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TWI693339B - 用於流體噴流碰撞之流體噴注器孔板 - Google Patents

用於流體噴流碰撞之流體噴注器孔板 Download PDF

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Publication number
TWI693339B
TWI693339B TW105116880A TW105116880A TWI693339B TW I693339 B TWI693339 B TW I693339B TW 105116880 A TW105116880 A TW 105116880A TW 105116880 A TW105116880 A TW 105116880A TW I693339 B TWI693339 B TW I693339B
Authority
TW
Taiwan
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orifice plate
orifice
injector nozzle
fluid
vertical distance
Prior art date
Application number
TW105116880A
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English (en)
Other versions
TW201708692A (zh
Inventor
拿摩 瑪伊
歐杉納 巴洛斯
法蘭克 洛斯庫
威廉 艾特金森
Original Assignee
新加坡商祕方能源私人有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新加坡商祕方能源私人有限公司 filed Critical 新加坡商祕方能源私人有限公司
Publication of TW201708692A publication Critical patent/TW201708692A/zh
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    • F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645—Details related to the fuel injector or the fuel spray
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Abstract

一種與內燃引擎一起使用之用來形塑一流體流之噴注器噴嘴被提供。該噴嘴具有一本體及一設置在該本體的出口的孔板。該本體和該孔板相關於一中心軸線對稱地延伸。該孔板具有一內表面及一相反的外表面，它們係實質地彼此平行以界定該孔板的厚度。該孔板具有諸流體通道，每一流體通道具有一在該外表面上的孔口。該流體流經由該等流體通道分叉開以產生噴流。該等通道的假想延長部(imaginary extensions)匯集以產生一焦點以及一和該焦點相關的夾角。

Description

用於流體噴流碰撞之流體噴注器孔板
本揭露內容係關於一種用來產生霧化液體(其可以是揮發性或非揮發性液體)的設備及方法。更具體地，本揭露內容係關於一種用於內燃引擎的流體噴注器，該噴注器具有一孔板，其被建構來實施多個流體噴流的有效碰撞。
改善用於內燃引擎及動力傳動系統(powertrain system)的液體霧化是火花點火或壓縮點火引擎的設計及操作的一個重要的面向。一關鍵的面向是參與到所想要的目的(譬如，燃燒)中之液體利用，或揮發及/或非揮發液體(例如，分別是燃料及/或水)的體積。對於內燃引擎(包括火花點火引擎或壓縮點火引擎)而言燃料的霧化是特別的重要。
傳統的方法有賴於使用極高的流體壓力、極小的孔口、以精確的或小的夾角碰撞的噴流碰撞、共振現象、部分碰撞式噴霧、及碰撞式空氣及燃料噴霧。
達成有效的液體霧化(不論是用於冷卻、降低爆震、降低NOx，或改善燃燒效率方面)是設計及操作的一個重要面向並提供內燃引擎顯著的優點。
液體燃料及水這兩者典型地被注入到引擎內。燃料可以是柴油式燃料、汽油(石油)、酒精、及它們的混合物。酒精包括乙醇及甲醇，它們通常和汽油相混合。水亦經常被注入到引擎內以提供內部冷卻效果及降低爆震或NOx。
現代的引擎典型地使用燃料噴注來將燃料導入到引擎內。此種燃料噴注可以是埠口噴注(port injection)或直接噴注。在埠口噴注中，燃料噴注器被設置在進氣道或進氣歧管內在汽缸之前的一些位置點。在直接噴注中，每一汽缸有一噴注器。
噴注到引擎內的燃料或其它液體的霧化已被使用於燃燒中。較佳地，任何被噴注的液體都是在一被噴注的液體流和該引擎的任何內部表面接觸之前即被霧化。如果液體接觸到引擎表面的話，該液體會將潤滑劑及油池(pool)沖洗掉，導致次佳的燃燒(sub-optimal combustion)。燃燒期間的油池化的燃料(pooled fuel)造成碳沉積物、增加廢氣排放、並降低引擎動力。或者，當水被噴注時，在非潤滑的內表面上(譬如，汽缸頭及活塞面上)的撞擊可提供一些好處。
在傳統燃料噴注器或霧化器內的噴霧構造典型地包含一或多個從該噴注器向外瞄準的噴流或液流，但此 構造有其侷限且在某些情況下會造成液體撞擊到進氣歧管及進氣埠壁上，形成一在短暫的燃料計算(transient fueling calculation)中必須加以考量的薄膜。
一種實施有效的噴霧的方式是使用高壓液體噴注及小的孔口，這會因為需要高功率來驅動高壓幫浦而有較高的寄生損失(parasitic loss)的代價。此外，高壓系統有較昂貴且較不可靠的傾向，且小的孔口容易堵塞。
另一種實施有效的噴霧的方式是使用空氣來剪切液體，即高壓的快速移動的空氣被用來剪切液體流以達成噴霧化。此方法在打碎液滴、與產生足夠的壓縮空氣數量有關之需要高壓空氣及高寄生拉力方面有其侷限性。
因此，對於具有製造成本效益的改良的流體噴注器存在著需求。
依據本揭露內容的一示範性態樣，一種用於內燃引擎用來引導及形塑一流體流之噴注器噴嘴被提供。該噴注器噴嘴包括一噴嘴本體，其具有一允許流體流進入的入口及一出口。該噴注噴嘴亦包括一孔板，其被設置在該噴嘴本體的出口。該噴嘴本體和該孔板兩者皆被建構成相關於一中心軸線對稱地延伸。該孔板具有一面向該噴嘴本體的內表面及一相反的外表面。該內表面和該外表面係實質的平面且彼此平行並一起界定該孔板的厚度。一凹穴被界定在該孔板和該噴嘴本體之間。該流體流在該凹穴處匯 集。該孔板包括多個流體通道，每一流體通道具有一在該外表面上的孔口。該等流體通道從該內表面延伸至該外表面且和該凹穴流體聯通。該流體流經由該等流體通道分叉開以產生多個噴流。該等多個通道的假想延長部(imaginary extensions)匯集以產生至少一個焦點以及至少一和該焦點相關的夾角。
100‧‧‧噴注器噴嘴
200‧‧‧噴嘴本體
300‧‧‧孔板
302‧‧‧外表面
304‧‧‧內表面
312‧‧‧第一流體通道
314‧‧‧第二流體通道
400‧‧‧樞軸
420‧‧‧樞軸球
440‧‧‧樞軸桿
220‧‧‧閥座
240‧‧‧開孔
260‧‧‧凹穴
262‧‧‧內表面
F‧‧‧焦點
G‧‧‧噴灑羽狀物
322‧‧‧第一孔口
324‧‧‧第二孔口
P‧‧‧匯集點
H‧‧‧距離
A‧‧‧厚度
E‧‧‧距離
C‧‧‧深度
D‧‧‧直徑
500‧‧‧孔板
512‧‧‧第一流體通道
514‧‧‧第二流體通道
522‧‧‧第一孔口
524‧‧‧第二孔口
α‧‧‧夾角
α 2‧‧‧夾角
F2‧‧‧焦點
600‧‧‧孔板
612‧‧‧第一流體通道
614‧‧‧第二流體通道
622‧‧‧第一孔口
624‧‧‧第二孔口
α 3‧‧‧夾角
F3‧‧‧焦點
700‧‧‧孔板
712‧‧‧第一流體通道
714‧‧‧第二流體通道
722‧‧‧第一孔口
724‧‧‧第二孔口
α 4‧‧‧夾角
F4‧‧‧焦點
716‧‧‧第三流體通道
726‧‧‧第三孔口
718‧‧‧第四流體通道
728‧‧‧第四孔口
α 41‧‧‧第一夾角
α 42‧‧‧第二夾角
800‧‧‧孔板
812‧‧‧第一流體通道
814‧‧‧第二流體通道
822‧‧‧第一孔口
824‧‧‧第二孔口
α 51‧‧‧第一夾角
α 52‧‧‧第二夾角
816‧‧‧第三流體通道
826‧‧‧第三孔口
818‧‧‧第四流體通道
828‧‧‧第四孔口
F51‧‧‧第一焦點
F52‧‧‧第二焦點
900‧‧‧孔板
912‧‧‧第一流體通道
914‧‧‧第二流體通道
922‧‧‧第一孔口
924‧‧‧第二孔口
α 61‧‧‧第一夾角
α 62‧‧‧第二夾角
916‧‧‧第三流體通道
926‧‧‧第三孔口
918‧‧‧第四流體通道
928‧‧‧第四孔口
F61‧‧‧第一焦點
F62‧‧‧第二焦點
1000‧‧‧孔板
1001‧‧‧第一流體通道
1002‧‧‧第二流體通道
1003‧‧‧第三流體通道
1004‧‧‧第四流體通道
1005‧‧‧第五流體通道
1006‧‧‧第六流體通道
1012‧‧‧第一孔口
1014‧‧‧第二孔口
1016‧‧‧第三孔口
1018‧‧‧第四孔口
1020‧‧‧第五孔口
1022‧‧‧第六孔口
F71‧‧‧第一焦點
F72‧‧‧第二焦點
α 71‧‧‧第一夾角
α 72‧‧‧第二夾角
1100‧‧‧孔板
1112‧‧‧第一流體通道
1113‧‧‧第二流體通道
1114‧‧‧第三流體通道
1115‧‧‧第四流體通道
1116‧‧‧第五流體通道
1117‧‧‧第六流體通道
1122‧‧‧第一孔口
1123‧‧‧第二孔口
1124‧‧‧第三孔口
1125‧‧‧第四孔口
1126‧‧‧第五孔口
1127‧‧‧第六孔口
F81‧‧‧第一焦點
F82‧‧‧第二焦點
α 81‧‧‧第一夾角
α 82‧‧‧第二夾角
F83‧‧‧第三焦點
α 83‧‧‧第三夾角
1212‧‧‧第一流體通道
1213‧‧‧第二流體通道
1214‧‧‧第三流體通道
1215‧‧‧第四流體通道
1216‧‧‧第五流體通道
1217‧‧‧第六流體通道
1222‧‧‧第一孔口
1223‧‧‧第二孔口
1224‧‧‧第三孔口
1225‧‧‧第四孔口
1226‧‧‧第五孔口
1227‧‧‧第六孔口
F91‧‧‧第一焦點
F92‧‧‧第二焦點
α 91‧‧‧第一夾角
α 92‧‧‧第二夾角
F93‧‧‧第三焦點
α 93‧‧‧第三夾角
1200‧‧‧孔板
1300‧‧‧孔板
1312‧‧‧第一流體通道
1313‧‧‧第二流體通道
1314‧‧‧第三流體通道
1315‧‧‧第四流體通道
1316‧‧‧第五流體通道
1317‧‧‧第六流體通道
1322‧‧‧第一孔口
1323‧‧‧第二孔口
1324‧‧‧第三孔口
1325‧‧‧第四孔口
1326‧‧‧第五孔口
1327‧‧‧第六孔口
F101‧‧‧第一焦點
F102‧‧‧第二焦點
α 101‧‧‧第一夾角
α 102‧‧‧第二夾角
1400‧‧‧孔板
1460‧‧‧凹穴
1500‧‧‧孔板
1560‧‧‧渠道
1700‧‧‧孔板
1712‧‧‧流體通道
1714‧‧‧流體通道
F17‧‧‧焦點
α 17‧‧‧夾角
1730‧‧‧圓錐形凹穴
1800‧‧‧孔板
1812‧‧‧流體通道
1814‧‧‧流體通道
1820‧‧‧環紋圈
1822‧‧‧內表面
1824‧‧‧內表面
1900‧‧‧孔板
1912‧‧‧流體通道
1914‧‧‧流體通道
1920‧‧‧中因凹窩
1922‧‧‧壁
1924‧‧‧壁
2000‧‧‧孔板
2012‧‧‧流體通道
2014‧‧‧流體通道
2100‧‧‧截頭圓錐形凹穴
F20‧‧‧焦點
α 20‧‧‧夾角
6‧‧‧內燃引擎
1‧‧‧噴注器
2‧‧‧進氣空氣
3‧‧‧節氣閥機構
4‧‧‧進氣流路
5‧‧‧進氣道
3000‧‧‧孔板
3012‧‧‧流體通道
3014‧‧‧流體通道
3016‧‧‧流體通道
3018‧‧‧流體通道
3022‧‧‧孔口
3024‧‧‧孔口
3026‧‧‧孔口
3028‧‧‧孔口
F30‧‧‧焦點
α 30‧‧‧夾角
2700‧‧‧孔板
2701‧‧‧第一流體通道
2702‧‧‧第二流體通道
2703‧‧‧第三流體通道
2704‧‧‧第四流體通道
2708‧‧‧流體出口側
2709‧‧‧流體入口側
2712‧‧‧假想圓
F2715‧‧‧焦點
α 2710‧‧‧夾角
2706‧‧‧孔口區段
2707‧‧‧孔口區段
α 2711‧‧‧夾角
2713‧‧‧偏移距離
2705‧‧‧假想圓
圖1是依據本揭露內容的一示範性實施例的噴注器噴嘴的側視圖；圖2是沿著線2-2的噴注器噴嘴的剖面圖；圖3及圖4例示當該噴注器噴嘴和一球樞軸一起使用以允許被計量的流體流時的噴注器噴嘴；圖5示意地例示該噴注器噴嘴的孔板的細部結構；圖6例示依據本揭露內容的另一實施例的孔板；圖7例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖8例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖9例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖10例示依據本揭露內容的又另一實施例的 孔板；圖11例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖12例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖13例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖14例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖15例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖16例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖17例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖18例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖19例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖20例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；圖21-23是由依據本揭露內容的示範性實施例的噴注器噴嘴所產生的碰撞噴流的速度影像；圖24例示一噴注器，其包含一具有依據本揭 露內容的示範性實施例的孔板的噴嘴；圖25示意地例示使用一噴注器來將燃料噴注到一內燃引擎內；圖26例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板；及圖27例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板。
本揭露內容的詳細實施例被描述於本文中；然而，應被瞭解的是，被揭露的實施例只是本揭露內容的組成、結構及方法的範例，其可用不同的形式來體現。此外，和不同的實施例相關地被給出的每一個例子是要用來舉例的，而不是用來限制的。此外，這些圖式並不必然是按比例繪製，有些圖式被誇大以顯示特定構件的細節。因此，揭露於本文中的特定結構性及功能性細節不應被侷限性地解讀，而應只被當作是用來教導熟習此技藝者利用揭露於本文中的組成、結構及方法的代表性基礎。在此說明書中提到“一個實施例”、“一實施例”、“一示範性實施例”係指該被描述的實施例可包括一特殊的特徵、結構、或特性，但每一實施例並不必然要包括該特殊的特徵、結構、或特性。此外，這些用詞並不必然是指同一實施例。當下文中提到直徑、距離、及角度時，直徑大致相同或距離大致相同的敘述、或者角度的數值大致相同或與 之同義的任何其它描述係指每一者的數值是大致相同，但個別數值可以是相同或不同。例如，該等通道具有大致相同的均一直徑的敘述係指該等通道具有大致相同的直徑，但該等通道的每一者的實際直徑可以是彼此相同或是彼此不同。如果提到多於兩個通道的話，則該等通道的每一者的實際直徑彼此之間可以是相同的或不同的。例如，如果有四個通道的話，則可以是有兩個通道有相同的直徑及兩個通道有不同的直徑，或者有三個通道具有相同的直徑，或者所有四個通道都具有相同的或不同的直徑。相同的概念亦適用於焦點之間的距離或角度上。例如，如果內文提到兩個或更多個角度的數值係實質相同的話，則應被理解為每一個數值可以是相同的，但每一角度的實際數值可以是彼此相同或不同。
當使用於本文中時，“焦點”一詞係指一幾何形狀的匯集點。這些詞因而是同義詞且在本文中被可互換地使用。
本揭露內容的一個態樣提供一種用來將液體噴注到往復式或迴轉式內燃引擎內的噴注器或噴嘴。此液體包括但不侷限於燃料、水或水性溶液。當使用該噴注器時，兩個或更多個壓力下的液體噴流被瞄準在一撞擊點。這些噴流在該撞擊點的碰撞有效地將該液體霧化。
被壓縮的液體，譬如水或液態燃料，具有比位能(specific potential energy)，或SPE，其中SPE=△P/ρ，其中△P是橫跨燃料噴嘴的壓降，單位是kN/m2，及 ρ是液體密度，單位是kg/m3。因此，SPE=△P/ρ=kJ/kg。因此，對於壓力差是10巴及密度是1000的水而言，SPE=1kJ/kg。當被理想地擴張時，這將變成為v=(2△P/ρ)1/2=(200)1/2=100m/s的噴流速度。當兩個或更多個這種噴流碰撞時，小區域的高壓停滯回收(stagnation recovery)(50%約5巴)即被產生，且該能量的一小部分將造成該噴流中的一小部分的液體氣化，這會在剪切及擾動崩解機制之外產生一強而有力的額外的崩解機制(disintegration mechanism)。相較於具有最大的潛熱(latent heat)的水，其它液體燃料(譬如，汽油及乙醇)將在更小的壓力及更大的孔徑下表現出更好的噴霧化作用。
從噴嘴出來的液體噴流的理論上的速度/速率係大於10m/s。例如，液體噴流的理論上的速度/速率可以是20m/s、25m/s、30m/s、50m/s、75m/s、或100m/s或更高。
依據本揭露內容的噴注器或噴嘴提供的噴霧化作用優於已知的用於引擎的燃料或水噴注方法。例如，由該噴嘴的液體通道構型所提供的噴流的朝內角度相較於傳統的技術而言是一實質的改良，其在噴注器本體附近提供有效的噴霧化作用，並防止液體流碰撞該引擎內的內部實心表面。
圖1是一依據此揭露內容的一示範性實施例的噴注器噴嘴100的側視圖。該噴注器噴嘴100被設置在一噴注器(整個噴注器沒有被示出)的液體出口。該噴注器亦 具有一液體入口，一加壓液體經由該液體入口被饋入到該噴注器內。該噴注器噴嘴100被設計來在該流體流離開該噴注器時控制一流體流的方向或特性(例如，提高該流體流的速度)。該噴注器噴嘴100包括一實質圓筒形的噴嘴本體200及一圓盤狀的孔板300，它們兩者都相對於中心軸線Z-Z’實質對稱地延伸。該噴嘴本體200和該孔板300可被一體地形成、被組裝在一起或被可翻新地固定在一起。
該孔板300具有一外表面302及一相反的內表面304。以一液體噴流的流動方向來看，該外表面302是在該內表面304的下游。該外表面302和該內表面304是實質平的且彼此平行，藉以界定該孔板300的一均一的厚度A。例如，該孔板300的該均一的厚度A的範圍可以是從約0.25mm至約4.0mm；該厚度A可以是0.25mm，0.3mm，0.35mm，0.4mm，0.45mm，0.5mm，0.55mm，0.6mm，0.65mm，0.7mm，0.75mm，0.8mm，0.85mm，0.9mm，0.95mm，1.0mm，1.1mm，1.2mm，1.3mm，1.4mm，1.5mm，1.6mm，1.7mm，1.8mm，1.9mm，2.0mm，2.1mm，2.2mm，2.3mm，2.4mm，2.5mm，3.0mm或4.0mm。該孔板300具有一直徑B，它的範圍可以是從約4.0mm至約14.0mm；該直徑B可以是4.0mm，4.1mm，4.2mm，4.3mm，4.4mm，4.5mm，4.6mm，4.7mm，4.8mm，4.9mm，5.0mm，5.1mm，5.2mm，5.3mm，5.4mm，5.45mm，5.5mm，5.6mm， 5.7mm，5.8mm，5.9mm，6.0mm，6.1mm，6.2mm，6.3mm，6.4mm，6.5mm，6.6mm，6.7mm，6.8mm，6.9mm，7.0mm，7.1mm，7.2mm，7.3mm，7.4mm，7.5mm，7.6mm，7.7mm，7.8mm，7.9mm，8.0mm，8.1mm，8.2mm，8.3mm，8.4mm，8.5mm，8.6mm，8.7mm，8.8mm，8.9mm，9.0mm，9.1mm，9.2mm，9.3mm，9.4mm，9.5mm，9.6mm，9.7mm，9.8mm，9.9mm，10.0mm，10.1mm，10.2mm，10.3mm，10.4mm，10.5mm，10.6mm，10.7mm，10.8mm，10.9mm，11.0mm，11.1mm，11.2mm，11.3mm，11.4mm，11.5mm，11.6mm，11.7mm，11.8mm，11.9mm，12.0mm，12.1mm，12.2mm，12.25mm，12.3mm，12.4mm，12.5mm，12.6mm，12.7mm，12.8mm，12.9mm，13.0mm，或14.0mm。
圖2是該噴注器噴嘴100沿著線2-2所曲的剖面圖。在該被示出的實施例中，該孔板300具有一第一流體通道312及一第二流體通道314，這兩者都相對於中心軸線Z-Z’呈一朝內的角度從該內表面304延伸至該外表面302。
在該被示出的實施例中，該第一流體通道312形成一沿著軸線I-I’延伸的假想圓筒的一部分及該第二流體通道314形成一沿著軸線II-II’延伸的假想圓筒的一部分。該第一流體通道312和該第二流體通道314這兩者都是沿著各自的軸線在徑向上一致且彼此獨立地具有固定的 直徑D。或者，該等流體通道可具有一平均直徑為D之漸窄的直徑，其變窄的程度可達直徑D的20%。例如，該直徑D可在約80um至約1000um的範圍內。例如，每一流體通道的直徑D可以是80um，90um，100um，110um，120um，130um，140um，150um，160um，170um，180um，190um，200um，210um，220um，230um，240um，250um，260um，270um，280um，290um，300um，310um，320um，330um，340um，350um，360um，370um，380um，390um，400um，500um，600um，700um，800um，900um或1000um。在一實施例中，流體通道312的直徑D和流體通道314的直徑D是實質相同的。
如圖2所示，該第一流體通道312和該第二流體通道314被建構成使得該第一流體通道312的軸線I-I’和該第二流體通道314的軸線II-II’彼此相交於軸線Z-Z’上的一匯集點P，藉以形成一夾角α。例如，該夾角α大於約50°；在另一例子中，該夾角是在約50°至約89°的範圍內；在又另一例子中，該夾角係大於約90°；在又另一例子中，該夾角是在約91°至約99°的範圍內；在又另一例子中，該夾角α的範圍可從約100°至約160°；在又另一例子中，該夾角α的範圍可從約110°至約150°；在又另一例子中，該夾角α的範圍可從約120°至約140°；在另一例子中，該夾角α可以是約120°。從該匯集點P沿著軸線Z-Z’到該孔板300的該外表面302的距離H可在約0.25mm 至約28.0mm之間的範圍內；而在另一實施例中，它可以在約0.25mm至約24mm的範圍內；在又另一實施例中，它可以在約0.25mm至約20mm的範圍內；而在另一實施例中，它可以在約0.25mm至約4mm的範圍內。例如，該距離H可以是0.25mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.5mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，3.5mm，4.0mm，4.5mm，5.0mm，5.5mm，6.0mm，7.0mm，8.0mm，9.0mm，10.0mm，11.0mm，12.0mm，13.0mm，14.0mm，15.0mm，16.0mm，17.0mm，18.0mm，19.0mm，20.0mm，21.0mm，22.0mm，23.0mm，24.0mm，25.0mm，26.0mm，27.0mm或28.0mm，或是介於它們之間的任何數字。
圖3及4例示當該噴注器噴嘴100和一球型樞軸(ball pintle)400一起使用以允許被計量的流體流時的該噴注器噴嘴100。該樞軸400可以是一螺管線圈控制的樞軸或是一被壓電地控制的樞軸，且它可被直接致動或藉由一橫跨該殼體的壓力差而被導向地致動(pilot actuated)。該樞軸400包括一樞軸球420及一樞軸桿440。當位在一預設的位置時，該樞軸球420被壓抵住該噴嘴本體200的一閥座220。當該樞軸球420被壓抵住該閥座220時，不會有液體可流入一在該閥座220上的開孔240且不會有液體流出該噴注器噴嘴100。當該樞軸球420被偏移至開啟位置時，加壓液體會流經該開孔240進入一界定在該噴嘴本體200和該孔板300之間的凹穴260內。接下來，該加 壓液體從該凹穴260分別流入到流體通道312及314中。或者，一針或板子可被用來取代該球型樞軸作為閥機構。
該凹穴260是由該孔板300的內表面304和該噴嘴本體200的內表面262所界定。內表面262和內表面304係彼此實質平行，用以界定該凹穴260的高度或深度C。該凹穴260是一實質圓筒形空間且具有一直徑D，其小於該孔板300的直徑B。例如，該凹穴的直徑D可達到0.5mm。該高度C可變動於從約5um至約500um之間的範圍內。例如，該高度C可小於100um；該高度C可在約5um至約9.9um的範圍內；該高度C可在約10um至約14.9um的範圍內；該高度C可在約15um至約19.9um的範圍內；該高度C可在約20um至約24.9um的範圍內；該高度C可在約25um至約29.9um的範圍內；該高度C可在約30um至約34.9um的範圍內；該高度C可在約35um至約39.9um的範圍內；該高度C可在約40um至約49.9um的範圍內；該高度C可在約50um至約59.9um的範圍內；該高度C可在約60um至約69.9um的範圍內；該高度C可在約70um至約79.9um的範圍內；該高度C可在約80um至約89.9um的範圍內；該高度C可在約90um至約99.9um的範圍內；該高度C可在約100um至約149.9um的範圍內；該高度C可在約150um至約200um的範圍內；該高度C可在約200um至約250um的範圍內；該高度C可在約250um至約300um的範圍內；該高度C可在約300um至約350um的範圍內；該高度C 可在約350um至約400um的範圍內；該高度C可在約400um至約450um的範圍內；或該高度C可在約450um至約500um的範圍內。
該凹穴260的作用是將加壓流體從該噴嘴本體200向外匯集至流體通道312及314的入口中，藉以產生分別通過流體通道312及314的兩個流體噴流。當分別被流體通道312及314引導並塑形時，該等流體噴流匯集並在焦點F(其亦被稱為幾何形狀匯集點)彼此相撞，這產生了霧化流體的噴霧驟降(spray plume)G。非必要地，由兩個相撞的噴流所產生的該焦點F以及由兩個流體通道312及314的幾何形狀所產生的匯集點P彼此重合。因此，從焦點F沿著軸線Z-Z’到孔板300的外表面302的距離和從該匯集點P到該外表面302的距離可以是相同的。例如，被施加至該液體的壓力可在約5psi至約500psi的範圍內；該壓力可以是5psi、10psi、15psi、20psi、25psi、30psi、40psi、50psi、60psi、70psi、80psi、90psi、100psi、150psi、200psi、250psi、300psi、350psi、400psi、450psi、或500psi。在一些實施例中，被施加至該液體的壓力可大於500psi，如3000psi或5000psi。
圖5示意地顯示孔板300的細部結構。圖5(a)是從位在由軸線X-X’及軸線Y-Y’所界定的平面上的該內表面302觀看該孔板300時的該孔板300端視圖。該第一流體通道312具有一在該內表面304上的第一孔口322及該第二流體通道314具有一在該內表面304上的第二孔口 324。該第一孔口322和該第二孔口324沿著一直徑為E(該直徑小於孔板300的直徑B)的假想圓彼此相對且徑向地配置。該第一孔口322和該第二孔口324相對於該中心軸線Z-Z’被徑向對稱地沿著該假想圓配置。該第一孔口322和該第二孔口324彼此角度地相隔約180°。
圖5(b)是圖5(a)的孔板300的示意剖面圖。從焦點F(或匯集點P)到該外表面302的距離H受到介於該第一孔口322和該第二孔口324之間的距離E和該孔板的厚度A這兩者的影響。依據此實施例，距離E和厚度A這兩者被建構來確保該距離H是落在約0.25mm至約28.0mm的範圍之內。雖然未示於此實施例中，但仍在本揭示內容的範圍內的是，三個或更多個流體通道(以及與其相關聯的孔口)可被形成，用以提供單一焦點於軸線Z-Z’上。三個或更多個孔口可被等角度地配置在該假想圓上。
圖6例示依據本揭露內容的另一實施例的孔板500。該孔板500具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板500具有一第一流體通道512及一第二流體通道514，其具有實質相同的均一直徑。該第一流體通道512具有第一孔口522及該第二流體通道514具有第二孔口524。該第一流體通道512和該第二流體通道514形成一夾角α 2及一焦點F2。該焦點F2並未和位在在XY平面上的孔板500的中心點對齊。該焦點F2偏離孔板500的中心點一段距離(X12及Y12)。從 焦點F2到孔板500的外表面的距離可和孔板300的距離H實質相同。該夾角α 2的數值可和孔板300的夾角α的數值實質相同。依據此實施例，該單一的焦點在X-X’及Y-Y’軸線上偏離該中心軸線Z-Z’。
圖7例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板600。該孔板600具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板600包括一具有第一孔口622的第一流體通道612、一具有第二孔口624的第二流體通道614、一具有第三孔口626的第三流體通道616及一具有第四孔口628的第四流體通道618。所有這些流體通道都具有實質均一的直徑。這四個流體通道形成單一的焦點F3及一夾角α 3。從焦點F3到孔板600的外表面的距離可和孔板300的距離H實質相同。該夾角α 3的數值可和孔板300的夾角α的數值實質相同。依據此實施例，該單一的焦點F3在X-X’軸線上偏離該中心軸線Z-Z’。在此實施例中，焦點F3可被視為一假想的三角錐體(其具有四個三角形的側面及一個方形的底面)的頂點，如圖7(d)所示。該三角錐體的軸線PY-PY’(其通過該頂點且垂直於三角錐體的方形底面延伸)被可轉動地偏移，用以相對於孔板300的中心軸線Z-Z’形成一角度θ。因此，該三角錐體的幾何形狀被相對於該孔板300的座標系統球體地轉移(globally shifted)。在此例子中，該四個流體通道以及與其相關的孔口可被設為是該被球體地偏移的該假想的三角錐體的四個邊緣和該孔板相交所產生的。
圖8例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板700。該孔板700具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板700包括一具有第一孔口722的第一流體通道712、一具有第二孔口724的第二流體通道714、一具有第三孔口726的第三流體通道716及一具有第四孔口728的第四流體通道718。所有這些流體通道都具有實質均一的直徑。這四個流體通道形成單一的焦點F4。從焦點F4到孔板700的外表面的距離可和孔板300的距離H實質相同。依據此實施例，第一孔口722和第二孔口724係被配置在一直徑為D12的假想圓上及第三孔口726和第四孔口728係被配置在一假想圓上，其直徑D34小於D12。該第一孔口722和該第二孔口724係彼此徑向地相對且彼此角度地相隔約180°。該第三孔口726和該第四孔口728係彼此徑向地相對且彼此角度地相隔約180°。該第一孔口722和該第三孔口726彼此角度地相隔約90°。該第二孔口724和該第四孔口728彼此角度地相隔約90°。該第一流體通道712和該第二流體通道714形成第一夾角α 41。該第三流體通道716和該第四流體通道718形成第二夾角α 42，其小於第一夾角α 41。夾角α 41及α 42的數值可和孔板300的夾角α的數值具在相同範圍內。
圖9例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板800。該孔板800具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板800包括一具有第 一孔口822的第一流體通道812、一具有第二孔口824的第二流體通道814、一具有第三孔口826的第三流體通道816及一具有第四孔口828的第四流體通道818。所有這些流體通道都具有實質均一的直徑。依據此實施例，第一孔口822和第二孔口824係被配置在一直徑為D12的假想圓上及第三孔口826和第四孔口828係被配置在一假想圓上，其直徑D34小於D12。該第一孔口822和該第二孔口824係彼此徑向地相對且彼此角度地相隔約180°。該第三孔口826和該第四孔口828係彼此徑向地相對且彼此角度地相隔180°。該第一流體通道812和該第二流體通道814形成第一焦點F51及第一夾角α 51。該第三流體通道816和該第四流體通道818形成第二焦點F52第二夾角α 52。第一夾角α 51及第二夾角α 52的數值實質相同且可在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。從第一焦點F51到孔板800的外表面的距離大於從第一焦點F52到孔板800的外表面的距離。這兩個焦點到該外表面的距離可和孔板300的距離H在相同的範圍內。依據此實施例，相碰撞的噴流可被分成兩組相碰撞的噴流組。
圖10例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板900。該孔板900具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板900包括一具有第一孔口922的第一流體通道912、一具有第二孔口924的第二流體通道914、一具有第三孔口926的第三流體通道916及一具有第四孔口928的第四流體通道918。 所有這些流體通道都具有實質均一的直徑。這四個孔口被配置在一假想圓上且被實質等角度地彼此相隔約90°。該第一流體通道912和該第二流體通道914形成第一焦點F61及第一夾角α 61。該第三流體通道916和該第四流體通道918形成第二焦點F62第二夾角α 62。該第一夾角α 61大於該第二夾角α 62，而這兩個角度的數值可在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。從第一焦點F61到孔板900的外表面的距離小於從第二焦點F62到孔板900的外表面的距離。這兩個焦點到該外表面的距離可分別和孔板300的距離H在相同的範圍內。
圖11例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1000。該孔板1000具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板1000包括六個流體通道1001-1006(只有第一流體通道1001和第四流體通道1004被示於圖11(b)中)以及分別和該六個流體通道相關聯的六個孔口1012，1014，1016，1018，1020及1022。所有這六個流體通道具有實質相同的均一的直徑。第一至第三流體通道形成第一碰撞組及第四至第六流體通道形成第二碰撞組。依據此實施例，第一孔口1012、第二孔口1014及第三孔口1016被配置在具有第一直徑的第一假想圓上；第四孔口1018、第五孔口1020及第六孔口1022被配置在具有第二直徑(其小於該第一直徑)的第二假想圓上。第一孔口1012、第二孔口1014及第三孔口1016被徑向地分佈且彼此實質等角度地相隔約120°。第四孔口 1018、第五孔口1020及第六孔口1022被徑向地分佈且彼此實質等角度地相隔約120°。此外，每兩個相鄰的孔口係彼此實質等角度地相隔約60°。第一至第三流體通道在同一碰撞組內的每兩個碰撞噴流之間形成第一焦點F71及第一夾角α 71(如圖11(c)所示)。第四至第六流體通道在同一碰撞組內的每兩個碰撞噴流之間形成第二焦點F72及第二夾角α 72(未示出)。第一夾角α 71大於第二夾角α 72，而這兩個角度的數值可各自在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。從第一焦點F71到孔板1000的外表面的距離大於從第二焦點F72到孔板1000的外表面的距離。這兩個焦點到該外表面的距離可以在和該孔板300的距離H相同的範圍內。
圖12例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1100。該孔板1100具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板1100包括第一至第六流體通道1112-1117(只有第一、第三及第五流體通道被示於圖12(b)中)以及分別和該六個流體通道相關聯的六個孔口1122-1127。所有這六個流體通道具有實質相同的均一的直徑。在此實施例中，第一及第二流體通道1112及1113形成第一對碰撞噴流；第三及第四流體通道1114及1115形成第二對碰撞噴流；第五及第六流體通道1116及1117形成第三對碰撞噴流。第一和第二流體通道形成第一焦點F81及第一夾角α 81(未示出)；第三和第四流體通道形成第二焦點F82及第二夾角α 82(示於圖12(c) 中)；及第五和第六流體通道形成第三焦點F83及第三夾角α 83(未示出)。第一夾角α 81、第二夾角α 82及第三夾角α 83大致相同，且它們的數值可在和孔板300的夾角α的數值相同的數值範圍內。從第一焦點F81到孔板1100的外表面的距離、從第二焦點F82到孔板1100的外表面的距離及從第三焦點F83到孔板1100的外表面的距離係大致相同且可以在和該孔板300的距離H相同的範圍內。如圖12(b)所示，第一焦點F81偏離軸線Z-Z’一段X81的距離；第二焦點F82偏離軸線Z-Z’一段X82的距離；及第一焦點F83偏離軸線Z-Z’一段X83的距離。在此實施例中，每兩個用來形成一對噴流的孔口係相對於軸線X-X’及軸線Y-Y’彼此對準。因此，三個焦點被提供，它們和該孔板的外表面相距實質相同的距離，但不一定落在該軸線Z-Z’上。
圖13例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1200。該孔板1200具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板1200包括第一至第六流體通道1212-1217(只有第一、第三及第五流體通道被示於圖13(b)中)以及分別和該六個流體通道相關聯的六個孔口1222-1227。所有這六個流體通道具有實質相同的均一的直徑。在此實施例中，第一及第二流體通道1212及1213形成第一對碰撞噴流；第三及第四流體通道1214及1215形成第二對碰撞噴流；第五及第六流體通道1216及1217形成第三對碰撞噴流。第一和第二流體通道 形成第一焦點F91及第一夾角α 91(未示出)；第三和第四流體通道形成第二焦點F92及第二夾角α 92(未示出)；及第五和第六流體通道形成第三焦點F93及第三夾角α 93(示於圖13(c)中)。該第一夾角α 91和第三夾角α 93實質相等；及該第二夾角α 82大於該第一夾角α 91及該第三夾角α 93。第一至第三夾角的數值可以是在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。從第一焦點F91到孔板1200的外表面的距離、從第二焦點F92到孔板1200的外表面的距離及從第三焦點F93到孔板1200的外表面的距離係大致相同且可以在和該孔板300的距離H相同的範圍內。第三焦點F93偏離軸線Z-Z’一段X93的距離(如圖13(b)所示)以及一段Y93的距離(如圖13(c)所示)。第一焦點F91偏離軸線Z-Z’一段X91的距離(如圖13(b)所示)以及一段Y91的距離(未示出)所示。距離X91和距離X93可以實質相同且相對於軸線Y-Y’實質對稱。距離Y91和距離Y93可以實質相同且相對於軸線X-X’實質對稱；或者距離Y91和距離Y93可以位在由軸線X-X’和軸線Z-Z’所界定的平面的同一側。在此實施例中，由第一及第二流體通道所產生的第一對碰撞噴流形成一平面，其相對於由該第二對碰撞噴流(其由第三及第四流體通道所產生)所形成的平面夾一角度β 91(如圖13(b)所示)；由第五及第六流體通道所產生的第三對碰撞噴流形成一平面，其亦相對於由該第二對碰撞噴流所形成的該平面夾一角度β 92(如圖13(b)所示)。
圖14例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1300。該孔板1300具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板1300包括第一至第六流體通道1312-1317(只有第二及第五流體通道被示於圖14(b)中)以及分別和該六個流體通道相關聯的六個孔口1322-1327。所有這六個流體通道具有實質相同的均一的直徑。在此實施例中，第一至第三流體通道1312-1314形成第一組三個碰撞的噴流；第四至第六流體通道1315-1317形成第二組三個碰撞的噴流。第一至第三流體通道1312-1314形成第一焦點F101及第一夾角α 101(未示出)；第四至第六流體通道1315-1317形成第二焦點F102及第二夾角α 102(示於圖14(c)中)。該第一夾角α 101和第二夾角α 102實質相等且其數值可以是在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。從第一焦點F101到孔板1300的外表面的距離及從第二焦點F102到孔板1300的外表面的距離係實質相同且可以在和該孔板300的距離H相同的範圍內。在此實施例中，該第一夾角α 101及該第二夾角α 102兩者都被每一組流體通道中的中間的流體通道所產生的噴流二等分(bisect)。
圖15例示依據本揭露內容的又另一個實施例的孔板1400。該孔板1400具有和孔板300相同或相近的結構，不同處在於一用來將該加壓流體發散的凹穴1460被形成在該孔板1400的內端中，而不是被形成在和該孔板一起使用的噴嘴本體內。例如，該凹穴1460可具有一 深度及一直徑，它們和凹穴260的深度及直徑相同。
圖16例示依據本揭露內容的又另一個實施例的孔板1500。該孔板1500具有和孔板1400相同或相近的結構，不同處在於有多個用來將該加壓流體發散的多個渠道1560被形成在該孔板1500的內端中。該等渠道1560彼此流體聯通且和該孔板的流體通道流體聯通。該等渠道1560可具有和該凹穴1460的深度大致相同的深度。例如，每一渠道可起始於該孔板的中心並向下移動至各流體通道的入口。
圖17例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1700。在此實施例中，孔板1700界定一在孔板的外端處的圓錐形的凹穴1730。孔板1700包括兩個流體通道1712及1714，它們一起形成一焦點F17和一夾角α 17。該夾角α 17的數值可以實質上是在和孔板300的夾角α相同的數值範圍內。該圓錐形的凹穴1730一用於液體噴流的空間，用以經由流體通道1712及1714充分地彼此相撞。該凹穴1730的圓錐面可實質地垂直於流體通道1712和1714。
圖18例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1800。在此實施例中，孔板1800是一型板，其具有一朝向孔板的外端突出的環紋圈1820。該環紋圈1820界定量個內表面1822及1824。孔板1800進一步包括兩個流體通道1812及1814。流體通道1812的軸線實質地垂直於該內表面1822且流體通道1814的軸線實質地垂直於 該內表面1824。
圖19例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板1900。在此實施例中，孔板1900是一型板，其具有一朝向孔板的內端突出之中心凹窩1920。孔板1900進一步包括兩個流體通道1912及1914，其穿過該中心凹窩1920。該凹窩1920包括兩個壁1922及1924，它們係相對於軸線Z-Z’成一角度地被形成。流體通道1912及1914分別被形成穿過壁1922及1924且可實質垂直於其各自的壁。
圖20例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板2000。在此實施例中，孔板20000界定一截頭圓錐形的凹穴2100於孔板的外端。孔板2000包括兩個流體通道2012及2014，它們一起形成一焦點F20和一夾角α 20。該凹穴2100的圓錐面可實質垂直於流體通道2012及2014。
圖21-23是顯示由本揭露內容的一實施例所產生的碰撞噴流的影像，在該實施例中設有三個孔口通道以產生一具有單一焦點的碰撞組。圖21顯示從孔板外表面離開的碰撞組的速度影像。圖22顯示在一特定的焦點碰撞的流體噴流的速度影像，該特定的焦點遠離該孔板外表面以避免在該孔板的該外表面上的回噴(back spray)或併合(coalescence)。圖23顯示一發散以形成噴灑羽狀的流體噴流的速度影像。
圖24例示一噴注器，其包含一具有依據本揭 露內容的孔板的噴嘴。該孔板具有兩個流體通道。該噴注器能夠計量及控制進入一內燃引擎的流體的流量。
圖25示意地顯示使用圖24的噴注器1來將燃料注入到一內燃引擎6中。該噴注器被設置在該內燃引擎的進氣道內。如圖25(a)所示，包含一依據本揭露內容的一示範性實施例的孔板的噴注器1被設置在進氣道5內，位在節氣閥機構3之前或位在該節氣閥機構的下游處(但未示出)。吸入的空氣2流經該進氣道5且燃料被注入到該空氣流中。接下來，該燃料通過四個進氣流路4進入到該內燃引擎6的汽缸內，該內燃引擎是四汽缸內燃引擎。或者，如圖25(b)所示，多個噴注器1(在此實施例中是四個)可被置於每一進氣道5中的任何地方，以用於該內燃引擎6的每一個別的汽缸。該吸入的空氣2流入到進氣道中、通過節氣閥機構3並進入進氣歧管4。該吸入的空氣2接下來流入每一個別的進氣道5，燃料在進氣道處經由噴注器1被注入該內燃引擎6的進氣道5中。
圖26例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板3000。該孔板3000具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板3000包括第一至第四流體通道3012-3018，每一流體通道具有一相關聯的孔口3022-3028。例如，所有流體通道都具有實質相同的均一的直徑。四個孔口被配置在一假想圓上且被相對於軸線Z-Z’徑向對稱地分佈。四個流體通道以實質相同的夾角α 30被定向且被朝向焦點F30(其偏離該孔板的外 端)。每一流體通道的徑向位置被定向為彼此相隔約60度，此定向對應於被均勻地徑向分佈的六個流體通道孔碰撞組。如圖中所示，一個六孔碰撞組的兩個相鄰的孔在此四孔碰撞組中被省略掉，用剩下的四個孔建立該不對稱的碰撞組，這造成一導因於該不平衡的側向液體動量之被偏向的噴灑羽狀物(spray plume)。在此實施例中，三個或更多個穿過該孔板的流體通道沿著一單一的假想圓被定向成一碰撞組，其具有一遠離該孔板的外端的單一焦點。該等流體通道形成一單一夾角，其等於或大於九十度。該等流體通道沿著該假想圓的徑向位置是不對稱的，該等流體通道被定向成一較大數量的流體通道被均勻地(或不均勻地)徑向分佈的形態。一個或更多個流體通道被省略，藉以沿著該假想圓形成一不對稱的通道分佈。此實施例除了改善液體的霧化作用及縮短液體長度之外，還提供一由該不對稱的碰撞噴流定向的不平衡的動量所界定之被方向性地偏向的噴灑羽狀物。
圖27例示依據本揭露內容的又另一實施例的孔板2700。該孔板2700具有和孔板300相同或近似的結構，但流體通道和孔口的結構不同。該孔板2700具有第一流體通道2701、第二流體通道2702、第三流體通道2703及第四流體通道2704，每一流體通道具有相對應的孔口。該孔板2700具有一前流體出口側2708及一後流體入口側2709。該等流體通道2701，2702，2703，2704的中心沿著一在該前流體出口側2708的假想圓2705被徑向 地對準。該等流體通道2701，2702，2703及2704的中心沿著一在該後流體入口側2709的假想圓2712被徑向地對準。如圖27(c)(其為沿著圖27(a)的A’-A’線所取的剖面圖)所示，流體通道2703以一角度α 2711穿過該孔板2700，每一流體通道2701，2702，2703，2704都被定向成以此角度穿過該孔板。如圖27(b)(其為沿著圖27(a)的X’-X’線所取的剖面圖)所示，流體通道2701及2703形成一夾角α 2710及焦點F2715，離開流體通道2701及2703的流體噴流在該焦點處實質地彼此相撞。如圖27(b)所示，由流體通道2701所形成的孔口段2706及由流體通道2703所形成的孔口段2707因為角度α 2711的關係而被部分地露出。圖27(d)是孔板2700的後視圖，它是圖27(a)的反面，該角度α 2711造成該等流體通道2701，2702，2703及2704在孔板2700的背側2709上的一偏離在該孔板2700的前側2708上的每一孔口2701，2702，2703，2704的軸向位置一段偏離距離2713處離開孔板。流體通道2701，2702，2703，2704的該合成的角度幾何形狀造成流體噴流在焦點F2715處的實質碰撞結果以及所得到的噴灑羽狀物具有渦旋效果。圖27的實施例的合成幾合形狀在碰撞焦點F的下游產生霧化流體的噴灑羽狀物方面是有效的。此外，少於100%但高於60%的流體孔口噴流的截面彼此相撞，並產生一具有渦旋運動及寬廣的噴灑羽狀角度之流體的被霧化的形式。
該孔板可適用於各式流體，譬如液體燃料、氧 化劑(oxidizer)、燃料-酒精混合物，其包括範圍從E0到E100的乙醇混合物、水、鹽、尿素、黏劑、面漆(finish coatings)、塗料、潤滑劑或任何溶液或它們的混合物。例如，該燃料可以是任何汽油-酒精混合物(其包括E0，E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7，E8，E9，E10，E15，E20，E25，E30，E40，E50，E60，E70，E75，E85，E90，E95，E97，E98，E99，E100)的揮發性燃料。該流體可以是水和酒精及任何它們的混合物。該流體可以是水和鹽及任何它們的混合物。該流體可以是水和尿素及任何它們的混合物。
因此，孔板可用任何平常使用的材料來建造。例如，可它用任何等級的鋼、鋁、黃銅、銅、它們的合金、複合物(其包括石墨、陶瓷、碳或纖維混合物、或眾多的塑膠化學物)來構成。
在上述的該等實施例中，有多於一個的焦點且每一焦點和一不同的夾角相關聯，例如，其中一第一組孔口提供一和第一夾角相關聯的第一焦點及一第二組孔口提供一和第二夾角相關聯的第二焦點，從各別的焦點到該孔板的該外表面的垂直距離(譬如，在上面的例子中，從該第一焦點到該孔板的該外表面的第一垂直距離及從該第二焦點到該孔板的該外表面的第二垂直距離)可各自獨立地在約0.25mm至約28.0mm的範圍內，而在另一實施例中，它們可各自獨立地在約0.25mm至約24.0mm的範圍內，而在又另一實施例中，它們可各自獨立地在約 0.25mm至約20.0mm的範圍內，而在另一實施例中，它們可各自獨立地在約0.25mm至約4.0mm的範圍內。例如，該等垂直距離可各自獨立地為0.25mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.5mm，2.0mm，2.5mm，3.0mm，3.5mm，4.0mm，4.5mm，5.0mm，5.5mm，6.0mm，7.0mm，8.0mm，9.0mm，10.0mm，11.0mm，12.0mm，13.0mm，14.0mm，15.0mm，16.0mm，17.0mm，18.0mm，19.0mm，20.0mm，21.0mm，22.0mm，23.0mm，24.0mm，25.0mm，26.0mm，27.0mm或28.0mm或它們之間的任何數字。
雖然本揭露內容的基本的新穎特徵已經以被應用於本揭露內容的各式特定的實施例的方式被顯示、描述及指出，但亦將被瞭解的是，熟習此技藝者可在不偏離本揭露內容的精神下達成被例示的裝置在其形式及細節上以及在其操作上的各種省略、取代及改變。例如，本揭露內容明確的意圖是要讓這些以實質相同的方式實施實質相同的功能的元件及/或方法步驟的所有組合係落在本揭露內容的範圍內。再者，應被理解的是，用和本揭露內容之任何被揭示的形式或實施例相關聯的方式顯示及/或描述的結構及/或元件及/或方法步驟可被結合在任何被揭示的或被描述的或建議的形式或實施例中作為設計選擇的一般事項。因此，本發明並應只被侷限於隨附的申請專利範圍請求項的範圍。
100‧‧‧噴注器噴嘴
200‧‧‧噴嘴本體
300‧‧‧孔板
302‧‧‧外表`面
304‧‧‧內表面

Claims (34)

  1. 一種與內燃引擎一起使用之用來引導及形塑一流體流的噴注器噴嘴，其包含：一噴嘴本體，其包含一允許流體流進入的入口及一出口；一孔板，其被設置在該噴嘴本體的該出口，其中該噴嘴本體和該孔板兩者皆被建構成相關於一中心軸線對稱地延伸，其中該孔板具有一面向該噴嘴本體的內表面及一相反的外表面，該內表面和該外表面係實質平的且彼此平行，用以界定該孔板的厚度；及一凹穴，其被界定在該孔板和該噴嘴本體之間，其中該流體流在該凹穴處匯集，其中該孔板包括多個流體通道，每一流體通道具有一在該外表面上的孔口，該等流體通道從該內表面延伸至該外表面且和該凹穴流體聯通，其中該流體流經由該等流體通道分叉開以產生多個噴流，及其中至少一個焦點以及至少一和該焦點相關的夾角被產生在該等多個通道的假想延長部(imaginary extensions)匯集處，其中該等多個流體通道形成一和一第一夾角相關聯的第一焦點以及一和一第二夾角相關聯的第二焦點，其中該第一夾角和該第二夾角係彼此獨立地大於90度。
  2. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該流體 流被加壓且施加至該流體流的壓力是在約5psi至約500psi的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該夾角是在約91°至約99°的範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該夾角是在約91°至約160°的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該凹穴具有一高度，其被界定為從該噴嘴本體的該內表面到該孔板的該內表面之間的垂直距離，其中該高度是在約5um至約100um的範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該凹穴具有一高度，其被界定為從該噴嘴本體的該內表面到該孔板的該內表面之間的垂直距離，其中該高度是在約100um至約500um的範圍內。
  7. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該等流體通道的該等多個孔口被設置在該孔板的該外表面上的一單一假想圓上。
  8. 如申請專利範圍第7項之噴注器噴嘴，其中該等多個孔口彼此被等角度地隔開。
  9. 如申請專利範圍第8項之噴注器噴嘴，其中由該等多個流體通道所提供的該至少一焦點的一者係相對於該中心軸線被偏移。
  10. 如申請專利範圍第8項之噴注器噴嘴，其中一從該第一焦點到該孔板的該外表面的第一垂直距離和一從該 第二焦點到該孔板的該外表面的第二垂直距離係實質相等。
  11. 如申請專利範圍第10項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約28.0mm的範圍內。
  12. 如申請專利範圍第8項之噴注器噴嘴，其中一從該第一焦點到該孔板的該外表面的第一垂直距離和一從該第二焦點到該孔板的該外表面的第二垂直距離是不相等的。
  13. 如申請專利範圍第12項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約28.0mm的範圍內。
  14. 如申請專利範圍第8項之噴注器噴嘴，其中該第一夾角和該第二夾角係實質相等。
  15. 如申請專利範圍第8項之噴注器噴嘴，其中該第一夾角和該第二夾角是不相等的。
  16. 如申請專利範圍第7項之噴注器噴嘴，其中該等多個孔口係相對於該中心軸線被不對稱地分佈在該假想圓上。
  17. 如申請專利範圍第16項之噴注器噴嘴，其中該等多個孔口包含一第一孔口、一和該第一孔口角度地相隔約60°的第二孔口、一和該第二孔口角度地相隔約60°的第三孔口及一和該第三孔口角度地相隔約60°的第四孔口。
  18. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該等 流體通道的該等多個孔口被分成在一第一假想圓上的第一組孔口及在一第二假想圓上的第二組孔口，其中該第一假想圓和該第二假想圓具有不同的直徑。
  19. 如申請專利範圍第18項之噴注器噴嘴，其中一從該第一焦點到該孔板的該外表面的第一垂直距離和一從該第二焦點到該孔板的該外表面的第二垂直距離係實質相等。
  20. 如申請專利範圍第19項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約28.0mm的範圍內。
  21. 如申請專利範圍第18項之噴注器噴嘴，其中一從該第一焦點到該孔板的該外表面的第一垂直距離和一從該第二焦點到該孔板的該外表面的第二垂直距離是不相等的。
  22. 如申請專利範圍第21項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約28.0mm的範圍內。
  23. 如申請專利範圍第18項之噴注器噴嘴，其中該第一夾角和該第二夾角係實質相等且兩者皆彼此獨立地大於90°。
  24. 如申請專利範圍第18項之噴注器噴嘴，其中該第一夾角和該第二夾角是不相等的。
  25. 如申請專利範圍第18項之噴注器噴嘴，其中該等多個流體通道所提供的該至少一焦點的一者相對於該中心 軸線被偏移。
  26. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該噴嘴本體具有一下凹的內表面，它是實質平的且平行於該孔板的該內表面，且該凹穴是由該下凹的內表面和該孔板的該內表面所界定。
  27. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該孔板具有一表面，它從該孔板的該內表面下凹且與之平行，且該凹穴被界定在該孔板的該下凹的表面和該內表面之間。
  28. 如申請專利範圍第1項之噴注器噴嘴，其中該夾角大於50°且一從該焦點到該孔板的該外表面的垂直距離是在一約0.25mm至約28.0mm的範圍內。
  29. 如申請專利範圍第28項之噴注器噴嘴，其中從該焦點到該孔板的該外表面的該垂直距離是在一約0.25mm至約24.0mm的範圍內。
  30. 如申請專利範圍第28項之噴注器噴嘴，其中從該焦點到該孔板的該外表面的該垂直距離是在一約0.25mm至約20.0mm的範圍內。
  31. 如申請專利範圍第28項之噴注器噴嘴，其中從該焦點到該孔板的該外表面的該垂直距離是在一約0.25mm至約4.0mm的範圍內。
  32. 如申請專利範圍第11、13、20或22項中任一項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約24.0mm的範圍內。
  33. 如申請專利範圍第11、13、20或22項中任一項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約20.0mm的範圍內。
  34. 如申請專利範圍第11、13、20或22項中任一項之噴注器噴嘴，其中該第一垂直距離和該第二垂直距離兩者係彼此獨立地在一約0.25mm至約4.0mm的範圍內。
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