JP2012117535A5

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Publication number: JP2012117535A5
Application number: JP2011259830A
Authority: JP
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2031-11-29

Claims

燃焼エンジンシステム（１０、３０、３５、４０、５０、５５、６０、６５、７０、７５）であって、
燃焼室（２０２）を含むエンジン（２００）と、
レーザビーム（１４）を発生するように構成された、少なくとも１つのレーザ光源（１２）と、
前記燃焼室（２０２）を画定する燃焼器壁（３５）中に、前記燃焼室（２０２）中の炎領域（３３）に隣接して形成されたウインドウのない点火ポート（３４）であって、燃焼室（２０２）への光アクセスを最適化するように構成された、ウインドウのない点火ポート（３４）と、
燃焼性媒体（３１）を前記燃焼室（２０２）中に送るように働く、少なくとも１つの燃料ノズル（２８）と、
前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）と第１の端部で結合され、前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）及び前記燃焼器壁（３５）に形成された前記ウインドウのない点火ポート（３４）を一直線にさせる光ビーム誘導コンポーネント（１６）と
を含み、
前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）は前記ウインドウのない点火ポート（３４）から離間して流体が流れるように構成され、該ウインドウのない点火ポート（３４）を通じ外部と内部との間に正圧差を生じさせ、
前記燃焼エンジンシステムは、さらに、前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）から放射された前記レーザビーム（１４）を前記ウインドウのない点火ポート（３４）と一直線にするために最適化された光学コンポーネント（１７）を含むように構成された、ビーム誘導コンポーネント（１６）を含み、
前記レーザビーム（１４）は、前記燃焼室（２０２）中で前記燃焼性媒体（３１）を点火するように働く、
燃焼エンジンシステム（１０、３０、３５、４０、５０、５５、６０、６５、７０、７５）。
前記光ビーム誘導コンポーネント（１６）は、前記レーザビーム（１４）を前記燃焼室（２０２）中に合焦させるように働く、１つまたは複数の合焦オプティックス（６３）と、１つまたは複数の回折オプティックス（６２）とを含む、請求項１記載のシステム。
前記１つまたは複数の回折オプティックス（６２）は、前記燃焼室（２０２）中で可変スパーク長さ（５７）および可変スパーク位置（５８）をもたらすように構成される、請求項４記載のシステム。
前記１つまたは複数の回折オプティックス（６２）は、前記燃焼室（２０２）中で複数箇所の点火を得るための複数の点火スパーク（６６、６７、６８）をもたらすように構成される、請求項２記載のシステム。
レーザによる点火をサポートするために、前記光ビーム誘導コンポーネント（１６）に結合されたオプティックス予加熱システム（４２）をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム。
前記燃焼エンジン（２００）は、ガスタービンエンジンである、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
内燃エンジン（２００）中の燃料混合気（３１）に点火するための方法であって、
少なくとも１つのレーザ光源（１２）を用いて少なくとも１つのレーザビーム（１４）を発生させるステップと、
前記少なくとも１つのレーザビーム（１４）を、前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）と第１の端部で結合され該少なくとも１つのレーザ光源（１２）及び前記燃焼器壁（３５）に形成されたウインドウのない点火ポート（３４）を一直線にさせる少なくとも１つの光ビーム誘導コンポーネント（１６）を通じて透過させるステップと
を含み、
前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）は前記ウインドウのない点火ポート（３４）から離間して流体が流れるように構成され、該ウインドウのない点火ポート（３４）を通じ外部と内部との間に正圧差を生じさせ、
前記少なくとも１つの光ビーム誘導コンポーネント（１６）は、前記少なくとも１つのレーザ光源（１２）から放射された前記レーザビーム（１４）を前記ウインドウのない点火ポート（３４）と一直線にするために最適化された光学コンポーネント（１７）を含み、
前記方法は、さらに、
前記少なくとも１つのレーザビーム（１４）を、前記燃焼室内の燃焼領域の近傍で該燃焼室を画成する燃焼器壁（３５）に形成され、前記燃焼室（２０２）への光アクセスを最適化するように構成された、ウインドウのない点火ポート（２４）を通じて透過させるステップであって、前記少なくとも１つのレーザビーム（１４）を透過させるステップは、前記少なくとも１つのレーザビーム（１４）を、前記内燃エンジン（２００）の燃焼室（２０２）中に供給された前記燃料混合気（３１）上に合焦させることを含む、ステップと、
炎領域（２４）中で燃焼器の炎（２２）を発生させるために、前記合焦されたレーザビーム（１４）を用いて前記燃料混合気（３１）に点火するステップと
を含む、方法。
前記内燃エンジン（２００）は、ガスタービンエンジンである、請求項７記載の方法。