JP2005529274A - スプリットフェーズ燃料コンディショナ - Google Patents
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Abstract
Description
点火室を規定するメインボディと、
第1の流体連絡手段を一端に備え、制御された流体連絡を前記点火室とするための移送経路であって、前記主燃焼室と流体連絡された移送経路と、
前記第1の流体連絡手段を選択的に開閉して、前記点火室と前記主燃焼室との間の流体連絡を制御するための第1のバルブと、
前記点火室へ第1の量の燃料を注入するための第1の注入器と、
前記移送経路へ第2の量の燃料を注入するための第2の注入器であって、前記第1のバルブと結びついてはいるが、前記第1のバルブとは独立に作動可能な第2の燃料注入器と、
前記点火室の前記第1の量の燃料を点火して点火プラズマを形成するための点火手段とを有し、
使用する際は、前記点火プラズマを形成した後、前記第1のバルブを開いて前記点火プラズマを前記移送経路に流入させて、前記第2の注入器により注入された前記第2の量の燃料/空気と混合し、該点火プラズマにより、前記第2の量の燃料を自己発火温度以上に上昇させて前記第2の量の燃料を気化するようにコンディショニングし、続いて移送経路を通って前記主燃焼室へ流出させる。
Claims (23)
- 主燃焼室を有する内燃機関のための、スプリットフェーズ燃料コンディショナであって、
点火室を規定するメインボディと、
第1の流体連絡手段を一端に備え、制御された流体連絡を前記点火室とするための移送経路であって、前記主燃焼室と流体連絡された移送経路と、
前記第1の流体連絡手段を選択的に開閉して、前記点火室と前記主燃焼室との間の流体連絡を制御するための第1のバルブと、
前記点火室へ第1の量の燃料を注入するための第1の注入器と、
前記移送経路へ第2の量の燃料を注入するための第2の注入器であって、前記第1のバルブと結びついてはいるが、前記第1のバルブとは独立に作動可能な第2の注入器と、
前記点火室の前記第1の量の燃料を点火して点火プラズマを形成するための点火手段とを有し、
前記点火プラズマを形成した後、前記第1のバルブを開いて前記点火プラズマを前記移送経路に流入させて、前記第2の注入器により注入された前記第2の量の燃料と混合し、該点火プラズマにより、前記第2の量の燃料を自己発火温度以上に上昇させて前記第2の量の燃料を気化するようにコンディショニングし、続いて前記移送経路を通って前記主燃焼室へ流出させる、コンディショナ。 - 請求項1において、前記第1のバルブは、第1のバルブステムと、前記移送経路の一端に配置されたバルブシートとを備えており、
前記バルブシートは前記第1の流体連絡手段から延びており、
前記第1のバルブステムは、前記第1のバルブステムの第1の端が前記バルブシートに近接し、前記点火室と前記移送経路との間の流体連絡をほぼ阻害または遮断する、前記第1のバルブの閉位置に相当する第1の位置と、前記第1のバルブステムの前記第1の端が前記バルブシートから離れ、前記点火室と前記移送経路との間の流体連絡がほぼ阻害されず、前記第1のバルブの開位置に相当する第2の位置との間を可動する、コンディショナ。 - 請求項1または2において、内部に前記第1のバルブステムが伸びているガイドを有し、このガイドが前記点火室の一方の端をシールしている、コンディショナ。
- 請求項3において、ベローズシールを有し、その一端は、前記ガイドに取り付けられ、他端は、前記ガイドを超えて延びた前記バルブステムの一部の周りに取り付けられている、コンディショナ。
- 請求項1ないし4のいずれかにおいて、前記第2の注入器は、前記第1のバルブステムを通して、その軸方向に伸びる第2のバルブステムを備えている、コンディショナ。
- 請求項5において、前記第2のバルブステムは、当該バルブステムの第1の端のシールを形成するように設けられたヘッドを備えており、前記第2のバルブステムは前記第1のバルブステムの軸方向に相対的に可動であり、前記第1のバルブステムの第1の端から前記ヘッドが離れると開位置になり、前記第2の燃料注入器により、前記第1のバルブステムを通して注入された燃料が前記移送経路に流入可能となる、コンディショナ。
- 請求項6において、前記第2の注入器は、前記第1のバルブステムの内部に配置され、前記第2のバルブステムが伸びる軸経路を具備するスリーブを備えており、前記軸経路および前記第2のバルブステムは、それらの間に流体流路が形成され、その流体経路を通って、前記第2のバルブステムが開位置のときに前記第2の量の燃料が流れるようにサイズが規定されている、コンディショナ。
- 請求項7において、前記スリーブの内周面に、前記第2の注入器により前記移送経路に注入される前記第2の量の燃料に、らせん状の動きを与えるのに役立つ1つ以上のらせん状の供給溝が形成されている、コンディショナ。
- 請求項1ないし3のいずれかにおいて、前記移送経路の内部は、前記内燃機関のハウジングを通して前記メインボディから前記主燃焼室の内部に伸びるチューブにより形成されており、前記チューブのある長さ部分は、その外径が、前記チューブの前記長さ部分の外面と前記ハウジングとの間に隙間が開くように設定されている、コンディショナ。
- 請求項9において、前記チューブは、1つ以上の噴射オリフィスを具備しており、その噴射オリフィスを通して前記プラズマおよびコンディショニングされた燃料が前記主燃焼室に流入する、コンディショナ。
- 請求項1ないし10のいずれかにおいて、前記移送経路は、前記主燃焼室のクリアランス容積のほぼ2%以下の容積である、コンディショナ。
- 請求項11において、前記移送経路は、前記クリアランス容積のほぼ1%以下の容積である、コンディショナ。
- 請求項1ないし12のいずれかにおいて、前記点火室は、前記主燃焼室のクリアランス容積の15%以下の容積である、コンディショナ。
- 請求項13において、前記点火室は、前記クリアランス容積の5%から10%の間の容積である、コンディショナ。
- 請求項1ないし14のいずれかにおいて、前記第1のバルブの動きを制御するためのソレノイドを有し、前記開位置と閉位置との間の前記第1のバルブの動きを制御する、コンディショナ。
- 請求項15において、前記ソレノイドは、前記第1のバルブステムに連結した可動部材を備えており、前記ソレノイドが励磁されると、その可動部材は前記ソレノイドの磁力により、当該バルブステムを前記第1の位置に保持する位置に保持される、コンディショナ。
- 請求項16において、前記可動部材は、電機子板である、コンディショナ。
- 請求項17において、前記第1のバルブは、前記第1のソレノイドが非励磁になると、前記第1のバルブステムが前記第2の位置に移動可能になり、前記主燃焼室から、前記移送経路を通して前記第1のバルブステムに伝達される流体の圧力により、前記第1のバルブが開口するように構成されている、コンディショナ。
- 請求項18において、前記ソレノイドは、前記メインボディに連結されたソレノイドハウジングを備えており、前記電機子板は、前記ソレノイドハウジング内に配置され、前記ソレノイドハウジングは前記電機子板の動きを制限し、それにより、前記第1のバルブステムの前記第2の位置の方向の動きも制限される、コンディショナ。
- 請求項19において、前記ソレノイドハウジングは、前記第1のバルブステムの前記第2の位置の方向の動きを減衰するためのダンピング手段を具備する、コンディショナ。
- 請求項20において、前記ダンピング手段は、前記ソレノイドハウジングにより支持された少なくとも1つの弾性材のパッドを含んでいる、コンディショナ。
- 請求項21において、前記ダンパーは、代わりにあるいは追加的に、スプリングを備えており、該スプリングは、前記第1のバルブステムの第1の端から離れた一端に沿って配置されており、前記スプリングは、前記ソレノイドハウジングに接した一方の端と、前記電機子板または前記第1のバルブステムが前記第1の位置から前記第2の位置に向かって第1の距離を動いた後に当たるようになった他方の端とを具備している、コンディショナ。
- 請求項15ないし22のいずれかにおいて、前記ガイドは、前記ソレノイドハウジングと前記点火室の前記一方の端との間に挟み込まれている、コンディショナ。
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