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JP2024017245A - injection valve - Google Patents

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JP2024017245A
JP2024017245A JP2022119761A JP2022119761A JP2024017245A JP 2024017245 A JP2024017245 A JP 2024017245A JP 2022119761 A JP2022119761 A JP 2022119761A JP 2022119761 A JP2022119761 A JP 2022119761A JP 2024017245 A JP2024017245 A JP 2024017245A
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Japan
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flow path
main body
injection valve
liquid
cross
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Application number
JP2022119761A
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Japanese (ja)
Inventor
湧介 小松
Yusuke Komatsu
正宏 内田
Masahiro Uchida
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】噴射弁内での液体の流量を適切に周方向に均一化する。【解決手段】噴射弁1は、筒状の本体10と、本体10と接続され、液体供給流路21を含む液体供給管20と、本体10の壁部の内部に形成され、液体供給流路21と連通する上流端を含む螺旋状流路13と、本体10の壁部の内部に形成される筒状流路14であって、筒状流路14の上流端は螺旋状流路13の下流端と全周で接続されており、筒状流路14の下流端に噴射口14aが形成されている、筒状流路14と、を備える。【選択図】図1[Problem] To appropriately uniformize the flow rate of liquid in an injection valve in the circumferential direction. [Solution] An injection valve 1 includes a cylindrical main body 10, a liquid supply pipe 20 connected to the main body 10 and including a liquid supply flow passage 21, a spiral flow passage 13 formed inside the wall of the main body 10 and including an upstream end communicating with the liquid supply flow passage 21, and a cylindrical flow passage 14 formed inside the wall of the main body 10, the upstream end of the cylindrical flow passage 14 being connected to the downstream end of the spiral flow passage 13 all around, and an injection port 14a being formed at the downstream end of the cylindrical flow passage 14. [Selected Figure] Figure 1

Description

本開示は、噴射弁に関する。 The present disclosure relates to an injection valve.

液体を噴射する噴射弁として、筒状の本体を備え、本体の壁部の内部に形成された液体流路を通過して液体が噴射される噴射弁がある。このような噴射弁では、噴射される液体を、その周囲に形成される空気の流れによって微粒化することができる。噴射される液体を空気の流れによって微粒化する噴射弁は、気流噴射弁とも呼ばれる。例えば、特許文献1には、ガスタービン等のエンジンに用いられる液体燃料を微粒化する気流噴射弁が開示されている。 2. Description of the Related Art As an injection valve that injects liquid, there is an injection valve that includes a cylindrical main body and injects liquid through a liquid flow path formed inside a wall of the main body. In such an injection valve, the injected liquid can be atomized by the air flow formed around it. An injection valve that atomizes the injected liquid by a flow of air is also called an airflow injection valve. For example, Patent Document 1 discloses an air injection valve that atomizes liquid fuel used in engines such as gas turbines.

特開2003-214604号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-214604

液体を噴射する噴射弁では、液体を適切に微粒化する等の観点で、噴射弁内を流れる液体の流量を周方向に均一化する必要がある。液体の流量を周方向に均一化するために、例えば、噴射弁内の液体流路において、流路断面積が局所的に小さくなる絞り部を設ける場合がある。しかしながら、液体の供給量が少なくなると、絞り部において液体が堰き止められ、液体が間欠的に噴射される場合がある。よって、液体が間欠的に噴射されることを抑制し、噴射弁内での液体の流量を適切に周方向に均一化することが望まれている。 In an injection valve that injects liquid, it is necessary to equalize the flow rate of the liquid flowing inside the injection valve in the circumferential direction in order to appropriately atomize the liquid. In order to make the flow rate of liquid uniform in the circumferential direction, for example, in the liquid flow path within the injection valve, a constriction portion that locally reduces the cross-sectional area of the flow path may be provided. However, when the amount of liquid supplied decreases, the liquid may be dammed up at the constriction portion and the liquid may be intermittently injected. Therefore, it is desired to prevent the liquid from being intermittently injected and to appropriately equalize the flow rate of the liquid in the injection valve in the circumferential direction.

本開示の目的は、噴射弁内での液体の流量を適切に周方向に均一化することが可能な噴射弁を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an injection valve that can appropriately equalize the flow rate of liquid within the injection valve in the circumferential direction.

上記課題を解決するために、本開示の噴射弁は、筒状の本体と、本体と接続され、液体供給流路を含む液体供給管と、本体の壁部の内部に形成され、液体供給流路と連通する上流端を含む螺旋状流路と、本体の壁部の内部に形成される筒状流路であって、筒状流路の上流端は螺旋状流路の下流端と全周で接続されており、筒状流路の下流端に噴射口が形成されている、筒状流路と、を備える。 In order to solve the above problems, the injection valve of the present disclosure includes a cylindrical main body, a liquid supply pipe connected to the main body and including a liquid supply flow path, and a liquid supply pipe formed inside the wall of the main body to allow the liquid supply flow. A spiral flow path including an upstream end that communicates with the channel, and a cylindrical flow path formed inside the wall of the main body, the upstream end of the cylindrical flow path being connected to the downstream end of the spiral flow path and the entire circumference. and a cylindrical flow path that is connected to the cylindrical flow path and has an injection port formed at a downstream end of the cylindrical flow path.

液体供給流路は、本体の中心軸に対して偏心して螺旋状流路と接続されてもよい。 The liquid supply channel may be connected to the spiral channel eccentrically with respect to the central axis of the main body.

螺旋状流路の軸方向に直交する断面での螺旋状流路の周方向長さは、上流側から下流側に向かうにつれて長くなってもよい。 The circumferential length of the helical flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path may increase from the upstream side to the downstream side.

螺旋状流路の軸方向に直交する断面での螺旋状流路の流路断面積は、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しなくてもよい。 The cross-sectional area of the helical flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path does not need to increase from the upstream side to the downstream side at any axial position.

螺旋状流路の軸方向に直交する断面での螺旋状流路の流路断面積は、軸方向位置によらず一定であってもよい。 The cross-sectional area of the helical flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path may be constant regardless of the axial position.

本開示によれば、噴射弁内での液体の流量を適切に周方向に均一化することができる。 According to the present disclosure, the flow rate of liquid within the injection valve can be uniformized appropriately in the circumferential direction.

図1は、本開示の実施形態に係る噴射弁を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an injection valve according to an embodiment of the present disclosure. 図2は、本開示の実施形態に係る螺旋状流路を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing a spiral flow path according to an embodiment of the present disclosure. 図3は、図2中のA1-A1断面における断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line A1-A1 in FIG. 図4は、図2中のA2-A2断面における断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line A2-A2 in FIG. 図5は、図2中のA3-A3断面における断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along the line A3-A3 in FIG. 図6は、図2中のA4-A4断面における断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line A4-A4 in FIG. 図7は、図2中のA5-A5断面における断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line A5-A5 in FIG. 図8は、変形例に係る噴射弁を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an injection valve according to a modification.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for easy understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In this specification and drawings, elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals to omit redundant explanation, and elements not directly related to the present disclosure are omitted from illustration. do.

図1は本実施形態に係る噴射弁1を模式的に示す断面図である。噴射弁1は、三次元積層造形等の技術によって一体成形されてもよく、複数の部材を組み合わせることによって成形されてもよい。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an injection valve 1 according to this embodiment. The injection valve 1 may be integrally molded by a technique such as three-dimensional additive manufacturing, or may be molded by combining a plurality of members.

図1に示すように、噴射弁1は、本体10と、液体供給管20とを備える。本体10は、筒状である。本体10の壁部の内部には、液体が流通する液体流路(具体的には、後述する螺旋状流路13および筒状流路14)が形成されている。液体供給管20の内部には、液体供給流路21が形成されている。液体供給流路21は、本体10の液体流路と連通している。噴射弁1では、液体供給管20から本体10に液体が供給される。そして、本体10に供給された液体は、本体10内の液体流路を通過した後に、本体10から噴射される。 As shown in FIG. 1, the injection valve 1 includes a main body 10 and a liquid supply pipe 20. The main body 10 is cylindrical. A liquid flow path (specifically, a spiral flow path 13 and a cylindrical flow path 14, which will be described later) through which liquid flows is formed inside the wall of the main body 10. A liquid supply channel 21 is formed inside the liquid supply pipe 20 . The liquid supply channel 21 communicates with the liquid channel of the main body 10. In the injection valve 1, liquid is supplied to the main body 10 from a liquid supply pipe 20. The liquid supplied to the main body 10 is injected from the main body 10 after passing through the liquid flow path within the main body 10.

噴射弁1により噴射される液体としては、ガスタービンまたはジェットエンジン等の燃焼器において用いられる液体燃料が挙げられる。ただし、噴射弁1により噴射される液体は、液体燃料以外の液体であってもよい。 Examples of the liquid injected by the injection valve 1 include liquid fuel used in a combustor such as a gas turbine or a jet engine. However, the liquid injected by the injection valve 1 may be a liquid other than liquid fuel.

本体10は、具体的には、略円筒状であり、図1中の左右方向に延在する。つまり、図1中の左右方向が、本体10の軸方向に相当する。図1は、本体10の中心軸10aを通る断面における断面図である。液体供給管20は、具体的には、略円筒状である。図1の視点において、液体供給管20は、本体10の中心軸10aに直交する方向に延在している。ただし、図1の視点において、液体供給管20は、本体10の中心軸10aに直交する方向に対して傾斜していてもよい。液体供給管20は、後述するように、中心軸10aに対して偏心して本体10と接続されている。 Specifically, the main body 10 has a substantially cylindrical shape and extends in the left-right direction in FIG. That is, the left-right direction in FIG. 1 corresponds to the axial direction of the main body 10. FIG. 1 is a cross-sectional view of the main body 10 taken along a central axis 10a. Specifically, the liquid supply pipe 20 has a substantially cylindrical shape. In the perspective of FIG. 1, the liquid supply pipe 20 extends in a direction perpendicular to the central axis 10a of the main body 10. However, from the perspective of FIG. 1, the liquid supply pipe 20 may be inclined with respect to the direction perpendicular to the central axis 10a of the main body 10. The liquid supply pipe 20 is eccentrically connected to the main body 10 with respect to the central axis 10a, as will be described later.

図1中の本体10の左端を後端とも呼ぶ。図1中の本体10の右端を先端とも呼ぶ。液体供給管20は、本体10の後端付近と接続されている。ゆえに、液体供給管20から本体10の後端付近に液体が供給される。本体10に供給された液体は、本体10内において後端から先端に向かって流れ、本体10の先端(具体的には、後述する噴射口14a)から噴射される。つまり、本体10の後端側が液体の流れにおける上流側に相当し、本体10の先端側が液体の流れにおける下流側に相当する。また、以下では、本体10の周方向を単に周方向とも呼ぶ。本体10の径方向を単に径方向とも呼ぶ。本体10の軸方向を単に軸方向とも呼ぶ。 The left end of the main body 10 in FIG. 1 is also called the rear end. The right end of the main body 10 in FIG. 1 is also called the tip. The liquid supply pipe 20 is connected to the vicinity of the rear end of the main body 10. Therefore, liquid is supplied from the liquid supply pipe 20 to the vicinity of the rear end of the main body 10. The liquid supplied to the main body 10 flows from the rear end toward the front end within the main body 10, and is injected from the front end of the main body 10 (specifically, the injection port 14a described later). That is, the rear end side of the main body 10 corresponds to the upstream side in the flow of liquid, and the front end side of the main body 10 corresponds to the downstream side in the flow of liquid. Moreover, below, the circumferential direction of the main body 10 is also simply called the circumferential direction. The radial direction of the main body 10 is also simply referred to as the radial direction. The axial direction of the main body 10 is also simply referred to as the axial direction.

本体10は、円筒部11と、テーパ部12とを有する。円筒部11およびテーパ部12は、中心軸10aに沿って延在しており、互いに連続している。円筒部11は、テーパ部12よりも本体10の後端側に位置する。円筒部11の内径、外径および肉厚は、軸方向位置によらず一定である。ただし、円筒部11の内径、外径および肉厚の少なくとも1つは、軸方向位置によってある程度異なっていてもよい。テーパ部12は、先端に向かって先細りしている。テーパ部12の肉厚は、軸方向位置によらず一定である。ただし、テーパ部12の肉厚は、軸方向位置によってある程度異なっていてもよい。 The main body 10 has a cylindrical portion 11 and a tapered portion 12. The cylindrical portion 11 and the tapered portion 12 extend along the central axis 10a and are continuous with each other. The cylindrical portion 11 is located closer to the rear end of the main body 10 than the tapered portion 12 is. The inner diameter, outer diameter, and wall thickness of the cylindrical portion 11 are constant regardless of the axial position. However, at least one of the inner diameter, outer diameter, and wall thickness of the cylindrical portion 11 may vary to some extent depending on the axial position. The tapered portion 12 tapers toward the tip. The thickness of the tapered portion 12 is constant regardless of the axial position. However, the thickness of the tapered portion 12 may vary to some extent depending on the axial position.

本体10の内周面は、円筒部11とテーパ部12との接続部分において、屈曲していなくてもよい。例えば、円筒部11の内周面、および、テーパ部12の内周面の両方が、互いに同一の傾きで先端に向かって先細りしていてもよい。例えば、円筒部11の内周面、および、テーパ部12の内周面の両方が、軸方向に延在していてもよい。内周面は、内径を規定する面を意味する。本体10の外周面は、円筒部11とテーパ部12との接続部分において、屈曲していなくてもよい。例えば、円筒部11の外周面、および、テーパ部12の外周面の両方が、互いに同一の傾きで先端に向かって先細りしていてもよい。例えば、円筒部11の外周面、および、テーパ部12の外周面の両方が、軸方向に延在していてもよい。外周面は、外径を規定する面を意味する。 The inner circumferential surface of the main body 10 does not need to be bent at the connection portion between the cylindrical portion 11 and the tapered portion 12. For example, both the inner circumferential surface of the cylindrical portion 11 and the inner circumferential surface of the tapered portion 12 may taper toward the tip with the same inclination. For example, both the inner circumferential surface of the cylindrical portion 11 and the inner circumferential surface of the tapered portion 12 may extend in the axial direction. The inner circumferential surface means a surface that defines the inner diameter. The outer circumferential surface of the main body 10 does not need to be bent at the connection portion between the cylindrical portion 11 and the tapered portion 12. For example, both the outer circumferential surface of the cylindrical portion 11 and the outer circumferential surface of the tapered portion 12 may taper toward the tip with the same inclination. For example, both the outer circumferential surface of the cylindrical portion 11 and the outer circumferential surface of the tapered portion 12 may extend in the axial direction. The outer peripheral surface means a surface that defines the outer diameter.

本体10の壁部の内部には、液体が流通する液体流路として、螺旋状流路13と、筒状流路14とが形成されている。螺旋状流路13は、円筒部11に形成されている。筒状流路14は、テーパ部12に形成されている。螺旋状流路13および筒状流路14は、互いに連通している。螺旋状流路13は、筒状流路14よりも上流側に位置する。 A spiral flow path 13 and a cylindrical flow path 14 are formed inside the wall of the main body 10 as liquid flow paths through which liquid flows. The spiral flow path 13 is formed in the cylindrical portion 11 . The cylindrical flow path 14 is formed in the tapered portion 12 . The spiral flow path 13 and the cylindrical flow path 14 communicate with each other. The spiral flow path 13 is located upstream of the cylindrical flow path 14.

螺旋状流路13は、本体10と同軸の螺旋状に形成されている。ただし、螺旋状流路13の中心軸は、本体10の中心軸10aと一致していなくてもよい。つまり、螺旋状流路13は、本体10と同軸でなくてもよい。螺旋状流路13の上流端(つまり、後端)は、液体供給流路21と連通している。螺旋状流路13は、円筒部11の後端付近から円筒部11の先端までに亘って形成されている。 The spiral flow path 13 is formed in a spiral shape coaxial with the main body 10. However, the central axis of the spiral flow path 13 does not have to coincide with the central axis 10a of the main body 10. That is, the spiral flow path 13 does not have to be coaxial with the main body 10. The upstream end (that is, the rear end) of the spiral channel 13 communicates with the liquid supply channel 21 . The spiral flow path 13 is formed from near the rear end of the cylindrical portion 11 to the tip of the cylindrical portion 11 .

筒状流路14は、本体10と同軸の筒状に形成されている。ただし、筒状流路14の中心軸は、本体10の中心軸10aと一致していなくてもよい。つまり、筒状流路14は、本体10と同軸でなくてもよい。筒状流路14は、具体的には、先端に向かって先細りするテーパ筒状に形成されている。筒状流路14の上流端(つまり、後端)は、螺旋状流路13の下流端(つまり、先端)と連通している。筒状流路14の下流端(つまり、先端)には、噴射口14aが形成されている。噴射口14aは、円環形状を有する。筒状流路14は、テーパ部12の後端からテーパ部12の先端までに亘って形成されている。 The cylindrical flow path 14 is formed in a cylindrical shape coaxial with the main body 10. However, the central axis of the cylindrical channel 14 does not have to coincide with the central axis 10a of the main body 10. That is, the cylindrical flow path 14 does not have to be coaxial with the main body 10. Specifically, the cylindrical flow path 14 is formed into a tapered cylindrical shape that tapers toward the tip. The upstream end (that is, the rear end) of the cylindrical channel 14 is in communication with the downstream end (that is, the tip) of the spiral channel 13. An injection port 14a is formed at the downstream end (that is, the tip) of the cylindrical flow path 14. The injection port 14a has an annular shape. The cylindrical flow path 14 is formed from the rear end of the tapered portion 12 to the tip of the tapered portion 12 .

噴射弁1における液体の流れについて改めて説明する。噴射弁1では、液体供給管20の液体供給流路21から本体10の螺旋状流路13に液体が送られる。螺旋状流路13に送られた液体は、螺旋状流路13を周方向に旋回しながら通過して、筒状流路14に送られる。筒状流路14に送られた液体は、筒状流路14を通過して、噴射口14aから噴射される。図1には、矢印F1によって、本体10の噴射口14aから噴射された液体の流れが示されている。 The flow of liquid in the injection valve 1 will be explained again. In the injection valve 1 , liquid is sent from the liquid supply channel 21 of the liquid supply pipe 20 to the spiral channel 13 of the main body 10 . The liquid sent to the spiral flow path 13 passes through the spiral flow path 13 while swirling in the circumferential direction, and is sent to the cylindrical flow path 14 . The liquid sent to the cylindrical flow path 14 passes through the cylindrical flow path 14 and is injected from the injection port 14a. In FIG. 1, the flow of the liquid injected from the injection port 14a of the main body 10 is shown by an arrow F1.

噴射弁1では、噴射口14aから噴射された液体に対して径方向内側に、矢印F2によって示される空気の流れが生じている。矢印F2によって示される空気は、本体10の中心の空洞部を通って先端に向かって流れる。本体10の中心の空洞部には、矢印F2によって示される空気を旋回させる不図示の要素(例えば、旋回羽根等)が設けられていてもよい。この場合、矢印F2によって示される空気は、周方向に旋回しながら先端に向かって流れる。また、噴射口14aから噴射された液体に対して径方向外側に、矢印F3によって示される空気の流れが生じている。矢印F3によって示される空気は、本体10のテーパ部12に対して径方向外側を通って先端に向かって流れる。テーパ部12に対して径方向外側には、矢印F3によって示される空気を旋回させる不図示の要素(例えば、旋回羽根等)が設けられていてもよい。この場合、矢印F3によって示される空気は、周方向に旋回しながら先端に向かって流れる。本体10の噴射口14aから噴射された液体は、矢印F2および矢印F3によって示される空気の流れによって微粒化される。 In the injection valve 1, an air flow indicated by an arrow F2 occurs radially inward with respect to the liquid injected from the injection port 14a. Air, indicated by arrow F2, flows through the central cavity of body 10 towards the tip. The central cavity of the main body 10 may be provided with an element (for example, a swirling vane, etc.), not shown, that swirls the air as indicated by the arrow F2. In this case, the air indicated by arrow F2 flows toward the tip while swirling in the circumferential direction. Further, an air flow indicated by an arrow F3 is generated radially outward with respect to the liquid injected from the injection port 14a. Air, indicated by arrow F3, flows radially outward with respect to the tapered portion 12 of the main body 10 toward the tip. A not-shown element (for example, a swirling vane, etc.) that swirls the air may be provided on the outside in the radial direction with respect to the tapered portion 12, as indicated by the arrow F3. In this case, the air indicated by arrow F3 flows toward the tip while swirling in the circumferential direction. The liquid injected from the injection port 14a of the main body 10 is atomized by air flows indicated by arrows F2 and F3.

以下、図2から図7を参照して、噴射弁1の螺旋状流路13の形状の詳細について説明する。 The details of the shape of the spiral flow path 13 of the injection valve 1 will be described below with reference to FIGS. 2 to 7.

図2は、本実施形態に係る螺旋状流路13を模式的に示す側面図である。図2は、図1と同一の視点で噴射弁1を見た場合の螺旋状流路13の側面図に相当する。図2では、液体供給流路21および螺旋状流路13以外の構成要素が二点鎖線で示されている。また、図2では、噴射弁1のうち螺旋状流路13より先端側の部分(具体的には、テーパ部12および筒状流路14)の図示は省略されている。 FIG. 2 is a side view schematically showing the spiral flow path 13 according to this embodiment. FIG. 2 corresponds to a side view of the spiral flow path 13 when the injection valve 1 is viewed from the same viewpoint as FIG. In FIG. 2, components other than the liquid supply channel 21 and the spiral channel 13 are indicated by two-dot chain lines. Moreover, in FIG. 2, illustration of a portion of the injection valve 1 on the distal side of the spiral flow path 13 (specifically, the tapered portion 12 and the cylindrical flow path 14) is omitted.

図3から図7は、螺旋状流路13の各軸方向位置での中心軸10aに直交する断面における断面図である。具体的には、図3は、図2中のA1-A1断面における断面図である。図4は、図2中のA2-A2断面における断面図である。図5は、図2中のA3-A3断面における断面図である。図6は、図2中のA4-A4断面における断面図である。図7は、図2中のA5-A5断面における断面図である。 3 to 7 are cross-sectional views of the helical flow path 13 at each axial position in a cross section perpendicular to the central axis 10a. Specifically, FIG. 3 is a sectional view taken along the line A1-A1 in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line A2-A2 in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along the line A3-A3 in FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along the line A4-A4 in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line A5-A5 in FIG.

図3に示すように、液体供給流路21は、本体10の中心軸10aに対して偏心して螺旋状流路13と接続される。つまり、液体供給流路21の延長線は、本体10の中心軸10aを通らない。それにより、液体供給流路21から螺旋状流路13に送られた液体は、螺旋状流路13において、周方向により旋回しやすくなる。 As shown in FIG. 3, the liquid supply channel 21 is eccentrically connected to the spiral channel 13 with respect to the central axis 10a of the main body 10. That is, the extension line of the liquid supply channel 21 does not pass through the central axis 10a of the main body 10. Thereby, the liquid sent from the liquid supply channel 21 to the spiral channel 13 becomes easier to swirl in the circumferential direction in the spiral channel 13.

図3の例では、液体供給流路21は、本体10の接線方向に螺旋状流路13と接続される。ただし、液体供給流路21が本体10の中心軸10aに対して偏心して螺旋状流路13と接続される場合において、液体供給流路21と螺旋状流路13との接続方向は、本体10の接線方向でなくてもよい。また、液体供給流路21は、本体10の中心軸10aに対して偏心していなくてもよい。その場合においても、螺旋状流路13に送られた液体は、螺旋状流路13に案内されることによって、周方向に旋回し得る。 In the example of FIG. 3, the liquid supply channel 21 is connected to the spiral channel 13 in the tangential direction of the main body 10. However, in the case where the liquid supply channel 21 is eccentrically connected to the spiral channel 13 with respect to the central axis 10a of the main body 10, the connection direction of the liquid supply channel 21 and the spiral channel 13 is It does not have to be in the tangential direction. Further, the liquid supply channel 21 does not need to be eccentric with respect to the central axis 10a of the main body 10. Even in that case, the liquid sent to the spiral flow path 13 can swirl in the circumferential direction by being guided by the spiral flow path 13.

図3から図7に示すように、中心軸10aに直交する断面での螺旋状流路13の周方向長さD1は、上流側から下流側に向かうにつれて長くなる。つまり、螺旋状流路13の各軸方向位置における周方向長さD1は、上流側から下流側に向かうにつれて長くなる。具体的には、螺旋状流路13の周方向長さD1は、A1-A1断面、A2-A2断面、A3-A3断面、A4-A4断面、A5-A5断面の順に長くなっている。A1-A1断面、A2-A2断面、A3-A3断面、A4-A4断面では、螺旋状流路13は円弧状である。一方、A5-A5断面では、螺旋状流路13は円形状を有している。つまり、螺旋状流路13は、下流端において、周方向の全周に亘って存在している。このような螺旋状流路13の下流端が、筒状流路14の上流端と接続されている。つまり、筒状流路14の上流端は、螺旋状流路13の下流端と全周で接続されている。 As shown in FIGS. 3 to 7, the circumferential length D1 of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the central axis 10a increases from the upstream side to the downstream side. That is, the circumferential length D1 at each axial position of the spiral flow path 13 increases from the upstream side to the downstream side. Specifically, the circumferential length D1 of the spiral flow path 13 increases in the order of the A1-A1 section, the A2-A2 section, the A3-A3 section, the A4-A4 section, and the A5-A5 section. In the A1-A1 section, the A2-A2 section, the A3-A3 section, and the A4-A4 section, the spiral flow path 13 has an arc shape. On the other hand, in the A5-A5 cross section, the spiral flow path 13 has a circular shape. That is, the spiral flow path 13 exists over the entire circumference in the circumferential direction at the downstream end. The downstream end of such a spiral flow path 13 is connected to the upstream end of the cylindrical flow path 14. That is, the upstream end of the cylindrical flow path 14 is connected to the downstream end of the spiral flow path 13 around the entire circumference.

中心軸10aに直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積は、軸方向位置によらず一定である。具体的には、図3から図7に示すように、中心軸10aに直交する断面での螺旋状流路13の径方向長さD2は、上流側から下流側に向かうにつれて短くなる。つまり、螺旋状流路13の各軸方向位置における径方向長さD2は、上流側から下流側に向かうにつれて短くなる。より具体的には、螺旋状流路13の径方向長さD2は、A1-A1断面、A2-A2断面、A3-A3断面、A4-A4断面、A5-A5断面の順に短くなっている。その結果、中心軸10aに直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積が軸方向位置によらず一定となっている。 The cross-sectional area of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the central axis 10a is constant regardless of the axial position. Specifically, as shown in FIGS. 3 to 7, the radial length D2 of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the central axis 10a becomes shorter from the upstream side toward the downstream side. That is, the radial length D2 at each axial position of the spiral flow path 13 becomes shorter from the upstream side to the downstream side. More specifically, the radial length D2 of the spiral flow path 13 becomes shorter in the order of A1-A1 cross section, A2-A2 cross section, A3-A3 cross section, A4-A4 cross section, and A5-A5 cross section. As a result, the cross-sectional area of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the central axis 10a remains constant regardless of the axial position.

以上説明したように、噴射弁1は、筒状の本体10と、本体10と接続され、液体供給流路21を含む液体供給管20と、本体10の壁部の内部に形成され、液体供給流路21と連通する上流端を含む螺旋状流路13と、本体10の壁部の内部に形成される筒状流路14であって、筒状流路14の上流端は螺旋状流路13の下流端と全周で接続されており、筒状流路14の下流端に噴射口14aが形成されている、筒状流路14と、を備える。それにより、噴射弁1内を流れる液体を螺旋状流路13によって旋回させることができるので、噴射弁1内での液体の流量を周方向に均一化することができる。また、筒状流路14の上流端が螺旋状流路13の下流端と全周で接続されることによって、螺旋状流路13から筒状流路14に円滑に液体を送ることができる。さらに、本体10内の液体流路において、流路断面積が局所的に小さくなる絞り部を設ける必要がないので、液体の供給量が少ない場合、または、液体の供給圧が低い場合において、絞り部により液体が堰き止められ、液体が間欠的に噴射されることを抑制できる。よって、液体が間欠的に噴射されることを抑制し、噴射弁1内での液体の流量を適切に周方向に均一化することができる。 As described above, the injection valve 1 includes a cylindrical main body 10, a liquid supply pipe 20 connected to the main body 10 and including a liquid supply channel 21, and a liquid supply pipe 20 formed inside the wall of the main body 10, A spiral flow path 13 including an upstream end communicating with the flow path 21, and a cylindrical flow path 14 formed inside the wall of the main body 10, the upstream end of the cylindrical flow path 14 being a spiral flow path. The cylindrical flow path 14 is connected to the downstream end of the cylindrical flow path 13 around the entire circumference, and has an injection port 14a formed at the downstream end of the cylindrical flow path 14. Thereby, the liquid flowing inside the injection valve 1 can be swirled by the spiral flow path 13, so that the flow rate of the liquid inside the injection valve 1 can be made uniform in the circumferential direction. Furthermore, by connecting the upstream end of the cylindrical flow path 14 to the downstream end of the helical flow path 13 around the entire circumference, liquid can be smoothly sent from the helical flow path 13 to the cylindrical flow path 14 . Furthermore, in the liquid flow path in the main body 10, there is no need to provide a restrictor where the cross-sectional area of the flow path becomes locally small. The liquid is dammed up by the part, and it is possible to suppress the liquid from being intermittently sprayed. Therefore, it is possible to prevent the liquid from being intermittently injected and to appropriately equalize the flow rate of the liquid in the injection valve 1 in the circumferential direction.

特に、噴射弁1では、液体供給流路21は、本体10の中心軸10aに対して偏心して螺旋状流路13と接続される。それにより、液体供給流路21から螺旋状流路13に送られた液体は、螺旋状流路13において、周方向により旋回しやすくなる。 In particular, in the injection valve 1, the liquid supply channel 21 is eccentrically connected to the spiral channel 13 with respect to the central axis 10a of the main body 10. Thereby, the liquid sent from the liquid supply channel 21 to the spiral channel 13 becomes easier to swirl in the circumferential direction in the spiral channel 13.

特に、噴射弁1では、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面(上記の例では、中心軸10aに直交する断面)での螺旋状流路13の周方向長さD1は、上流側から下流側に向かうにつれて長くなる。それにより、螺旋状流路13の周方向長さD1が局所的に急激に変化することを抑制した上で、筒状流路14の上流端を螺旋状流路13の下流端と全周で接続させることができる。ゆえに、螺旋状流路13内において、液体の流速が局所的に急激に変化すること等に起因して液体の流れが乱れることを抑制できる。 In particular, in the injection valve 1, the circumferential length D1 of the helical flow path 13 in the cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path 13 (in the above example, the cross section perpendicular to the central axis 10a) is It becomes longer as it goes downstream. Thereby, the circumferential length D1 of the helical flow path 13 is suppressed from rapidly changing locally, and the upstream end of the cylindrical flow path 14 is connected to the downstream end of the helical flow path 13 on the entire circumference. can be connected. Therefore, in the spiral flow path 13, it is possible to suppress disturbances in the flow of the liquid due to local rapid changes in the flow velocity of the liquid.

特に、噴射弁1では、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面(上記の例では、中心軸10aに直交する断面)での螺旋状流路13の流路断面積は、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しない。それにより、液体の供給量が少ない場合、または、液体の供給圧が低い場合において、螺旋状流路13の流路断面積が上流側から下流側に向かって増加する部分により液体が堰き止められ、液体が間欠的に噴射されることを抑制できる。 In particular, in the injection valve 1, the cross-sectional area of the helical flow path 13 at a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path 13 (in the above example, the cross section perpendicular to the central axis 10a) is The directional position also does not increase from the upstream side to the downstream side. As a result, when the amount of liquid supplied is small or the supply pressure of liquid is low, the liquid is dammed up by the portion of the spiral flow path 13 whose cross-sectional area increases from the upstream side to the downstream side. , it is possible to suppress the liquid from being intermittently sprayed.

特に、噴射弁1では、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面(上記の例では、中心軸10aに直交する断面)での螺旋状流路13の流路断面積は、軸方向位置によらず一定である。それにより、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積が、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しないことを適切に実現できる。さらに、螺旋状流路13の流路断面積を軸方向位置によらず一定にすることによって、螺旋状流路13内を流通する液体の流速を軸方向位置によらず一定にできるので、液体の流れが乱れることをより効果的に抑制できる。 In particular, in the injection valve 1, the cross-sectional area of the helical flow path 13 at a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path 13 (in the above example, the cross section perpendicular to the central axis 10a) is It is constant regardless of Thereby, it is properly ensured that the cross-sectional area of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the axial direction of the spiral flow path 13 does not increase from the upstream side to the downstream side at any axial position. can be realized. Furthermore, by making the cross-sectional area of the helical flow path 13 constant regardless of the axial position, the flow rate of the liquid flowing through the helical flow path 13 can be made constant regardless of the axial position. turbulence in the flow can be more effectively suppressed.

上記では、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積が軸方向位置によらず一定である結果として、当該流路断面積は、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しない。ただし、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積は、軸方向位置によらず一定でなくてもよい。例えば、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積は、上流側から下流側に向かうにつれて小さくなっていてもよい。その場合にも、螺旋状流路13の軸方向に直交する断面での螺旋状流路13の流路断面積は、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しない。 In the above, as a result of the passage cross-sectional area of the spiral passage 13 at a cross section orthogonal to the axial direction of the spiral passage 13 being constant regardless of the axial position, the passage cross-sectional area is The directional position also does not increase from the upstream side to the downstream side. However, the cross-sectional area of the helical flow path 13 in a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path 13 may not be constant regardless of the axial position. For example, the cross-sectional area of the spiral flow path 13 in a cross section perpendicular to the axial direction of the spiral flow path 13 may become smaller from the upstream side toward the downstream side. Even in that case, the cross-sectional area of the helical flow path 13 in a cross section perpendicular to the axial direction of the helical flow path 13 does not increase from the upstream side to the downstream side at any axial position.

図8は、変形例に係る噴射弁1Aを模式的に示す断面図である。具体的には、図8は、図3のA1-A1断面と対応する断面における噴射弁1Aの断面図である。噴射弁1Aは、上述した噴射弁1と比較して、本体10と液体供給管20との位置関係が異なる。 FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an injection valve 1A according to a modification. Specifically, FIG. 8 is a cross-sectional view of the injection valve 1A in a cross section corresponding to the A1-A1 cross section in FIG. The injection valve 1A differs from the injection valve 1 described above in the positional relationship between the main body 10 and the liquid supply pipe 20.

図8に示すように、噴射弁1Aでは、液体供給管20は、鉛直部20aと、屈曲部20bとを有する。鉛直部20aは、屈曲部20bよりも上流側に位置する。鉛直部20aは、本体10の中心軸10aと直交して鉛直方向に延在している。つまり、鉛直部20aの延長線は、本体10の中心軸10aを通る。図8中の下方向は、鉛直下方向である。図8に示すように、鉛直部20aは、本体10の下部から下方向に延在している。屈曲部20bは、鉛直部20aに対して屈曲している。液体供給流路21は、液体供給管20の内部において屈曲しており、本体10の接線方向に螺旋状流路13と接続される。それにより、液体供給流路21から螺旋状流路13に送られた液体は、螺旋状流路13において、周方向により旋回しやすくなる。 As shown in FIG. 8, in the injection valve 1A, the liquid supply pipe 20 has a vertical portion 20a and a bent portion 20b. The vertical portion 20a is located upstream of the bent portion 20b. The vertical portion 20a extends in the vertical direction perpendicular to the central axis 10a of the main body 10. That is, the extension line of the vertical portion 20a passes through the central axis 10a of the main body 10. The downward direction in FIG. 8 is the vertical downward direction. As shown in FIG. 8, the vertical portion 20a extends downward from the bottom of the main body 10. The bent portion 20b is bent with respect to the vertical portion 20a. The liquid supply channel 21 is bent inside the liquid supply pipe 20 and is connected to the spiral channel 13 in the tangential direction of the main body 10 . Thereby, the liquid sent from the liquid supply channel 21 to the spiral channel 13 becomes easier to swirl in the circumferential direction in the spiral channel 13.

以上説明したように、噴射弁1Aでは、液体供給管20は、本体10の中心軸10aと直交して鉛直方向に延在する鉛直部20aを有する。それにより、液体供給管20によって、本体10を真下から支持することができる。ゆえに、本体10をより安定的に支持することができる。 As described above, in the injection valve 1A, the liquid supply pipe 20 has a vertical portion 20a that extends in the vertical direction orthogonal to the central axis 10a of the main body 10. Thereby, the main body 10 can be supported from directly below by the liquid supply pipe 20. Therefore, the main body 10 can be supported more stably.

以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such embodiments. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes and modifications within the scope of the claims, and it is understood that these naturally fall within the technical scope of the present disclosure. be done.

上記では、各図面を参照して、噴射弁1および噴射弁1Aについて説明した。ただし、噴射弁1および噴射弁1Aに対して、構成要素の変更、追加または削除等が適宜行われてもよい。例えば、噴射弁1および噴射弁1Aにおいて、テーパ部12に、液体の旋回を促進する要素(例えば、旋回羽根等)が追加されてもよい。それにより、噴射弁1内を流れる液体をより効果的に旋回させることができる。 In the above, the injection valve 1 and the injection valve 1A have been described with reference to each drawing. However, the components may be changed, added, or deleted as appropriate to the injection valve 1 and the injection valve 1A. For example, in the injection valve 1 and the injection valve 1A, an element (such as a swirl vane) that promotes swirling of the liquid may be added to the tapered portion 12. Thereby, the liquid flowing within the injection valve 1 can be swirled more effectively.

1 噴射弁
1A 噴射弁
10 本体
10a 中心軸
13 螺旋状流路
14 筒状流路
14a 噴射口
20 液体供給管
21 液体供給流路
1 Injection valve 1A Injection valve 10 Main body 10a Central axis 13 Spiral channel 14 Cylindrical channel 14a Injection port 20 Liquid supply pipe 21 Liquid supply channel

Claims (5)

筒状の本体と、
前記本体と接続され、液体供給流路を含む液体供給管と、
前記本体の壁部の内部に形成され、前記液体供給流路と連通する上流端を含む螺旋状流路と、
前記本体の前記壁部の内部に形成される筒状流路であって、前記筒状流路の上流端は前記螺旋状流路の下流端と全周で接続されており、前記筒状流路の下流端に噴射口が形成されている、筒状流路と、
を備える、
噴射弁。
A cylindrical body,
a liquid supply pipe connected to the main body and including a liquid supply channel;
a spiral flow path formed inside the wall of the main body and including an upstream end communicating with the liquid supply flow path;
a cylindrical flow path formed inside the wall portion of the main body, the upstream end of the cylindrical flow path being connected to the downstream end of the spiral flow path around the entire circumference; a cylindrical channel having an injection port formed at a downstream end of the channel;
Equipped with
injection valve.
前記液体供給流路は、前記本体の中心軸に対して偏心して前記螺旋状流路と接続される、
請求項1に記載の噴射弁。
The liquid supply channel is connected to the spiral channel eccentrically with respect to the central axis of the main body.
The injection valve according to claim 1.
前記螺旋状流路の軸方向に直交する断面での前記螺旋状流路の周方向長さは、上流側から下流側に向かうにつれて長くなる、
請求項1に記載の噴射弁。
The circumferential length of the spiral flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the spiral flow path increases from the upstream side to the downstream side.
The injection valve according to claim 1.
前記螺旋状流路の軸方向に直交する断面での前記螺旋状流路の流路断面積は、いずれの軸方向位置においても、上流側から下流側に向かって増加しない、
請求項1から3のいずれか一項に記載の噴射弁。
The cross-sectional area of the spiral flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the spiral flow path does not increase from the upstream side to the downstream side at any axial position.
The injection valve according to any one of claims 1 to 3.
前記螺旋状流路の軸方向に直交する断面での前記螺旋状流路の流路断面積は、軸方向位置によらず一定である、
請求項4に記載の噴射弁。
The cross-sectional area of the spiral flow path in a cross section perpendicular to the axial direction of the spiral flow path is constant regardless of the axial position.
The injection valve according to claim 4.
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