JP2012017732A - 内燃機関のための燃料噴射機 - Google Patents

Abstract

【課題】 切り欠き要素に作用する流体の動的圧力により生じる衝突の危険性が取り払われた噴射機を提供する。
【解決手段】 燃料噴射機は、長手方向腔（１４）、及び上方の群及び下方の群に分けられ長手方向（Ａ）において相互に離間して設けられる入口開口部（１８）を有する複数のノズル孔（１６）を有する噴霧器（１０）と、噴霧器（１０）の長手方向腔（１４）内に延びる切り欠き要素（２２）とを備える。切り欠き要素（２２）は、長手方向腔（１４）に対して長手方向（Ａ）において開放位置及び閉鎖位置間を移動自在である。長手方向腔及び切り欠き要素は、上方シール部（２４，２８）及び下方シール部（２６，３０）を有する。切り欠き要素（２２）には、長手方向腔の上方シール部（２４）に案内接触し切り欠き要素（２２）の閉鎖位置において燃料を流れさせる補助的な案内区域（３８）が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関のための燃料噴射機に関する。本発明は、特に船舶の推進のための内燃機関等の大型の２ストローク内燃機関のための燃料噴射機に関する。
より詳細には、本発明は、請求項１の前文に記載の燃料噴射機に関する。燃料噴射機は、弁案内部の下端部に固定され複数のノズル孔を備える噴霧器と、弁案内部の弁座と協動する弁部を有するスピンドルと、スピンドルが閉鎖位置にある場合にノズル孔と連通して容積を低減すべく噴霧器の長手方向腔内に延びる切り欠き要素とを備える。

特許文献１は、対応する弁案内部の弁座と協動する弁部を有し、かつ軸方向に移動可能なスピンドルと、弁スピンドルの弁部の下方を噴霧器の中央部腔内に延びる切り欠き要素とを備える燃料噴射機を開示する。切り欠き要素の外壁は、ノズル孔の入口開口部を開閉するために好適である。

特許文献１に開示される解決策において、ノズル孔は一列に並べられる。即ち、ノズル孔の入口開口部は全て噴霧器の下端部から略等距離に位置される。この解決策の課題は、最大角内に位置されるノズル孔の総数は、噴霧器の側壁の強度を妥協することなく増加させることができない点にある。

特許文献２は、請求項１の前文による燃料噴射機を開示する。噴霧器のノズル孔の入口開口部は、軸方向に離間して位置される第１の列及び第２の列に並べられ、円筒状シール部によって相互に分離される。噴霧器の長手方向腔内に延びる切り欠き要素は、下方の列の入口開口部を開閉すべく位置される第１の円筒状区域と、弁スピンドルが閉じられた場合に上方の列の入口開口部を閉じるために二次弁座と協動する第２の円筒状区域とを有する。

弁スピンドルが開放される場合に、下方の列の入口開口部には、切り欠き要素の中央部ダクトを通過して流れる燃料が供給され、上方の列の入口開口部には、噴霧器の内壁及び切り欠き要素の外側表面間に形成される環状流路を流れる燃料が供給される。

特許文献２に開示される解決策の課題は、スピンドルの開放位置において、切り欠き要素が完全には案内されない点にある。従って、スピンドルの閉鎖段階において、切り欠き要素が下方に移動される場合に、切り欠き要素の端部が噴霧器の壁に衝突する可能性がある。これは、噴射孔の高さ部分において切り欠き要素に作用する流体の動的圧力により生じる。この圧力は、切り欠き要素を噴射孔に押圧して移動させ、更に切り欠き要素を屈曲させ得る。

欧州特許出願公開第０５２９３７号明細書 国際公開第２００８／０７１１８７号パンフレット

本発明の課題は、切り欠き要素に作用する流体の動的圧力により生じる問題を解決する改良された噴射機を提供することにある。

本発明において、この課題は、請求項１に記載の特徴を有する燃料噴射機によって解決される。

本発明の第１の実施例における噴射機を軸方向に示す部分断面図。 第２の実施例を示す部分断面図。 開放位置における第３の実施例を示す部分断面図。 閉鎖位置における第３の実施例を示す部分断面図。

本発明の特徴及び効果は、添付の図面を参照して後述する非制限的例の詳細な説明により明らかとなるであろう。
図１において、参照符号１０は、ディーゼルエンジンの燃料噴射機の噴霧機の下方部分を示す。

後述する詳細な説明及び特許請求の範囲において、用語「上方」、「下方」、「頂部」、「底部」等は、噴射機の使用における通常の位置を示すものである。しかしながら、噴射機１０は、上下方向の軸に対して多かれ少なかれ斜めの位置に設けられてもよい。

噴霧器１０は、丸みを帯びた底端部１２を備えた耐食材料から形成される円筒状本体から形成される。
噴霧器１０は、その底端部にて閉じられ長手方向軸Ａを有する長手方向腔１４を有する。複数のノズル孔１６が噴霧器１０の側壁に形成される。ノズル孔１６はそれぞれ長手方向腔１４に面する内側開口部１８、及び噴霧器の外側表面に開放する出口開口部２０を有する。ノズル孔１６の入口開口部１８は、上方の群と下方の群とに分けられ、これらは長手方向Ａにおいて相互に離間して設けられる。

噴射機は、噴霧器１０の長手方向腔１４内に延びる切り欠き要素２２を有するスピンドル（図１に図示しない）を備える。
切り欠き要素２２は、開放位置及び閉鎖位置間を長手方向腔１４に対して長手方向Ａに移動可能である。

長手方向腔１４は、上方円筒状シール部２４及び下方円筒状シール部２６を有する。上方シール部２４は、上方の群の内側開口部１８の上方に位置され、下方シール部２６は、下方の群の内側開口部１８の下方に位置される。

切り欠き要素２２は、上方円筒状シール部２８及び下方円筒状シール部３０を有する。閉鎖位置において、上方円筒状シール部２８及び下方円筒状シール部３０はそれぞれ長手方向腔１４の上方シール部２４及び下方シール部２６に対して気密に接触し、上方切り欠き区域３２及び下方切り欠き区域３４を形成する。

図１に示す開放位置において、切り欠き要素２２の上方シール部２８及び下方シール部３０は、長手方向腔１４の上方シール部２４及び下方シール部２６に対して軸方向に偏移する。この位置において、上方切り欠き区域３２及び下方切り欠き区域３４は、開放される。切り欠き要素２２の下方シール部３０は、内側開口部１８の上方の群及び下方の群の間に位置される。

切り欠き要素は、切り欠き要素２２の閉鎖位置においてて上方切り欠き区域３２の上方及び下方切り欠き区域３４の下方の両者にて長手方向腔１４と連通する中央部ダクト３６を有する。

切り欠き要素２２は、切り欠き要素２２の上方シール部２８の下方を延びる補助的な案内区域３８を備える。
補助的な案内区域３８は、周方向において相互に離間して設けられ且つ上方シール部２４に対して摺動自在に接触する外側円筒状表面を有する複数の案内リブ４０を含む。チャネル４２が、隣接する案内リブ４０間に形成される。チャネル４２により、燃料は、切り欠き要素２２の開放位置において上方切り欠き区域３２を通過して流れることができる。

切り欠き要素の開放位置において、圧力下の燃料は、長手方向腔１４の内側表面及び切り欠き要素２２の外側表面の間に形成される環状流路に流れる。第１の燃料の流れは、チャネル４２を通過して流れ、上方の群の入口開口部１８に至る。第２の燃料の流れは、切り欠き要素２２の軸方向ダクト３６内に流れ、下方の群の入口開口部１８に至る。開放位置において、案内リブ４０は、噴霧器１０の上方シール部２４に接触する。案内リブ４０は、切り欠き要素２２に作用する流体の動的圧力による切り欠き要素と噴霧器の内壁との間における衝突の危険性を取り払う。切り欠き要素２２と長手方向腔１４との間の空隙は最小限に保持されている。これにより燃料の漏れを低減する。

図２は、別例において切り欠き要素２２の下方シール部３０が切り欠き要素２２の閉鎖位置及び開放位置の両者において、下方の群の入口開口部の下方を延びることを示す。
図２に示す開放位置において、燃料全体は、上方及び下方の群の内側開口部１８に向かって上方切り欠き区域３２を通して下方に流れる。全ての噴射孔１６には、切り欠き要素２２の外側を流れる燃料が供給される。従って、流れ方向における大きな流れの制約や変化が不要であるため、流体の圧力の低下は、制限される。

噴射孔に供給される燃料の流れを妨害することを回避すべく、切り欠き要素は下方シール部３０に、且つ下方の群の入口開口部１８の下方に案内される。
図２に示される実施例において切り欠き要素２２の製造は、切り欠き要素２２の比較的大きな穴のドリリングによる形成が回避され、且つ切り欠き要素の端部面に作用する圧力の平衡を保持すべく小さな穴の形成が必要とされるのみであるため、単純化される。切り欠き要素２２の径の３５％より大きな穴は形成されない。従って、切り欠き要素２２は、公知技術の設計と比較してより小さな応力にさらされるため、要素の信頼性が向上する。更に、この設計により袋の容量が大幅に低減する。

図３及び４は、ノズル壁及び弁体の間に摩擦を生じさせる、流体の動的な流れによって生じる径方向の応力を伴わない、略ゼロの袋容量を備えた噴射口を閉鎖するための更なる解決策を示す。

切り欠き要素は、パイプとして構成され、球等の球状要素４４は長手方向腔１４の底端部に位置される。閉鎖位置において、切り欠き要素２２の底端部は、球状要素４４に隣接し、球状要素４４のシール面における主要な流れを閉鎖する。

更に長手方向腔１４及び切り欠き要素２２間の空隙を通した円筒体内への漏れを防止すべく、弾性ディスク４６が長手方向腔１４の上端部に設けられる。スピンドル４８には、切り欠き要素２２の上方に円錐状シール部５０が設けられる。円錐状シール部５０及びディスク４６の間のシール領域は、切り欠き要素２２の底端部が球状要素４４に接触すると同時に閉じられる。

図示しないが、図２、３、及び４に示す実施例において、図１に示すものと同じ案内部３８が設けられる。

Claims (7)

1. 長手方向腔（１４）、及び同長手方向腔（１４）に面する入口開口部（１８）を有する複数のノズル孔（１６）を有する噴霧器（１０）と、該入口開口部（１８）は上方の群及び下方の群に分けられ、長手方向（Ａ）において相互に離間して設けられることと、
   該噴霧器（１０）の長手方向腔（１４）内に延びる切り欠き要素（２２）とを備え、同切り欠き要素（２２）は、長手方向腔（１４）に対して長手方向（Ａ）において開放位置及び閉鎖位置間を移動自在であることと、
   該長手方向腔（１４）及び切り欠き要素（２２）はそれぞれ、切り欠き要素（２２）の閉鎖位置において相互に協動し上方の群の入口開口部（１８）の上方を延びる上方切り欠き区域（３２）及び下方の群の入口開口部（１８）の下方を延びる下方切り欠き区域（３４）を形成する上方シール部（２４，２８）及び下方シール部（２６，３０）を有する内燃機関のための燃料噴射機であって、
   該切り欠き要素（２２）には、長手方向腔（１４）の上方シール部（２４）に案内接触し切り欠き要素（２２）の閉鎖位置において燃料を流れさせる補助的な案内区域（３８）が設けられることを特徴とする燃料噴射機。
2. 前記補助的な案内区域（３８）は、切り欠き要素（２２）の開放位置において長手方向腔（１４）の上方円筒状シール部（２４）に摺動して接触する円筒状外側表面を有する複数の案内リブ（４０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射機。
3. 前記案内リブ（４０）は、燃料の流路のためにチャネル（４２）によって相互に周方向に離間して設けられることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射機。
4. 前記切り欠き要素（２２）の下部シール部（３０）は、切り欠き要素（２２）の開放位置において、上方の群及び下方の群の内部開口部（１８）の間を延びることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射機。
5. 前記切り欠き要素（２２）の下部シール部（３０）は、切り欠き要素（２２）の開放位置において、下方の群の内部開口部（１８）の下方を延びることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射機。
6. 前記切り欠き要素（２２）は、閉鎖位置において球状要素（４４）と機密に隣接する底端部を有することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射機。
7. 変形可能なディスク（４６）が長手方向腔（１４）の上端部に設けられることと、円錐状シール部（５０）が切り欠き要素（２２）の上端部に設けられることと、該円錐状シール部（５０）は、切り欠き要素（２２）の閉鎖位置において変形可能なディスク（４６）に隣接することとを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射機。

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