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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Laserzündkerze, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs oder einen Großgasmotor, mit einer Vorkammer zur Aufnahme eines zündfähigen Mediums, und mit einem Brennraumfenster zur Einstrahlung von Laserstrahlung aus einem Innenbereich der Laserzündkerze auf mindestens einen in der Vorkammer angeordneten Zündpunkt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserzündkerze der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein gesteigerter Schutz des Brennraumfensters vor Ablagerungen, wie sie infolge eines Eintrags von Verbrennungsprodukten aus der Vorkammer auf die Oberfläche des Brennraumfensters entstehen können, gegeben ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird bei der Laserzündkerze der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Brennraumfenster und der Vorkammer Blendenmittel angeordnet sind, die mindestens zwei jeweils eine Fluidverbindung zwischen einem durch die Blendenmittel und das Brennraumfenster begrenzten Zwischenbereich und der Vorkammer ermöglichende Fluidkanäle aufweisen, wobei mindestens ein erster Fluidkanal gleichzeitig so ausgebildet und angeordnet ist, dass er die Einstrahlung der Laserstrahlung aus dem Innenbereich beziehungsweise dem Zwischenbereich in die Vorkammer ermöglicht.
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Die erfindungsgemäßen Blendenmittel ermöglichen vorteilhaft gleichzeitig die Einstrahlung von Laserstrahlung durch das Brennraumfenster hindurch auf einen in der Vorkammer gelegenen Zündpunkt, während vorteilhaft durch das Vorhandensein mindestens eines zweiten beziehungsweise weiteren Fluidkanals die Möglichkeit gegeben ist, Fluidströmungen im Bereich der Blendenmittel, insbesondere auch in dem Zwischenbereich zwischen den Blendenmitteln und dem Brennraumfenster, so zu beeinflussen, dass beispielsweise aus der Vorkammer herrührende, auf das Brennraumfenster gerichtete Staupunktströmungen reduziert werden und insbesondere in dem optisch aktiven Bereich des Brennraumfensters nicht auftreten können. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass der Eintrag von Verbrennungsprodukten auf den optisch aktiven Bereich des Brennraumfensters minimiert wird.
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Einer Erfindungsvariante zufolge kann der erste Fluidkanal, der gleichzeitig zur Führung der Laserstrahlung dient, im Wesentlichen im Bereich einer Längsachse der Laserzündkerze angeordnet sein, was insbesondere für die Realisierung von Zündpunkten entlang einer Längsachse der Laserzündkerze günstig ist. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Fluidkanal im Wesentlichen Kegelstumpfform aufweist, wodurch sich eine optimierte Anpassung der Geometrie des ersten Fluidkanals an die üblicherweise näherungsweise Kegelform aufweisende Geometrie der fokussierten Laserstrahlung ergibt. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform eine Grundfläche des ersten Fluidkanals dem Zwischenbereich, das heißt dem Bereich zwischen den Blendenmitteln und dem Brennraumfenster, zugeordnet, und eine Deckfläche, die kleiner ist als Grundfläche, ist der Vorkammer zugewandt. Auf diese Weise ist vorteilhaft sichergestellt, dass nur ein minimaler Eintrag von Partikeln aus der Vorkammer in den Zwischenbereich und damit auf das Brennraumfenster hin, gegeben ist.
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Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass eine Längsachse des ersten Fluidkanals im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse der Vorkammer angeordnet ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Längsachse des ersten Fluidkanals um einen Winkel von maximal etwa 20°, vorzugsweise maximal etwa 10°, gegenüber der Längsachse der Vorkammer verkippt ist, wodurch vorteilhaft auch Zündpunkte außerhalb der Längsachse beziehungsweise optischen Achse der Laserzündkerze in der Vorkammer erhalten werden können. Gleichzeitig ist hierdurch ein weiterer Freiheitsgrad für die Formung der Fluidströmung in der Vorkammer beziehungsweise in dem Zwischenbereich ermöglicht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter und/oder mindestens ein weiterer Fluidkanal eine der Vorkammer zugewandte erste Öffnungsfläche aufweist, die größer ist als eine dem Zwischenbereich zugewandte zweite Öffnungsfläche des jeweiligen Fluidkanals. Dadurch ist vorteilhaft ein weiterer Freiheitsgrad zur Beeinflussung der Fluidströmung in der Vorkammer beziehungsweise in dem Zwischenbereich gegeben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der Vorkammer zugewandte Öffnungsfläche des zweiten oder mindestens eines weiteren Fluidkanals größer ist als eine der Vorkammer zugewandte Öffnungsfläche des ersten Fluidkanals, wodurch sich eine Fluidströmung aus der Vorkammer in Richtung des Zwischenbereichs bevorzugt durch die weiteren Fluidkanäle hindurch einstellt, nicht jedoch durch den ersten Fluidkanal, der gleichzeitig zur Führung der Laserstrahlung dient. Dadurch kann Untersuchungen der Anmelderin zufolge vorteilhaft verhindert werden, dass Schmutzpartikel und Verbrennungsprodukte durch den ersten Fluidkanal direkt auf den optisch aktiven Bereich des Brennraumfensters in den Zwischenbereich eingetragen werden. Vielmehr werden durch die erfindungsgemäße Konfiguration solche Fluidströmungen von der Vorkammer in den Zwischenbereich beziehungsweise in Richtung des Brennraumfensters begünstigt, welche sich durch die weiteren Fluidkanäle ergeben. Sofern die weiteren Fluidkanäle so angeordnet sind, dass ihre Austrittsöffnungen in dem Zwischenbereich nicht direkt im Bereich des optisch aktiven Bereichs des Brennraumfensters liegen, werden von den Fluidströmungen mitgeführte Schmutzpartikel möglicherweise zwar auf dem Brennraumfenster abgelagert, dies erfolgt jedoch nicht in einem solchen Bereich des Brennraumfensters, der zur Transmission von Laserstrahlung vorgesehen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der Vorkammer zugewandte aggregierte Öffnungsfläche mehrerer weiterer Fluidkanäle größer ist als eine der Vorkammer zugewandte Öffnungsfläche des ersten Fluidkanals. Auch bei dieser Erfindungsvariante wird die Ausbildung von Fluidströmungen aus der Vorkammer in den Zwischenbereich und wieder zurück derart ermöglicht, dass sich eine Strömungsrichtung von der Vorkammer in den Zwischenbereich bevorzugt durch die weiteren Fluidkanäle hindurch ergibt, wobei sich eine Strömungsrichtung von dem Zwischenbereich in die Vorkammer im Wesentlichen bei einer durch den ersten Fluidkanal strömenden Fluidströmung ergibt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter und/oder mindestens ein weiterer Fluidkanal im Wesentlichen Zylinderform, insbesondere Kreiszylinderform, oder Kegelstumpfform aufweist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter und mindestens ein weiterer Fluidkanal im Wesentlichen symmetrisch um den ersten Fluidkanal herum angeordnet sind.
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Eine konzentrische Anordnung des zweiten und/oder mindestens eines weiteren Fluidkanals um den ersten Fluidkanal herum ist einer weiteren Ausführungsform zufolge ebenfalls denkbar.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der Vorkammer zugewandte Stirnfläche der Blendenmittel zumindest bereichsweise konkav oder konvex geformt ist, wodurch noch ein weiterer Freiheitsgrad zur Beeinflussung einer Fluidströmung in der Vorkammer gegeben ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Randbereich der Blendenmittel, der eine der Vorkammer zugewandte Öffnungsfläche des ersten Fluidkanals umgibt, zumindest abschnittsweise konkav geformt ist. Auf diese Weise wird vorteilhaft sichergestellt, dass sich eine im Wesentlichen in Längsrichtung auf den ersten Fluidkanal zu gerichtete Fluidströmung nicht durch den gesamten ersten Fluidkanal hindurch fortsetzen und zu einer Staupunktströmung auf den optisch aktiven Bereich des Brennraumfensters führen kann. Vielmehr werden zumindest Teile der auf die Blendenmittel treffenden Fluidströmung durch die konkav geformten Bereiche beispielsweise in eine radial innere Richtung umgelenkt, so dass sich diese umgelenkten Teilströmungen gegenseitig kompensieren.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Blendenmittel einstückig ausgebildet sind, insbesondere aus einem hochwarmfesten Stahl oder aus Nickel beziehungsweise einer Nickellegierung.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung beziehungsweise Darstellung in der Beschreibung beziehungsweise in der Zeichnung.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 schematisch einen teilweisen Querschnitt eines brennraumzugewandten Endbereichs einer erfindungsgemäßen Laserzündkerze,
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2 schematisch einen teilweisen Querschnitt eines brennraumzugewandten Endbereichs einer Laserzündkerze gemäß einer weiteren Ausführungsform,
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3 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer dritten Ausführungsform,
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4 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer vierten Ausführungsform,
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5 schematisch einen teilweisen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserzündkerze, und
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6 schematisch einen Querschnitt eines Blendenmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserzündkerze 100. Die Laserzündkerze 100 verfügt über eine Vorkammer 110, die in einem brennraumzugewandten Endbereich der Laserzündkerze 100, das heißt in 5 links, angeordnet ist. Die Laserzündkerze 100 kann beispielsweise in stationären Großgasmotoren oder auch in Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Ein die Vorkammer 110 zumindest teilweise umgebender Hauptbrennraum ist durch das Bezugszeichen 200 angedeutet.
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Die Laserzündkerze 100 verfügt vorliegend über in einem Innenbereich 100a der Laserzündkerze 100 angeordnete Mittel 102 zur Erzeugung von Laserstrahlung 20 (z.B. einen optisch gepumpten Festkörperlaser mit passiver Güteschaltung), welche durch ein Brennraumfenster 104 aus dem Innenbereich 100a in einen Zwischenbereich 100b der Laserzündkerze 100 gestrahlt wird. Der Zwischenbereich 100b der Laserzündkerze 100 ist von dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 durch Blendenmittel 115 getrennt, die wie aus 5 ersichtlich die Einstrahlung der Laserstrahlung 20 aus dem Innenbereich 100a beziehungsweise dem Zwischenbereich 100b in den Innenraum 111 der Vorkammer, insbesondere auf den Zündpunkt ZP, der in der Vorkammer 110 angeordnet ist, ermöglichen. Hierzu weisen die Blendenmittel 115 einen ersten, in 5 nicht bezeichneten, Fluidkanal auf, durch den die Laserstrahlung 20 in die Vorkammer 110 einstrahlbar ist. Gegenüber herkömmlichen Laserzündkerzen, welche nicht über die Blendenmittel 115 verfügen, ist eine Fluidströmung aus dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 in Richtung des Zwischenbereichs 100b der Laserzündkerze 100 aufgrund der Ausbildung des ersten Fluidkanals jedoch vorteilhaft stark eingeschränkt, so dass insbesondere Verbrennungsprodukte und Schmutzpartikel aus dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 nur in verhältnismäßig geringem Maße in den Zwischenbereich 100b und damit möglicherweise auf das Brennraumfenster 104 eingetragen werden können.
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Erfindungsgemäß weisen die Blendenmittel 115 zusätzlich zu dem ersten, in 5 nicht näher bezeichneten, Fluidkanal, der gleichzeitig zur Einstrahlung der Laserstrahlung 20 in die Vorkammer 110 dient, mindestens einen weiteren, in 5 nicht abgebildeten Fluidkanal auf, der ebenfalls eine Fluidkommunikation zwischen dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 und dem Zwischenbereich 100b ermöglicht. Dadurch ist erfindungsgemäß vorteilhaft die Möglichkeit gegeben, eine Fluidströmung beziehungsweise einen Fluidaustausch zwischen dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 und dem Zwischenbereich 100b derart zu beeinflussen, dass sich eine Fluidströmung in dem Zwischenbereich 100b ergibt, die hinsichtlich der Beaufschlagung des Brennraumfensters 104 mit Schmutzpartikeln besonders günstig ist.
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Beispielsweise kann die Konfiguration der Blendenmittel 115 derart erfolgen, dass sich Fluidströmungen von dem Innenraum 111 in Richtung des Zwischenraums 100b bevorzugt durch weitere, in 5 nicht gezeigte, Fluidkanäle ergeben, welche weiter radial außen angeordnet sind als der in 5 abgebildete erste Fluidkanal. Dadurch ist vorteilhaft sichergestellt, dass solche Fluidströmungen nicht direkt auf einen zentralen Bereich des Brennraumfensters 104 treffen können, welcher im Sinne einer Maximierung der Standzeit der Laserzündkerze 100 möglichst freizuhalten ist von Schmutzpartikeln. Bei einer derartigen Konfiguration dient der erste Fluidkanal, der in 5 dargestellt und zusätzlich zu der Fluidkommunikation auch zur Transmission der Laserstrahlung 20 vorgesehen ist, vorteilhaft überwiegend dazu, eine Fluidströmung aus dem Zwischenbereich 100b in die Vorkammer 110 beziehungsweise den Innenraum 111 der Vorkammer 110, zu ermöglichen. Durch eine derartige Abstimmung der jeweiligen Fluidströmung ist vorteilhaft sichergestellt, dass ein Eintrag von Schmutzpartikeln auf das Brennraumfenster 104 allenfalls in radial äußeren Randbereichen stattfindet, was für die Degradation der Transmissionseigenschaften bezüglich der Laserstrahlung unwesentlich ist, da diese Randbereiche nicht Bestandteil des Strahlengangs für die Laserstrahlung 20 sind.
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1 zeigt eine Detailansicht des brennraumzugewandten Endbereichs einer Laserzündkerze gemäß einer weiteren Ausführungsform. Zwischen dem Brennraumfenster 104 und dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 ist wiederum ein erfindungsgemäßes Blendenmittel 115 angeordnet, welches vorliegend über einen ersten Fluidkanal 115_1 verfügt, der neben dem Fluidaustausch gleichzeitig die Einstrahlung von Laserstrahlung 20 (5) auf den Zündpunkt ZP ermöglicht. Hierzu ist der erste Fluidkanal 115_1 bevorzugt so angeordnet, dass seine Längsachse 115_LA im Wesentlichen übereinstimmt mit der Längsachse LA beziehungsweise der optischen Achse der Laserzündkerze 100.
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Andere Konfigurationen, bei denen die Längsachse 115_LA des ersten Fluidkanals 115_1 beispielsweise parallel zu der Längsachse LA angeordnet ist, sind ebenfalls denkbar. Es ist ferner möglich, den ersten Fluidkanal 115_1 so in den Blendenmitteln 115 anzuordnen, dass die Längsachse 115_LA des ersten Fluidkanals 115_1 um einen Winkel von maximal etwa 20°, vorzugsweise maximal etwa 10°, gegenüber der Längsachse LA der Vorkammer 110 verkippt ist, wodurch weitere Freiheitsgrade hinsichtlich der Positionierung des Zündpunkts ZP in dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 gegeben sind. Gegebenenfalls ist bei derartigen Konfigurationen die Auslegung der optischen Komponenten (Brennraumfenster 104, Laserquelle 102, Fokussieroptik, usw.) an den Verkippungswinkel anzupassen.
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Neben dem ersten Fluidkanal 115_1 verfügen die Blendenmittel 115 gemäß 1 auch über einen zweiten Fluidkanal 115_2, der, wie aus 1 ersichtlich, radial weiter außen angeordnet ist als der erste Fluidkanal 115_1.
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Besonders bevorzugt weist der zweite Fluidkanal 115_2 eine der Vorkammer 110 zugewandte erste Öffnungsfläche auf, die größer ist als eine dem Zwischenbereich 100b zugewandte zweite Öffnungsfläche, so dass sich Fluidströmungen von dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 in Richtung des Zwischenbereichs 100b bevorzugt durch den zweiten Fluidkanal 115_2 ausbilden, und nicht etwa durch den ersten Fluidkanal 115_1. Eine sich bei der erfindungsgemäßen Konfiguration typischerweise einstellende Fluidströmung ist in 1 durch den Pfeil F angedeutet.
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Wie man ebenfalls aus 1 ersieht, bilden sich bei der vorliegenden Konfiguration Fluidströmungen von dem Zwischenbereich 100b zu dem Innenbereich 111 der Vorkammer 110 bevorzugt durch den ersten Fluidkanal 115_1 aus. Dadurch wird erfindungsgemäß vorteilhaft vermieden, dass sich eine Staupunktströmung ausbilden kann, die auf den zentralen Bereich des Brennraumfensters 104 gerichtet ist. Vielmehr ergeben sich Untersuchungen der Anmelderin zufolge allenfalls tangentiale Strömungen im zentralen, optisch aktiven, Bereich des Brennraumfensters 104, so dass ein Auftrag von Schmutzpartikeln auf das Brennraumfenster 104 beziehungsweise seine dem Zwischenbereich 100b zugewandte radial innere Oberfläche verringert wird.
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Die Fluidkanäle 115_1, 115_2 weisen bevorzugt Kegelstumpfform auf, können ganz allgemein jedoch auch beispielsweise Zylinderform, insbesondere Kreiszylinderform oder sonstige Formen aufweisen. Hierbei ist zu beachten, dass zur Begünstigung der jeweiligen Strömungsrichtungen der erste Fluidkanal bevorzugt eine geringere Öffnungsfläche zur Vorkammer 110 hin aufweisen sollte, während die erste Öffnungsfläche der weiteren Fluidkanäle 115_2, die zur Vorkammer 110 weist, größer sein sollte als die jeweiligen zweiten Öffnungsflächen der weiteren Fluidkanäle 115_2.
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2 zeigt eine weitere Erfindungsvariante, bei der die Blendenmittel 115 neben dem ersten, unter anderem zur Einstrahlung von Laserstrahlung dienenden ersten Fluidkanal 115_1, mehrere weitere Fluidkanäle 115_2 aufweisen. Besonders bevorzugt sind die weiteren Fluidkanäle 115_2 etwa im Wesentlichen symmetrisch um den ersten Fluidkanal 115_1 herum angeordnet, so dass sich eine effiziente Füllung des auch als „Lightpath“ bezeichneten ersten Fluidkanals 115_1 in 2 von rechts ergibt. Insbesondere erfolgt Untersuchungen der Anmelderin zufolge bei der Erfindungsvariante gemäß 2 eine scharfe Strömungsumlenkung der durch die weiteren Kanäle 115_2 in 2 von links nach rechts verlaufenden Strömungen vor dem Brennraumfenster 104 in Kombination mit einer sich im radial inneren Bereich des Brennraumfensters 104 ergebenden Gegenströmung durch den Lightpath 115_1, so dass insbesondere keine auf den radial inneren Bereich des Brennraumfensters 104 gerichtete Staupunktströmung entsteht.
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3 zeigt eine weitere Erfindungsvariante, bei der mindestens zwei weitere, nicht näher bezeichnete, Fluidkanäle zusätzlich zu dem Lightpath-Fluidkanal 115_1 vorgesehen sind. Die weiteren Fluidkanäle sind vorliegend wie aus 3 ersichtlich als etwa kreiszylindrische Kanäle ausgebildet.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die dem Innenraum 111 der Vorkammer 110 zugewandte Stirnfläche der Blendenmittel 115 zumindest bereichsweise konkav geformt ist, um die Fluidströmung im Innenraum 111 der Vorkammer 110 zu beeinflussen. Auch bei dieser Ausführungsform können weitere Fluidkanäle zusätzlich zu dem Lightpath-Fluidkanal 115_1 vorgesehen sein, müssen jedoch nicht.
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6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Blendenmittel 115 für eine Laserzündkerze 100 zusammen mit einem Brennraumfenster 104. Bei der in 6 abgebildeten Erfindungsvariante ist ein Randbereich 115_R der Blendenmittel 115, der eine der Vorkammer 110 zugewandte Öffnungsfläche des ersten Fluidkanals 115_1 umgibt, zumindest abschnittsweise konkav geformt. Dadurch ergibt sich vorteilhaft die Umlenkung einer gegebenenfalls in Richtung des ersten Fluidkanals 115_1 auftretenden Fluidströmung F1 in der in 6 durch den weiteren Pfeil F2 veranschaulichten Weise. Das bedeutet, sofern Fluidströmungen zumindest teilweise direkt auf den ersten Fluidkanal 115_1 gerichtet sind, werden sie zumindest teilweise durch die konkav geformten Bereiche des Randbereichs 115_R abgelenkt, vorliegend beispielsweise radial nach innen, wo sie sich gegenseitig zumindest teilweise kompensieren und damit die Energie der auf das Brennraumfenster 104 gerichteten Strömungskomponente verringern.
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Die erfindungsgemäße Vorsehung mehrerer Fluidkanäle ermöglicht vorteilhaft die Steuerung der in der Vorkammer 110 auftretenden Fluidströmungen F (1) derart, dass Staupunktströmungen auf das Brennraumfenster 104 hin, zumindest in seinem radial inneren Bereich, der optisch aktiv ist, verhindert werden. Ferner ergibt sich durch die erfindungsgemäße Konfiguration eine verbesserte Vermischung von in der Vorkammer 110 vorliegendem Restgas mit neu in die Vorkammer 110 einströmendem Frischgas.
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Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration der Fluidkanäle 115_1, 115_2 wird insbesondere erreicht, dass verhältnismäßig schwere Schmutzpartikel beziehungsweise Verbrennungsprodukte, wie beispielsweise Ölaschen, allenfalls in den radial äußeren Bereichen des Brennraumfensters 115 auftreffen und sich dort niederschlagen, wohingegen ein zentraler, d.h. radial innerer, Bereich des Brennraumfensters 104 im Wesentlichen frei bleibt von Schmutzpartikeln.
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Eine Kombination der vorstehend genannten Ausführungsformen ist ebenfalls denkbar.
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Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Blendenmittel 115 einstückig ausgebildet, insbesondere aus einem hochwarmfesten Stahl oder aus Nickel beziehungsweise einer Nickellegierung.
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Das erfindungsgemäße Prinzip ermöglicht vorteilhaft eine Umlenkung der Fluidströmungen, wie sie sich beim Einströmen von Brennraumgas aus einem Hauptbrennraum 200 (1) in die Vorkammer 110 ergeben derart, dass sich eine Hauptströmung im Innenraum 111 der Vorkammer 110 entweder desachsiert, das heißt es gibt keine direkte Einströmung in den ersten Fluidkanal 115_1 und somit eine allenfalls stark reduzierte Staupunktströmung auf das Brennraumfenster 104. Alternativ kann vorteilhaft auch eine solche Strömungsführung realisiert werden, die bewirkt, dass der Zwischenbereich 100b aus einer radial äußeren Richtung über die weiteren Fluidkanäle 115_2 mit Fluid aus der Vorkammer 110 beschickt wird, wobei die Strömung durch die weiteren Fluidkanäle 115_2 scharf umgelenkt wird, um den Zwischenbereich 100b durch den ersten Fluidkanal 115_1 wieder zu verlassen (1). Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass insbesondere schwere Partikel sich nicht in dem zentralen Bereich des Brennraumfensters 104, sondern allenfalls in den radial äußeren Bereichen niederschlagen, welche nicht zur Transmission der Laserstrahlung 20 verwendet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter und/oder mindestens ein weiterer Fluidkanal 115_2 eine der Vorkammer 110 zugewandte erste Öffnungsfläche aufweisen, die größer ist als eine dem Zwischenbereich 100b zugewandte zweite Öffnungsfläche des jeweiligen Fluidkanals 115_2 (1).
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der Vorkammer 110 zugewandte Öffnungsfläche des zweiten oder mindestens eines weiteren Fluidkanals 115_2 größer ist als eine der Vorkammer 110 zugewandte Öffnungsfläche 115_DF des ersten Fluidkanals 115_1 (2).
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine der Vorkammer 110 zugewandte aggregierte Öffnungsfläche mehrerer weiterer Fluidkanäle 115_2 größer ist als eine der Vorkammer 110 zugewandte Öffnungsfläche 115_DF des ersten Fluidkanals 115_1. D.h., mehrere weitere Fluidkanäle 115_2 zusammen weisen eine größere der Vorkammer 110 zugewandte Öffnungsfläche auf als der erste Fluidkanal 115_1.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein zweiter und mindestens ein weiterer Fluidkanal 115_2 im wesentlichen symmetrisch um den ersten Fluidkanal 115_1 herum angeordnet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens der zweite und/oder mindestens ein weiterer Fluidkanal 115_2 den ersten Fluidkanal 115_1 jeweils im wesentlichen konzentrisch umgibt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass asymmetrisch angeordnete Überströmkanäle bzw. Überströmbohrungen vorgesehen sind, die eine Fluidkommunikation zwischen dem Innenraum der Vorkammer und dem Hauptbrennraum ermöglichen. Insbesondere können die Überströmkanäle so angeordnet sein, dass ein oder mehrere Schnittpunkte der jeweiligen Längsachsen der Überströmkanäle miteinander nicht auf einer Längsachse bzw. optischen Achse der Laserzündkerze bzw. des Lightpath-Elements 115 liegen. Besonders bevorzugt hat ein Abstand der Schnittpunkte der Längsachsen der Überströmkanäle einer weiteren Ausführungsform zufolge und/oder ein Schwerpunkt der betreffenden Schnittpunkte einen Abstand von der Längsachse der Laserzündkerze, der etwa der Hälfte des kleinsten Durchmessers einer Durchtrittsöffnung des Lightpath-Elements 115 für die Laserstrahlung beträgt. Ausreichend sind weiteren Ausführungsformen zufolge jedoch auch etwa ein Drittel des Durchmessers. Größere Abstände wie beispielsweise zwei Drittel des minimalen Lightpath-Durchmessers sind auch denkbar, können sich unter Umständen jedoch als nachteilig für die Gemischbildung am Zündort herausstellen.
