う点火手段の点火部が配置さ
れたことを特徴とする噴霧燃焼装置。 - 【請求項１０】高圧供給された液体燃料を噴霧する電磁
式燃料噴射弁を備え、この燃料噴射弁より噴霧された燃
料の燃焼を行う噴霧燃焼装置において、 前記電磁式燃料噴射弁は、所定噴射角で燃料噴射するよ
うに設けられるとともに、 前記電磁式燃料噴射弁から噴射される燃料の所定噴射角
の外側に、燃料の点火を行う点火手段の点火部が配置さ
れたことを特徴とする噴霧燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006262A JP2000205554A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 噴霧燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11006262A JP2000205554A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 噴霧燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000205554A true JP2000205554A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11633556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11006262A Pending JP2000205554A (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 噴霧燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000205554A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228111A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Denso Corp | 燃焼装置 |
| CN101334163B (zh) * | 2008-08-01 | 2010-06-02 | 浙江大学 | 一种用于egr阀测试的燃烧装置 |
-
1999
- 1999-01-13 JP JP11006262A patent/JP2000205554A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228111A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Denso Corp | 燃焼装置 |
| CN101334163B (zh) * | 2008-08-01 | 2010-06-02 | 浙江大学 | 一种用于egr阀测试的燃烧装置 |
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