JP2015529303A - エンジンシリンダにおいて潤滑油を噴射するための噴射ノズルおよびその使用方法 - Google Patents

Abstract

大型エンジンのシリンダ内への潤滑油の噴射に用いるための噴射ノズルが説明されている。ノズルは、ノズルロッドがシリンダ壁を貫通して延び、かつノズル吹出口がノズルロッドの内端にある状態で、シリンダ壁に固定するために適合されている。ノズルロッドは、円筒状の密封面を有する変位可能な弁体を有する円筒状の弁座孔を含み、円筒状の密封面は、ノズルロッドの円筒状の弁座孔と接触する。弁体は、弁の効率的な閉鎖のためにばねによって付勢される。弁体は、弁体の円筒状の密封面に旋削した陥凹部を有する円筒状のロッドによって形成される。旋削した陥凹部は、弁体の円筒状の密封面の部分が、旋削した陥凹部の各側面にある状態で、弁体の内端に配置される。旋削した陥凹部は、ばねの作用に対して弁体の前方への変位の際に、ノズル吹出口と接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、潤滑油を大型エンジンのシリンダ内に噴射する際に使用するためであり、さらにノズルロッドがシリンダ壁を貫通して延び、かつ少なくとも１つのノズル吹出口がノズルロッドの内端にある状態で、シリンダ壁に固定するための取り付け手段で適合される噴射ノズルに関し、ノズルロッドが、円筒状の弁座孔を有する弁を含み、円筒状の弁座孔の中には、ノズルロッドの円筒状の弁座孔とインターフェースする円筒状の密封面を有する変位可能な弁体が提供され、弁体が、ばね付勢式の弁の閉鎖を確立するために弁体の周囲に配置されたばねのための接触面を有する拡大頭部をその外端に有し、ノズルロッドが、圧力室に加圧された油を供給するための加圧された油用通路を含み、圧力室において、加圧された油が力を弁体にかけることができて、弁を開けるために弁体がばねの作用に逆らって変位されるようにし、その結果、ノズル吹出口を通して油の超過圧力噴射を確立し、これが、油圧が低下してばねが効率的な弁の閉鎖を確立するまで続く。本発明はまた、このような噴射ノズルの使用法に関する。

本発明は、特に、大型ディーゼルエンジン、特に船舶用エンジンのエンジンシリンダのシリンダ潤滑における使用を対象とした噴射ノズルに関する。このようなシステムでは、噴射ノズルは、分配（ｄｏｓｉｎｇ）ユニットを含み得る。このような潤滑システムでは、噴射ノズルは、これまで、オイルミスト潤滑の形態で噴射ジェットを導入することを対象としていた。この技法の例の開示は、例えば、国際公開公報第ＷＯ００／２８１９４号、第ＷＯ０２／３５０６８号および第ＷＯ０４／０３８１８９号から知られ、これらの公報は、参照することにより援用される。

このような噴射ノズルは、噴射ユニットを任意で含む場合もある、あるいはノズル自体で分配しない噴射ノズルとして適合される場合もある。したがって、「噴射ノズル」の語は、シリンダ壁を貫通して延び、かつシリンダの内側の端部にあるノズル吹出口または油噴射オリフィスをシリンダ壁の外側の部分にある油接続開口部と接続する、機械の部品を包含する。

導入部分で言及されたタイプのいくつかの噴射ノズルの例が知られている。噴射ノズルは油の供給源に接続され、油は、シリンダ内のピストンの作動ストロークに対して適合された所与の時間に、圧力をかけてシリンダの内部へと噴射される。

噴射ノズルは、シリンダの周囲にいくつか配置される。噴射ノズルは、通常、放射状または略放射状に配置されたシリンダ壁の取り付け穴に配置され、かつこのシリンダ壁を貫通して延びる。噴射ノズルは、取り付け手段を介して、例えば、弁ステム自体の上にあるねじ山によって、またはシリンダ壁に形成されたねじ穴にねじ込まれた取り付けブッシングによって、シリンダ壁に固定される。

噴射ノズルは、１つまたは２つ以上のノズル吹出口を備え、ノズル吹出口は、ノズルロッドに対して横に向けられ、かつシリンダの内側において所望の方向で潤滑／フラッシングを提供するための実際の取り付け穴に要求される方向に向けられている。

上記の弁は、閉鎖要素／弁体が導入された油の流れに逆らって後方に移動するという機能を有する。

しかしながら、弁体が入ってくる油の流れと共に前方に移動する噴射ノズルも知られている。これは、ＳＩＰ弁と呼ばれる、潤滑油を高圧で噴射するために使用される噴射ノズルには利点である。この利点は、閉鎖動作としてニードルが後方に移動して、油の圧力と、ばねの圧力に噴射空間／室に広がる圧力を加えたものとの間のバランスを取る噴射ノズルの場合と同じようには、噴射室で高まる圧力が噴射ノズルの閉鎖能力に影響しないという点に現れる。シリンダ内で圧力が高まることにより、噴射ノズルが漏れを起こし得るという危険性がある。

油の流れと共に前方への動きで動作する噴射ノズルは、死容積を低減するために、油をノズル吹出口に近い位置に導くための内孔を有する弁体を有する。このことは、少量の油を噴射して、噴射動作の際に霧化する場合、特に重要である。

このため、従来技術の噴射ノズルは、内部ダクトの形成のために複雑であった。

さらに、従来技術の噴射ノズルは、弁体の自由な移動の妨げがあり得ることから、不利である。この問題は、弁体が供給される油の流れと共に前方に移動する従来技術の噴射ノズルでも起こっているが、特に、弁体が油の流れに逆らって後方に移動する噴射ノズルに関連してみられる。自由な移動の問題は、潤滑油が、比較的大きい粒子を含み得るという事実によって生じ、粒子は、例えば、潤滑油の製造／保管／輸送に関連して潤滑油に入り込む。これらの粒子のサイズは、６〜１０μｍの大きさである。従来技術の噴射ノズルでは、これらの粒子は、弁体と弁体のためのガイドとの間に堆積し得て、弁体の自由な移動を妨げる。

弁体が油の流れと共に前方に移動する、従来技術の燃料噴射のための噴射ノズルの例は、例えば、英国特許第６１０，８７３号および特開昭５９−９０７６５号から知られている。

シリンダ潤滑用噴射ノズルと、燃料噴射用噴射ノズル間との間における差は、主に、圧力、粘度および分配量が著しく異なるということである。したがって、シリンダ潤滑用噴射ノズルは、燃料噴射用噴射ノズルと比べると、油が著しく高粘度であるという事実を併せて、実質的により少量を実質的により低い圧力で送達する。これらの条件は、簡素かつ堅牢である設計に移植される。

ニードル弁におけるニードルの形態の弁体で作動する場合、実際には、ニードル弁で用いられる典型的な間隙の寸法、つまり、８〜１０μｍまたはそれ未満にまで下がる寸法で、潤滑油内の粒子を濾別することは困難であり得る。一般的に、局所的なシリンダ用フィルタを設けて維持することは困難であることから、潤滑システム全体用の集中方式のフィルタが用いられる。一般的には、０．０１ｍｍよりも大きい粒子を濾別するフィルタで、油を局所的または集中的に濾過することに問題はない。実際には、メッシュサイズ０．０２５ｍｍまたはそれよりも大きい集中方式のフィルタが適用され得る、というのが一般的な実績である。このような濾過は、個々の噴射ノズルにおけるノズル吹出口の閉塞を絶対に起こさないようにするのに十分である。生じ得る汚染油が、弁体と、弁体のガイドとの間において遮ったり、詰まったりしないようにするために、大きい間隙が必要とされる。しかしながら、このことは、弁体に負担をもたらす。それは、より大きい間隙によって、このような弁体が使用に適さないものになるためである。

本発明による噴射ノズルは、シリンダ潤滑油を小さい噴流として、または噴射される油の霧化によって噴射するために用いられ得る。噴射ノズルは、一般的に、２５から７０バールの間、一般的には４０バール以上の圧力で動作するように適合される。上述のように、燃料用噴射器での圧力は、実質的にさらに高く、一般的には、５００〜１０００バールである。

さらに、油噴射用システムは、潤滑装置と噴射ノズルとの間において、より単純な配管で作られることが望ましい。これは、例えば、噴射ノズルを直列に連結することにより生じ得る。しかしながら、従来型の噴射ノズルは、そのような配置に適さない。

従来型の噴射ノズルでは、加圧された油は、比較的小さい環状領域に対して作用すると同時に、比較的長い弁ガイドが最大０．０１ｍｍの小さい間隙に対して用いられる。このことに加えて、幅および表面に関する弁座の品質は、所与の圧力条件で弁ニードルに加えられる力に大きく影響する。こでは、クラッキング圧力がかなり不均一になる得ることを意味している。クラッキング圧力は、弁体が移動し始める圧力を示し、クラッキング圧力は、主として、弁体と弁ハウジングとの間の摩擦および付着に依存する。

従来技術の噴射ノズルでは、このことは、弁体を持ち上げるのに必要な力ひいては圧力が、個々の噴射ノズル間でかなり異なり得る、また１つの噴射ノズルについても時間と共にかなり異なり得ることを意味する。このために、従来技術の噴射ノズルが直列に連結するのに適さないのである。

本発明の目的は、導入部分において言及したタイプの噴射ノズルを示すことであり、これは、ノズル吹出口への油供給の閉鎖物を有する簡素な技術的設計を有して、死容積を確実に小さくし、かつこれは弁体の移動の妨げに抵抗する。さらに、損傷／摩耗した弁座によって噴射ノズルの機能が影響されないように、弁座を持たない噴射ノズルを示すことを意図している。最後に、噴射ノズルを直列接続するシステムにおける使用方法を示すことも意図している。

本発明によれば、このことは、導入部分において言及したタイプの噴射ノズルによって達成され、これは、弁体が、弁体の円筒状の密封面に旋削した陥凹部を有する円筒状のロッドによって形成されるという点、ばねの作用に対して弁体が前方へ変位する際にノズル吹出口と接続されるように、弁体の円筒状の密封面の部分が、旋削した陥凹部の各側にある状態で、旋削した陥凹部が弁体の内端に配置されるという点、ばねが配置される圧力室を形成するために、弁座孔よりも大きい直径の圧力室孔によって、ノズルロッドの圧力室が形成されるという点、および加圧された油の供給ダクトを介する圧力室が、弁体の旋削した陥凹部と接続されるという点で特徴的である。

本説明では、「旋削した陥凹部」（turned recess）の語は、環状の弁体切り欠き部に用いられるが、必ずしも旋盤下降による小片除去で生成される陥凹部でなくてもよい。切り欠き部は、弁体にその他の方法、例えば、異なる断面を有するいくつかの部分要素からなる弁体を作成することにより形成され得る。

弁体が円筒状のロッドによって形成されるため、単純な方法で弁座孔のためにぴったりと嵌り、弁体が、油圧由来の力およびばね由来の力の作用によって、それぞれ、後方および前方に摺動し得るようになる。弁座孔と併せて、弁体の旋削した陥凹部は、環状室を形成する。

圧力室は、弁座孔よりも大きい孔によって形成されて、弁体と、その周囲に備えられるばねとが圧力室に含まれるようにする。このようにして、貯蔵槽またはポンプから供給される加圧された油は、噴射ノズル内に大きい室を有し、そこで圧力が上昇する。開始前、ばねは、弁体を止め具に対して保持する。この止め具では、油が圧力室に貫入しないようにするための、弁体上の密封面とインターフェースする弁座は、不要である。なぜなら、噴射ノズルの密封は、弁体および弁座孔の円筒状の面により確立されるからである。開始時に、止め具に対して保持されているばね由来の力を突破するために、十分に大きな圧力が形成されると、弁体が前方に変位させられる。これによって圧力室は、潤滑油で満たされ、加圧された油の供給ダクトが開放される。動作中、圧力室は油で満たされているため、開始時に満たされるだけでよい。

圧力油供給ダクトが、圧力室を弁体の内端にある旋削した陥凹部と接続するため、油は、弁座孔に移動された環状室に導かれる。旋削した陥凹部は、底部と２つの側壁とから作られ得る、またはその他の尖った形状で作られ得る、または丸みをつけた形状を有し得る。旋削した陥凹部と、弁体の円筒状の密封面との間に明確に定義された先端があることが重要である。旋削した陥凹部の先縁が、ノズルロッドの壁に設けられた１つまたは２つ以上のノズル吹出口とノズルロッドの内端で接触させられる場合、加圧された油は、ノズル吹出口を直接通って噴射され得る。したがって、ノズル吹出口の口がシリンダにある状態で旋削した陥凹部によって形成される室を接続するノズルロッドの壁を貫通する孔に存在する可能性がある少量の油を除いて、旋削した陥凹部によって形成される環状室にある加圧された油と、ノズル吹出口との間に死容積は現れない。噴射ノズルが噴射を作動させると、最大圧力が油噴射の最初からでさえ広がる。

分配された潤滑油がノズル吹出口または複数の吹出口から出て供給されると、弁体の前後で圧力は降下する。ばねが弁体を止めておけなくなるほど圧力が低くなると、弁体は、ばねの力によって後退させられて、ノズル吹出口が再び旋削した陥凹部の先にある弁体の円筒状の密封面の部分によって閉鎖されて、ノズル吹出口が旋削した陥凹部に接触していないようにする。弁体は、拡大頭部の接触面に作用するばねによって、止め具に対して後退させられる。ここまたは弁体が直ちに止め具に重みをかけるように移動される必要はない。それは、ばね由来の力と、油圧由来の力との間の動的バランスが、動作中に生じて、旋削した陥凹部を、交互に、ノズル吹出口と接触させ、この接触を解除させるために、弁体がちょうど後方および前方に変位するようにし得るためである。

加圧された油の圧力室への供給を再開することにより、力が弁体にかけられて、これが前方に変位させられ、一方でそれと同時に、加圧された油が、弁体の頭部を過ぎ、ばねが弁体の周囲に配置されている室内へ、また加圧された油の供給ダクトへ、そして旋削した陥凹部によって形成される環状室まで流れる。

次いで、新しい油噴射が上述のように行われ得る。

油供給ダクトは、様々な方法で形成され得る。

第１の実施形態によれば、噴射ノズルは、弁体が、弁座孔と併せて加圧された油の供給ダクトを形成するために、少なくとも１つの面取り側面を有するという点で特徴的である。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、ノズルロッドが、圧力室を、旋削した陥凹部と接続する少なくとも１つの孔を有するという点で特徴的である。これによって加圧された油の供給ダクトは、ノズルロッドの壁に形成される。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、ノズルロッドが、圧力室を、旋削した陥凹部と接続する少なくとも１つの長手方向の溝を円筒状の弁座孔に有するという点で特徴的である。

噴射ノズル用の潤滑油は、例えば、国際公開第ＷＯ０２／０９５１９６号または国際公開第ＷＯ２００８／００９２９１号に説明されたタイプの潤滑装置によって送達され得る。これらの文献の内容な、参照により援用される。噴射ノズル用の潤滑油は、ユニオンなどを介して送達される。ユニオンなどは、加圧された油の通路と接続されて、圧力室への油の供給を確実にし、圧力室では、油が、弁を開けるためにその力を弁体にかけ、ばねの力に打ち勝った場合に潤滑油を噴射する。

加圧された油用の油供給ダクトが弁体上の面取り側面と弁座孔との間に形成される噴射ノズルによって、弁体に内部孔が提供される設計よりも簡素な設計が達成される。さらに、このように形成される供給ダクトに油を導入することには、弁体孔にある弁体の自由な動きをさまたげるリスクを提供しない。その他の油供給ダクトを作成方法によって同様の利点が達成される。

本発明の特定の実施形態では、止め具は、油が流れるための中央開口部を有する環状要素である。環状要素は、ばねが予め負荷を加えられている力よりも小さい力をもたらす油の圧力と共に動作する場合、ばねの作用下における弁体の移動のための止め具を構成する。止め具の長さに応じて、予めばねに加えられる負荷は異なり、それによって、噴射ノズルからの送達の間に生じる圧力も異なる。このようにして、油の圧力を変えることができ、特に、送達される油において、それが噴射ノズルのノズル吹出口から出るときに、その形態および密度に変化をもたらす。一般的に、高圧であるほど、潤滑油の霧化がより良好／細かいものを提供する。この止め具にねじ山が提供されて、これが調整可能な位置でノズルロッド内にねじ込まれるようにすることが好ましい。

本発明では、語「内」および「外」端が用いられる。これは、潤滑されるべきシリンダの内部に最も近くにあるノズルロッドおよび弁体それぞれの端部を指し、他方、外は、潤滑されるべきシリンダの内部から最も遠くにあるシリンダロッドおよび弁体それぞれの端部を指す。「前方」の語は、シリンダの内部に向かう弁体の変位を指す。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、ノズルロッドがまた、生じ得る漏油を排出するための油の戻り通路を含むという点で特徴的である。噴射ノズルがその内端で閉じている場合、弁ロッドと弁体の最奥端との間に空洞が現れる。この空洞に逃がし用の孔を設けて、戻り管を介して過剰な油が潤滑装置または油貯蔵槽に導かれ得るようにする必要がある。弁要素の前方における、このような空洞からの放出は、好ましくは、弁要素を切り開くことにより提供され得る。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、弁座孔が端部で開いていて、生じ得る漏油を開放端を介して排出し得るという点で特徴的である。この実施形態では、噴射ノズルの開放端は、シリンダの内部に通じている。この方法では、生じ得る漏油を戻す必要がない。漏油はシリンダ内に排出されて、シリンダの潤滑に寄与し得る。この実施形態は、噴射ノズルを戻り管を要さずに作ることができることから、特に有利である。これは、閉じた噴射ノズルよりも、より少ない部品で、より簡素な技術的設計と、より複雑でない機械加工を提供する。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、弁体が、２つの対向する面取り側面を有するという点で特徴的である。この実施形態では、２つの別個の加圧された油の供給ダクトが弁体に沿って形成される。これによって、旋削した陥凹部によって形成される室に、非常に迅速かつ均一な油の分配が達成され得る。あるいは、弁体は、複数の面取り側面を提供され得る。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、弁体の面取り側面が、ばねが配置されている弁室内に延びているという点で特徴的である。この実施形態によって確実にされているのは、面取り側面によって形成される加圧された油の供給ダクトが、ばねが配置されている室と特定の連絡を提供されて、加圧された油が、ばね室を通り、弁体に沿ってダクト内に確実に導かれるようにすることである。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、弁体の接触面が、平坦または球状であるという点で特徴的である。弁体の接触面は様々な形状を有し得る。しかしながら、接触面は平坦または球状であり、対応する弁座に作用することが好ましい。接触面および弁座の上記形状によって、閉塞のリスクが最小限になって、噴射ノズルの動作信頼性が最善になる。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、弁体の変位を制限するための止め具が提供されるという点で特徴的である。弁体の変位を制限するための止め具を提供することによって、各噴射により送達される分配のより正確な設定を行うことが可能になる。油圧の作用によって、弁体の前方への変位を制限するための止め具が提供されてもよく、またばねの力の作用によって、弁体の後方への変位を制限するための止め具が提供されてもよい。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、ばねに予め負荷をかけるためのナットが提供されるという点で特徴的である。ばねに予め様々な負荷をかけることが可能であることによって、噴射ノズルが様々な吹出し圧力に適合可能になる。これによって、噴射ノズルが動作する油噴射圧力の正確な制御を達成することが可能になる。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、複数のノズル吹出口が提供され、好ましくは、ノズルロッドを通る中心軸に対して様々な向きで配置されるという点で特徴的である。いくつかの異なる向きに向けられたノズル吹出口を有する噴射ノズルを提供することにより、より均一に分配され、シリンダ壁の環状領域を覆い、また環状領域の高さを調節することができるようになるように、潤滑油を噴射することが可能になる。

さらなる実施形態によれば、噴射ノズルは、ノズル吹出口が様々な形状を有するという点で特徴的である。ノズル吹出口の形状を変えることによって、シリンダ壁上の油の広がりを調節することができる。このように、より大きいまたはより小さいノズル吹出口で動作することができて、これによってノズル口と、噴射された油が当たるシリンダ壁上の領域との間の距離に影響を与えることができるようにする。

本発明のさらなる態様によれば、潤滑油を大型エンジンのシリンダ内に噴射する際に使用するためのシステムであって、シリンダ壁に取り付けられた噴射ノズルと、少なくとも１つのポンプユニットを有する潤滑装置と、潤滑装置を噴射ノズルと接続するための接続管とで構成されるシステムにおける、本発明による噴射ノズルの使用方法が説明される。この使用方法は、噴射ノズルが直列に連結され、かつ１つのポンプユニットから潤滑油を供給されるという点で特徴的である。

ポンプユニットの形態の分配源が複数の噴射ノズルに連結された場合、噴射ノズルの設計が確実に潤滑油をより均一に分配することから、このシステムは可能となる。このことは、潤滑油の供給圧力が弁体を動かす力がかなり大きくなるようにコア領域に影響するという事実に起因する（ガイドおよび弁座を有する従来型の噴射ノズルと比較して）。これによって、直列に連結された噴射ノズルにおける弁体の同時移動が確保される。

噴射ノズルを直列に連結して、それらを潤滑装置の同じポンプユニットによって供給させることによって、配管がかなり単純化され得る。

本発明による噴射ノズルによって、小さい死容積ならびに弁座および弁ガイドのない設計に起因して、すべての弁体を持ち上げるのに必要な力ひいては圧力は非常に均一になる。最終的に、本発明の利点は、次を含むと言える。
−簡素化された噴射ノズルの設計
−簡素化されたメンテナンス要件
−堅牢かつ柔軟な噴射ノズル
−より均一な霧化
−より均一な個々の噴射ノズル間のクラッキング圧力。これが、分配源への噴射ノズルの直接連結によって、個々の噴射ノズル間におけるより均一な分配をもたらす。
−噴射圧力を最適化する可能性
−システム内の個々の噴射ノズルに個別の止め具を用いることによる複数の噴射ノズルを使用する場合の噴射ノズルの個別調整の可能性
−ノズル吹出口と噴射ノズルの閉鎖要素との間の死容積の排除、弁体の自由な動きを妨げるリスク最小
−噴射ノズルが摩耗または損傷され得る弁座をもたないことから、典型的に摩耗する噴霧／ジェット噴射器のための部品の排除

本発明は、添付の図面を参照して以下に詳述される。

本発明による噴射ノズルの第１の実施形態を示す図である。弁座孔とその中で変位可能な弁体とを有するノズルロッドを含み、潤滑油が弁体上の面取り側面形成されるダクトを介して弁体にある旋削した陥凹部に導かれ、生じ得る漏油がシリンダ内に導かれる。 図１の噴射ノズルの詳細を示す図である。噴射ノズルの前方部分に着目している。 噴射ノズルの代替的な実施形態を示す図である。潤滑油は、ノズルロッドにあるダクトを介して旋削した陥凹部に導かれる。 噴射ノズルの代替的な実施形態を示す図である。潤滑油は、ノズル座孔にある切り欠き部を介して旋削した陥凹部に導かれる。 本発明による噴射ノズルの第２の実施形態を示す図である。生じ得る漏油が油貯蔵槽に戻されている。 弁体のための止め具を有する噴射ノズルを横断する部分断面図である。 本発明による噴射ノズルの概略図である。 本発明による噴射ノズルの概略図である。 本発明による噴射ノズルの概略図である。 本発明による噴射器における圧力条件を示すグラフである。 並列に連結された本発明による噴射ノズルが用いられる潤滑油システムを示す概略図である。 図１１に対応するが、直列に連結された噴射ノズルを有する潤滑油システムを示す図である。

図１は、噴射ノズルの実施形態を示しており、ここでは、生じ得る漏油がシリンダ内に導かれている。噴射ノズルは、弁体３を含む内側部分１と、シリンダ壁１０２を貫通して延び（図１１参照）、かつ内側チューブ５と外側チューブ６とによって形成される外側部分とに分割された、ノズルロッドを含む。あるいは、ノズルロッドは、ワンピース式に作られ得る。

図１には、以下の部品がみられる。
１０１−噴射ノズル
１−ノズルロッド
２−ばね
３−弁体
３ａ、３ｂ−弁体上の円筒状の密封面
４−弁体用の止め具
４ａ−止め具４を通る通路
５−内側チューブ
６−外側チューブ
７−取り付けフランジ
８−油供給フランジ
９−油供給フランジを固定するためのねじ
１０−油供給ユニオンのためのねじ穴
１１−弁体３の頭部
２０−加圧された油の供給ダクトを形成するための弁体の面取り側面
２１−弁体密封面３ａ、３ｂと作用する弁座孔
２０ａ−面取り側面２０と弁座孔２１とによって形成される加圧された油の供給ダクト
２２−往復動式弁体の最奥端のための空洞
２２ａ−空洞からシリンダ内への開口部
２３−油供給のための旋削した陥凹部
２４−密封面と旋削した陥凹部との間の縁部／移行部
２５−ノズル吹出口
２６−潤滑油を圧力室に供給するためのダクト
２７−圧力室
２８−旋削した陥凹部２３と弁座孔２１とによって形成される環状室
２９−１つまたは２つ以上の噴霧（複数可）／ジェット（複数可）（１つまたは２つ以上のノズル吹出口を通る）

噴射ノズル１０１は、一回分の加圧された潤滑油が、ユニオン１０を通って、さらに下流へダクト２６および圧力室２７に送達されるという仕方で動作する。弁座孔２１が、弁体の密封面３ａおよび３ｂと接触する密封面として働くために、ダクト２６および圧力室２７において圧力が上昇する。潤滑油の圧力が、ばね２由来の力を克服するのに十分に大きい力をかける場合にのみ、弁体３の変位が生じる。これによって頭部１１は止め具４を離れて、油が圧力室２７内に流れるようにする。油はまた、加圧された油の供給ダクト２０ａを通って流れる。

密封面と、弁座孔との作用が、確実に、旋削した陥凹部２３の前縁２４がノズル吹出口２５を通過するように弁体３が図１における右方向に押されて、環状室２８とノズル吹出口２５との間に連通が形成される場合にのみ、加圧された油がノズル吹出口２５から出て送達されるようにしている。

ダクト２６、圧力室２７および加圧された油の供給ダクト２０ａを最初に油で充填した後、圧力条件が確立されて、連続的な油の噴射の間、頭部１１が止め具に対して接触するほどには後退しないようにする。

図２は、図１の噴射ノズル１０１の最も前方の部分を示している。この実施形態では、生じ得る漏油は、加圧された潤滑油が場合によって密封面３ｂを通り過ぎて、空洞２２内に入り、開口部２２ａから出るにつれて、シリンダ自体の中に導かれる。

機能は次のとおりである。
ａ）加圧された潤滑油が、ユニオン１０を介してダクト２６に導かれる。
ｂ）潤滑油は、止め具４にある通路４ａを通って、ばね２を過ぎて圧力室２７内に導かれる。加圧された油は、２つの加圧された油の供給ダクト２０ａを介して環状室２８まで下流に導かれる。
ｃ）加圧された油は、弁体の最大領域から弁体のコア領域を減じた差である、弁体３の動的領域に作用する。コア領域は、旋削した陥凹部２３の直径によって画定される。
ｄ）潤滑油の圧力によってかけられる力がばね２由来の力を突破するのに十分に大きい場合、弁体３は右に押される。
ｅ）弁体３が十分に右に変位して、旋削した陥凹部２３の前縁２４がノズル吹出口２５と位置合わせされるようにした場合、加圧された油は、ノズル吹出口を通って自由に送達され得る。環状室とノズル吹出口との間に死容積は現れない。このようにして、環状室２８の圧力は、潤滑油がノズル吹出口２５を通って送達される際に、潤滑油において維持される。

噴射ノズルは、一般に、３０〜７０バールの圧力で油を供給され、これはまた、弁が開放される圧力である。この噴射ノズルの吹出し圧力は、ばね２の圧縮によって決められる。この実施形態では、ばね２のこの圧縮を調節することはできないが、ばねの特性と、止め具４およびノズルロッド１の幾何形状によって与えられる。これら２つは、環状室２８からノズル吹出口２５に潤滑油が通るよう開放するために、ばね２が十分に圧縮されるには、どのくらい大きな力が必要かを決定する。

各噴射ノズル１０１は、２つまたは３つ以上のノズル吹出口２５を有し得る。

図３は、図２に対応する図であるが、噴射ノズル１０１ａの第２の実施形態を示している。この実施形態は、加圧された油の供給ダクト６２に関して設計が異なることにより、上述のものとは異なる。加圧された潤滑油は、弁体６７およびばね２の周囲にある圧力室２７から、ノズルロッドの壁における孔として形成される加圧された油の供給ダクト６２を介して、環状室２８に供給される。これによって、弁体３にある面取り部２０は排除され得る。この実施形態では、弁体３の頭部１１ａは、止め具４（図３に図示せず）に接触するために、平坦な端面を有する円筒状である。

その他の要素および機能は、図１および図２に示した噴射ノズルのために説明したものと同様である。

図４は、図２に対応する図であるが、噴射ノズル１０１ｂの第３の実施形態を示している。この実施形態は、加圧された油の供給ダクト６６の設計が異なるにより、上記の説明とは異なる。加圧された油の供給ダクト６６は、ここで、少なくとも１つの長手方向の溝６７を有する円筒状の弁座孔２１にあるノズルロッド１によって形成される。少なくとも１つの長手方向の溝６７は、弁体の円筒状の密封面３ａと共に加圧された油の供給ダクト６６を形成し、圧力室２７を環状室２８と接続する。

図５は、噴射ノズル１０１ｃの第４の実施形態を示している。この実施形態では、一回分の加圧された潤滑油が、ユニオン１０を通って、さらにダクト２６および圧力室２７内に送達される。弁体３は、油圧由来の力がばね２由来の力を突破するのに十分に大きい場合、ノズル吹出口に向かう方向に押される。噴射ノズルのこの部分は、図１ａおよび図１ｂの噴射ノズルと同様に動作する。

第１の実施形態との違いは、この噴射ノズルが生じ得る漏油を密封面２１からシリンダ内に導かないが、この漏油を、空洞が端部において閉じている時に、弁体３の前方に形成される空洞４５に集めるということである。漏油は、空洞４５から開口部４４を介して弁体４１を通り、ダクト４３および４２を通して導かれる。ここから、油は１つまたは２つ以上のダクト４０を介し、ノズルロッド１の側面を通して外に導かれる。空洞／ダクト３９および３８は、漏油が噴射ノズルの頭部に確実に導かれ得るようにする。油は、ダクト３８から空洞３６に、また通路３７を通して、内部分割要素４６（加圧された油と漏油とを分割する）の周囲の旋削した陥凹部／空洞３５に導かれる。この点から、油は、外側分離要素４７の通路３４を通し、ダクト３３および３２を介して漏油のための放出ユニオン３１に導かれる。

図６は、噴射ノズル１０１ｄの第５の実施形態を示している。この実施形態では、噴射ノズルのための吹出し圧力が調節可能である。ノズルロッド１および止め具４は、「固定」かつ既定の吹出し圧力による実施形態における対応する要素と同じ原理にしたがって設計されている。しかし、この実施形態では、ばね２の圧縮は無段調節され得る。これは、弁体５１がねじ山５１ａを一端に有するためである。調節ナット５０は、このねじ山上にねじで固定され得る。これによってばねの圧縮は、調節ナット５０を調節／回転することによって変化させ得る。これによって、含まれる部品に非常に精密な許容範囲（５／１００ｍｍよりも下）を設ける必要なしに、ばねの圧縮の均一性を可能にする実施形態が達成される。同時に、この実施形態はまた、ばねは極めて厳密な要件に適合する必要がないという点で有利である。

図７、図８および図９は、最も重要な噴射ノズルの動作位置を示している。

図９は、潤滑油５２が加圧されていない条件にある噴射ノズルを示している。弁体３は、ばね２由来の力の作用の下、ノズル吹出口２５から最も遠くに配置されている。この位置では、密封面２３は、ノズル吹出口２５と接触していない。弁体３は、この位置では、止め具４上に乗っている。

図８は、加圧された潤滑油５２を有する噴霧器を示しているが、休止位置にあり、ここでは、潤滑油の圧力がばねの力を突破する大きさに達するまで、このままである。この位置では、旋削した陥凹部２３の前縁２４は、ノズル吹出口２５と環状室２８との間には通路がないように配置されている。潤滑油は静止している。しかしながら、密封面２１にわたるわずかな漏れは生じ得る。

図７は、加圧された潤滑油５２を有する噴射ノズルを示しており、ここでは、潤滑油の圧力は、ばねの力を突破するレベルにある。この位置では、加圧された潤滑油は、環状室２８からノズル吹出口２５を通って流出する。油の大半がノズル吹出口２５を通過することから、この位置では限られた漏れのリスクしかない。この点から、潤滑油は、ノズルの幾何形状、粘土、流れの条件、圧力などに応じて、霧化された形態で、またはジェットとして送達され得る。

図１０は、本発明による噴射ノズルで噴射する間、どのように潤滑油の圧力が変化するかの例を示すグラフである。グラフ上で、「保持圧力」と呼ばれる領域ＨＰがある。これは、図８の噴射ノズルの位置に対応する。ここでは、油が加圧されているが、潤滑油はノズル吹出口２５を通って送達されない。ここで、ノズル吹出口を通して加圧された潤滑油の送達のために開放するときに加圧された潤滑油の一部を分配するまでに、いくらかの潤滑油の漏れがあることがわかる。噴射ノズルの設計によっては、このように、連続的なアクティブ化の間に圧力の損失を起こし得る、その結果、アクティブ化の間における圧力降下を起こし得る、潤滑油の少量でわずかな漏れが生じ得る。このことは、グラフ上において、約４０バールから５２バールまでの圧力上昇の発生によりわかる。圧力グラフのこの部分は、図７の噴射ノズルの位置に対応し、ここで、加圧された潤滑油が直接ノズル吹出口２５を通って送達される。

図１１は、いくつかの弁１０１が並列に連結され、シリンダ壁１０２に配置されている、従来型のシステムを示している。この実施形態では、噴射ノズル１０１は、シリンダ壁において放射状に配向された取り付け用穴１２７に取り付けられている。

噴射ノズル１０１は、油圧パイプを介して、または可撓性のオイルホース１０３を介して潤滑装置１０４と接続され、潤滑装置１０４は、それぞれの噴射ノズル１０１のための個々のポンプユニットを含み、かつ油タンク１０５と接続されている。

一方の端部において、各噴射ノズル１０１は、シリンダ壁１０２の内面のすぐ内部に、シリンダ壁に配置されたノズル吹出口１０６を有している。油管１０３の圧力が既定のレベルに到達すると、ノズル吹出口１０６を通して油が霧化／ジェット噴射される。

シリンダ壁１０２の外側に備えられた部分では、噴射ノズルは、油圧パイプまたは油タンク１０５に回収される油用の可撓性の戻りホース／管１０７と接続される。

噴射ノズルは、オイルミストまたは噴射ジェット１０８を弁ステムに対して横に放出し、オイルミスト／油送達が向けられるシリンダ壁の領域１０９を覆う。

潤滑装置１０４として、場合によって、モータのチェーン駆動によって動力を供給された従来型の潤滑装置、または電気制御される油圧潤滑装置を用いる、様々なポンプ装置が適用され得る。潤滑装置のポンプユニットは、油の圧力が噴射ノズルに組み込まれたばねに由来する力を突破するような方法で分配し、加圧する。

図１１は、噴射ノズル１０１が、潤滑装置１０４の個々のポンプユニットによって、各自の油管１０３を介して供給される実施形態を示している。このような潤滑装置１０４は、いくつかのポンプユニットを有して、それぞれが１つの噴射ノズル１０１に供給する。大型エンジンでは、一般的に、シリンダ内の噴射ノズルが１つの潤滑装置１０４によって潤滑されるシステムが存在する。

図１２は、いくつかの直列に連結された噴射ノズル１０１がシリンダ壁１０２に提供される潤滑油システムを示している。このシステムでは、噴射ノズル１０１は直列に連結され、かつ潤滑装置１０４’の１つのポンプユニットによって供給され、それによって、配管は明らかに単純化される。それによって、油を噴射ノズル１０１に供給するために、１つの油管１０３’のみが使用される。図１１のシステムと同様に、噴射ノズル１０１は、油圧パイプまたは油タンク１０５に返される油用の可撓性の戻りホース／管１０７によって接続される。

このシステムでは、連結された噴射ノズル１０１のための供給圧力が同じになるように慎重に設定されることが求められる。これは、そうでなければ供給される量が変わり過ぎることがあるためである。その他の条件は、供給される部分の変化（管の処理、管の長さなど）にもまた大きく影響を与えるが、供給圧力が最も重要な条件である。

噴射ノズルは、摩耗／汚れなどの影響に起因して、時間と共に特性が変化し得る、従来型の噴射ノズルから知られるようないかなる弁座ももたない。これらは、噴射ノズルの弁の吹出し条件に影響を及ぼすパラメータである。このことは、本発明による噴射ノズルが、より均一で、動作面の信頼性があり、堅牢かつ連続的（経時的に）な噴射部分を有することを意味している。

Claims (13)

1. 潤滑油を大型エンジンのシリンダ内に噴射する際に使用するためであり、ノズルロッド（１）が前記シリンダ壁を貫通して延び、かつ少なくとも１つのノズル吹出口（２５）が前記ノズルロッドの内端にある状態で、シリンダ壁（１０２）に固定するための取り付け手段で適合される噴射ノズル（１０１）であって、
   前記ノズルロッド（１）が、円筒状の弁座孔（２１）を有する弁を含み、円筒状の弁座孔（２１）の中には、前記ノズルロッドの前記円筒状の弁座孔（２１）とインターフェースする円筒状の密封面（３ａ、３ｂ）を有する変位可能な弁体（３）が配置され、
   前記弁体（３）が、ばね付勢式の前記弁の閉鎖を確立するために前記弁体（３）の周囲に配置されたばね（２）のための接触面を有する拡大頭部（１１）をその外端に有し、
   前記ノズルロッド（１）が、圧力室（２７）に加圧された油を供給するための加圧された油用通路（２６）を含み、圧力室において、前記加圧された油が力を前記弁体（３）にかけることができて、前記弁を開けるために前記弁体が前記ばね（２）の作用に逆らって変位されるようにし、その結果、前記ノズル吹出口（２５）を通して油の超過圧力噴射を確立し、これが、前記油圧が低下して前記ばね（２）が効率的な前記弁の閉鎖を確立するまで続く、噴射ノズル（１０１）において、
   前記弁体（３）が、前記弁体の前記円筒状の密封面（３ａ、３ｂ）に旋削した陥凹部（２３）を有する円筒状のロッドによって形成されることと、
   前記旋削した陥凹部（２３）が、前記ばね（２）の前記作用に対して前記弁体（３）の前方への変位する際に前記ノズル吹出口（２５）と接続されるために、前記弁体の前記円筒状の密封面（３ａ、３ｂ）の部分が前記旋削した陥凹部（２３）の各自の側面にある状態で、前記弁体（３）の前記内端に配置されることと、
   前記ばね（２）が配置される圧力室（２７）を形成するために、前記弁座孔（２１）よりも大きい直径の圧力室孔によって、前記ノズルロッドの前記圧力室（２７）が形成されることと、
   加圧された油の供給ダクト（２０ａ、６２、６７）を介する前記圧力室（２７）が、前記弁体（３）の前記旋削した陥凹部（２３）と接続されることと
   を特徴とする、噴射ノズル（１０１）。
2. 前記弁体が、前記弁座孔（２１）と併せて前記加圧された油の供給ダクト（２０ａ）を形成するために、少なくとも１つの面取り側面（２０）を有することを特徴とする、請求項１に記載の噴射ノズル。
3. 前記ノズルロッド（１）が、前記圧力室（２７）を、前記旋削した陥凹部（２３）と接続する少なくとも１つの孔（６２）を有することを特徴とする、請求項１に記載の噴射ノズル。
4. 前記円筒状の弁座孔（２１）にある前記ノズルロッドが、前記圧力室（２７）を、前記旋削した陥凹部（２３）と接続する少なくとも１つの長手方向の溝（６７）を有することを特徴とする、請求項１に記載の噴射ノズル。
5. 前記ノズルロッド（１）がまた、生じ得る漏油を排出するための油の戻り通路（３９、４０）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
6. 前記弁座孔（２１）が前記端部で開いていて、生じ得る漏油を前記開放端を介して排出し得ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
7. 前記弁体（３）が、２つの対向する面取り側面（２０）を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
8. 前記弁体（３）の前記面取り側面（２０）が、前記ばね（２）が配置されている前記弁の前記圧力室（２７）内に延びていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
9. 前記弁体（３）の前記接触面が、平坦または球状であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
10. 止め具（４）が、前記弁体（３）の前記変位を制限するために提供されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
11. ナット（５０）が、前記ばね（２）に予め負荷をかけるために提供されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の噴射ノズル。
12. 複数のノズル吹出口（２５）が提供され、好ましくは、前記ノズルロッド（１）を通る中心軸に対して様々な向きで配置されることを特徴とする、請求項１に記載の噴射ノズル。
13. シリンダ壁（１０２）に取り付けられた噴射ノズル（１０１）と、少なくとも１つのポンプユニットを有する潤滑装置（１０４、１０４’）と、前記潤滑装置（１０４、１０４’）を前記噴射ノズル（１０１）と接続するための接続管（１０３、１０３’）とで構成される、潤滑油を大型エンジンのシリンダ内に噴射する際に使用するためのシステムにおける、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の噴射ノズル（１０１）の使用方法であって、
    前記噴射ノズル（１０１）が直列に連結され、１つのポンプユニットから潤滑油を供給されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の噴射ノズル（１０１）の使用方法。

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