[发明专利]气液混合喷嘴，以及利用该气液混合喷嘴的乳化燃料燃烧系统和环境净化液体喷雾系统

说明书

技术领域

本发明涉及能够高效地混合气体和液体的气液混合喷嘴，进而，涉及利用该气液混合喷嘴的乳化燃料燃烧系统和环境净化液体喷雾系统。

背景技术

近年来，由于对环境问题的关注日益高涨，因而提出有各种用于实现例如柴油发动机的废气的净化的技术等。该种废气净化技术的研究是从例如发动机燃烧的改进、后处理技术的改进、或者燃料的改进等之类的观点出发来进行的。

其中，关于上述发动机燃烧的改进，燃料喷射系统的改进最受重视，例如，作为柴油乘用车的燃料喷射系统，提出有用于实现和改进高压喷射和多级喷射的技术，其使用了正在成为主力的共轨系统(例如，参考下述非专利文献1)。

而且，有关上述燃料的改进，已开发有使用乳化燃料的技术，并取得一定的成果。并且，作为减少柴油发动机的废气中所含有的氮氧化物(NOx)的方法，在燃料中混入水的方法，以及与燃料分开地使水喷射到燃烧室的方法等都是有效的，以往已被公知。这样的方法利用了下述各点：通过将水混入燃料来使燃烧温度降低，以减少NOx；以及通过水蒸气所含有的氧气提高燃烧效率。

在先技术文献

非专利文献

非专利文献1：伊藤昇平、中村兼二、“基于共轨的柴油废气的净化(コモンレ一ルによるデイ一ゼル排気ガスの浄化)”，电装技术评论(デンソ一テクニカルレビユ一)，株式会社电装(株式会社デンソ一)，2002年5月，Vol.7，No.1，p.20-28。

发明内容

发明要解决的课题

如上所述，在柴油发动机技术领域中，是基于下述思想实现废气的净化的：以确立燃料的完全燃烧作为目的，使燃料的喷射压极度地提高，使其喷出粒子达到极细来进行汽化。但是，关于柴油发动机在燃烧室内的空气(氧气)和燃料的混合，在现有技术中是不可能实现物理地完全的混合的。

而且，关于上述的乳化燃料，存在下述等成本或管理方面的问题：需要另外的燃料制造装置；需要为形成稳定的乳化而准备乳化剂(emulsifier)；需要用于确保乳化燃料的最佳状态的维持和管理技术。

并且，关于上述的水的混合，例如为了将水喷射到燃烧室，需要与燃料喷射不同的水喷射装置。并且，由于随该水喷射装置的性能的差异，或者不能充分得到NOx降低效果，或者水附着在喷嘴的前端而产生液滴，或者导致排出黑烟的增加和燃料消耗率的恶化，因此，水喷射装置的设计的最优化并不容易。

本发明正是鉴于上述的课题的存在而完成的，其目的在于实现一种气液混合喷嘴，其能够高效地混合气体和液体，能够抑制液体的液滴的产生并生成更细微的粒子，并且还提供利用该气液混合喷嘴的乳化燃料燃烧系统和环境净化液体喷雾系统。

本发明涉及的第1气液混合喷嘴的特征在于，所述气液混合喷嘴具有：内侧空气喷出通路，所述内侧空气喷出通路使空气朝向喷嘴喷出口的中心部喷出；外侧空气喷出通路，所述外侧空气喷出通路使空气从喷嘴喷出口的外缘部喷出；至少一个液体导入通路，所述至少一个液体导入通路配置在所述内侧空气喷出通路与所述外侧空气喷出通路之间，用于将以水和/或燃料作为主要成分的液体导入喷嘴喷出口；和冲击部件，在所述内侧空气喷出通路和液体导入通路的出口混合后的空气和液体的混合体与所述冲击部件产生冲突，所述内侧空气喷出通路的出口和液体导入通路的出口配置得比所述喷嘴喷出口靠喷嘴的内侧，所述冲击部件配置在所述内侧空气喷出通路和液体导入通路的出口与所述喷嘴喷出口之间。

而且，本发明涉及的第2气液混合喷嘴的特征在于，所述气液混合喷嘴具有：内侧空气喷出通路，所述内侧空气喷出通路使空气朝向喷嘴喷出口的中心部喷出；外侧空气喷出通路，所述外侧空气喷出通路使空气从喷嘴喷出口的外缘部喷出；至少一个液体导入通路，所述至少一个液体导入通路配置在所述内侧空气喷出通路与所述外侧空气喷出通路之间，用于将以水和/或燃料作为主要成分的液体导入喷嘴喷出口；和冲击部件，在所述内侧空气喷出通路和液体导入通路的出口混合后的空气和液体的混合体与所述冲击部件产生冲突，所述冲击部件具有贯通孔，所述贯通孔从所述内侧空气喷出通路的出口侧贯通到所述冲击部件的前端部。