(57)【要約】【課題】内燃機関と共に使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルを提供する。【解決手段】噴射器ノズルは、ノズル本体の出口に設けられた流体フローガイドを有する。流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を有する。各通路はオリフィスを有し、このオリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの通路から放出される。仮想延長部および複数の通路は、複数の気流噴流が互いに衝突して噴霧プルームを形成するように、少なくとも１つの焦点を生成するように収束する。複数の流体通路の複数のオリフィスは、流体フローガイドの外面上の仮想円上に配置される。複数のオリフィスは、仮想円の中心軸に対して仮想円上に放射状に非対称的に分布される。【選択図】図１
2018530698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関とともに使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルであって、
前記流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体と、
前記ノズル本体の前記出口と流体連通する流体フローガイドとを備え、
前記流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含み、各流体通路はオリフィスを有し、各オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの流体通路から放出され、
前記複数の流体通路の仮想延長部が収束して少なくとも１つの焦点を生成し、前記複数の気流噴流が互いに衝突して噴霧プルームを形成し、
前記複数の流体通路の前記複数のオリフィスは、流体フローガイドの外面上の仮想円上に配置され、前記複数のオリフィスは、前記仮想円の中心軸に対して前記仮想円上に放射状に非対称的に分布されることを特徴とする噴射器ノズル。
【請求項２】
前記流体フローガイドは、前記ノズル本体の前記出口に設けられたオリフィス板を含み、前記オリフィス板は、前記ノズル本体に対向する内面と、反対側の外面とを有し、
前記複数の流体通路は、前記オリフィス板の前記内面から前記外面まで延びており、
前記複数の流体通路の前記複数のオリフィスは、前記オリフィス板の前記外面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項３】
前記流体流が加圧され、前記流体流に加えられる圧力は約５ｐｓｉ〜約５００ｐｓｉの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項４】
前記複数のオリフィスの個数は、２〜１９の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項５】
前記複数のオリフィスのどの２つの隣接するオリフィス間の角度も、約１８度〜約３４２度の範囲内にあり、前記角度は同じでも異なっていてもよいことを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項６】
前記複数のオリフィスの個数は、２よりも大きい任意の数であり、どの２つの隣接するオリフィス間の角度も、前記角度の和が３６０度で前記オリフィスを前記仮想円に沿って非対称的に分布させる限り、任意の角度であり得ることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項７】
前記複数のオリフィスは、第１〜第４のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィス及び前記第４のオリフィスは、互いに約１１４〜１７４度だけ角度離間され、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィスおよび前記第３および第４のオリフィスは、互いに約６２〜８２度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項８】
前記複数のオリフィスは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスおよび前記第５のオリフィスは、互いに約８０〜１６０度だけ角度離間され、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、前記第３および第４のオリフィスおよび前記第４および第５のオリフィスは、互いに約５０〜７０度だけ角度離間されることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項９】
前記複数のオリフィスは、第１〜第４のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第４のオリフィスは、互いに約１５０〜２１０度だけ角度離間され、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、および前記第３および第４のオリフィスは、互いに約５０〜７０度だけ角度離間されることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１０】
前記複数のオリフィスは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスとは互いに約１４０〜２２０度だけ角度離間され、
前記第１及び第２のオリフィス及び前記第４及び第５のオリフィスは、約１０〜３０度だけ互いから角度離間されており、
前記第２および第３のオリフィスおよび前記第３および第４のオリフィスは、互いに約６０〜８０度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１１】
前記複数のオリフィスは、第１〜第４のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第４のオリフィスは、互いに約１６０〜２２０度だけ角度離間され、
前記第１および第２のオリフィスおよび前記第３および第４のオリフィスは、互いに約６５〜８５度だけ角度離間され、
前記第２のオリフィスと前記第３のオリフィスは、互いに約１０〜３０度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１２】
前記複数のオリフィスは、第１〜第４のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第４のオリフィスは、互いに約１５０〜２１０度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第２のオリフィスは、互いに約７０〜９０度だけ角度離間され、
前記第２のオリフィスと前記第３のオリフィスとは互いに約４２〜６２度だけ角度離間しており、
前記第３および第４のオリフィスは、互いに約３８〜５８度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１３】
前記複数のオリフィスは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスとは、互いに約９５〜１７５度だけ角度離間され、
前記第１及び第２のオリフィス、前記第２及び第３のオリフィス及び前記第３及び第４のオリフィスは、互いに約３５〜５５度だけ角度離間され、
前記第４および第５のオリフィスは、互いに約８０〜１００度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１４】
前記複数のオリフィスは、第１〜第４のオリフィスを含み、
前記第１のオリフィスと前記第３のオリフィスは、互いに約２８０〜３２０度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第２のオリフィス、および前記第２のオリフィスと前記第３のオリフィスとは互いに約２０〜４０度だけ角度離間しており、
前記第４のオリフィスは、オリフィス板の中心に配置された中心オリフィスであることを特徴とする請求項１に記載の噴射器ノズル。
【請求項１５】
内燃機関と共に使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルであって、
前記流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体と、
前記ノズル本体の前記出口と流体連通する流体フローガイドとを備え、
前記流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含み、各流体通路はオリフィスを有し、各オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの流体通路から放出され、
前記複数の流体通路は、第１の複数の流体通路のグループおよび前記第１の複数の流体通路のグループにそれぞれ対応する第１の複数のオリフィスのグループと、第２の複数の流体通路のグループおよび前記第２の複数の流体通路のグループにそれぞれ対応する第２の複数のオリフィスのグループとを含み、
前記第１の複数の流体通路のグループの仮想延長部が収束して少なくとも１つの第１の焦点を生成し、前記第１の複数の流体通路のグループを通過する前記複数の気流噴流が互いに衝突して第１の噴霧プルームを形成し、
前記第２の複数の流体通路のグループの仮想延長部が収束して少なくとも１つの第２の焦点を生成し、前記第２の複数の流体通路のグループを通過する前記複数の気流噴流が互いに衝突して第２の噴霧プルームを形成し、
前記第１の複数のオリフィスのグループは、前記流体フローガイドの外面上の第１の仮想円上に配置され、前記第１の複数のオリフィスのグループは、前記第１の仮想円の中心軸に対して前記第１の仮想円上に放射状に非対称的に分布し、
前記第２の複数のオリフィスのグループは、前記流体フローガイドの前記外面上の第２の仮想円上に配置され、前記第２の複数のオリフィスのグループは、前記第２の仮想円の中心軸に対して前記第２の仮想円上に放射状に非対称的に分布されることを特徴とする噴射器ノズル。
【請求項１６】
前記第１の複数のオリフィスのグループは、第１〜５のオリフィスを含み、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、前記第３および第４のオリフィス、ならびに前記第４および第５のオリフィスは、互いに約４５度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスは、互いに約１８０度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１５に記載の噴射器ノズル。
【請求項１７】
前記第２の複数のオリフィスのグループは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、前記第３および第４のオリフィス、ならびに前記第４および第５のオリフィスは、互いに約４５度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスは、互いに約１８０度だけ角度離間されていることを特徴とする請求項１６に記載の噴射器ノズル。
【請求項１８】
前記第１の複数のオリフィスのグループは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、前記第３および第４のオリフィス、および前記第４および第５のオリフィスは、互いに約３６度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスは、互いに約２１６度だけ角度離間され、
前記流体フローガイドは、前記第１の仮想円の中心軸を通過する第１の中心流体通路をさらに含み、前記第１の中心流体通路は、前記流体フローガイドの前記外面上に第１の中心オリフィスを有し、
前記第１の中心流体通路の仮想延長部が前記少なくとも１つの第１の焦点で前記第１の複数の流体通路のグループの前記仮想延長部と収束し、前記第１の中心流体通路を通過する気流噴流が前記第１の複数の流体通路のグループを通過する気流噴流に衝突して、第１の噴霧プルームを形成することを特徴とする請求項１５に記載の噴射器ノズル。
【請求項１９】
前記第２の複数のオリフィスのグループは、第１〜第５のオリフィスを含み、
前記第１および第２のオリフィス、前記第２および第３のオリフィス、前記第３および第４のオリフィス、および前記第４および第５のオリフィスは、互いに約３６度だけ角度離間され、
前記第１のオリフィスと前記第５のオリフィスは、互いに約２１６度だけ角度離間され、
前記流体フローガイドは、前記第２の仮想円の中心軸を通過する第２の中心流体通路をさらに含み、前記第２の中心流体通路は、前記流体フローガイドの前記外面上に第２の中心オリフィスを有し、
前記第２の中心流体通路の仮想延長部が、前記少なくとも１つの第２の焦点で前記第２の複数の流体通路のグループの前記仮想延長部と収束し、前記第２の中心流体通路を通過する気流噴流が前記第２の複数の流体通路のグループを通過する気流噴流に衝突して、第２の噴霧プルームを形成することを特徴とする請求項１８に記載の噴射器ノズル。
【請求項２０】
内燃機関とともに使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルであって、
流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体と、
前記ノズル本体の前記出口と流体連通する流体フローガイドとを備え、
前記流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含み、各流体通路はオリフィスを有し、各オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの流体通路から放出され、
前記複数の流体通路は第１の複数の流体通路のグループを含み、
前記第１の複数の流体通路のグループは、
第１の複数の通路のサブグループと、前記第１の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第１の複数のオリフィスのサブグループとを含み、前記第１の複数のオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの外面上の第１の仮想円上に配置され、前記第１の複数のオリフィスのサブグループは、前記第１の仮想円の中心軸に対して前記第１の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第１の複数の流体通路のグループは、
第２の複数の通路のサブグループと、前記第２の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第２の複数のオリフィスのサブグループとを含み、前記第２の複数のオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの前記外面上の第２の仮想円上に配置され、前記第２の複数のオリフィスのサブグループは、前記第２の仮想円の中心軸に対して前記第２の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第１の複数の流体通路のグループは、
第３の少なくとも１つの通路のサブグループと、前記第３の少なくとも１つの通路のサブグループにそれぞれ対応する第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループとを含み、前記第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの前記外面上の第３の仮想円上に配置され、前記第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、前記第３の仮想円の中心軸に対して前記第３の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第１の仮想円、前記第２の仮想円及び前記第３の仮想円は同心円であり、
前記第１の複数の流体通路のグループは、前記第１〜第３の仮想円の中心軸を通る第１の中心通路と、前記第１の中心通路に対応する第１の中心オリフィスとを含み、
前記第１の複数の通路のサブグループの仮想延長部、前記第２の複数の通路のサブグループの仮想延長部、前記第３の少なくとも１つの通路のサブグループの仮想延長部および前記第１の中心通路の仮想延長部が収束して少なくとも１つの第１の焦点を生成し、前記第１の複数の流体通路のグループを通過する前記複数の気流噴流は、互いに衝突して第１の噴霧プルームを形成することを特徴とする噴射器ノズル。
【請求項２１】
前記複数の流体通路は、第２の複数の流体通路のグループをさらに含み、
前記第２の複数の流体通路のグループは、
第４の複数の通路のサブグループと、前記第４の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第４の複数のオリフィスのサブグループとを含み、前記第４の複数のオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの外面上の第４の仮想円上に配置され、前記第４の仮想円の中心軸に対して前記第４の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第２の複数の流体通路のグループは、
第５の複数の通路のサブグループと、前記第５の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第５の複数のオリフィスのサブグループとを含み、前記第５の複数のオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの前記外面上の第５の仮想円上に配置され、前記第５の仮想円の中心軸に対して前記第５の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第２の複数の流体通路のグループは、
第６の少なくとも１つの通路のサブグループと、前記第６の少なくとも１つの通路のサブグループにそれぞれ対応する第６の少なくとも１つのオリフィスのサブグループとを含み、前記第６の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、前記流体フローガイドの前記外面上の第６の仮想円上に配置され、前記第６の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、前記第３の仮想円の中心軸に対して前記第３の仮想円上に放射状に非対称的に分布され、
前記第４の仮想円、前記第５の仮想円及び前記第６の仮想円は同心円であり、
前記第２の複数の流体通路のグループは、
前記第４〜第６の仮想円の中心軸を通る第２の中心通路と、前記第２の中心通路に対応する第２の中心オリフィスとを含み、
前記第４の複数の通路のサブグループの仮想延長部、前記第５の複数の通路のサブグループの仮想延長部、前記第６の少なくとも１つの通路のサブグループの仮想延長部および前記第２の中心通路の仮想延長部が、収束して少なくとも１つの第２の焦点を生成し、前記第２の複数の流体通路のグループを通過する複数の気流噴流が互いに衝突して第２の噴霧プルームを形成することを特徴とする請求項２０に記載の噴射器ノズル。
【請求項２２】
前記第４の複数のオリフィスのサブグループは、第６のオリフィス、第７のオリフィス及び第８のオリフィスを含み、前記第６及び第７のオリフィスは互いに約３０度だけ角度離間され、前記第７及び第８のオリフィスは約３０度だけ互いから角度離間され、第６および第８のオリフィスは互いに約３００度だけ角度離間され、
前記第５の複数のオリフィスのサブグループは、互いに約４０度だけ角度離間された第９のオリフィスと第１０のオリフィスとを含むことを特徴とする請求項２１に記載の噴射器ノズル。
【請求項２３】
前記第１の複数のオリフィスのサブグループは、第１のオリフィスと、第２のオリフィスと、第３のオリフィスとを含み、前記第１のオリフィスと前記第２のオリフィスは互いに約３０度だけ角度離間され、前記第２のオリフィスと前記第３のオリフィスは互いに約３０度だけ角度離間され、前記第１および第３のオリフィスは、約３００度だけ互いに角度離間され、
前記第２の複数のオリフィスのサブグループは、互いに約４０度だけ角度離間した第４のオリフィスおよび第５のオリフィスを含むことを特徴とする請求項２０に記載の噴射器ノズル。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの第１の焦点は、第１の３つの焦点のグループを含み、
前記第１の３つの焦点のグループの第１の焦点は、前記第１の複数の通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第１の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成され、
前記第１の３つの焦点のグループの第２の焦点は、前記第２の複数の通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第１の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成され、
前記第１の３つの焦点のグループの第３の焦点は、前記第３の少なくとも１つの通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第１の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成されることを特徴とする請求項２０に記載の噴射器ノズル。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの第２の焦点は第２の３つの焦点のグループを含み、
前記第２の３つの焦点のグループの第１の焦点は、前記第４の複数の通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第２の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成され、
前記第２の３つの焦点のグループの第２の焦点は、前記第５の複数の通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第２の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成され、
前記第２の３つの焦点のグループの第３の焦点は、前記第６の少なくとも１つの通路のサブグループの前記仮想延長部と前記第２の中心通路の前記仮想延長部との収束によって形成されることを特徴とする請求項２１に記載の噴射器ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、衝突する噴流から定方向流体噴霧プルームを生成する構造に関する。より詳細には、本開示は、内燃機関で複数の流体噴流の十分な衝突を実行するために使用される機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴霧を内燃機関に向けることは、火花点火または圧縮点火エンジンの設計および動作の重要な特徴である。動作時、燃料のプルームを燃焼室、エンジンの吸気管または個々のシリンダ吸気ランナー内に向け、表面の衝撃を最小限にして気化および混合物の形成を改善し、揮発性および／または不揮発性の液体（例えば、燃料および／または水）の意図する目的（例えば、燃焼）に関与する液体の体積を最大にすることができる。燃料噴霧の定方向化は、直接燃料噴射またはポート燃料噴射を伴う内燃（点火または圧縮点火）エンジンにおいて特に重要である。
【０００３】
直接噴射、ポート燃料噴射または多気筒ポート噴射のいずれの場合でも、効果的な噴霧方向調整を達成することは、内燃機関の設計および動作の重要な特徴であり、重要な利点を提供する。
【０００４】
液体燃料と水の両方が、通常、複数のエンジンの内部に噴射される。燃料は、ディーゼルタイプの燃料、ガソリン（石油）、アルコール、およびそれらの混合物であり得る。アルコールは、ガソリンと通常混合されるエタノールおよびメタノールを含む。水もまた、しばしばエンジン中に噴射して、内部の冷却効果とノック（knock）またはＮＯｘの低減をもたらす。水によって得られる大きな膨張係数のため、水は燃焼中に蒸気に変換される。
【０００５】
現代のエンジンは、通常、燃料噴射を使用して複数のエンジンの内部に燃料を導入する。このような燃料噴射は、ポート噴射または直接噴射であってもよい。ポート噴射エンジンでは、複数の燃料噴射器をシリンダ前の吸気列のある点に配置し、燃料を、一般に通常吸気動作では大気圧に近く過給用途では最大２〜３気圧までの空気流中に導入する。燃料蒸気のみが燃焼に関与できるので、複数のエンジンの内部に噴射される燃料および他の液体の微粒化は重要である。最適には、任意の噴射された液体は、噴射された液体の流れがエンジンの任意の内面と接触する前に微粒化される。液体が複数の表面に接触する場合、液体は潤滑剤を洗い流してたまりを作りかねず、次善の燃焼結果となる。たまった燃料は、燃焼中に、炭素堆積物を生じさせ、放出量を増加させ、エンジン出力を低下させる。
【０００６】
従来の燃料噴射器または噴霧器における噴霧構成は、典型的には、噴射器から外方に向けられた１つまたは複数の噴流または気流のみからなる。しかしながら、この構成は、吸気マニホールド及び吸気ポート壁に液体が衝突し、膜を形成する原因となる。膜は、過渡給油計算の中で説明される必要がある。
【０００７】
成層燃焼式直接噴射燃料システムを備えた内燃機関では、燃料を噴霧プルーム状に直接燃焼室中に噴射し、噴霧プルームは燃焼室下方にピストンの方向に最もよく向けられるので、壁誘導噴射システムとも言う。最も一般的な噴射器の位置は、図１に示すように、燃焼室の吸気側に、燃焼室シリンダの中心の長手方向軸に対して６０度〜９０度の鋭角に、かつ、燃焼室の頂部に、普通燃焼室の頂部のドーム縁部または天井縁部にある。多くの燃焼システムは、定方向噴霧プルーム（単数又は複数）による従来の多口噴射器を利用する。そのプルーム（単数又は複数）は、噴射器の中心の長手方向軸に対して非平面の角度の噴射器ノズルの、噴霧プルーム（単数又は複数）の中心の長手方向軸に対して整列した複数のオリフィスから噴出される。各オリフィスは特定の噴流またはプルームを生じる。複数のオリフィスは、図２に示すように、全体的に、ピストンに向かって外方および下方に向けられた噴霧パターンを提供するように配向される。
【０００８】
燃料を、空気調量装置の前に配置した単一の噴射器、または燃料が燃焼室に入る直前かつ空気調量装置の下流に配置した多数の噴射器のいずれかを介して、燃焼室に入れる前に吸気流中に噴射する均質燃焼式ポート噴射燃料システムを有する内燃機関において、図３に示すように、噴霧プルームを定方向に向けて、吸気管の内壁、吸気弁、またはシリンダヘッド内の吸気道の壁に与える表面の衝突を最小にすることは珍しいことではない。加えて、図４に示すように、１つの燃焼室に対して２つ以上の吸気弁が存在するマルチバルブシリンダヘッドの場合、狭いプルーム、広いプルーム、曲がったプルームおよび分裂したプルームを含む２つ以上のプルームの整形を含む１つまたは複数のプルームの定方向化に加えて燃料噴霧プルームを整形することは珍しいことではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、噴流を衝突させて微粒化した液体の微細噴霧プルームを発生することができる改良された噴霧方向調整及びプルーム整形方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の例示的な態様によれば、内燃機関とともに使用され、流体流をガイドし整形する噴射器ノズルを提供する。噴射器ノズルは、流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体を含む。噴射器ノズルは、ノズル本体の出口と流体連通する流体フローガイドをさらに含む。流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含む。各通路はオリフィスを有し、オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの通路から放出される。複数の通路の仮想延長部は、収束して少なくとも１つの焦点を生成し、複数の気流噴流が互いに衝突して噴霧プルームを形成する。流体通路の複数のオリフィスは、流体フローガイドの外面上の仮想円上に配置される。複数のオリフィスは、仮想円の中心軸に関して仮想円上に放射状に非対称的に分布される。
【００１１】
本開示の別の例示的な態様によれば、内燃機関とともに使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルを提供する。噴射器ノズルは、流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体を含む。噴射器ノズルは、ノズル本体の出口と流体連通する流体フローガイドをさらに含む。流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含む。各通路はオリフィスを有し、オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの通路から放出される。複数の流体通路は、第１の複数の流体通路のグループと、第１の複数の流体通路のグループにそれぞれ対応する第１の複数のオリフィスのグループとを含み、第２の複数の流体通路のグループと、第２の複数の流体通路のグループにそれぞれ対応する第２の複数のオリフィスのグループとを含む。第１の複数の流体通路のグループの仮想延長部が少なくとも１つの第１の焦点を生成して、第１の複数の流体通路のグループを通過する複数の気流噴流が互いに衝突して第１の噴霧プルームを形成する。第２の複数の流体通路のグループの仮想延長部が少なくとも１つの第２の焦点を生成して、第２の複数の流体通路のグループを通過する複数の気流噴流が互いに衝突して第２の噴霧プルームを形成する。第１の複数のオリフィスのグループは、流体フローガイドの外面上の第１の仮想円上に配置される。第１の複数のオリフィスのグループは、第１の仮想円の中心軸に関して第１の仮想円上に放射状に非対称的に分布される。第２の複数のオリフィスのグループは、流体フローガイドの外面上の第２の仮想円上に配置される。第２の複数のオリフィスのグループは、第２の仮想円の中心軸に関して第２の仮想円上に放射状に非対称的に分布される。
【００１２】
本開示のさらに別の例示的な態様によれば、内燃機関とともに使用され流体流をガイドし整形する噴射器ノズルを提供する。噴射器ノズルは、流体流を受け入れる入口と出口とを含むノズル本体を含む。噴射器ノズルは、ノズル本体の出口と流体連通する流体フローガイドをさらに含む。流体フローガイドは、複数の気流噴流を生成する複数の流体通路を含む。各通路はオリフィスを有し、オリフィスを介してそれぞれの気流噴流がそれぞれの通路から放出される。複数の流体通路は第１の複数の流体通路のグループを含む。第１の複数の流体通路のグループは、第１の複数の通路のサブグループと第１の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第１の複数のオリフィスのサブグループとを含む。第１の複数のオリフィスのサブグループは、流体フローガイドの外面上の第１の仮想円上に配置される。第１の複数のオリフィスのサブグループは、第１の仮想円の中心軸に関して第１の仮想円上に放射状に非対称的に分布される。第１の複数の流体通路のグループは、第２の複数の通路のサブグループと、第２の複数の通路のサブグループにそれぞれ対応する第２の複数のオリフィスのサブグループとをさらに含む。第２の複数のオリフィスのサブグループは、流体フローガイドの外面上の第２の仮想円上に配置される。第２の複数のオリフィスのサブグループは、第２の仮想円の中心軸に関して第２の仮想円上に放射状に非対称的に分布される。第１の複数の流体通路のグループは、第３の少なくとも１つの通路のサブグループと、第３の少なくとも１つの通路のサブグループにそれぞれ対応する第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループとをさらに含む。第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、流体フローガイドの外面上の第３の仮想円上に配置される。第３の少なくとも１つのオリフィスのサブグループは、第３の仮想円の中心軸に関して第３の仮想円上に放射状に非対称的に分布される。第１の仮想円、第２の仮想円、および第３の仮想円は同心円である。第１の複数の流体通路のグループは、第１〜第３の仮想円の中心軸を通る第１の中心通路と、第１の中心通路に対応する第１の中心オリフィスとをさらに含む。第１の複数の通路のサブグループの仮想延長部、第２の複数の通路のサブグループの仮想延長部、第３の少なくとも１つの通路のサブグループの仮想延長部および第１の中心通路の仮想延長部が収束して少なくとも１つの第１の焦点を生成し、第１の複数の流体通路のグループを通過する複数の気流噴流が互いに衝突して第１の噴霧プルームを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、ガソリン直接噴射式内燃機関の噴射器の位置及び向きを示す概略図である。
【図２】図２は、従来のガソリン直接噴射式内燃機関の噴霧パターンを示す概略図である。
【図３】図３は、ポート燃料噴射式内燃機関における噴射器の位置を示す概略図である。
【図４】図４は、従来のポート燃料噴射式内燃機関の噴霧パターンを示す概略図である。
【図５】図５は、本開示の例示的な実施の形態による噴射器ノズルの側面図である。
【図６】図６は、図５の線６-６に沿った噴射器ノズルの断面図である。
【図７】図７は、本開示の一実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図８】図８は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図９】図９は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１０】図１０は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１１】図１１は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１２】図１２は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１３】図１３は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１４】図１４は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１５】図１５は、本開示の一実施の形態によって生成された噴霧プルームの画像を示す。
【図１６】図１６は、図１５の噴霧プルームの画像を異なる視点から示す図である。
【図１７】図１７は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１８】図１８は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図１９】図１９は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図２０】図２０は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板を示す図である。
【図２１】図２１は、分裂した噴霧の非対称配置を有するオリフィス板の画像を示す図である。
【図２２】図２２は、分裂した噴霧の非対称配置を有するさらに別のオリフィス板の画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の詳細な実施の形態を本明細書に記載する。しかしながら、開示した実施の形態は、様々な形態で具体化され得る本開示の組成物、構造および方法の単なる例示であることが理解されるべきである。さらに、様々な実施の形態に関連して挙げた各例は、例示的なものであり、限定的ではないものとする。さらに、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。一部の機能は、特定の部品の詳細を示すために誇張されている場合がある。したがって、本明細書で開示する具体的な構造的および機能的詳細は、限定としてではなく、本明細書に開示する組成物、構造および方法を様々に採用することを当業者に教示するための代表的な基盤としてのみ解釈される。「一実施の形態」、「実施の形態」、「例示的実施の形態」などの本明細書中の言及は、記載された実施の形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことを示すが、すべての実施の形態が、その特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含まなくてもよい。さらに、そのような語句が、必ずしも同じ実施の形態を言及しているわけではない。
【００１５】
本開示の一態様は、諸液体を往復動式または回転式内燃機関中に噴射する噴射器またはノズルを提供する。そのような諸液体は、燃料、水または水溶液を含むが、これらに限定されない。噴射器が使用されているとき、２つ以上の液体噴流が加圧下の衝突点に向けられる。衝突点での噴流の衝突は、液体を効率的に微粒化する。
【００１６】
図５は、本開示の例示的な実施の形態による噴射器ノズル１００の側面図である。噴射器ノズル１００は、噴射器の液体出口（噴射器全体は図示せず）に設けられる。噴射器はまた、液体入口を有し、液体入口から加圧した液体を噴射器中に供給する。噴射器ノズル１００は、流体流が噴射器を出るとき、流体流の方向または特性を制御するように（例えば、流体流の速度を増加させるように）設計される。噴射器ノズル１００は、入口および出口を有する略円筒形ノズル本体２００を含む。流体流は、入口を通って噴射器ノズル中に入れられる。出口は、流体流をガイドして放出する円盤状のオリフィス板３００と流体連通している。ノズル本体２００とオリフィス板３００の両方は、中心軸Ｚ−Ｚ'に関して略対称的に延長する。ノズル本体２００とオリフィス板３００とは、一体的に形成されていてもよく、一緒に組み立てられていてもよいし、一緒に改造可能に固定されていてもよい。噴射器ノズル１００は、ボールピントルと共に使用でき、調量された流体流を可能にする。ピントルは、ソレノイド制御ピントルまたは圧電制御解除ピントルであってもよい。
【００１７】
本開示による噴霧プルーム整形方法は、ノズル本体と、ノズル本体に連携するオリフィス板とを有する噴射器ノズルに関連して説明されるが、噴霧プルーム整形方法は、一体化された通路を有する噴射器ノズルを含むがこれに限定されない他のタイプの噴射器ノズルにも等しく適用可能であることを理解するべきである。加えて、流体流をガイドして放出する噴射器ノズルの構造および機構は、オリフィス板に限定されない。
【００１８】
オリフィス板３００は、外面３０２と反対側の内面３０４とを有する。外面３０２は、液体噴流の流れ方向を考慮して内面３０４に対して下流にある。外面３０２および内面３０４は、略平面であり、互いに平行であり、それによりオリフィス板３００の厚さＡを規定し、その厚さは略均一であり得る。実施の形態では、オリフィス板３００の厚さＡは、約０.２５ｍｍから約４.０ｍｍの範囲であり、別の実施の形態では約０.２５ｍｍから約２.５ｍｍの範囲であり、さらに別の実施の形態では約０.２５ｍｍから約０.９５ｍｍであり得る。例えば、厚さＡは、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、 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または４.０ｍｍであり得る。オリフィス板３００は、約４.０ｍｍ〜約１４.０ｍｍの範囲内にあり得る直径Ｂを有し、別の実施の形態では、直径Ｂは約５ｍｍ〜約１０ｍｍであり、直径Ｂは、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、５.４５ 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、１０.４ 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、または１４.０ｍｍであり得る。
【００１９】
図６は、図５の線６−６に沿った噴射器ノズル１００の断面図である。断面図において、オリフィス板３００の第１の流体通路３１２のみが示されており、この第１の流体通路３１２は、内面３０４から外面３０２に向かって中心軸Ｚ−Ｚ’に対して内側にかつ角度を有して延長する。
【００２０】
図示した実施の形態では、第１の流体通路３１２は、軸Ｉ−Ｉ'に沿って延びる仮想円筒の一部を形成する。第１の流体通路３１２は、その軸に沿って半径方向に同じであってもよく、一定の直径Ｄを有する。例えば、直径Ｄは約８０μｍ〜約１０００μｍの範囲であり、別の実施の形態では約２００μｍ〜約３５０μｍであり得る。例えば、各通路の直径Ｄは、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、２００μｍ、 ２１０μｍ、２２０μｍ、２３０μｍ、２４０μｍ、２５０μｍ、２６０μｍ、２７０μｍ、２８０μｍ、２９０μｍ、３００μｍ、３１０μｍ、３２０μｍ、３３０μｍ、３４０μｍ、３５０μｍ、３６０μｍ、３７０μｍ ３８０μｍ、３９０μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍまたは１０００μｍであり得る。
【００２１】
図７は、オリフィス板３００の詳細な構造を概略的に示す図であり、図７（ａ）は、オリフィス板３００を、軸Ｘ−Ｘ'および軸Ｙ−Ｙ'によって画定される平面内の内面３０２から見たときのオリフィス板３００の端面図である。この実施の形態によるオリフィス板３００は、第１の流体通路３１２、第２の流体通路３１４、第３の流体通路３１６および第４の流体通路３１８を含む。全ての流体通路は、略同じ直径を有することができるが、個々にはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。第１の流体通路３１２は、内面３０４上に第１のオリフィス３２２を有する。第２の流体通路３１４は、内面３０４上に第２のオリフィス３２４を有する。第３の流体通路３１６は、内面３０４上に第３のオリフィス３２６を有する。第４の流体通路３１８は、内面３０４上に第４のオリフィス３２８を有する。第１〜第４のオリフィスは、オリフィス板３００の中心の長手方向軸Ｚ−Ｚ'を共有しオリフィス板３００の直径Ｂより小さい直径Ｃを有する仮想円に沿って放射状に分布される。第１のオリフィス３２２と第４のオリフィス３２８は、軸Ｘ−Ｘ'に関して対称的である。第２のオリフィス３２４および第３のオリフィス３２６も、軸Ｘ−Ｘ'に関して対称的である。第１のオリフィス３２２および第２のオリフィス３２４は、約７２度の角度αだけ互いに角度離間される。同様に、角度αは、第２のオリフィス３２４と第３のオリフィス３２６との間に形成され、また第３のオリフィス３２６と第４のオリフィス３２８との間にも形成される。しかしながら、上記２つの隣接するオリフィスによって形成される角度αは、この実施の形態ではすべて約７２度であるが、同じであっても異なっていてもよい。第４のオリフィス３２８と第１のオリフィス３２２は、約１４４度の角度βだけ互いに角度離間される。しかしながら、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィスと第２のオリフィスとの間の角度、第２のオリフィスと第３のオリフィスとの間の角度、および第３のオリフィスと第４のオリフィスとの間の角度は、独立して約６２度〜約８２度の範囲にあり得るし、第４のオリフィスと第１のオリフィスとの間の角度は、約１１４度〜約１７４度とすることができる。オリフィスのこの構成は、「５マイナス１」オリフィス構成と呼ぶことができる。上述の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。
【００２２】
流体通路３１２〜３１８は、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、各通路からの流体噴流がおおむね焦点Ｆで互いに衝突するように配置される。流体通路を通ってガイドされる流体噴流の衝突は、微粒化された流体の噴霧プルームPを生成する。中心軸Ｚ−Ｚ'に沿って、焦点Ｆからオリフィス板３００の外面３０２までの垂直距離は、約０.５ｍｍから約６.０ｍｍの範囲にある。
【００２３】
図７（ｂ）に示すように、衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、Ｘ−Ｘ'平面に沿って中心軸Ｚ−Ｚ'に関して非対称的に配向される。具体的には、噴霧プルームは、対応するオリフィスがない四分円または方向に向かって偏向される。図７（ｃ）に示すように、生成した噴霧プルームは、Ｙ−Ｙ'平面に沿って中心軸Ｚ−Ｚ'に関して対称的である。この実施の形態によって生成されたサンプル噴霧プルームの異なる角度から見た画像を、それぞれ図１５と図１６に示す。
【００２４】
図８は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板４００を示す。オリフィス板４００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは類似の構造を有する。オリフィス板４００は、５つの流体通路４０１〜４０５および５つの流体通路にそれぞれ連携する５つのオリフィス４１１〜４１５を含む。全ての流体通路は、略同じ直径を有するが、各流体通路の実際の直径は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態では、第１〜第５のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板４００の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００２５】
第１のオリフィス４１１と第２のオリフィス４１２との間、第２のオリフィス４１２と第３のオリフィス４１３との間、第３のオリフィス４１３と第４のオリフィス４１４の間、および第４のオリフィス４１４と第５のオリフィス４１４の間には約６０度の角度が形成される。しかし、実施の形態では、様々な角度は、すべて約６０度であるけれども、同じであっても異なっていてもよい。第１オリフィス４１１と第５オリフィス４１５との間に約１２０度の角度が形成される。オリフィスのこの構成は、「６マイナス１」オリフィス構成と呼ぶことができる。実施の形態では、これらの角度は略同じ測定値（単位：度）であってもよいが、しかし、いくつかの実施の形態では、角度のすべてが同じであるが、他の実施の形態では、各角度は略同じ測定値（単位：度）であるが、角度のいくつかまたはすべてが、異なる測定値（単位：度）である。しかしながら、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス４１１と第２のオリフィス４１２との間、第２のオリフィス４１２と第３のオリフィス４１３との間、第３のオリフィス４１３と第４のオリフィス４１４との間、および第４のオリフィス４１４と第５のオリフィス４１５との間に約５０度〜約７０度の角度が形成される。第１のオリフィス４１１と第５のオリフィス４１５との間に約８０度〜約１６０度の角度が形成される。上記の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。
【００２６】
オリフィス板４００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。非対称の衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス４１１と第５のオリフィス４１５との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。
【００２７】
図９は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板５００を示す。オリフィス板５００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは類似の構造を有する。オリフィス板５００は、４つの流体通路５０１〜５０４および４つの流体通路にそれぞれ連携する４つのオリフィス５１１〜５１４を含む。全ての流体通路は、略同じ直径を有するが、各流体通路の実際の直径は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態によれば、第１〜第４のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００２８】
第１のオリフィス５１１と第２のオリフィス５１２との間、第２のオリフィス５１２と第３のオリフィス５１３との間、および第３のオリフィス５１３と第４のオリフィス５１４との間に約６０度の角度が形成される。しかしながら、実施の形態では、様々な角度は、すべて約６０度であるけれども、同じであっても異なっていてもよい。第１のオリフィス５１１と第４のオリフィス５１４との間に約１８０度の角度が形成される。しかしながら、角度の和が３６０度でオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス５１１と第２のオリフィス５１２との間に約５０度〜約７０度の角度が形成され、第２のオリフィス５１２と第３のオリフィス５１３との間に約５０度〜約７０度の角度が形成され、第３のオリフィス５１３と第４のオリフィス５１４との間には、約５０度〜約７０度の角度が形成されており、各上記角度は同じであっても異なっていてもよい。第４のオリフィス５１４と第１のオリフィス５１１との間に約１５０度〜約２１０度の角度を形成することができる。オリフィスのこの構成は、「６マイナス２」オリフィス構成と呼ぶことができる。上述の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板５００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。非対称衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス５１１と第４のオリフィス５１４との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。
【００２９】
図１０は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板６００を示す。オリフィス板６００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは同様の構造を有する。オリフィス板６００は、５つの流体通路６０１〜６０５および５つの流体通路にそれぞれ連携する５つのオリフィス６１１〜６１５を含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々には各流体通路は同じ或いは異なった直径を有してよい。この実施の形態では、第１〜第５のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００３０】
第１のオリフィス６１１と第２のオリフィス６１２との間、および第４のオリフィス６１４と第５のオリフィス６１５との間には、約２０度の角度α１が形成される。しかし、個々に、上記の角度の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第２のオリフィス６１２と第３のオリフィス６１３との間、および第３のオリフィス６１３と第４のオリフィス６１４との間に約７０度の角度β１が形成される。しかし、個々に、上記の角度の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第１のオリフィス６１１と第５のオリフィス６１５との間に約１８０度の角度θ１が形成される。しかしながら、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス６１１と第２のオリフィス６１２との間に約１０度〜約３０度の角度α１が形成され、第４のオリフィス６１４と第５のオリフィス６１５との間に約１０度〜約３０度の角度が形成される。しかし、個々に、前述の角度の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第２のオリフィス６１２と第３のオリフィス６１３との間、および第３のオリフィス６１３と第４のオリフィス６１４との間には、約６０度〜約８０度の角度β１が形成される。しかしながら、個々に、上記の角度の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第１のオリフィス６１１と第５のオリフィス６１５との間には、約１４０度〜約２２０度の角度θ１が形成される。上記の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Z-Z 'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板６００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。非対称的衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス６１１と第５のオリフィス６１５との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。
【００３１】
図１１は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板７００を示す。オリフィス板７００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは同様の構造を有する。オリフィス板７００は、４つの流体通路７０１〜７０４と、４つの流体通路にそれぞれ連携する４つのオリフィス７１１〜７１４とを含む。全ての流体通路は、略同じ直径を有する。しかしながら、個々に、これらの流体通路の直径は同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態では、第１〜第４のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００３２】
第１のオリフィス７１１と第２のオリフィス７１２との間、および第３のオリフィス７１３と第４のオリフィス７１４との間には、約７５度の角度α２が形成される。しかしながら、個々に、上記の角度の測定値は同じであっても異なっていてもよい。約２０度の角度β２が第２のオリフィス７１２と第３のオリフィス７１３との間に形成される。約１９０度の角度θ２が第１のオリフィス７１１と第４のオリフィス７１４との間に形成される。しかしながら、角度の和が３６０度でオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス７１１と第２のオリフィス７１２との間に約６５度〜約８５度の角度が形成され、第３のオリフィス７１３と第４のオリフィス７１４との間に約６５度〜約８５度の角度が形成される。しかしながら、前述の角度の測定値は同じでも異なっていてもよい。第２のオリフィス７１２と第３のオリフィス７１３との間に約１０度〜約３０度の角度β２が形成される。第１のオリフィス７１１と第４のオリフィス７１４との間に約１６０度〜約２２０度の角度θ２が形成される。上述の各実施の形態では、オリフィスは単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板７００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠いている四分円または方向に向かって偏向される。非対称的衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス７１１と第４のオリフィス７１４との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。
【００３３】
図１２は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板８００を示す。オリフィス板８００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは同様の構造を有する。オリフィス板８００は、４つの流体通路８０１〜８０４および４つの流体通路にそれぞれ連携する４つのオリフィス８１１〜８１４を含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々には各前記流体通路は同じ或いは異なった直径を有してもよい。この実施の形態によれば、第１〜第４のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００３４】
第１のオリフィス８１１と第２のオリフィス８１２との間に約８０度の角度α３が形成される。第２のオリフィス８１２と第３のオリフィス８１３との間に約５２度の角度β３が形成される。約４８度の角度γ３が第３のオリフィス８１３と第４のオリフィス８１４との間に形成される。約１８０度の角度θ３が第１のオリフィス８１１と第４のオリフィス８１４との間に形成される。しかし、４つの個々の角度の組み合わせは、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、実施の形態では、角度α３は、約７０度〜約９０度の範囲内にあり得る。角度β３は、約４２度〜約６２度の範囲内にあり得る。角度γ３は、約３８度〜約５８度の範囲内にあり得る。角度θ３は、約１５０度〜約２１０度の範囲内にあり得る。上述の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Z-Z 'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板８００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠いている四分円または方向に向かって偏向される。非対称的衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス８１１と第４のオリフィス８１４との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。
【００３５】
図１３は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板９００を示す。オリフィス板９００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは類似の構造を有する。オリフィス板９００は、５つの流体通路９０１〜９０５および５つの流体通路にそれぞれ連携する５つのオリフィス９１１〜９１５を含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々には各前記流体通路は同じ或いは異なった直径を有してもよい。この実施の形態では、第１〜第５のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００３６】
第１のオリフィス９１１と第２のオリフィス９１２との間、第２のオリフィス９１２と第３のオリフィス９１３との間、および第３のオリフィス９１３と第４のオリフィス９１４との間には、約４５度の角度α４が形成される。しかしながら、上記角度の各々の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第４のオリフィス９１４と第５のオリフィス９１５との間に約９０度の角度β４が形成される。第１のオリフィス９１１と第５のオリフィス９１５との間に約１３５度の角度θ４が形成される。しかしながら、角度は、角度の和が３６０度でオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス９１１と第２のオリフィス９１２との間に約３５度〜約５５度の角度が形成され、第２のオリフィス９１２と第３のオリフィス９１３との間に約３５度〜約５５度の角度が形成され、第３のオリフィス９１３と第４のオリフィス９１４との間には約３５度〜約５５度の角度が形成される。しかしながら、上記角度の各々の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第４のオリフィス９１４と第５のオリフィス９１５との間には、約８０度〜約１００度の角度β４が形成される。第１のオリフィス９１１と第５のオリフィス９１５との間に約９５度〜約１７５度の角度θ４が形成される。図示の各実施の形態では、オリフィスは、単一の仮想円上に放射状に配置される。実施の形態では、オリフィスは、同心でオリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板９００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。非対称的衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、第１のオリフィス９１１と第５のオリフィス９１５との間でオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。この実施の形態によれば、第５のオリフィス９１５は、噴霧方向調整を目的として、他の４つの穴の衝突集合によって出射される噴霧プルームを効果的に偏向することができる。加えて、第５のオリフィス９１５は、不規則な、凹状または凸状の多角形の、または特定の用途に必要とされる任意のフリーハンド形状のプルーム断面を発生するように、噴霧プルームを整形する能力を提供することもできる。
【００３７】
図１４は、本開示のさらに別の実施の形態によるオリフィス板１０００を示す。オリフィス板１０００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板３００と同じまたは類似の構造を有する。オリフィス板１０００は、４つの流体通路１００１〜１００４と、４つの流体通路にそれぞれ連携する４つのオリフィス１０１１〜１０１４とを含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々に、前記流体通路の直径の各々は、同じであっても異なっていてもよい。本実施の形態によれば、第１〜第３のオリフィスは、オリフィス板の直径よりも小さい直径を有する仮想円上に配置され、第４のオリフィスは、仮想円の中心に配置される。各通路からの流体噴流は、おおむね共通の焦点で互いに衝突して微粒化された流体の噴霧プルームを生成する。焦点からオリフィス板の外部オリフィスまでの距離は、オリフィス板３００の距離と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００３８】
第１のオリフィス１０１１と第２のオリフィス１０１２との間、および第２のオリフィス１０１２と第３のオリフィス１０１３との間に約３０度の角度α５が形成される。しかし、個々に、前述の角度のそれぞれの測定値は同じであっても異なっていてもよい。第１のオリフィス１０１１と第３のオリフィス１０１３との間に約３００度の角度β５が形成される。しかし、角度の和が３６０度で、オリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。例えば、第１のオリフィス１０１１と第２のオリフィス１０１２との間に約２０度〜約４０度の角度α５が形成され、第２のオリフィス１０１２と第３のオリフィス１０１３との間に約２０度〜約４０度の角度α５が形成される。しかし、個々には、上記角度の各々の測定値は同じであっても異なっていてもよい。第１のオリフィス１０１１と第３のオリフィス１０１３との間に約２８０度〜約３２０度の角度β５が形成されている。上記の各実施の形態では、第１〜３のオリフィスは単一の仮想円上に放射状に配置されている。しかし、オリフィスは、オリフィス板の同じ中心軸Ｚ−Ｚ'を同心的に共有する多数の仮想円上に放射状に配置することができる。オリフィス板１００の衝突焦点から出射された生成噴霧プルームは、非対称的に配向され、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。非対称的衝突集合は、焦点から外方に出射されて不均衡な側方液体運動量により、オリフィスが無いオリフィス板の側方に向かって偏向された偏向噴霧をもたらす。この実施の形態によれば、第４の中心オリフィス１０１４は、噴霧方向調整を目的として、他の３つの穴の衝突集合によって出射される噴霧プルームを効果的に偏向することができる。加えて、第４の中心オリフィス１０１４は、不規則な、凹状のまたは凸状の多角形の、または特定の用途に必要とされるフリーハンド形状のプルーム断面を生成するように、噴霧プルームを整形する能力を提供することもできる。
【００３９】
図１７は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板１１００を示す。オリフィス板１１００は、異なる中心軸を有する２つの非対称的集合に配置される流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板５００と同様の構造を有する。オリフィス板１１００は、１０個の流体通路１１０１〜１１１０および１０個の流体通路にそれぞれ連携する１０個のオリフィス１１２１〜１１３０を含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々に、前記流体通路の直径の各々は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態では、第１〜第５のオリフィス１１２１〜１１２５は、仮想円１１１１上に配置され、第６〜第１０のオリフィス１１２６〜１１３０は、別の仮想円１１１２上に配置される。仮想円１１１１と仮想円１１１２は、オリフィス板１１００の直径よりも小さい直径を有する。仮想円１１１１と仮想円１１１２は同じ中心線を共有しておらず、長手方向にオリフィス板１１００の中心にない。具体的には、仮想円１１１１の中心線と仮想円１１１２の中心線は、オリフィス板１１００の中心線から等距離互いに離れている。５つの穴の各集合は、それぞれがそれ自身の非対称パターンを有する衝突集合を形成する。 ５つの穴の２つの集合は、互いに対称鏡像である。各非対称的集合内では、各通路からの流体噴流は、おおむね各集合に関する共通の焦点で互いに衝突し、その結果、仮想円１１１１に整列された５つの噴流の第１の集合と仮想円１１１２に整列された５つの噴流の第２の集合とに対して２つの焦点１１１３および１１１４がそれぞれ形成される。焦点からオリフィス板の遠位表面までの距離は、オリフィス板３００のそれと同じ範囲にすることができる。どの隣接する２つの流体噴流間にも夾角が形成される。
【００４０】
仮想円１１１１上の第１の衝突集合内で、第１のオリフィス１１２１と第２のオリフィス１１２２との間、第２のオリフィス１１２２と第３のオリフィス１１２３との間、第３のオリフィス１１２３と第４のオリフィス１１２４との間、第４のオリフィス１１２４と第５のオリフィス１１２５との間に、約４５度の角度が形成される。第５のオリフィス１１２５と第１のオリフィス１１２１との間に約１８０度の角度が形成される。第５のオリフィス１１２５と第１のオリフィス１１２１との間に約１８０度の角度が形成される。仮想円１１１２上の第２の衝突集合内で、第６のオリフィス１１２６と第７のオリフィス１１２７との間、第７のオリフィス１１２７と第８のオリフィス１１２８との間、第８のオリフィス１１２８と第９のオリフィス１１２９との間、および第９のオリフィス１１２９と第１０のオリフィス１１３０との間に約４５度の角度が形成される。第１０のオリフィス１１３０と第６のオリフィス１１２６との間に約１８０度の角度が形成される。しかしながら、角度の和が３６０度でオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。オリフィスのこの構成は、「分割ガンマ８マイナス３」オリフィス配置と呼ぶことができる。「分割ガンマ」という用語は、２つの別々の仮想円上のオリフィスの２つの構成を指す。各構成はそれ自身の焦点を規定し、５つの穴の非対称的集合に個々に適合される。各非対称的集合は、それぞれ衝突点１１１３および１１１４から出射される噴霧プルームを生成する。各噴霧プルームは、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向され、その結果、それぞれが各焦点から外方に出射される２つの偏向噴霧を生じる。不均衡な側方液体運動量により、各噴霧プルームは、第１のオリフィス１１２１と第５のオリフィス１１２５との間、または第６のオリフィス１１２６と第１０のオリフィス１１３０との間で各衝突集合の側方に向かって偏向され、それによって分割ガンマまたは分割噴霧構成に２つのプルームを生成する。
【００４１】
図１８は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板１２００を示す。オリフィス板１２００は、流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板１１００と同様の構造を有する。オリフィス板１２００は、１２個の流体通路１２０１〜１２１２と、１２個の流体通路にそれぞれ連携する１２個のオリフィス１２２１〜１２３２とを含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々に、前記流体通路の直径の各々は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態では、第１〜第５のオリフィス１２２１〜１２２５は、仮想円１２１３上に配置され、第６〜第１０のオリフィス１２２６〜１２３０は、別の仮想円１２１４上に配置されている。仮想円１２１３と仮想円１２１４は、オリフィス板１２００の直径よりも小さい直径を有する。追加のオリフィス１２３１が、仮想円１２１３の中心に配置される。追加のオリフィス１２３２が、仮想円１２１４の中心に配置される。仮想円１２１３および１２１４は、同じ中心線を共有せず、長手方向にオリフィス板１２００の中心にない。仮想円１２１３および１２１４の中心線は、オリフィス板１２００の中心線から等距離互いに離れている。６つの穴の各集合は、それぞれがそれ自身の非対称パターンを有する衝突集合を形成する。６つの穴の２つの集合は、互いに対称的な鏡像である。各非対称的集合内で、各通路からの流体噴流は、おおむね各集合に関する共通の焦点で互いに衝突する。具体的には、２つの焦点１２１５および１２１６が、仮想円１２１３および１２１４に整列された衝突集合に対してそれぞれ形成される。第１の衝突集合は、仮想円に沿った５つの噴流と、仮想円の中心の１つの噴流とで構成される。第２の衝突集合は、仮想円に沿った５つの噴流と、仮想円の中心の１つの噴流とで構成される。この実施の形態によれば、第６および第１２のオリフィスは、オリフィス板に対して垂直であり、それぞれ、各仮想円の中心に配置する。オリフィス１２３１から出射された第６の噴流は、オリフィス１２２１〜１２２５から出射された第１〜第５の噴流に衝突する。オリフィス１２３２から出射された第１２の噴流は、オリフィス１２２６〜１２３０から出射された第７〜第１１の噴流に衝突する。焦点からオリフィス板の遠位表面までの距離は、オリフィス板３００のそれと同じ範囲内にあり得る。どの隣接する２つの流体噴流の間にも、夾角が形成される。
【００４２】
仮想円１２１３上の第１の衝突集合内で、第１のオリフィス１２２１と第２のオリフィス１２２２との間、第２のオリフィス１２２２と第３のオリフィス１２２３との間、第３のオリフィス１２２３と第４のオリフィス１２２４との間、第４のオリフィス１２２４と第５のオリフィス１２２５との間に、約３６度の角度が形成される。第４のオリフィス１２２４と第５のオリフィス１２２５との間に配置されている。仮想円１２１３上の第１の衝突集合の中心には、第６のオリフィス１２３１がある。第５のオリフィス１２２５と第１のオリフィス１２２１との間に約２１６度の角度が形成される。仮想円１２１４上の第２の衝突集合内では、第７のオリフィス１２２６と第８のオリフィス１２２７との間、第８のオリフィス１２２７と第９のオリフィス１２２８との間、第９のオリフィス１２２８と第１０のオリフィス１２２９との間、第１０のオリフィス１２２９と第１１のオリフィス１２３０との間に約３６度の角度が形成される。仮想円１２１４上の第２の衝突集合の中心には、第１２のオリフィス１２３２がある。約２１６度の角度が、第１１のオリフィス１２３０と第７のオリフィス１２２６との間に形成されている。しかしながら、角度の和が３６０度で、オリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。オリフィスのこの構成は、「分割ガンマ１０マイナス５プラス１」オリフィス配置と呼ぶことができる。この表現で使用される「分割ガンマ」という用語は、それぞれがそれ自身の焦点を有する２つの別々の仮想円上のオリフィスの２つの構成を指す。加えて、各集合は、仮想円の中心に追加の穴を備えた５つの穴の非対称的集合で個別に構成される。各非対称的集合は、それぞれの衝突焦点１２１５および１２１６から出射される噴霧プルームを生成する。各噴霧プルームは、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向され、各焦点から外方にそれぞれ出射される２つの偏向噴霧を生じる。不均衡な側方液体運動量により、噴霧プルームは、第１のオリフィス１２２１と第５のオリフィス１２２５との間、および第７のオリフィス１２２６と第１１のオリフィス１２３０との間の各衝突集合の側方に向かって偏向され、それによって分割ガンマ、または分割噴霧構成に２つのプルームを生成する。
【００４３】
図１９は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板１３００を示す。オリフィス板１３００は、異なる中心軸を有する２つの非対称的集合に配置された流体通路およびオリフィスの構造を除いて、オリフィス板１１００と同様の構造を有し、各集合内でオリフィスが各集合の中心軸と整列された３つの内接する仮想円に沿って配置され、各仮想円は中心オリフィスを有する。オリフィス板１３００は、１４個の流体通路１３０１〜１３１４と、１４個の流体通路にそれぞれ連携する１４個のオリフィス１３２１〜１３３４とを含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々に、前記流体通路の直径の各々は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態によれば、第１の非対称的集合は、仮想円１３１５上に配置された第１のオリフィス１３２１〜第３のオリフィス１３２３、仮想円１３１５と同心の仮想円１３１６上に配置された第４のオリフィス１３２４と第５のオリフィス１３２５、仮想円１３１５と１３１６と同心の第３の仮想円１３１７上に配置された第６のオリフィス１３２６、および仮想円１３１５〜１３１７の中心に配置された第７のオリフィス１３２７を含み、仮想円１３１５〜１３１７はオリフィス板１３００の直径よりも小さい直径を有する。第２の非対称的集合は、仮想円１３１８上に配置される第８のオリフィス１３２８〜第１０の１３３０、仮想円１３１８と同心の仮想円１３１９上に配置された第１１のオリフィス１３３１と第１２のオリフィス１３３２、仮想円１３１８と１３１９と同心の第３の仮想円１３２０上に配置された第１３のオリフィス１３３３、および仮想円１３１８〜１３２０の中心に配置された第１４のオリフィス１３３４を含み、仮想円１３１８〜１３２０はオリフィス板１３００の直径よりも小さい直径を有する。仮想円１３１５〜１３１７及び仮想円１３１８〜１３２０は、同じ中心線を共有しておらず、長手方向にオリフィス板１３００の中心にない。仮想円１３１５〜１３１７の中心線と仮想円１３１８〜１３２０の中心線は、オリフィス板１３００の中心線から等距離互いに離れている。第１の７つのオリフィス１３２１〜１３２７は、第１の衝突集合を形成する。第２の７つのオリフィス１３２８〜１３４４は、第２の衝突集合を形成する。各集合はそれ自身の非対称パターンを有する。第１の集合と第２の集合は、互いに対称鏡像である。各非対称的集合内で、各通路からの流体噴流は、おおむね各集合に関する共通の焦点で互いに衝突する。
【００４４】
仮想円１３１５上の第１の衝突集合内に、第１のオリフィス１３２１と第２のオリフィス１３２２との間、および第２のオリフィス１３２２と第３のオリフィス１３２３との間には、約３０度の角度が形成され、第３のオリフィス１３２３と第１のオリフィス１３２１との間に約３００度の角度が形成される。仮想円１３１６上では、第４のオリフィス１３２４と第５のオリフィス１３２５との間に約４０度の角度が形成され、第５のオリフィス１３２５と第４のオリフィス１３２４との間に約３２０度の角度が形成される。仮想円１３１７上に、単一の第６のオリフィス１３２６が、仮想円１３１５の第２のオリフィス１３２２と一直線に置かれる。仮想円１３１５〜１３１７上の第１の衝突集合の中心には、第７のオリフィス１３２７が設けられている。仮想円１３１５および１３１７上に整列された各オリフィスの中心線は、仮想円１３１６上の各オリフィスの中心線に対して約２０度だけ放射状に整列される。第２の衝突集合内では、仮想円１３１８上で、第８のオリフィス１３２８と第９のオリフィス１３２９との間、および第９のオリフィス１３２９と第１０のオリフィス１３３０との間に約３０度の角度が形成される。第１０のオリフィス１３３０と第８オリフィス１３２８との間に約３００度の角度が形成される。仮想円１３１９上では、第１１のオリフィス１３３１と第１２のオリフィス１３３２との間に約４０度の角度が形成され、第１２のオリフィス１３３２と第１１のオリフィス１３３１との間に約３２０度の角度が形成されている。仮想円１３２０上に、単一の第１３のオリフィス１３３３が、仮想円１３１８の第９のオリフィス１３２９と一直線に置かれる。仮想円１３１８〜１３２０上の第２の衝突集合の中心には、第１４のオリフィス１３３４が設けられる。仮想円１３１８および１３２０に整列した各オリフィスの中心線は、仮想円１３１９上の各オリフィスの中心線に対して約２０度だけ放射状に整列される。しかしながら、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。オリフィスのこの構成は、「分割ガンマ、単一焦点、１２マイナス９、９マイナス７、６マイナス５、プラス１」オリフィス配置と呼ぶことができる。この表現で使用される「分割ガンマ」という用語は、それぞれがそれ自身の焦点を有する２つの別々の衝突集合のオリフィスの２つの構成を指す。各集合は、３つの同心の仮想円に沿った６つの穴の非対称的集合において個別に構成され、仮想円の中心に追加の穴を備える。第１の非対称的集合は、第１の衝突焦点１３３５から出射される噴霧プルームを生成する。第２の非対称的集合は、第２の衝突焦点１３３６から出射される噴霧プルームを生成する。各噴霧プルームは、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。その結果、各々がそれぞれの焦点から外方に出射される２つの別個の偏向された噴霧が生成される。不均衡な側方液体運動量により、各噴霧プルームは、各衝突集合のオリフィス１３２１〜１３２６の集団またはオリフィス１３２８〜１３３３の集団に正反対側に向かって偏向される。その結果、オリフィス板１３００の中心から外方に下向きの曲げ角度で出射される、分割ガンマにおける２つのプルーム、または２つに分裂した噴霧が生成される。
【００４５】
図２０は、本開示の別の実施の形態によるオリフィス板１４００を示す。オリフィス板１４００は、異なる中心軸を有する２つの非対称的集合に配置される流体通路及びオリフィスの構造を除いて、オリフィス板１３００と同様の構造を有する。各オリフィス集合は、各集合の中心軸と整列した３つの内接する仮想円に沿って配置される。各オリフィス集合は中心オリフィスを有する。オリフィス板１４００は、１４個の流体通路１４０１〜１４１４と、１４個の流体通路にそれぞれ連携する１４個のオリフィス１４２１〜１４３４とを含む。流体通路の全ては、略同じ直径を有するが、個々に、前記流体通路の直径の各々は、同じであっても異なっていてもよい。この実施の形態によれば、第１の非対称的集合は、仮想円１４１５上に配置された第１〜第３のオリフィス１４２１〜１４２３、仮想円１４１５と同心の仮想円１４１６上に配置された第４および第５のオリフィス１４２４および１４２５と、仮想円１４１５および１４１６と同心の第３の仮想円１４１７上に配置された第６のオリフィス１４２６と、仮想円１４１５〜１４１７の中心に配置された第７のオリフィス１４２７とを含み、すべての仮想円がオリフィス板１４００の直径よりも小さい直径を有する。第２の非対称的集合は、仮想円１４１８上に配置された第８〜第１０のオリフィス１４２８〜１４３０と、仮想円１４１８と同心の仮想円１４１９上に配置された第１１および第１２のオリフィス１４３１および１４３２と、仮想円１４１８および１４１９と同心の第３の仮想円１４２０上に配置された第１３のオリフィス１４３３と、仮想円１４１８〜１４２０の中心に配置された第１４のオリフィス１４３４とを含み、すべての仮想円がオリフィス板１４００の直径よりも小さい直径を有する。仮想円１４１５〜１４１７と仮想円１４１８〜１４２０とは、同じ中心線を共有しておらず、長手方向にオリフィス板１４００の中心にない。仮想円１４１５〜１４１７の中心線と仮想円１４１８〜１４２０の中心線は、オリフィス板１４００の中心線から等距離互いに離れている。７つのオリフィス１４２１〜１４２７の第１の集合は、それ自身の非対称パターンを有する第１の衝突集合を形成する。 ７つのオリフィス１４２８〜１４３４の第２の集合は、それ自身の非対称パターンを有する第２の衝突集合を形成する。第１のオリフィス集合および第２のオリフィス集合は、互いに対称鏡像である。第１の非対称的衝突集合内で、各通路からの流体噴流は、おおむねこの集合に関する第１〜第３の焦点１４３５〜１４３７で互いに衝突する。第２の非対称的衝突集合内では、各通路からの流体噴流は、おおむね第４〜第６の焦点１４３８〜１４４０で互いに衝突する。仮想円１４１５〜１４１７に整列した７つの噴流の第１の衝突集合では、仮想円１４１５に沿ったオリフィス１４２１〜１４２３からの３つの噴流が、第１の焦点１４３５で互いに衝突するとともにオリフィス１４２７からの噴流に衝突し、仮想円１４１６に沿ったオリフィス１４２４と１４２５からの２つの噴流が、第２の焦点１４３６で互いに衝突するとともにオリフィス１４２７からの噴流に衝突し、仮想円１４１７に沿ったオリフィス１４２６からの１つの噴流が、第３の焦点１��３７でオリフィス１４２７からの噴流に衝突する。仮想円１４１８〜１４２０に整列された７つの噴流の第２の衝突集合では、仮想円１４１８に沿ったオリフィス１４２８〜１４３０からの３つの噴流が、第４の焦点１４３８で互いに衝突するとともにオリフィス１４３４からの噴流に衝突し、仮想円１４１９に沿ったオリフィス１４３１と１４３２からの２つの噴流が、第５の焦点１４３９で互いに衝突するとともにオリフィス１４３４からの噴流に衝突し、仮想円１４２０に沿ったオリフィス１４３３からの１つの噴流が、第６の焦点１４４０でオリフィス１４３４からの噴流に衝突する。生じた焦点は、「積層焦点」と呼ばれ、各オリフィス集合の仮想同心円によって中心軸に沿って形成された３つ以上の焦点が、同心の仮想円の中心の長手方向軸上に全て配置されている。焦点からオリフィス板の遠位面までの距離はオリフィス板３００の範囲と同じ範囲にすることができる。どの２つの隣接する流体噴流の間にも、夾角が形成される。各集合内の仮想円の各々に沿って、オリフィス板１４００と交差するオリフィスの各々によって形成される角度は同じである。その結果、オリフィスの各衝突集合に対する３つの焦点が得られ、各焦点は各仮想円のオリフィスに対応する。
【００４６】
仮想円１４１５上の第１の衝突集合内では、第１のオリフィス１４２１と第２のオリフィス１４２２との間、および第２のオリフィス１４２２と第３のオリフィス１４２３との間に約３０度の角度が形成され、第３のオリフィス１４２３と第１のオリフィス１４２１との間に約３００度の角度が形成される。仮想円１４１６上では、第４のオリフィス１４２４と第５のオリフィス１４２５との間に約４０度の角度が形成され、第５のオリフィス１４２５と第４のオリフィス１４２４との間に約３２０度の角度が形成される。仮想円１４１７上で、単一の第６のオリフィス１４２６が、仮想円１４１５の第２のオリフィス１４２２と一直線に置かれる。仮想円１４１５〜１４１７上の第１の衝突集合の中心には、第７のオリフィス１４２７が設けられている。仮想円１４１５および１４１７に整列したオリフィスの中心線は、仮想円１４１６上のオリフィスの中心線に対して約２０度だけ放射状に整列される。第２の衝突集合内では、仮想円１４１８上で、第８のオリフィス１４２８と第９のオリフィス１４２９との間、および第９のオリフィス１４２９と第１０のオリフィス１４３０との間に約３０度の角度が形成され、第１０のオリフィス１４３０と第８のオリフィス１４２８との間に約３００度の角度が形成される。仮想円１４１９上では、第１１のオリフィス１４３１と第１２のオリフィス１４３２との間に約４０度の角度が形成され、第１２のオリフィス１４３２と第１１のオリフィス１４３１との間に約３２０度の角度が形成されている。仮想円１４２０上には、単一の第１３のオリフィス１４３３が、仮想円１４１８の第９のオリフィス１４２９と一直線に置かれる。仮想円１４１８〜１４２０上の第２の衝突集合の中心には、第１４のオリフィス１３３４が設けられる。仮想円１４１８および１４２０に整列されたオリフィスの中心線は、仮想円１４１９上のオリフィスの中心線に対して約２０度だけ放射状に整列される。しかしながら、角度の和が３６０度であり、かつオリフィスを仮想円に沿って非対称的に分布する限り、角度は任意の適当な組み合わせであり得る。オリフィスのこの構成は、「分割ガンマ、積層焦点、１２マイナス９,９マイナス７、６マイナス５、プラス１」オリフィス配置と呼ぶことができる。「分割ガンマ」という用語は、３つの積層された焦点をそれぞれ有する２つの別々の衝突集合のオリフィスの２つの構成を指し、各集合は、３つの同心の仮想円に沿った６つの穴の非対称的集合において個別に構成され、仮想円の中心に追加の穴を備える。非対称的集合の各々は、それぞれの衝突点１４３５〜１４３７および１３３８〜１４４０からそれぞれ出射される噴霧プルームを生成する。各噴霧プルームは、対応するオリフィスを欠く四分円または方向に向かって偏向される。その結果、それぞれの焦点から外方にそれぞれ出射される２つの別個の偏向された噴霧が生成される。不均衡な側方液体運動量により、各噴霧プルームは、各衝突集合のオリフィス１４２１〜１４２６の集団に正反対側とオリフィス１４２８〜１４３３の集団に正反対側とに向かって偏向される。その結果、オリフィス板１４００の中心から外方に下向きの曲げ角度で出射される、分割ガンマにおける２つのプル��ム、または２つに分裂した噴霧が生成される。
【００４７】
図２１は、オリフィス板１３００の遠位側の画像であり、図２２は、オリフィス板１３００の近位側の画像である。
【００４８】
上述のオリフィス板１１００〜１４００はそれぞれ、２つの噴霧プルームを生成するオリフィスの２つの衝突集合を有するが、本開示はオリフィスのより多くの衝突集合を有するオリフィス板を含む。例えば、オリフィス板は、各々が中心軸を有する３つの噴霧プルームを生成するオリフィスの３つの衝突集合を有することができる。各衝突集合は、１つから６つの間の仮想円上に整列されたオリフィスを有することができ、それらの仮想円は他の仮想円と同心であってもなくてもよい。各衝突集合は、２つから２６個の間の穴を有することができる。各衝突集合は１つから６つの間の焦点を有することができ、それらの焦点は同じ軸に沿っていてもなくてもよい。例えば、オリフィス板は、中心軸をそれぞれ有する３つの噴霧プルームを生成するオリフィスの４つの衝突集合を有することができる。各衝突集合は、１つから６つの間の仮想円上に整列されたオリフィスを有することができ、それらの仮想円は他の仮想円と同心であってもなくてもよい。各衝突集合は、２つから２６個の間の穴を有することができる。各衝突集合は１つから６つの間の焦点を有することができ、それらの焦点は同じ軸に沿っていてもなくてもよい。
【００４９】
オリフィス板は、液体燃料、酸化剤、Ｅ０〜Ｅ１００の範囲のエタノールブレンドを含む燃料アルコールブレンド、水、塩、尿素、接着剤、上塗り、塗料、潤滑剤または任意の溶液またはその中の混合物などの様々な流体に有用であり得る。例えば、流体は、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を含む任意のガソリン - アルコールブレンドの揮発性燃料であり得る。流体は、水およびアルコールおよびその中の任意の混合物であり得る。流体は、水および塩、およびその中の任意の混合物であり得る。流体は、水および尿素、およびその中の任意の混合物であり得る。
【００５０】
したがって、オリフィス板は、任意の等級のスチール、アルミニウム、黄銅、銅、それらの中の合金、黒鉛、セラミック、炭素または繊維混合物を含む複合材料、または多数のプラスチック化学物質で構成することができる。
【００５１】
本開示は、図１〜図１４を参照して例示的な実施の形態に関して説明されたが、本開示はこれらの実施の形態に限定されないことを理解されたい。むしろ、本開示は、内燃機関の燃料噴射器と共に使用されるオリフィス板に２つ以上の（最大１９の）オリフィスを提供するという本発明の概念を包含する。例えば、オリフィスの個数は２〜１９の範囲内にあってもよい。
【００５２】
さらに、前の段落で言及したこれらの追加の実施の形態に関して、これらの隣接するオリフィスの各々の間の角度は約１８度〜約３４２度の範囲であり得、角度は同じであっても異なっていてもよい。さらに、実施の形態において、上記の角度の各々は、同じであっても異なっていてもよい。各オリフィスは、他の１つのオリフィスまたは他の各オリフィスに対して等角度であり得る。あるいは、各オリフィスは、他の１つのオリフィスまたは他の各オリフィスに対して非等角度であってもよい。あるいは、オリフィスは、等角オリフィスと非等角オリフィスの組み合わせであってもよい。例えば、上記の角度は、約１８.００度、１８.９５度、１９.００度、２０.００度、２１.００度、２１.１８度、２２.００度、２２.５０度、２３.００度、２４.００度、２５.００度、２５.７１度、２６.００度 ２７.００度、２７.６９度、２８.００度、２９.００度、３０.００度、３１.００度、３２.００度、３２.７３度、３３.００度、３４.００度、３５.００度、３６.００度、３７.００度、３７.８９度、３８.００度、３９.００度、４０.００度、 ４２．３５度、４５．００度、４８．００度、５０.００度、５１.４３度、５２.００度、５３.００度、５４.００度、５５.３８度、５６.８４度、６０.００度、６２.００度、６３.５３度、６５.４５度、６７.５０度、７２.００度、 ７５.００度、７５.７９度、７７.１４度、８０.００度、８３.０８度、８４.７１度、９０.００度、９４.７４度、９６.００度、９８.１８度、１００.００度、１０２.８６度、１０５.８８度、１０８.００度、１１０.７７度、１１２.５０度、１１３.６８度 １２０.００度、１２６.００度、１２７.０６度、１２８.５７度、１３０.９１度、１３２.６３度、１３５.００度、１３８.４６度、１４０.００度、１４４.００度、１４８.２４度、１５０.００度、１５１.５８度、１５４.２９度、１５７.５０度、１６０.００度、１６２．００度、１６３．６４度、１６６．１５度、１６８．００度、１６９．４１度、１７０．５３度、１８０．００度、 １９０.００度、１９０．５９度、１９２.００度、１９３.８５度、１９６.３６度、２００.００度、２０２.５０度、２０５.７１度、２１０.００度、２１６.００度 、２２１.５４度、２２５.００度、２２９.０９度、２３１.４３度、２４０.００度、２４９．２３度、２５２．００度、２５７．１４度、２６１．８２度、２７０．００度、 ２８０.００度、２８８.００度、２９４.５５度、３００.００度、３０８.５７度、３１５.００度、３２０.００度、３２４.００度、３２５.００度、３３０.００度、３３５.００度、３４０.００度 、および３４２.００度であり得る。
【００５３】
本開示の別の態様によれば、噴流を衝突させる噴霧方向調整およびプルーム整形の方法を提供する。衝突噴流は、衝突する噴流が（前述のようにオリフィス板３００〜１０００などの）オリフィス板の中心軸に沿って放射状に対称的ではないように、オリフィス板を通過し、オリフィス板によってガイドされる。衝突噴流の非対称的分布は、噴霧プルームの中心線の偏向を引き起こす。その結果、噴霧プルームの中心線は中心の長手方向軸に平行ではない。流体噴流を生成する複数のオリフィスが設けられている。流体噴流は、オリフィス板の出口面から離れたオリフィス板の中心軸に沿って位置された焦点を形成するように互いに衝突する。衝突噴流の非対称的配置は、不均衡な側方運動量成分をもたらす。衝突噴流の非対称的配置はまた、焦点から出射された対応する噴霧プルームをもたらし、この噴霧プルームは、最小の側方運動量の領域に向かって、または逆に、最大の側方運動量を有する側から離れて放射状に偏向される。
【００５４】
本開示の別の態様によれば、噴流を衝突させる噴霧方向調整およびプルーム整形の方法を提供する。衝突噴流は、衝突する噴流が、オリフィス板の中心軸に沿って整列されていない各非対称的衝突集合に分けられるように、（前述のオリフィス板１１００〜１４００などの）オリフィス板を通過してオリフィス板によってガイドされる。多数の同心の仮想円内で実行され、各衝突集合内で整列され得る非対称的分布は、噴霧プルームの中心線の合成偏向を引き起こす。その結果、２つ以上の噴霧プルームの各中心線は、オリフィス板の中心の長手方向軸に平行ではなく、むしろ中心線は、２つ以上のプルームが中心軸から離れ互いから離れる方向に調整された状態で、オリフィス板に合成され得る。
【００５５】
したがって、噴霧プルームを、円錐形断面以外の１つ以上のプルーム断面に選択的に整形することができる。各プルーム断面は、噴霧プルームの中心線に垂直であり得、特定の用途に望ましい、直線、楕円、凹多角形、凸多角形、規則的または不規則な、または多数のフリーハンド形状の断面を有することができる。
【００５６】
したがって、噴霧プルームは、選択的に整形されて、そのプルームが、曲げ角度、あるいは他方のプルームと同じ方向の偏向、およびガンマ角度、あるいは２つ以上のプルームを分裂して他方のプルームから離す角度の両方を有する合成角度でオリフィス板から噴霧する分割ガンマ、あるいは分裂噴霧パターンを生成することができる。
【００５７】
この方法は、ノズル、オリフィス板、および／または流体フィッティングおよびチャネリングのための挿し込みと共に使用される衝突噴流に適用することができる。この方法は、正確な開始および停止時間に正確な量の液体流を提供する調量手段を備えた噴射器にも適用することができる。
【００５８】
本方法は、液体燃料、酸化剤、Ｅ０〜Ｅ１００の範囲のエタノールブレンドを含む燃料アルコールブレンド、水、塩、尿素、接着剤、上塗り、塗料、潤滑剤または任意の溶液またはそれらの混合物を含むがこれらに限定されない多種多様な流体と共に使用することができる。
【００５９】
本開示の様々な固有の実施の形態に適用される本開示の基本的な新規な特徴を示し、説明し、指摘したが、図示した装置の形態および詳細およびそれらの動作における様々な省略、置換および変更は、本開示の精神から逸脱することなく、当業者によってなされてもよい。例えば、同じ結果を達成する略同じ方法で略同じ機能を果たすそれらの要素および／または方法ステップのすべての組み合わせが本開示の範囲内にあることは明らかである。さらに、任意の開示した形態または開示の実施の形態と共に図示および／または記載した構造および／または要素および／または方法ステップは、任意の他の開示または記載または示唆される形態または実施の形態に一般の設計選択事項として組み込まれ得ること認識すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって示すようにのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月17日(2018.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
2018530698.tif 000047