JP2003530512A - 封止流体圧を動的に制御する流体シール装置および方法 - Google Patents

封止流体圧を動的に制御する流体シール装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 燃料噴射バルブ（１８０）の動的な流体封止システムが、封止流体を使用して燃料噴射バルブ内で気体燃料と第２流体を分離し、それによって気体燃料が、第２流体中に漏出するのを防止する。圧力均衡装置（１１０、１１１）を具備する圧力均衡システム（１００）が、噴射バルブ内で用いる封止流体と気体燃料の間の圧力差を小さくする。同時に圧力均衡システムが、封止流体の圧力が気体燃料の圧力に等しいかまたはそれよりわずかに高いように、噴射バルブ内部で封止流体圧を動的に均衡させる。エンジン回転速度、エンジン負荷および燃料遮断状態の全動作範囲を通じて、圧縮気体燃料が、第２流体中に漏出するのを防止するように、気体燃料と封止流体の間の圧力差を維持することができる。さらに気体燃料と封止流体の間の圧力差を小さくすることによって、封止流体が、気体燃料中に漏出するのを減らすこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は一般に、流体封止可能なチャンバを備える機械式装置用の動的な封止
流体圧制御のための流体シール装置および方法に関する。さらに具体的には、本
発明は、内燃機関用の燃料噴射バルブ内部における燃料の漏出を封止する装置お
よび方法に関する。
【０００２】発明の背景 天然ガスなどの気体燃料は、それらが容易に利用可能であり、微粒子の排出を
削減する可能性があるために、ディーゼルエンジン用燃料として有望な候補であ
る。いわゆる「直噴」エンジンにおいて、その圧縮行程の最後にエンジンの燃焼
室へ気体燃料を直接噴射するとき、他の利点は、ディーゼルエンジンの高い効率
特性が維持されることである。圧縮行程の最後近く（上死点近く）でシリンダ内
部の圧力に打ち勝つために、気体燃料が燃焼室内に進入するには高い気体噴射圧
が必要である。
【０００３】 噴射バルブに第２流体を使用するとき、その第２流体を収容する噴射バルブの
隔室内に気体燃料が漏れ出すと、噴射バルブの動作に悪影響を及ぼす恐れがある
。例えば、気体燃料の噴射バルブが油圧駆動の場合、気体燃料が駆動流体中に漏
出すると、油圧駆動回路を汚染して駆動を阻止または妨害する恐れがある。
【０００４】 知られている従来の油圧駆動式の液体燃料噴射バルブは、加圧された液体燃料
が駆動作動油中に漏れるのを減らし、また逆の場合も同様に減らすために、これ
までは穴とその穴の内部に位置する往復動バルブニードルとの間の直径方向のク
リアランスを極力小さくすることに依存してきた。しかし、この方法では液体燃
料と駆動作動油の間を確実に封止できず、したがって漏出を実質的に排除するの
ではなく、単に漏出を低減するだけである。気体燃料は極めて粘性が低く、直径
方向のクリアランスを小さくしても粘性の低い流体を封止するには効果的ではな
い。したがって、クリアランスシールは、油圧駆動式の気体燃料噴射バルブに関
して確実で効果的なシールとはなり得ない。
【０００５】 気体燃料噴射バルブに関して知られている従来の封止対策は、これまではＯリ
ングまたはその他の高分子材料シールを用いるものであったが、それらは加圧燃
料がその他の噴射バルブ隔室へ漏れ出すのを防止するように働く。しかし、高圧
直噴システムにおける従来の弾性高分子Ｏリングの欠点は、従来のＯリング材料
が一般に、動作寿命が大幅に低下することなく、高速の往復動速度および燃料噴
射バルブ内部で見られる高圧状態に耐えることができないことである。
【０００６】 以上の限界を受けて、流体シールを組み込むために気体燃料噴射バルブで用い
る封止技術が発展してきた。
【０００７】 気体燃料噴射バルブの流体シールは一般に、気体燃料が、噴射バルブ内の他の
隔室内および／または作動油または二次燃料などの第２流体中へ漏出するのを防
止する加圧封止流体を使用する。封止流体の圧力が、気体燃料の圧力より大きけ
れば、気体燃料が、封止流体を通過して第２流体中に漏出することはなくなる。
少量の封止流体が燃料中に漏出しても許容されるように、封止流体も可燃性であ
ることが好ましい。
【０００８】 気体燃料システムに関して、封止流体が気体燃料圧より高い圧力水準に維持さ
れていることが重要であり、そうでないと気体燃料が流体シールを破って漏出し
、例えば気体燃料が作動油中に漏出する場合、燃料損失によって効率性が損なわ
れ、さらに動作上の不具合の恐れが生じることになる。知られている流体シール
システムは一般に、想定される最高気体燃料圧より高い一定水準に封止流体圧を
維持する。このような流体シールシステムは、気体燃料の圧力が可変であるとき
、封止流体が、気体燃料チャンバ内に過剰に漏出する恐れがある。
【０００９】 例えば、本出願人が共同所有する１９９９年１２月７日交付の米国特許第５，
９９６，５５８号（５５８号特許）が、油圧駆動の気体燃料噴射システムを開示
するが、そこでは燃焼を向上させるために、気体燃料圧をエンジン回転速度およ
び他のエンジン負荷条件の関数として変化させることができる。
【００１０】 封止流体圧が気体燃料圧より高いとき、封止流体のいくらかは、層流のまたは
限定的な様態で、穴とその穴の内部に位置する往復動バルブニードルとの間の直
径方向のクリアランス間隙を介して流出する。封止流体のこの限定的な流量は次
の数式によって説明することができる。 ＱSD＝（ｋｃ3ＤＰ），Ｌ 上式で、ＱSDは封止流体の流量、ｋは定数、ｃはバルブとバルブチャンバの間の
直径方向のクリアランス、ＤＰは環状溝中の封止流体と気体チャンバ内部の気体
との間の圧力差、そしてＬは噴射バルブ内の環状溝とバルブ燃料チャンバとの間
の穴の長さである。マシーン加工性能には、直径方向のクリアランスｃを削減す
る限界があり、スペース上の制約によって、一般に長さＬの増大が限定される。
しかし、ＤＰを小さくすることによって、封止流体がバルブ燃料チャンバ内に漏
出するのを減らすことができる。
【００１１】 したがって、ＤＰが大きくなると、バルブ燃料チャンバ内へ流れる封止流体の
流量が増え、封止流体の望ましくない過剰な量の消費および燃焼が生じる。非効
率的でかつ不具合を生じる恐れがある封止流体の燃焼が、燃焼室に対する気体燃
料の供給が中断される燃料遮断状態で悪化する。燃料遮断状態の例は、車両が急
な下り坂を走行中、エンジンの圧縮を利用して車両を減速させているときである
。このような状態では、エンジン回転速度は追加的な燃焼がなくても十分である
。燃料遮断中に、噴射バルブ内部では、かなりの量の封止流体が気体燃料チャン
バ中に蓄積する可能性があり、燃料噴射が再び始まると、この蓄積した封止流体
が、エンジンの燃焼室中へ噴射されて、環境上望ましくなくかつ装備品を損傷す
る恐れのある副次的作用を伴って、最初のエンジン行程で燃焼される。上述のよ
うに、封止流体が漏出することによって、過剰な燃料供給にもなる。燃焼室内部
の燃料水準が過剰すぎると、燃料遮断状態の後に燃焼を再開するとき、ピストン
、シリンダヘッド、コンロッドおよびクランクシャフトなどのエンジン部品に過
剰な負担がかかる恐れがある。
【００１２】 本発明のシール装置および方法は、封止流体と気体燃料の間の圧力差を小さく
することによって、さらに一方の流体の圧力を利用して他方の流体の圧力を動的
に制御することによって、以上に記載した諸問題を克服する。すなわち、気体燃
料圧の変化に応じて、封止流体の圧力を動的に変化させることができる。したが
って本発明の装置および方法は、定圧封止流体を使用する従来システムに優る改
良システムを提供する。
【００１３】発明の概要 流体シール装置が、機械式装置における流体シール内部の封止流体を動的に圧
力制御する。機械式装置が、燃料供給システムに流体接続される燃料チャンバを
備える。燃料チャンバ内部の燃料圧はエンジン動作中に変動し得るが、１つの好
ましい実施形態では、エンジン負荷条件の変化に応じて変化するように、燃料チ
ャンバ内部の燃料圧を制御することができる。機械式装置が、燃料チャンバの壁
部内の開口部を貫通する可動構成要素を有する。液体シール装置が、 （ａ）前記機械式装置内部に形成されたくぼみを備え、前記くぼみが、前記壁
部と前記可動構成要素の間に形成される間隙と流体連通し、それによって前記燃
料チャンバ内部の燃料が、前記間隙を介して漏出するのを防止し、かつ封止流体
供給システムと流体連通する流体シールと、 （ｂ）封止流体供給システム内部の封止流体と流体連通する第１チャンバと、 第１チャンバと実質的に流体隔離されかつ燃料供給システム内部の燃料と流体
連通する第２チャンバと、 第１および第２チャンバのうちの少なくとも一方の内部の圧力の変化に応じて
移動可能であって、さらにこの移動に連係して流体シール内部の封止流体圧が動
的に制御可能である制御部材とを具備する圧力均衡装置とを備える。
【００１４】 圧力均衡装置が、流体シール内部の封止流体圧と燃料チャンバ内部の燃料圧の
間の流体圧力差を小さくするように動作可能である。例えばいくつかの実施形態
では、制御部材が、第２チャンバ内部の燃料圧の変化に応じて流体シール内部の
封止流体圧を調節するように移動可能である。従来の流体シールは典型的に、流
体シール内部の封止流体圧を固定した圧力に維持し、燃料チャンバ内部の燃料圧
の変化と共に変化する変動圧力差を生じるが、本流体シール装置は、従来システ
ムの可変圧力差より平均的に小さい圧力差を目標にして流体圧を動的に制御する
。代替実施形態では、制御部材が、第１チャンバ内部の封止流体圧の変化に応じ
て燃料チャンバ内部の燃料圧を調節するように移動可能である。この実施形態で
は、負荷などのエンジン動作条件の変化に応じて封止流体圧を制御することがで
き、さらに封止流体圧を使用して燃料チャンバ内部の燃料圧を制御する。
【００１５】 １つの実施形態では、燃料供給システムが、エンジン負荷の変化に応じて燃料
チャンバ内部の燃料圧を調節する制御可能な燃料圧力調節器をさらに備える。典
型的な機械式装置は、一定の圧力で供給される燃料を使用するが、本装置および
方法は、エンジン負荷の変化に応じて燃料圧を意図的に変化させるシステムに特
に適合する。
【００１６】 封止流体は、例えば、液体ディーゼル燃料または作動油などの液体であること
が好ましい。本流体シール装置は、液体または気体燃料を使用する機械式装置用
に使用できるが、気体が作動油中に漏出すると油圧システムの動作に支障を来す
恐れがあるので、本装置は、油圧システムおよび加圧気体燃料を使用する機械式
装置用に特に有用である。１つの好ましい実施形態では、気体燃料が、天然ガス
、水素および液化石油ガスからなる群から選択される。
【００１７】 １つの好ましい応用例では、機械式装置がエンジン用の燃料噴射バルブである
。例えば、噴射バルブ内部では、流体シールが、燃料チャンバ内へ延びる可動バ
ルブニードル（すなわち、可動構成要素）を有する燃料チャンバを封止する必要
があり得る。この例では、少なくとも１つのノズル口を介して、燃料チャンバか
らエンジンの燃焼室内へ燃料を噴射するために、バルブニードルが閉位置と開位
置の間で移動可能である。しかし、本発明は一般に、流体シールを使用して別の
流体の漏出を防止する機械式装置に適用可能であることは当業者には明らかであ
ろう。
【００１８】 １つの好ましい実施形態では、圧力均衡装置が燃料噴射バルブに対して外部に
あり、共通レール配置にある複数の噴射バルブに対応することができる。
【００１９】 圧力均衡装置の第１実施形態では、制御部材がシリンダ内部で移動可能なピス
トンを備える。このピストンが、第１チャンバを第２チャンバから分離し、さら
にピストンを均衡位置に維持するように封止流体圧を制御することによって、封
止流体圧を燃料圧に対して均衡させる。
【００２０】 １つの好ましい実施形態では、第１チャンバ内部の封止流体圧が、第２チャン
バ内部の燃料圧より高い所定量のとき、ピストンが均衡状態にあるように圧力均
衡装置を付勢する。例えば、ばねを使用して圧力均衡装置を付勢することができ
よう。代替的には、第２チャンバに面する第２有効表面積より小さい、第１チャ
ンバに面する第１有効表面積を有するピストンを使用することによって、圧力均
衡装置を付勢することもできよう。
【００２１】 圧力均衡装置が、第１チャンバを介してさらにシリンダの外側に延びる、ピス
トンに結合されたピストンロッドをさらに備える。このピストンロッドを用いて
、ピストンの動きを案内する補助とすることができ、さらに第１チャンバに面す
るピストン表面に結合したことによって、ピストンロッドが、第１有効表面積を
減らして圧力均衡装置を付勢するのを補助する。
【００２２】 センサを使用してシリンダ内部のピストンの動きを検出し、そのピストンの動
きを示す信号を封止流体制御ユニットに出力することができる。センサは、シリ
ンダ内部で直接ピストンの動きおよびピストンの位置を検出することができる。
代替的に、ピストンロッドを使用する場合は、ピストンの動きまたは位置を測定
するために、センサが、ピストンロッドの動きまたは位置を検出することができ
る。封止流体制御ユニットを使用して、第１チャンバ内部の封止流体圧および信
号に応答して流体シールを制御することができる。
【００２３】 より大きな圧力が流体シール内で必要なとき、封止流体供給システムが、封止
流体を加圧するための適切な従来の装置を備えることができる。例えば、封止流
体供給システムが、圧力均衡装置の第１チャンバと流体シールの内部の封止流体
の圧力を制御するために、封止流体制御ユニットによって制御可能な封止流体ポ
ンプを備えることができる。封止流体供給システム内で圧力パルスの効果を軽減
するために、このシステムは、封止流体ポンプの下流側と圧力均衡装置の上流側
に、脈流防止器をさらに備えることができる。
【００２４】 圧力均衡装置の第２の好ましい実施形態では、流体調節器バルブが、流体シー
ルへ流れる封止流体の流量を制御する。バルブ内部の流体通路が、その流体通路
を介してさらに流体シールに向かって流れる封止流体の流量を制御するように開
放可能である。流体通路が第１チャンバ備え、さらに第２チャンバは、燃料供給
システムに流体接続する制御チャンバである。その制御部材は、制御チャンバ内
部の燃料圧の変化に応じて移動可能である。この実施形態では、制御部材がダイ
ヤフラムを備えることができ、さらに流体調節器バルブは、ダイヤフラム作動式
の圧力制御バルブでよいが、そこではダイヤフラムが、制御チャンバ内部の燃料
圧の変化に応じて変形可能である。ダイヤフラムの代わりに、制御部材が制御チ
ャンバの一部である、シリンダ内部で移動可能なピストンを備えることができる
。
【００２５】 圧力均衡装置の第２の好ましい実施形態との組合せでは、流体調節器バルブの
下流側の封止流体圧が、第２チャンバ内部の燃料圧に等しいかまたはそれより大
きいように制御するために動作可能である。この実施形態において、流体シール
装置が、 （ｃ）封止流体ポンプの下流側で、封止流体供給システム内部の箇所で、封止
流体圧を検出し、かつその封止流体圧を示す信号を出力するセンサと、 （ｄ）信号を受け取るためにセンサに接続され、かつそのセンサの位置で、燃
料チャンバ内部の燃料圧より高い圧力に封止流体圧を維持するように、その信号
に基づいて封止流体ポンプを制御する封止流体制御ユニットとをさらに備えるこ
とができる。
【００２６】 この実施形態では、流体調節器バルブの上流側の封止流体圧が、燃料チャンバ
内部の燃料圧より高く保たれている。これによって、燃料チャンバ内部の燃料圧
より高い、流体シール内部の封止流体圧を与えるように、流体調節器バルブを介
して封止流体を流体シールに確実に供給することができる。したがって、このセ
ンサは流体調節器バルブの上流側に位置することが好ましい。センサが、流体通
路内で封止流体圧を測定する圧力変換器などの機器を備えることができる。
【００２７】 流体シール装置は、封止流体ポンプの下流側と流体調節器バルブの上流側で脈
流防止器をさらに備えることができる。
【００２８】 この実施形態の１つの変形では、第２チャンバ内部の燃料圧と等しいかまたは
それより大きいように、流体調節器バルブの上流側の封止流体圧を制御するため
に、封止流体供給システム内部で封止流体の再循環を制御するように、流体調節
器バルブが動作可能である。この構成では、流体シールに供給される封止流体が
、流体調節器バルブの上流側から取り込まれるが、そのバルブは、再循環される
封止流体の量を制御することによって上流側の圧力を制御するように動作する。
圧力センサを使用して、封止流体ポンプと流体調節器バルブの間で、封止流体供
給システム内部の封止流体圧を測定することができる。
【００２９】 圧力均衡装置の第３の好ましい実施形態では、流体調節器バルブが、燃料チャ
ンバ内部の圧力が流体シール内部の圧力より小さいかまたは等しいように、燃料
チャンバへ流れる燃料の流量を制御するために動作可能である。圧力均衡装置の
第１チャンバは、封止流体供給システム内部の封止流体に流体接続する制御チャ
ンバである。バルブ内部の流体通路は、その流体通路を介して流れる燃料の流量
を制御するように開閉可能である。この流体通路は第２チャンバを備える。その
制御部材は、制御チャンバ内部の封止流体圧の変化に応じて移動可能である。
【００３０】 圧力均衡装置のこの実施形態の流体調節器は、ダイヤフラムを備える制御部材
を含む。すなわち、流体調節器バルブが、ダイヤフラム作動式の圧力制御バルブ
でよく、そこではダイヤフラムが、制御チャンバ内部の封止流体圧の変化に応じ
て変形可能である。１つの代替実施形態では、制御チャンバがシリンダでもよく
、その制御部材が、シリンダ内部で移動可能なピストンを備えることができる。
【００３１】 流体シール装置のこの実施形態は、圧力センサと、そのセンサから発信された
信号に応答して封止流体ポンプを制御するための封止流体制御ユニットとをさら
に備える。このセンサが、封止流体ポンプの下流側であって、封止流体供給シス
テム内部の箇所で、封止流体圧を検出する。１つの好ましい実施形態では、封止
流体制御ユニットが、センサからの信号とエンジン動作条件データを受け取る。
制御ユニットの調整は、エンジンの動作条件によって予め決められている流体シ
ール内部の封止流体圧を与えるために、センサ信号およびエンジン動作条件デー
タに応答して封止流体ポンプを制御するようになされる。すなわち、封止流体圧
がエンジン動作条件によって決定され、さらに燃料チャンバ内部の燃料圧が封止
流体圧の変化に応じて制御される。
【００３２】 圧力センサは、流体調節器バルブの上流側にあるのが好ましく、例えば、封止
流体圧を測定する圧力変換器を備えることができる。この装置は、封止流体ポン
プによって生じる圧力パルスを軽減するために、ポンプの下流側と流体調節器バ
ルブおよび圧力センサの上流側に、脈流防止器をさらに備える。
【００３３】 この構成の１つの代替実施形態は、再循環ループと、封止流体供給システム内
部で再循環する封止流体の量を制御することによって流体シール内部の封止流体
圧を制御するように制御可能な流量制御ユニットとを使用する。
【００３４】 この流体シール装置の好ましい実施形態の追加的な特徴は圧力除去ループであ
り、それは、流体シール内部の封止流体圧が所定の値より大きいとき、封止流体
供給システム内部の封止流体の少なくとも一部を再循環させる流体通路を含む。
その選択された所定の値は、適切な安全係数によって、封止流体供給システムの
構成要素およびそのシステム全体の破壊圧力より小さい値である。圧力除去ルー
プは、再循環される封止流体の量を自動的に制御する圧力解除バルブをさらに備
える。
【００３５】 エンジン用の噴射バルブ内部の燃料チャンバを封止する流体シール内部の封止
流体圧を動的に制御する方法を開示する。噴射バルブが、燃料チャンバの壁部内
の開口部を貫通する可動構成要素を備え、さらに流体シールが、可動構成要素と
開口部の間の間隙を介して燃料が漏出するのを防止するために、開口部内部に配
置されることによって封止を設ける。流体シールの上流側の封止流体圧を燃料チ
ャンバの上流側の燃料圧に均衡させることによって、封止流体圧が、燃料チャン
バ内部の燃料圧に等しいかまたはそれより高いように、封止流体圧を流体シール
内部で動的に制御する。
【００３６】 エンジン負荷およびエンジン回転速度などのエンジン動作条件の変化に応じて
変化するように、燃料チャンバ内部の燃料圧を制御するとき、この方法が特に有
用である。
【００３７】 この方法の１つの好ましい実施形態では、この方法が、エンジン負荷条件の変
化に対応して封止流体圧を制御することをさらに含み、それによってこの方法が
、 （ａ）エンジンの負荷時に、流体シール内部の封止流体圧が燃料チャンバ内部
の燃料圧より大きいように、その封止流体圧を制御すること、および （ｂ）エンジンの無負荷時に、流体シール内部の封止流体圧が燃料チャンバ内
部の燃料圧と実質的に等しいように、その封止流体圧を制御することをさらに含
む。
【００３８】 １つの好ましい方法では、封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させること
が、シリンダ内部でピストンを平衡状態の位置に維持することによって実現でき
る。
【００３９】 別の好ましい方法では、封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させることが
、流体シールへ流れる封止流体の流量を調節する流体調節器バルブの制御チャン
バ内部の燃料圧の変化に応じて、流体シールに送り出す封止流体の流量を調節す
ることによって実現できる。この実施形態では、エンジンの動作条件の変化に応
じて燃料圧を制御する。燃料圧の変化は、制御チャンバを経由して流体調節器バ
ルブに伝えられるが、その制御チャンバは、燃料供給システムと流体連通してい
る。
【００４０】 さらに別の好ましい方法では、封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させる
ことが、燃料チャンバへ流れる燃料の流量を調節する流体調節器バルブの制御チ
ャンバ内部の封止流体圧の変化に応じて、燃料チャンバに送り出す燃料の流量を
制御することによって実現できる。この方法によれば、エンジンの動作条件の変
化に応じて封止流体圧を制御し、さらに封止流体圧を制御する結果として、制御
チャンバが封止流体システムと流体連通しているので燃料圧が間接的に制御され
る。
【００４１】 好ましい方法のうちのいずれか１つが、圧力均衡装置の上流側の封止流体圧を
測定すること、および燃料チャンバ内部の燃料圧より高い封止流体圧を圧力均衡
装置の上流側で維持するように、封止流体ポンプを圧力均衡装置の上流側で制御
することをさらに組み合わせることができる。この方法が、圧力均衡装置の上流
側にあることが好ましい脈流防止器を介して封止流体を送り出すことによって、
圧力パルスを封止流体ポンプの下流側で軽減することをさらに含むことができる
。
【００４２】好ましい実施形態の詳細な説明 動的な封止流体圧制御のための流体シール装置および方法は、回転、往復、摺
動またはその他の可動構成要素周りに封止が必要な様々なタイプの機械式装置で
使用することができる。内燃機関（エンジン）用の燃料噴射バルブに使用する本
流体シール装置およびそれに関連する方法を説明するが、そのような説明は例示
的であることを意図し、限定することを意図するものではない。
【００４３】 外付けの動的圧力均衡システムを使用して、封止流体の圧力を燃料圧に可能な
限り近づけ、しかしそれより小さくならないように維持する。図１は、圧力均衡
シリンダ１１０を備える圧力均衡装置１００を使用する外付けの動的圧力均衡シ
ステムの１つの実施形態を略図で例示する。圧力均衡シリンダ１１０は、チャン
バ１１２および１１４を分離する移動可能な制御部材としてのピストン１１１を
含む。ピストン１１１の側縁と圧力均衡シリンダ１１０の内壁との間を実質的に
封止するように、シリンダシール１１５をピストン１１１周りに配置することが
できる。シリンダシール１１５は知られたタイプのシールでよい。図１の実施形
態では、チャンバ１１２を通るピストンロッドの断面積が占める面積を除けば、
チャンバ１１２に面するピストン１１１の表面積が、チャンバ１１４に面するピ
ストンの表面積に実質的に等しい。したがって、チャンバ１１２に面するピスト
ン１１１の有効表面積が、チャンバ１１４に面するピストン１１１の有効表面積
よりわずかに小さい。このような構成のために、ピストン１１１が静止しかつ平
衡状態の位置にあるとき、チャンバ１１２内部の封止流体圧が、チャンバ１１４
内部の燃料圧よりわずかに高くなる。流体のうちの一方の圧力が変化するとき、
ピストン１１１が移動する。位置センサ１１８などのセンサが、圧力均衡シリン
ダ１１０内のピストン１１１の動きおよび位置を検出する。位置センサ１１８は
、例えば光センサ、線形ポテンショメータ、機械式装置またはピストンが予め決
められた所望の運動範囲のいずれか一方の限界にある時点を検出するリミットス
イッチなどの適切な装置でよい。
【００４４】 封止流体ポンプ１２０が封止流体をチャンバ１１２へ送り出す。封止流体制御
ユニット１２２が、位置センサ１１８からの情報に基づいて、圧力均衡シリンダ
１１０内部のピストン１１１の所望位置、例えば予め設定した２つの限界によっ
て限られた範囲内の位置を維持するように、封止流体ポンプ１２０を動的に制御
する。ポンプ１２０は、空気圧式、油圧式を含む知られた手段によって、または
封止流体制御ユニット１２２からの電気信号によって制御可能である。
【００４５】 液体の封止流体、例えばディーゼル燃料または作動油などが、供給タンク１２
４からライン１２６を介してポンプ１２０まで流れる。ポンプ１２０は、エンジ
ンによって、空気圧式にまたは電気式に機械的な駆動が可能である。圧力除去装
置１２５は、ライン１２７内のポンプ１２０の下流側で封止流体と流体連通する
ことができる。封止流体は、ライン１２７を介してポンプ１２０からチャンバ１
１２へ流れる。ライン１２７を介して流れる封止流体はまた、任意選択の脈流防
止器１２８を介して流れてもよい。脈流防止器１２８を具備するかどうかは、あ
る程度、使用する封止流体ポンプのタイプによる。例えば、ポンプ１２０が著し
い圧力パルスを生じる往復動ピストンポンプである場合は、脈流防止器１２８を
具備することが望ましいであろう。チャンバ１１２からの封止流体は、最終的に
ライン１２９を介して噴射バルブ１８０に流れる。
【００４６】 噴射バルブ１８０へ送出される燃料も同様に圧力均衡装置１００と流体連通し
ている。燃料の供給源は、好ましくは蓄圧器１３２を使用して高圧燃料を直ちに
供給できる従来の燃料供給システムである。燃料は、燃料調節器１３６によって
噴射圧まで減圧されて供給ライン１４０を介して噴射バルブ１８０に流れる。１
つの好ましい実施形態では、燃料調節器１３６がエンジンの負荷条件にしたがっ
て燃料圧を変化させ、さらに空気圧式、油圧式または電子制御ユニット１４１か
らの電気信号を含めた、知られた手段によって、燃料調節器１３６を制御するこ
とができる。圧力均衡シリンダ１１０内のチャンバ１１４に燃料を供給するため
に、ライン１４２が、燃料調節器１３６の下流側でライン１４０から分岐する。
【００４７】 このように圧力均衡シリンダ１１０は、ピストン１１１の両側に２つのチャン
バ、すなわち封止流体を収容するチャンバ１１２および燃料を収容するチャンバ
１１４を備える。ピストン１１１位置の変化に応じて封止流体の圧力を動的に制
御することによって、燃料圧の変化に応じて封止流体の圧力を動的に制御する。
チャンバ１１２に面するピストン１１１の表面積が、チャンバ１１４に面するそ
の対向する表面積に実質的に等しい場合、ピストン１１１が平衡状態にあるとき
、チャンバ１１２内部の封止流体の圧力は、チャンバ１１４内部の燃料の圧力に
実質的に等しい。図１に示した構成によれば、ピストン１１１が平衡状態にある
とき、噴射バルブ１８０内の燃料の圧力は、噴射バルブ１８０内に配置した流体
シール内部の封止流体の圧力に実質的に等しい。ピストン１１１の移動範囲の限
界は、実際には特異箇所または設定点から圧力均衡シリンダ１１０内におけるピ
ストン１１１のほとんど全行程までの広範囲な値域を有するように制御可能であ
る。位置センサ１１８が、封止流体流量制御ユニット１２２に対して、均衡シリ
ンダ１１０内のピストン１１１の位置を示す電気信号を出力する。封止流体制御
ユニット１２２は、例えば、ピストン１１１の位置を示す信号を受け取り、さら
にポンプ１２０を選択的に停止または駆動しまたは様々な流量でポンプ１２０を
動作させるように、ポンプ１２０を制御する信号を出力できる適切な電子制御ユ
ニット（ＥＣＵ）でよい。
【００４８】 噴射バルブ１８０内部の燃料圧が減少すると、それに対応する圧力変化がライ
ン１４０および１４２を介してチャンバ１１４に直ちに伝えられる。チャンバ１
１４内部の圧力が降下することによって、チャンバ１１４の容積が減少する（チ
ャンバ１１２の容積が増加する）ように、圧力均衡シリンダ１１０内部のピスト
ン１１１が動くことになる。ピストン１１１の動きが、封止流体制御ユニット１
２２と電気的に接続された位置センサ１１８によって検出される。感知装置１１
８から入力された信号に応答して、封止流体制御ユニット１２２がポンプ１２０
を介して封止流体流量を減少させ、それによってチャンバ１１２内へ流れる封止
流体の流量を減少させる。
【００４９】 逆に、噴射バルブ１８０内部の燃料の圧力が増大すると、ピストン１１１が、
増大した圧力を受けてチャンバ１１４の容積を増加させる（チャンバ１１２の容
積を減少させる）ように、圧力均衡シリンダ１１０内部で移動する。ピストン１
１１の動きが、封止流体制御ユニット１２２と電気的に接続された位置センサ１
１８によって検出される。次いで封止流体制御ユニット１２２が、チャンバ１１
２内への封止流体の流量を増大させるようにポンプ１２０を制御する。このよう
にしてピストン１１１の位置が、シリンダ１１０内部で予め設定された位置間の
範囲内に維持される。
【００５０】 圧力均衡装置１００を使用して、噴射バルブ１８０の上流側で、封止流体と燃
料の圧力を均衡させることによって、噴射バルブ１８０を閉じているとき（すな
わち、燃料噴射バルブ１８０が燃料を噴射していないとき）、これらの流体の圧
力が噴射バルブ１８０内部で実質的に等しくなる。しかし、噴射バルブ１８０が
エンジン回転時に非常に高頻度で開くようにそのバルブが周期的に開くとき、噴
射バルブ１８０内部の燃料の圧力が封止流体の圧力に対して相対的に減少する。
したがって、通常にエンジンが動作している間は、噴射バルブ１８０内部の燃料
圧が封止流体圧よりわずかに低くなる。これにより、通常にエンジンが動作して
いる間は、噴射バルブ１８０内部の圧力差によって、噴射バルブ１８０内部の燃
料通路の中に封止流体が絶えず流出することになる。しかし、本システムでは、
噴射バルブ１８０内部の封止流体圧が燃料圧より確実に高くなるように動的に制
御されている一方で、封止流体圧が燃料圧の変化に追従するので、動的に圧力均
衡しない従来の構成に比較して漏出量を大幅に削減することができる。
【００５１】 少量の封止流体が噴射バルブ１８０内部の燃料中に流出するので、その流出し
た封止流体は、燃料と一緒に燃焼室中に噴射され、エンジンで消費される。した
がって、ピストン１１１の位置に対応して燃料圧が変化する効果に加えて、噴射
バルブ１８０内部の封止流体の消費に応じてピストン１１１を移動させることが
できる。封止流体が消費されると、封止流体がチャンバ１１２から噴射バルブ１
８０へ流れ、チャンバ１１２の容積の減少を引き起こし、その結果ピストン１１
１の動きが生じる。位置センサ１１８がこのような動きを検出し、さらに封止流
体制御ユニット１２２がポンプ１２０を制御して、チャンバ１１２内の封止流体
水準を維持するように、より多くの封止流体をチャンバ１１２内へ送り出して消
費された封止流体を補填する。
【００５２】 逆に、チャンバ１１２へ送り出される封止流体の量が、消費される封止流体の
量より多くなると、チャンバ１１２の容積が増加することになり、それにしたが
ってピストン１１１が動き、位置センサ１１８がこのような動きを再び検出する
ことになる。位置センサ１１８が、このような動きを封止流体制御ユニット１２
２に伝え、このユニット１２２がポンプ１２０を制御して、供給タンク１２４か
らチャンバ１１２へ流れる封止流体の流量を削減または遮断する。
【００５３】 このように、圧力均衡シリンダ１１０内部で予め設定しておいた範囲内を動く
ように、上で説明した態様でピストン１１１を制御する。ピストン１１１が、チ
ャンバ１１２の容積を減少させる方向に（図１では上方に）予め設定した移動範
囲の外側に動き、さらにポンプ１２０を駆動してより多くの封止流体を送り出し
ても効果がないと、位置センサ１１８が封止流体供給システムの不具合を知らせ
る。不具合を修復できないと（すなわち、ピストン１１１位置が予め設定した範
囲内の位置に戻ることができないと）、エンジンが停止する場合がある。
【００５４】 図１に関して、チャンバ１１２に接続されている封止流体ライン１２７および
１２９を、ポンプ１２０から噴射バルブ１８０までの連続封止流体ラインと置き
換え、単一分岐ラインによって連続封止流体ラインをチャンバ１１２に流体接続
することができることを理解されるべきである。同様に、燃料ライン１４０およ
び１４２を、チャンバ１１４に燃料調節器１３６を流体接続するラインと噴射バ
ルブ１８０にチャンバ１１４を接続する燃料ラインとに置き換えることができる
。これらの流体ライン構成の様々な組合せが、本発明の流体封止システムにおい
て機能することになる。
【００５５】 圧力差を均衡させ、かつ予め設定した範囲内にピストン１１１の位置を維持す
るように、圧力均衡システムがピストン１１１位置の変化に対して可能な限り迅
速に反応することが望ましいことを理解されるべきである。
【００５６】 図２Ａは、圧力均衡装置が、流体調節器バルブ２００および圧力センサ２０５
を備える外付け圧力均衡システムの１つの代替実施形態を示す。１つの好ましい
実施形態では、流体調節器バルブ２００が、例えば、ピストンまたはダイヤフラ
ムによって作動する圧力制御バルブなどのドーム調節器バルブ（ｄｏｍｅ ｌｏ
ａｄｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ ｖａｌｖｅ）でよい。圧力均衡装置の構成要素
以外に、封止流体および燃料噴射システムの構成要素の多くが、図１に示した対
応するシステムの構成要素と同じである。例えば、封止流体制御ユニット２２２
によって制御されるポンプ２２０は、流体調節器バルブ２００を経由して噴射バ
ルブ２８０へ封止流体を送り出す。封止流体は、供給タンク２２４から封止流体
ライン２２６を介してポンプ２２０の吸入口へ流れる。封止流体は、ポンプ２２
０から封止流体ライン２２７を介し、さらに任意選択の脈流防止器２２８を介し
て流体調節器バルブ２００へ流れる。ポンプ２２０の下流側で封止流体の最大圧
力を制限するために、封止流体ライン２２７と流体連通して圧力除去装置２２５
が備わっている。封止流体は最終的に、流体調節器バルブ２００から封止流体ラ
イン２２９を介して噴射バルブ２８０へ誘導される。燃料供給システムの例示さ
れている構成要素、すなわち燃料蓄圧器２３２、燃料調節器２３６、ライン２４
０および電子制御ユニット２４１が、図１の同じ構成要素（それぞれ参照符号１
３２、１３６、１４０および１４１によって識別されている）に全体として対応
する。燃料ライン２４０から流体分岐する燃料ライン２４２は、流体調節器バル
ブ２００の制御チャンバ（図示せず）に燃料ライン２４０を接続する。このよう
にして燃料ライン２４０内の燃料の圧力が流体調節器バルブ２００へ伝えられる
。
【００５７】 流体調節器バルブ２００の制御チャンバ内の燃料の圧力が変動すると、流体調
節器バルブ２００が、燃料ライン２４０内部の燃料の圧力と同じにまたはわずか
に高くなるように移動可能な制御部材に対して作用して、チャンバとしての封止
流体ライン２２９内の圧力を動的に制御する。それによって流体調節器バルブ２
００は、燃料ライン２４０を介して流れる燃料と噴射バルブ２８０の燃料チャン
バ内部の燃料の圧力とに追従するように、封止流体圧を動的に制御する。流体調
節器バルブ２００がダイヤフラム作動式の圧力制御バルブの場合は、流体調節器
バルブ２００の下流側の封止流体圧が、制御チャンバ内部の燃料圧より常にわず
かに高くなるように、そのバルブをばねによって付勢することができる。
【００５８】 圧力センサ２０５は、例えば圧力変換器またはその他の知られている流体通路
内の圧力を測定する装置でよい。圧力センサ２０５は、流体調節器バルブ２００
の上流側の封止流体ライン２２７に位置する。圧力センサ２０５によって、検出
した圧力を示す電気信号が封止流体制御ユニット２２２へ出力される。封止流体
制御ユニット２２２は、その圧力信号に基づいてポンプ２２０を制御する。封止
流体制御ユニット２２２によるポンプ２２０の制御は、燃料調節器２３６によっ
て供給される最大想定燃料圧より高くかつポンプ２２０およびポンプ２２０下流
側の封止流体システムの構成要素が耐え得る最大圧力より低い水準に、封止流体
ライン２２７内部の圧力を維持するようになされる。
【００５９】 燃料調節器２３６を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４１によって燃料
圧が減圧されると、その圧力変化が燃料ライン２４２を介して流体調節器バルブ
２００の制御チャンバに直ちに伝えられ、それが流体調節器バルブ２００の下流
側の封止流体の圧力を下げる。このようにして、封止流体ライン２２９内部の圧
力が、ライン２４０内の燃料の圧力に等しいかまたはそれよりわずかに高い水準
に維持される。圧力差の大きさは、どのように流体調節器バルブ２００を構成し
たかに左右される。逆に、燃料圧が増大すると、その圧力変化が燃料ライン２４
２を介して流体調節器バルブ２００の制御チャンバに再度直ちに伝えられ、封止
流体圧が、ライン２４０内の燃料の圧力に等しいかまたはそれよりわずかに高く
なるように、再び封止流体ライン２２９内部の圧力が増大する。
【００６０】 図２Ａに関して、燃料ライン２４０および２４２を、流体調節器バルブ２００
の制御チャンバに燃料調節器２３６を流体接続する燃料ラインと、噴射バルブ２
８０に流体調節器バルブ２００の制御チャンバを流体接続する第２燃料ラインと
に置き換え可能であることを理解されるべきである。
【００６１】 図２Ｂは、図２Ａの実施形態の１つの代替構成である。これら二つの実施形態
の同等な構成要素は、同等な参照符号によって識別される。図２Ｂの実施形態は
、図２Ａの実施形態と同様に、ライン２２９内部の封止流体の圧力および流量を
制御することによって、流体シール内部の封止流体圧を制御するように動作可能
な流体調節器バルブ２００を使用する。しかし、図２Ｂの実施形態は、ライン２
３０を介して封止流体供給システム内部で再循環する封止流体の量を制御するこ
とによって、流体調節器バルブ２００の上流側の封止流体圧を制御する。図２Ｂ
の実施形態では、要求があり次第十分な封止流体を確実に利用できるように、ポ
ンプ２２０が最大出力容量で動作することができ、したがって図２Ａの制御ユニ
ット２２２のような封止流体制御ユニットが不要なために、制御システムの複雑
さが緩和される。図２Ｂの実施形態では、圧力センサ２０５が、ポンプ２２０を
制御するためのデータを供給する必要がない。しかし、圧力センサ２０５を引き
続き使用して、流体調節器バルブ２００が適正に機能していることを確認するた
めに封止流体圧をチェックすることができる。
【００６２】 図３Ａは、流体調節器バルブ３００および圧力センサ３０５を備える流体シー
ル装置のさらに別の好ましい実施形態を示す。図２Ａおよび２Ｂの実施形態での
流体調節器バルブ２００と同様に、流体調節器バルブ３００は、ダイヤフラム作
動式の圧力制御バルブまたはピストン作動式の圧力制御バルブなどのドーム調節
バルブでよい。この実施形態では、流体調節器バルブ３００が、噴射バルブ３８
０に供給される燃料の流量および圧力を制御する。しかし、この実施形態では、
封止流体圧の動的制御をエンジン負荷条件によって直接管理する。所望の封止流
体圧を、エンジン負荷条件の動作範囲に関して、所望の燃料圧に一致するかまた
はそれよりわずかに高くなるように制御する。エンジンが動作し、さらにエンジ
ンの負荷条件に対応して封止流体圧が動的に制御されているとき、燃料圧を封止
流体圧によって間接制御する。すなわち、封止流体がライン３２３を介して流体
調節器バルブ３００の制御チャンバへ直接誘導される。制御チャンバ内部の封止
流体の圧力は、流体調節器バルブ３００を介してさらに噴射バルブ３８０へ流れ
る燃料の流量を調節するように移動可能な制御部材に対して作用する。したがっ
て、この実施形態では、燃料圧は、封止流体圧を制御することによって間接に制
御可能である。封止流体は、供給タンク３２４から封止流体ライン３２６を介し
てポンプ３２０へ流れる。ポンプ３２０は、封止流体ライン３２９を介して噴射
バルブ３８０へ流れる前に、封止流体ライン３２７を介し、さらに任意選択の脈
流防止器３２８を介して封止流体を送り出す。上で説明したように、封止流体ラ
イン３２３は、燃料圧制御を封止流体ライン３２９内部の圧力に連係させるため
に、封止流体を流体調節器バルブ３００の制御チャンバへ誘導する流体通路とな
る。
【００６３】 先に説明した実施形態におけるように、図３Ａの実施形態では、従来の燃料供
給システムから蓄圧器３３２へ燃料を送出する。例示されている好ましい実施形
態では、燃料が、蓄圧器３３２から燃料ライン３４０を介して流体調節器バルブ
３００へ流れる。封止流体圧が、流体調節器バルブ３００の制御チャンバ内で変
動すると、流体調節器バルブ３００が、それにしたがって燃料圧を調節する。チ
ャンバとしての燃料ライン３４３内部の燃料圧が、常に封止流体ライン３２３内
部の圧力に等しいかまたはそれよりわずかに低いように、例えば、ばねによって
流体調節器バルブ３００を付勢することができる。
【００６４】 エンジン負荷条件またはエンジン回転速度要件等のエンジン動作状態にしたが
って、燃料噴射圧を変化させることが必要なとき、封止流体制御ユニット３２２
によって制御されるポンプ３２０が、封止流体の圧力を所望の水準に調節する。
封止流体圧は流体調節器バルブ３００に対して作用するので、燃料圧が封止流体
圧の変化に自動的に適合するが、封止流体圧が燃料圧よりわずかに高い状態が好
ましい。圧力センサ３０５が、例えばそれは圧力変換器でよく、封止流体ライン
３２７または３２３に備えられる。圧力センサ３０５は、流体調節器バルブ３０
０の上流側の封止流体の圧力を封止流体制御ユニット３２２へ伝える。このよう
に封止流体制御ユニット３２２は、封止流体圧を変化させるようにポンプ３２０
を制御し、したがってエンジン負荷および回転速度などのエンジン動作条件にし
たがって燃料圧を制御することができる。
【００６５】 図３Ａに関して、封止流体ライン３２３および３２９を、流体調節器バルブ３
００の制御チャンバに脈流防止器３２８を流体接続する封止流体ラインと、噴射
バルブ３８０に流体調節器バルブ３００の制御チャンバを流体接続する第２封止
流体ラインとに置き換え可能であることを理解されるべきである。
【００６６】 図３Ｂは、図３Ａの実施形態の１つの代替構成を示す。これらの二つの実施形
態の同等の構成要素が、同等の参照符号によって識別される。図３Ｂの実施形態
は、図３Ａの実施形態と同様に、ライン３４３内部の燃料の圧力と流量を制御す
ることによって、噴射バルブ３８０内部の燃料圧を制御するように動作可能な流
体調節器バルブ３００を使用する。しかし、図３Ｂの実施形態は、噴射バルブ３
８０内部の流体シールの上流側の封止流体圧を、封止流体供給システム内部でラ
イン３３０を介して再循環する封止流体の量を制御する再循環制御バルブ３３１
によって制御される構成を使用する。図３Ｂの実施形態では、要求があり次第十
分な封止流体が確実に利用できるように、ポンプ３２０が最大出力容量で動作す
ることができる。すなわち、ポンプ３２０は固定または可変速度式ポンプでよい
が、ポンプの速度は、本流体シール装置では流体圧によって直接制御されない。
このように、図３Ａの制御ユニット３２２のような封止流体制御ユニットが不要
なので、制御システムの複雑さが緩和される。
【００６７】 図３Ｂの実施形態では、圧力センサ３０５が、ポンプ３２０を制御するための
データを供給する必要がない。再循環制御バルブ３３１は、封止流体供給システ
ム内部で圧力制御を行うが、圧力除去バルブ３２５を引き続き使用して、過剰な
封止流体圧を防止するための追加的な保護を与えることができる。図３Ｂの実施
形態は、圧力センサ３０５が封止流体ポンプ３２０を制御するためのデータを供
給する必要がないことになる。しかし、圧力センサ３０５を引き続き使用して、
再循環制御バルブ３３１が適正に機能していることをチェックすることができる
。
【００６８】 図４は、内燃機関の燃焼室内へ燃料を導入するために使用することができる燃
料噴射バルブの１つの実施形態の部分断面図である。噴射バルブ４８０は、図１
から３Ｂに例示した実施形態のうちの１つの形態などの封止流体供給システムに
流体接続が可能な流体シールを特徴とする。図４の噴射バルブ４８０は、バルブ
チップ４８２、内部ハウジング４８４および外部ハウジング４８６を備える。噴
射バルブ４８０は、ニードル弁であることが好ましく、燃料がバルブチップ４８
２内のノズル口４９０を通過できるように、開位置と閉位置の間を往復動するバ
ルブニードル４８８をさらに具備する。その閉位置では、封止面を備えるバルブ
ニードル４８８の作用端が、流体密シールとなるように、バルブ「シート」とし
て一般に知られるバルブチップ４８２の表面に接触する。その開位置では、バル
ブニードル４８８が、バルブニードル４８８の封止面がバルブシートから離間さ
れるように移動する。バルブニードル４８８は、バルブニードル４８８の作用端
に対向する端部に結合されたばね４９１によって閉位置にあるように付勢されて
いる。図４の実施形態で示すように、バルブニードル４８８の一方の端部が、内
部ハウジング４８４内に設けた穴の内部に位置し、その対向端が燃料チャンバ４
９２内へ延びる。
【００６９】 １つの好ましい実施形態では、エンジンの動作中、燃料チャンバ４９２には、
例えば、３０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）（約２０．７ＭＰａ）の圧力に
ある天然ガスなどの加圧した気体燃料が絶え間なく充填されている。燃料チャン
バ４９２は、図１から３Ｂの燃料供給システムのうちの１つなどの高圧気体燃料
源に、流体通路４９３を経由して流体接続されている。気体燃料の圧力は、エン
ジン負荷および回転速度などのエンジンの動作条件に応じて変動し得る。
【００７０】 例示されている噴射バルブ４８０は油圧駆動式である。したがって、噴射バル
ブ４８０を開くためには、流体通路４９４を介して高圧作動油を駆動チャンバ４
９５へ誘導する。駆動チャンバ４９５内部の作動油の圧力が、ばね４９１によっ
てバルブニードル４８８に対して加えられる閉じる力に打ち勝つのに十分である
とき、ノズル口４９０を経由して気体燃料を燃焼室中へ噴射できるように、バル
ブニードル４８８が、バルブシートから離れて開位置まで持ち上がる。噴射バル
ブ４８０を閉じるには、ばね４９１が再び動作できるようにバルブニードル４８
８を閉位置まで戻すために、加圧した作動油を駆動チャンバ４９５から排出する
。
【００７１】 加圧封止流体は、導管４９８を経由して内部ハウジング４８４内に設けたバル
ブニードル穴の表面内の環状溝４９９内へ流れる。代替的には、環状溝４９９を
バルブニードル４８８の表面内に設けることができる。さらに、螺旋または他の
形状のくぼみを用いることができる。加圧封止流体が環状溝４９９を満たすと、
それが流体シールを形成する。この流体シールは、高圧気体燃料が可動バルブニ
ードル４８８と内部ハウジング４８４の間のクリアランス間隙を介して漏出する
のを防止する。高い圧力の封止流体が低い圧力の気体燃料に対する流体バリヤと
なるように、封止流体の圧力が、燃料チャンバ４９２内の気体燃料の圧力に等し
いか、またはそれよりわずかに高い圧力に維持されることが好ましい。このよう
に、流体シールは、気体燃料が作動油駆動チャンバ４９５内へ漏出するのを防止
する。
【００７２】 狭いクリアランス間隙内の流体の流れは層流でありまたは限定されており、し
たがって封止流体が燃料チャンバ４９２および駆動チャンバ４９５内へ漏出する
のを抑止する。バルブニードル４８８とそれに対応する内部ハウジング４８４内
部の穴の長さを増大し、さらに環状溝４９９内の封止流体と燃料チャンバ４９２
内の気体燃料の間の圧力差を小さくすることによって、燃料チャンバ４９２内へ
漏出する封止流体の量を減少することができる。１つの好ましい実施形態では、
封止流体が潤滑剤としても作用し、作動油と同じ流体が用いられる。
【００７３】 ディーゼル燃料が、適切な封止流体の一例である。他の適切な封止流体には作
動油などが使用できよう。しかし、ディーゼル燃料が複式燃料機関用の好ましい
封止流体であるが、それは、ディーゼル燃料が、パイロット燃料供給システムか
らもとより利用可能であり、さらに流体シールから気体燃料へ漏出するディーゼ
ル燃料がエンジン燃焼室で燃焼されることになるからである。封止流体を加圧し
て、図１から３Ｂに例示したシステムなどの封止流体供給システムに流体接続さ
れた導管４９８へ送出する。流体シール装置が、圧力均衡装置を備えて、燃料チ
ャンバ４９２内の気体燃料の圧力に等しいようにまたはそれより大きい（しかし
可能な限りそれに近い）ように環状溝４９９内部の封止流体の圧力を動的に制御
する。
【００７４】 別の好ましい実施形態では、任意選択の第２環状溝（図示せず）を環状溝４９
９と同様にバルブニードル穴の壁部内に設けることができる。この第２環状溝は
、環状溝４９９と駆動チャンバ４９５の間に、かつそれらから離間して位置する
ことが好ましい。このような位置に配置されていると、環状溝４９９から駆動チ
ャンバ４９５に向かって漏出する封止流体が、この第２環状溝内に集まることに
なるが、それを排出口または再循環通路（図示せず）に流体接続することができ
る。
【００７５】 図４を引き続き参照すると、エンジンの負荷時は、燃料が連続してノズル口４
９０を介して周期的に放出される。したがって、燃料チャンバ４９２内の燃料の
圧力は、燃料調節器（例えば、図１の燃料調節器１３６）の下流側直後の燃料圧
よりわずかに低い。外付けの圧力均衡装置は、封止流体圧を燃料調節器の下流側
直後の燃料圧に均衡させるので、圧力均衡装置で実質的に等しいかまたはわずか
に高いように封止流体圧を制御すると、噴射バルブ４８０が、燃料を燃焼室内へ
噴射するように動作しているときに、燃料チャンバ４９２内の燃料圧が、環状溝
４９９内の封止流体圧より低いことになる。このようにして、燃料チャンバ４９
２内の燃料圧よりわずかに高い封止流体圧が漏出を防止するために望ましいので
、外付けの動的圧力均衡装置が、シールをより有効にするわずかに高い圧力差を
自動的に与える。しかし、環状溝４９９内の封止流体圧が、確実に燃料チャンバ
４９２内の燃料圧より高くなるようにするために、圧力均衡装置は追加的な特徴
を備えることができる。燃料圧は変動することが想定されるので、燃料チャンバ
４９２から燃料が漏出するのを防止すると共に、引き続き動的な圧力制御を利用
して、封止流体が燃料チャンバ４９２内へ過剰に流出するのを排除するために、
安全な余裕を見ておくことが望ましかろう。
【００７６】 例えば、図１を再び参照すると、チャンバ１１２内の封止流体圧がチャンバ１
１４内の燃料圧より高いとき、均衡を維持するように、圧力均衡装置１００は、
チャンバ１１２に面する有効表面積が小さい、不均等な有効端部表面積を有する
ピストンを使用することができる。ピストンロッドは、チャンバ１１２に面する
ピストン１１１側の有効表面積を減らすために、ピストン１１１のそれに面する
側に（図１に示すように）位置することが好ましい。チャンバ１１２に面する有
効ピストン表面積は、例えばピストンロッドの直径を大きくすることによって小
さくすることができる。上で説明した圧力均衡装置１００および流体調節器バル
ブ２００および３００に関して、燃料チャンバ４９２内部の燃料圧より高い、環
状溝４９９内部の封止流体圧を与えるように、ばね機構を調整することができる
。
【００７７】 上で注目したように、燃料の漏出および封止流体の流出を減少させる他の特徴
には、内部ハウジング４８４内の穴とバルブニードル４８８の間の直径方向のク
リアランスを削減することおよびその穴の長さを増大させることが含まれる。
【００７８】 本システムの別の利点は、エンジンが燃料遮断状態（無負荷時）で惰性回転し
ているときに実現する。燃料遮断状態の間、燃料チャンバ４９２内に滞留する燃
料は噴射サイクルに対応していないので、封止流体が燃料チャンバ内へ流出する
のを減らすために、燃料チャンバ４９２内の燃料の圧力が環状溝４９９内の封止
流体の圧力と実質的に均衡するように、圧力均衡装置において封止流体圧を燃料
圧と均衡させることが望ましい。同様に、高い封止流体圧を維持するために、わ
ずかな圧力差を与えるように圧力均衡装置を制御する場合、燃料チャンバ４９２
が噴射サイクルに対応していないとき、この圧力差を減らすことが望ましい。本
発明は、封止流体圧を燃料圧と均衡させるように、封止流体圧を動的に制御する
融通性を与えるので、遮断状態の間に燃料チャンバ４９２内に蓄積する封止流体
の量が減少することになる。
【００７９】 本流体封止システムはまた、高圧燃料を内燃機関の燃焼室中へ噴射する他のタ
イプの噴射バルブと共に使用することもできる。例えば、エンジン燃焼室から離
れる方向にバルブニードル４８８を持ち上げる例示した噴射バルブ４８０の代わ
りに、気体燃料を噴射するために、バルブニードルをエンジン燃焼室に向かって
移動させる油圧駆動組立体を使用するポペット型の噴射バルブと共に本流体封止
システムを使用することができる。
【００８０】 図５は、流体シールを使用する燃料噴射バルブの別の実施形態を示す。図５で
は、噴射バルブ５８０が、バルブチップ５８２、内部ハウジング５８４、外部ハ
ウジング５８６およびばね５９１ａを備え、それらはすべて、図４に示しさらに
参照符号４８２、４８４、４８６および４９１によって識別した、対応するよう
に名付けられている構成要素と同じである。例示されている噴射バルブ５８０は
、共同所有の出願第０９／０７５，０６０号に開示したタイプの同心噴射バルブ
構成をさらに備え、外部バルブニードル５８８と内部バルブニードル５８９を備
える。外部バルブニードル５８８によって制御される一次燃料が、バルブニード
ル５８８がバルブチップ５８２の内側のバルブシートから離れて持ち上げられる
とき、一次燃料ノズル口５９０ａを介してエンジン燃焼室中へ導入される。内部
バルブニードル５８９が外部バルブニードル５８８の内側のバルブシートから離
れて持ち上げられるとき、二次燃料が二次燃料ノズル口５９０ｂを介してエンジ
ン燃焼室中へ導入される。
【００８１】 噴射バルブ５８０は、さらに一次燃料チャンバ５９２を備えるが、噴射が行わ
れる間は、そのチャンバを介して一次燃料が流れ、かつ噴射の合間は、そのチャ
ンバ内に燃料が滞留する。一次燃料は、図１から３Ｂに例示した実施形態などの
封止流体供給システムと流体連通している燃料供給システムから燃料通路５９３
を介して燃料チャンバ５９２へ誘導される。所望のときに噴射バルブを開くよう
に、ばね５９１ａに対して駆動力を供給するために、作動油が流体通路５９４を
介して駆動チャンバ５９５へ流入しかつそこから流出する。二次燃料は、二次燃
料流体通路５９６を通って外部バルブニードル５８８の中空の内部に流れ込む。
例示の実施形態では、二次燃料の圧力が、内側ばね５９１ｂを圧縮し、外部バル
ブニードル５８８内部のバルブシートから離れて内部バルブニードル５８９を持
ち上げるのに必要な持上げ力を供給する。例えば、二次燃料の圧力パルスが、ノ
ズル口５９０ｂを介して二次燃料を噴射できるように、内部バルブニードル５８
９を持ち上げるのに必要な瞬間的な圧力を供給することができる。封止流体導管
５９８が、図１から３Ｂに例示したような封止流体供給システムおよび圧力均衡
装置に、環状溝５９９を流体接続する。
【００８２】 二次燃料が、流体、例えばディーゼル燃料などであるとき、その二次燃料を封
止流体として適宜に使用することもできる。外部バルブニードル５８８を内に配
置した内部ハウジング５８４内の穴の壁部内の環状溝５９９に加圧した封止流体
を供給する。ディーゼル燃料などの二次燃料を、例えばパイロット燃料として用
いて気体燃料の燃焼開始を助ける。
【００８３】 流体シールによって、一次燃料が二次燃料流体通路５９６および作動油駆動チ
ャンバ５９５内へ漏出するのを防止できるように、環状溝５９９を配置する。一
次燃料の圧力は、エンジン負荷および回転速度にしたがって変動し得る。本流体
シール装置では、環状溝５９９内部の封止流体圧が、燃料チャンバ５９２内部の
燃料の圧力に等しいかまたはそれよりわずかに高くなるように、外付けの圧力均
衡装置で封止流体の圧力を一次燃料の圧力に均衡させることが好ましい。
【００８４】 ニードル型の噴射バルブまたはバルブを開放するためにバルブニードルがエン
ジン燃焼室に向かって移動するポペット型バルブの他の構成を含めて、本流体封
止システムを他のタイプの複式燃料噴射バルブに適用することができる。
【００８５】 本流体封止システムの例示的な諸例を油圧駆動式の気体および複式燃料噴射バ
ルブに導入してきたが、本流体封止装置の原理は、例えば磁気ひずみ、圧電性ま
たは電磁アクチュエータによって駆動される直噴式燃料噴射バルブなどの可動構
成要素間に流体シールを使用できる他の機械式装置に適用可能である。
【００８６】 以上の説明は、例示とするものにすぎず、決してこの動的均衡型の流体封止シ
ステムの範囲を限定するものではないことを理解されたい。燃料システムの他の
知られている構成要素、例えば、フィルタ、圧力除去バルブ、遮断および始動バ
ルブを、本流体シール装置と組み合わせて使用できることは当然である。
【００８７】 本発明の具体的な要素、実施形態および応用例を示しかつ説明してきたが、本
開示の趣旨および範囲から逸脱せずに、特に以上の教示に照らして、当業者は変
更を加えることができるので、当然ながら本発明がそれらに限定されないことが
理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 封止流体と燃料の圧力を均等にするために使用する均衡シリンダを備える圧力
均衡装置を使用する流体シール装置の１つの好ましい実施形態を示す略図である
。
【図２Ａ】 噴射バルブへの封止流体の流量を制御する流体調節器バルブを備える圧力均衡
装置を使用する流体シール装置の別の好ましい実施形態を示す略図である。
【図２Ｂ】 流体調節器バルブが、封止流体供給システム内部で再循環される封止流体の量
を制御することによって、流体シール内部の封止流体の圧力を制御する背圧調節
器である、図２Ａの実施形態の１つの変形を示す略図である。
【図３Ａ】 噴射バルブへの燃料の流量を制御する流体調節器バルブを備える圧力均衡装置
を使用する流体シール装置のさらに別の好ましい実施形態を示す略図である。封
止流体の圧力を制御することによって燃料の圧力を間接制御する。
【図３Ｂ】 再循環ループを使用して流体シールに供給される封止流体の圧力を制御する、
図３Ａの実施形態の１つの変形を示す略図である。
【図４】 気体燃料がバルブ燃料チャンバから漏出するのを防止する可動バルブニードル
を備えた穴の内部に配置されている流体シールを示す、油圧駆動式の気体燃料噴
射バルブの１つの好ましい実施形態の部分断面図である。
【図５】 噴射バルブ組立体の構成要素を動かすために設けられた穴の内部に配置した流
体シールを示す、油圧駆動式の噴射バルブの別の好ましい実施形態の部分断面図
である。図５の噴射バルブが、燃焼室（図示せず）内へ２つの別体の燃料流を噴
射する２つの同心配置された噴射組立体を使用する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 61/04 Ｆ０２Ｍ 61/04 Ｇ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ベーカー・エス・マイケル カナダ国 ヴイ４エル １エム８ ブリテ ィッシュコロンビア州 デルタ市 66番ス トリート−シャープ166 (72)発明者 トラン・ミン カナダ国 ヴイ６ジェイ ２イー１ ブリ ティッシュコロンビア州 バンクーバー市 ウエスト12番アベニュー 1584−シャー プ２ (72)発明者 トゥシェット・アラン・エム・ジェイ カナダ国 ヴイ５エス ４ティー３ ブリ ティッシュコロンビア州 バンクーバー市 レーニエプレイス 3572−シャープ１ Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AB05 AD12 BA14 BA36 CC00 CC06T CC13 CC14 CC26 CD10 CD25 CD26 CE12 CE13 CE22 DA09 DC03 DC09 DC17

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料供給システムに流体接続される燃料チャンバを備え、さ
    らに前記燃料チャンバの壁部内の開口部を貫通する可動構成要素を備える機械式
    装置のための流体シール装置であって、 （ａ）前記機械式装置内部に形成されたくぼみを備え、前記くぼみが、前記壁
    部と前記可動構成要素の間の間隙と流体連通し、それによって燃料チャンバ内部
    の燃料が前記間隙を介して漏出するのを防止し、かつ封止流体供給システムと流
    体連通する流体シールと、 （ｂ）前記封止流体供給システム内部の封止流体と流体連通する第１チャンバ
    と、 前記第１チャンバから実質的に流体隔離しかつ前記燃料供給システム内部の燃
    料と流体連通する第２チャンバと、 前記第１および第２チャンバのうちの少なくとも一方の内部の圧力の変化に応
    じて移動可能であって、この移動に連係して前記流体シール内部の封止流体圧が
    動的に制御可能な制御部材とを具備する圧力均衡装置と を備える流体シール装置。
  2. 【請求項２】 前記圧力均衡装置が、前記流体シール内部の封止流体圧と前
    記燃料チャンバ内部の燃料圧の間の流体圧力差を小さくするように動作可能であ
    る請求項１に記載の流体シール装置。
  3. 【請求項３】 前記制御部材が、前記第２チャンバ内部の燃料圧の変化に応
    じて前記流体シール内部の封止流体圧を調節するように移動可能である請求項１
    に記載の流体シール装置。
  4. 【請求項４】 前記制御部材が、前記第１チャンバ内部の封止流体圧の変化
    に応じて前記燃料チャンバ内部の燃料圧を調節するように移動可能な請求項１に
    記載の流体シール装置。
  5. 【請求項５】 前記燃料供給システムが、エンジン負荷の変化に応じて前記
    燃料チャンバ内部の燃料圧を調節する制御可能な燃料調節器をさらに備える請求
    項１に記載の流体シール装置。
  6. 【請求項６】 前記燃料が気体燃料である請求項１に記載の流体シール装置
    。
  7. 【請求項７】 前記気体燃料が、天然ガス、水素および液化石油ガスからな
    る群から選択される請求項６に記載の流体シール装置。
  8. 【請求項８】 前記機械式装置が、エンジン用の燃料噴射バルブである請求
    項１に記載の流体シール装置。
  9. 【請求項９】 前記可動構成要素が、少なくとも１つのノズル口を介して、
    前記燃料チャンバから前記エンジンの燃焼室内へ燃料を噴射するために、閉位置
    と開位置の間で移動可能なバルブニードルである請求項８に記載の流体シール装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記圧力均衡装置が、前記燃料噴射バルブの外部にある請
    求項８に記載の流体シール装置。
  11. 【請求項１１】 前記圧力均衡装置がシリンダを備え、かつ前記制御部材が
    前記シリンダ内部で移動可能なピストンを備え、前記ピストンが、前記第１チャ
    ンバを前記第２チャンバから分離する請求項１に記載の流体シール装置。
  12. 【請求項１２】 前記圧力均衡装置が、前記第１チャンバ内部の封止流体圧
    が前記第２チャンバ内部の燃料圧より高い所定量のとき、前記ピストンが平衡状
    態にあるように付勢される請求項１１に記載の流体シール装置。
  13. 【請求項１３】 ばねを使用して前記圧力均衡装置を付勢する請求項１２に
    記載の流体シール装置。
  14. 【請求項１４】 前記圧力均衡装置が、前記第２チャンバに面する第２有効
    表面積より小さい、前記第１チャンバに面する第１有効表面積を有する前記ピス
    トンによって付勢される請求項１２に記載の流体シール装置。
  15. 【請求項１５】 前記シリンダ内部の前記ピストンの動きまたは位置を検出
    し、かつ前記ピストンの動きまたは位置を示す信号を、その信号に応答して前記
    第１チャンバに対する封止流体の送出を制御する封止流体制御ユニットへ出力す
    るセンサをさらに備える請求項１１に記載の流体シール装置。
  16. 【請求項１６】 前記圧力均衡装置が、前記ピストンに結合され、前記第１
    チャンバを介して前記シリンダの外側に延びるピストンロッドをさらに備える請
    求項１５に記載の流体シール装置。
  17. 【請求項１７】 前記センサが、前記ピストンの位置を測定するために前記
    ピストンロッドの位置を検出する位置センサである請求項１６に記載の流体シー
    ル装置。
  18. 【請求項１８】 前記封止流体制御ユニットが、前記第１チャンバ内部の封
    止流体圧を制御するために制御可能な封止流体ポンプを制御する請求項１５に記
    載の流体シール装置。
  19. 【請求項１９】 前記封止流体ポンプの下流側と前記圧力均衡装置の上流側
    に脈流防止器をさらに備える請求項１８に記載の流体シール装置。
  20. 【請求項２０】 前記封止流体が液体である請求項１に記載の流体シール装
    置。
  21. 【請求項２１】 前記封止流体がディーゼル燃料である請求項２０に記載の
    流体シール装置。
  22. 【請求項２２】 前記圧力均衡装置が、流体通路を具備する流体調節器バル
    ブを備え、前記流体通路が、その通路を介して、さらに前記流体シールへ流れる
    封止流体の流量を制御するように開閉可能であり、前記流体通路が前記第１チャ
    ンバを備え、前記第２チャンバが、前記燃料供給システムに流体接続する制御チ
    ャンバであり、かつ前記制御部材が、前記制御チャンバ内部の燃料圧の変化に応
    じて移動可能である請求項１に記載の流体シール装置。
  23. 【請求項２３】 前記制御部材がダイヤフラムを備え、さらに前記流体調節
    器バルブがダイヤフラム作動式の圧力制御バルブであり、前記ダイヤフラムが、
    前記制御チャンバ内部の燃料圧の変化に応じて変形可能である請求項２２に記載
    の流体シール装置。
  24. 【請求項２４】 前記制御チャンバがシリンダであり、さらに前記制御部材
    が、前記シリンダ内部で移動可能なピストンを備える請求項２２に記載の流体シ
    ール装置。
  25. 【請求項２５】 前記第２チャンバ内部の燃料圧に等しいかまたはそれより
    大きいように、前記流体調節器バルブが、前記流体調節器バルブの下流側の封止
    流体圧を制御するように動作可能であり、 （ｃ）封止流体ポンプの下流側の、前記封止流体供給システム内部の箇所で、
    封止流体圧を検出し、かつ前記封止流体圧を示す信号を出力するセンサと、 （ｄ）前記信号を受け取るように前記センサに接続され、前記信号に基づいて
    、前記センサの箇所で、前記燃料チャンバ内部の燃料圧より高い圧力に封止流体
    圧を維持するように前記封止流体ポンプを制御する封止流体制御ユニットとをさ
    らに備える請求項２２に記載の流体シール装置。
  26. 【請求項２６】 前記センサが、前記流体調節器バルブの上流側にある請求
    項２５に記載の流体シール装置。
  27. 【請求項２７】 前記センサが、圧力変換器を備える請求項２５に記載の流
    体シール装置。
  28. 【請求項２８】 前記封止流体ポンプの下流側と前記流体調節器バルブの上
    流側に、脈流防止器をさらに備える請求項２５に記載の流体シール装置。
  29. 【請求項２９】 前記流体調節器バルブが、前記第２チャンバ内部の燃料圧
    に等しいかまたはそれより大きいように、前記流体調節器バルブの上流側の封止
    流体圧を制御するために、前記封止流体供給システム内部で封止流体の再循環を
    制御するように動作可能である請求項２２に記載の流体シール装置。
  30. 【請求項３０】 封止流体ポンプと前記流体調節器バルブの間であって、前
    記封止流体供給システム内部の箇所で、封止流体圧を検出するセンサをさらに備
    える請求項２９に記載の流体シール装置。
  31. 【請求項３１】 前記圧力均衡装置が、前記燃料チャンバ内部の圧力が前記
    流体シール内部の圧力より小さいかまたは等しいように、前記燃料チャンバへ流
    れる燃料の流量を制御するように動作可能な流体調節器バルブを備え、前記第１
    チャンバが、前記封止流体供給システムに流体接続する制御チャンバであり、前
    記第２チャンバが、前記流体調節器バルブ内部の流体通路内部に設けられ、前記
    流体通路は、その通路を介して流れる燃料の流量を制御するように開閉可能であ
    り、さらに前記制御部材が、前記制御チャンバ内部の封止流体圧の変化に応じて
    移動可能である請求項１に記載の流体シール装置。
  32. 【請求項３２】 前記制御部材がダイヤフラムを備え、さらに前記流体調節
    器バルブが、ダイヤフラム作動式の圧力制御バルブであり、前記ダイヤフラムが
    、前記制御チャンバ内部の封止流体圧の変化に応じて変形可能である請求項３１
    に記載の流体シール装置。
  33. 【請求項３３】 前記制御チャンバがシリンダであり、さらに前記制御部材
    が、前記シリンダ内部で移動可能なピストンを備える請求項３１に記載の流体シ
    ール装置。
  34. 【請求項３４】 （ｃ）封止流体ポンプの下流側であって、前記封止流体供
    給システム内部の箇所で、封止流体圧を検出し、かつ前記センサの箇所の前記封
    止流体圧を示す信号を出力するセンサと、 （ｄ）前記信号およびエンジン動作条件データを受け取るように前記センサに
    接続され、前記エンジン動作条件によって予め決められた前記流体シール内部の
    封止流体圧を与えるために、前記信号および前記エンジン動作条件データに応答
    して前記封止流体ポンプを制御するように調整される封止流体制御ユニットとを
    さらに備える請求項３１に記載の流体シール装置。
  35. 【請求項３５】 前記封止流体供給システムが、再循環ループと、前記封止
    流体供給システム内部で再循環される封止流体の量を制御することによって前記
    流体シール内部の封止流体圧を制御するように制御可能な制御バルブとを備える
    請求項３４に記載の流体シール装置。
  36. 【請求項３６】 前記センサが、前記流体調節器バルブの上流側にある請求
    項３４に記載の流体シール装置。
  37. 【請求項３７】 前記センサが、圧力変換器を備える請求項３６に記載の流
    体シール装置。
  38. 【請求項３８】 前記封止流体ポンプの下流側と前記流体調節器バルブの上
    流側に脈流防止器をさらに備える請求項３６に記載の流体シール装置。
  39. 【請求項３９】 前記流体シール内部の封止流体圧が所定の値より大きいと
    き、前記封止流体供給システム内部で封止流体を再循環させる流体通路を具備す
    る圧力除去ループをさらに備える請求項１に記載の流体シール装置。
  40. 【請求項４０】 前記圧力除去ループが、再循環される封止流体の量を自動
    的に制御する圧力除去バルブをさらに備える請求項３９に記載の流体シール装置
    。
  41. 【請求項４１】 エンジン用の噴射バルブ内部の燃料チャンバに封止を設け
    る流体シール内部の封止流体圧を動的に制御する方法であって、前記噴射バルブ
    が、前記燃料チャンバの壁部内の開口部を貫通する可動構成要素を備え、前記流
    体シールが、前記可動構成要素と前記開口部の間の間隙を介して燃料が漏出する
    のを防止するように前記開口部内部に配置されることによって封止を設け、かつ
    前記流体シールの上流側の封止流体圧を前記燃料チャンバの上流側の燃料圧と均
    衡させることによって、前記流体シール内部の封止流体圧が、前記燃料チャンバ
    内部の燃料圧に等しいかまたはそれより高いように、その封止流体圧を動的に制
    御することを含む方法。
  42. 【請求項４２】 前記燃料チャンバ内部の燃料圧が、エンジン負荷条件の変
    化に応じて変化するように制御される請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 エンジン負荷条件の変化に対応して封止流体圧を制御する
    ことをさらに含み、それによって、 （ｃ）前記エンジンの負荷時に、前記流体シール内部の封止流体圧が前記燃料
    チャンバ内部の燃料圧より大きいように、その封止流体圧を制御すること、およ
    び （ｄ）前記エンジンの無負荷時に、前記流体シール内部の封止流体圧が、前記
    燃料チャンバ内部の燃料圧に実質的に等しいように、その封止流体圧を制御する
    ことをさらに含む請求項４１に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させることが、シ
    リンダ内部でピストンを平衡状態の位置に維持することによって実現する請求項
    ４１に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させることが、前
    記流体シールへ流れる封止流体の流量を調節する流体調節器バルブの制御チャン
    バ内部の燃料圧の変化に応じて、前記流体シールへ送り出す封止流体の流量を制
    御することによって実現する請求項４１に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させることが、前
    記燃料チャンバへ流れる燃料の流量を調節する流体調節器バルブの制御チャンバ
    内部の封止流体圧の変化に応じて、前記燃料チャンバへ送り出す燃料の流量を制
    御することによって実現する請求項４１に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 封止流体と燃料のそれぞれの圧力を均衡させる圧力均衡装
    置を備え、前記圧力均衡装置の上流側の封止流体圧を測定すること、および前記
    燃料チャンバ内部の燃料圧より高い、前記圧力均衡装置の上流側の封止流体圧を
    維持するように、前記圧力均衡装置の上流側の封止流体ポンプを制御することを
    さらに含む請求項４１に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 脈流防止器を介して封止流体を送り出すことによって、前
    記封止流体ポンプの下流側の封止流体の圧力パルスを軽減することをさらに含む
    請求項４７に記載の方法。
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