JP6080930B2 - 燃料バルブ及び内燃エンジンの燃料室にガス燃料を噴射する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス燃料供給システムを有する圧縮着火内燃エンジンのためのガス燃料バルブに関し、特に、ガス燃料供給システムを有する大型低速ユニフロー式ターボ過給機付２ストローク式内燃エンジンのためのガス燃料バルブに関する。

クロスヘッド型の大型低速２ストローク式圧縮着火（ディーゼル）エンジンは、大型船舶の推進システムにおいて、又は発電所の原動機として通常用いられている。頻繁に、これらエンジンは、重油又は燃料油を用いて運転されている。

近年、大型２ストローク式ディーゼルエンジンは、ガス、石炭スラリー、石油コークス等の代替タイプの燃料、特にガスを扱えるようにすることが求められている。

天然ガス等のガス燃料は、大型低速ユニフロー式ターボ過給機付２ストローク式内燃エンジンに燃料として用いられる場合、例えば燃料として重油を用いた場合と比較すると、排気ガスにおける亜硫酸成分、ＮＯｘ及びＣＯ２のレベルが顕著に低下する比較的クリーンな燃料である。

しかしながら、大型低速ユニフロー式ターボ過給機付２ストローク式内燃エンジンにおいてガス燃料を用いることに関連する問題がある。それら問題の１つとしては、燃焼室への噴射に関するガスの自然着火の傾向及び予測可能性であり、両者は、圧縮着火エンジンにおいては制御下にあることが不可欠である。従って、既存の大型低速ユニフロー式ターボ過給機付２ストローク式内燃エンジンでは、ガス燃料の噴射と同時に、オイル又はその他着火液のパイロット噴射を用いることにより、ガス燃料の確実かつ適切なタイミングの着火を確実なものとする。

大型低速ユニフロー式ターボ付２ストローク式内燃エンジンは、通常、大型外洋航行貨物船の推進力に用いられており、それ故にその信頼性が最も重要である。それらエンジンのガス燃料による運転は、依然、比較的最近に発展したものであり、ガスを用いたその運転の信頼性は従来の燃料のレベルに依然として到達していない。従って、既存の大型低速２ストローク式ディーゼルエンジンは全て、燃料油のみで動作する際に全出力で運転され得るように、ガス燃料による運転用の燃料システムと燃料油を用いた運転用の燃料システムとを有するデュアル燃料エンジンとなっている。

これらエンジンの内燃室の直径は大きいことから、それらエンジンには、通常、各シリンダのシリンダカバーに、中央の排気バルブの周囲に約１２０°の角度で分離された３個の燃料噴射バルブが備えられている。このように、デュアル燃料システムを用いる場合、確実なガス燃料の噴射を確保するために、シリンダ当たり３個のガス燃料バルブと、シリンダ当たり３個の燃料油バルブが存在すると同時に、各ガス噴射バルブに近接して１個の燃料油噴射バルブが設けられることにより、それ故、シリンダの上部カバーは、比較的密集した場所となる。

上記既存のデュアル燃料エンジンにおいては、燃料油バルブが、ガス燃料を用いた運転の間、パイロット油噴射を提供するために用いられている。これらの燃料油バルブは、燃料油のみで全負荷をかけた状態でエンジンを運転するのに必要となる量の燃料油を送給することができるような寸法とされる。しかしながら、パイロット噴射で噴射されある油の量は、所望される排ガスの削減を達成するために可能限り少なくする必要がある。このような少量の使用量では、全負荷での運転に必要な大容量を送給することもできる大型燃料噴射システムを用いた場合、重大な技術的課題を引き起こし、実際上、そのような使用量は達成するのが困難である。従って、パイロット油使用量は、既存のエンジンにおいては、特に中レベル又は低い負荷において、燃料噴射イベント当たり所望されるよりも大量となる。小パイロット量を扱える更なる少量噴射システムの代替は、かなり複雑なものであり、コストもかかる。更に、追加の小量パイロット油噴射バルブは、シリンダの上部カバーを更に一層密集した状態にしてしまう。

上記背景に関し、本願は、上記に示した課題を解消し、又は少なくとも低減する圧縮着火内燃エンジンのための燃料バルブを提供することを目的とする。

この目的は、第１の態様によれば、以下を提供することによって達成される。
これは、圧縮着火内燃エンジンの燃焼室にガス燃料を噴射するための燃料バルブであって、前記燃料バルブは、
後端と前端とを有する細長の燃料バルブ筺体と、
中空内部を有する細長のノズル本体を備えるノズルと、
を備え、但し前記中空内部は、ノズル穴に接続されるチャンバを形成し、前記ノズルは、前記燃料バルブ筺体の前端部に配置され、前記チャンバは細長の形状を有し、前記チャンバの一方の長手端にガス燃料及び着火液の導入ポートが形成され、かつノズル穴は、前記チャンバのもう一方の長手端の近傍で前記チャンバに接続しているおり、
さらに前記燃料バルブは、
高圧ガス燃料のソースに接続するためのガス燃料吸入口であって、前記細長の燃料バルブ筺体に設けられるガス燃料吸入口と、
着火液のソースに連結する着火液導入ポートと、
前記ガス燃料導入ポートと前記着火スペースとの間にあるタイミングを計った流体連結を確立する手段と、
前記チャンバ内部で前記ガス燃料を着火させるために前記チャンバに定められた量の着火液をタイミングを計って送給するように構成された手段と、
を備える、燃料バルブ。

着火液を送給する簡便な手段を用い、かつ着火液を小量消費しながら、ノズルにおけるチャンバに定められた量の着火液を送給することによって、ノズルにおけるチャンバ内部でガス燃料の確実かつ制御された着火が達成され、それによって排出レベルを改善する。

第１の態様の第１の可能な実装形態においては、上記チャンバに定められた量の着火液をタイミングを計って送給するように構成された手段が、制御された容量の着火液を送給するように構成されている。

第１の態様の第２の可能な実装形態においては、上記有限かつ制御された量の着火液が、上記チャンバの容量よりも有意に少ない。

第１の態様の第３の可能な実装形態においては、上記燃料バルブが、上記ガス燃料を送給する直前に上記定められた量の着火液を上記チャンバに送給するように構成されている。

第１の態様の第４の可能な実装形態においては、上記燃料バルブは、上記ガス燃料の送給開始時に、上記チャンバに上記定められた量の着火液を送給するように構成されている。

第１の態様の第５の可能な実装形態においては、上記チャンバへの上記ガス燃料の侵入の前に、上記定められた量の着火液が上記ガス燃料に添加され、かつ上記ガス燃料と上記着火液とが、１つかつ同一のポートを介して上記チャンバに侵入する。

第１の態様の第６の可能な実装形態においては、上記定められた量の着火液と上記ガス燃料とが、別々のポートを介して上記チャンバに送給される。

第１の態様の第７の可能な実装形態においては、上記チャンバは、細長の形状を有し、該細長の形状は、ガス燃料及び着火液のための導入ポートを形成する一方の長手方向端を有し、ノズル穴が、チャンバのもう一方の長手方向端近傍で該チャンバに連結する。

第１の態様の第８の可能な実装形態においては、上記ノズルは、３００℃を超える温度で作動するように構成されている。

第１の態様の第９の可能な実装形態においては、上記ノズルは、基部と、細長のノズル本体とを備え、ノズルは、その基部により細長のバルブ筺体の前端部に連結しており、かつノズルは、閉じた先端を有し、ノズル穴が該先端に近接して配置されている。

上記目的はまた、第２の態様によれば、複数のシリンダと、高圧ガス燃料供給システムと、高圧着火液供給システムと、エンジンのシリンダのシリンダカバーに設けられる上記第１〜９の実施の何れかに記載の１又は複数のガス燃料バルブとを有する圧縮着火内燃エンジンであって、上記ガス燃料バルブは上記高圧ガス燃料供給システムと上記着火液供給システムとに連結されている、圧縮着火内燃エンジンを提供することによっても達成される。

第２の態様の第１の可能な実装形態においては、上記エンジンは、上記着火液の補助を受けることにより、かつその他の着火装置を用いることなく、噴射されたガス燃料を圧縮着火させるように構成されている。

第２の態様の第２の可能な実装形態においては、上記エンジンは、上記ガス燃料がノズル内部のチャンバに侵入するに際し、上記ガス燃料を着火させるように構成されている。

第２の態様の第３の可能な実装形態においては、上記ガス燃料のソースが、上記ガス燃料を高圧で上記燃料バルブに送給し、上記着火液のソースは、上記着火液をガス燃料の上記ソースの圧力よりも高い圧力で上記着火液を送給するように構成されている。

上記目的はまた、第３の態様によれば、以下を提供することによっても達成される。これは、圧縮着火内燃エンジンにおいて、燃料バルブ筺体を備える第１燃料バルブを用いてガス燃料を噴射し、かつ着火させる方法であって、
前記第１燃料バルブは、前記自己着火内燃エンジンの燃焼室にガス燃料を噴射するものであり、
前記燃料バルブは、細長のノズル本体を有するノズルを備え、該細長のノズル本体は、チャンバ及び該チャンバに連結するノズル穴を形成する中空内部を有し、
前記ノズルは、前記燃料バルブ筺体の前端部に配置されており、前記チャンバは、細長の形状を有し、該細長の形状は、ガス燃料及び着火液のための導入ポートを形成する前記チャンバの一方の長手方向端を有し、かつ前記ノズル穴は、前記チャンバのもう一方の長手方向端近傍で該チャンバに連結しており、
前記方法は、
前記燃料バルブに高圧ガス燃料を送給することと；
前記燃料バルブのタイミングを計った開放によって噴射イベントを開始することにより、前記ノズルにおいて前記チャンバを介して前記燃焼室に前記ガス燃料を流入させることと；
噴射イベントの直前又はその最中に前記ノズルにおける前記チャンバに噴射液を送給することにより、前記チャンバ内の前記ガス燃料の着火を生じさせることと；
前記ガスバルブを閉じることによって噴射イベントを終了させることと；
を含む、方法。

第３の態様の第１の可能な実装形態においては、上記方法は、上記燃料バルブに上記ガス燃料を第１の高圧で送給すること、並びに上記燃料バルブに第２の高圧で上記着火燃料を送給することを更に含み、上記第２の高圧は、上記第１の高圧よりも高い。

第３の態様の第２の可能な実装形態においては、上記方法は、噴射イベントの開始前に上記ガス燃料と上記着火液とを混合すること、並びに上記チャンバに上記ガス燃料と上記着火液とを同時に送給することを更に含む。

第３の態様の第３の可能な実装形態においては、上記方法は、上記チャンバに上記ガス燃料と上記着火液燃料とを別々に送給することを更に含む。

上記目的はまた、第４の態様によれば、以下を提供することによっても達成される。 これは、圧縮着火内燃エンジンを作動させる方法であって、該方法は、前記エンジンの燃料バルブに第１高圧の加圧ガス燃料を供給することを含み、
但し、前記燃料バルブはバルブ筺体を備え、
前記燃料バルブは、細長のノズル本体を有する中空ノズルを備え、
前記細長のノズル本体は、前記エンジンのシリンダにおける燃焼室に前記中空ノズルにおけるチャンバを連結する複数のノズル穴を有し、
前記中空ノズルは、前記燃料バルブ筺体の前端部に配置されており、
前記チャンバは細長の形状を有し、該細長の形状は、ガス燃料及び着火液のための導入ポートを形成する前記チャンバの一方の長手方向端を有し、
前記ノズル穴は、前記チャンバのもう一方の長手方向端近傍で該チャンバに連結し、
さらに前記方法は、
前記燃料バルブに、前記第１高圧よりも高い第２高圧の着火液を供給することと；
前記中空ノズルの上にあるバルブシートであって、その上に燃料チャンバが配されているバルブシートと協働する可動バルブニードルを用いて、ガス燃料の噴射を制御することと；
前記ガス燃料を用いて前記燃料チャンバを加圧することと；
前記バルブシートから前記軸方向に移動可能なバルブニードルを上昇させることによってガス燃料噴射イベントを開始することと；
噴射イベントの直前又はその最中に前記チャンバに少量の着火液を送給することと；
前記バルブシートに前記軸方向に移動可能なバルブニードルを戻すことによって前記噴射イベントを終了させることと；
を含む、方法。

第４の態様の第１の可能な実装形態においては、上記ガス燃料が上記着火液の補助を受けることにより上記チャンバ内部で着火する。

第４の態様の第２の可能な実装形態においては、ノズルが、エンジンサイクル全体を通して３００℃を超えた状態で維持される。

上記目的はまた、第５の態様によれば、以下を提供することによっても達成される：自己発火内燃エンジンの燃焼室の中にガス燃料を噴射する燃料バルブを用いて自己発火内燃エンジンでガス燃料を噴射し、かつ着火させる方法における、着火液としての船舶用又はエンジン用の潤滑油又は燃料油の使用であって、上記燃料バルブは、中空内部を有するノズルを備え、該中空内部は、チャンバ及び該チャンバに連結するノズル穴を形成し、上記方法は、上記燃料バルブに高圧ガス燃料を送給すること、燃料バルブのタイミングを計った開放によって噴射イベントを開始することにより、ノズルにおけるチャンバを介して燃焼室にガス燃料を流入させること、噴射イベントの直前又はその最中に上記チャンバに着火液を送給することにより、チャンバ内部のガス燃料の制御された着火を支援すること、並びにガスバルブを閉じることによって噴射イベントを終了させること、を含む、上記使用。

第５の態様の第１実施においては、上記方法は、上記燃料バルブに上記ガス燃料を第１の高圧で送給すること、並びに上記燃料バルブに第２の高圧で上記着火燃料を送給することを更に含み、上記第２の高圧は、上記第１の高圧よりも高い。

第５の態様の第２実施においては、上記方法は、噴射イベント開始の前にガス燃料と着火液とを混合すること、並びにチャンバにガス燃料と着火液とを同時に送給することを更に含む。

第５の態様の第３実施においては、上記方法は、チャンバにガス燃料及び着火液を別々に送給することを更に含む。

第５の態様の第４実施においては、ガス燃料は、着火液の補助を受けることによりチャンバ内で着火する。

第５の態様の第５実施においては、ノズルは、エンジンサイクル全体を通して３００℃を超える温度で維持される。

第５の態様の第６実施においては、着火液は、２５ｃＳＴ〜７５０ｃＳＴ、好ましくは７５ｃＳＴ〜７２５ｃＳＴ、最も好ましくは１５０ｃＳＴ〜７００ｃＳＴの範囲の粘度を有する。

第５の態様の第７実施においては、上記方法は、３０℃を超える、好ましくは４５℃を超える、最も好ましくは６０℃を超える引火点を有する着火液を含む。

本開示による上記燃料バルブ、エンジン、方法及び使用の更なる目的、特徴、有利な点及び性状は詳細な説明により明らかとなる。

以下本明細書の詳細部では、本発明について、以下の図面に示される例示実施形態を参照してより詳細に説明する。

例示実施形態による大型２ストローク式ディーゼルエンジンの正面図である。 図１の大型２ストローク式エンジンの側面図である。 図１による大型２ストローク式エンジンを図示したものである。 シリンダの上部について図１のエンジンのガス燃料システムの例示実施形態を図示した断面図である。 シリンダ、及び図４の実施形態のガス燃料噴射システムを図示した上面図である。 本発明の例示実施形態による、図１に示されるエンジンに用いるためのガス燃料噴射バルブの断面図である。 図６の断面の詳細図である。 図１に示されるエンジンに用いるためのガス燃料噴射バルブの別の例示実施形態の断面詳細図である。 図６〜８の燃料バルブの立面図である。 図６〜９の燃料バルブと共に用いるためのノズルの断面図である。 シリンダカバーにおけるズ６〜９の燃料バルブの位置を示す断面図である。 別の実施形態によるガス燃料噴射バルブの断面図である。 更なる別の実施形態によるガス燃料噴射バルブの断面図である。 図１３の断面の詳細図である。 図１に示されるエンジンに用いるためのガス燃料噴射バルブの別の例示実施形態の詳細断面図である。

好適な実施形態の詳細説明

以下の詳細な説明において、圧縮着火内燃エンジンについて、例実施形態における大型２ストローク式低速ターボ過給機付内燃（ディーゼル）エンジンを参照しながら説明する。図１、２及び３は、クランクシャフト４２及びクロスヘッド４３を有する大型低速ターボ過給機付２ストローク式ディーゼルエンジンを示す。図３は、吸気システム及び排気システムを有する大型低速ターボ過給機付２ストローク式ディーゼルエンジンを図示したもの示す。この例示実施形態においては、エンジンは、１列の４個のシリンダ１を有する。大型低速ターボ過給機付２ストローク式ディーゼルエンジンは、通常、エンジンフレーム１３によって保持される１列の４〜１４個のシリンダを有する。エンジンは、例えば、外洋航行船舶において主エンジンとして用いてもよいし、又は発電所の発電機を作動させるための定置式エンジンとして用いてもよい。エンジンの総出力は、例えば、１０００〜１１００００ｋＷの範囲であってもよい。

本例示実施形態において、エンジンは、シリンダ１の下部に掃気口を有し、かつ該シリンダ１の上部に中心排気バルブ４を有する２ストローク式ユニフロー式のディーゼルエンジンである。掃気空気は、掃気空気レシーバ２から個々のシリンダ１の掃気口（不図示）へと通過する。シリンダ１におけるピストン４１が掃気空気を圧縮し、燃料がシリンダカバーにおける燃料噴射バルブから噴射され、次いで燃焼が行われ、排気ガスが生成される。排気バルブ４が開放されている場合、排気ガスは、シリンダ１に対応する排気ダクトを通過して排気ガスレシーバ３に流れ、さらに第１排気管１８を通過してターボ過給機５のタービン６に進み、タービン６から、排気ガスは、エコノマイザ２８を介して第２排気管を通過し、排気口２９へと、さらに大気中に流れ出る。シャフトを介して、タービン６は、外気導入口１０を介して新鮮空気が供給されたコンプレッサ９を駆動する。コンプレッサ９は、掃気空気レシーバ２に繋がる掃気管１１に圧縮掃気を送給する。

管１１における掃気空気は、掃気を冷却するインタクーラ１２を通過し、このインタクーラ１２により、約２００℃のコンプレッサを３６〜８０℃の温度にする。

ターボ過給機５のコンプレッサ９が、掃気空気レシーバ２に対して十分な圧力を送給しない場合、つまり、エンジンが低負荷状態又は部分負荷状態の場合において、冷却掃気空気は、掃気空気流を圧縮する電動モータ１７によって駆動する補助ブロワ１６を通過する。エンジン負荷がより高い状態では、ターボ過給機コンプレッサ９は、十分な圧縮掃気空気を送給し、次いで補助ブロワ１６は、逆止弁１５を介してバイパスされる。

図４及び５は、例示実施形態による複数のシリンダ１のうち１つの上部を示す。シリンダ１の上部カバー４８には、燃料バルブ５０の吹出口、例えばノズルからシリンダ１の燃焼室にガス燃料を噴射するための３個のガス燃料バルブ５０が備えられている。本例示実施形態では、シリンダ当たり３個のガス燃料バルブ５０が示されているが、燃焼室のサイズに応じて１個又は２個のガス燃料バルブで十分であり得ることを理解されたい。ガス燃料バルブ５０は、高圧ガス燃料をガス燃料バルブ５０に供給するガス燃料供給管６２に連結された導入口５３を有する。上記３個のガス燃料バルブ５０のうちの１つは、供給管６２によって供給され、他の２つのガス燃料バルブ５０は、供給管６３によって供給される。本実施形態においては、供給管６２、６３は、シリンダ１に対応する蓄ガス器６０に連結するトップカバー４８における削孔である。ガスアキュムレータ（gas accumulator）６０は、ガスタンク及び高圧ポンプを備えるガス供給システム（不図示）から高圧ガスを受容する。

本開示において、「ガス燃料」とは、大気圧かつ大気温度において気層にある任意の可燃燃料として広く定義される。

ガス燃料バルブ５０は、加圧着火液のソース５７に連結した導入口を有する。またガス燃料バルブ５０は、ガス燃料の圧力よりもほぼ一定のマージンだけ高圧の着火液を送給するように構成されている。加圧着火液のソース５７は、ガス燃料のソース６０の圧力より少なくとも僅かに高い圧力を有する。本発明によれば、シール油、舶用ディーゼル燃料、バイオディーゼル燃料、潤滑油、重油又はジメチルエーテル（ＤＭＥ）等、通常の船舶用潤滑油又は燃料油は、着火液としてもまた更なる用途を見出し得ることが本発明の有利な点である。

本例示実施形態においては、各シリンダ１には、ガス燃料アキュムレータ６０が備えられている。ガス燃料アキュムレータ６０は、シリンダ１の燃料バルブ５０に送給される準備が整っている、高圧（例えば、約３００バール）下のガス燃料の任意量を含有する。ガス燃料供給管６２、６３は、ガス燃料アキュムレータ６０と、それに関係するシリンダ１の各ガス燃料バルブ５０との間に伸びている。

ウインドウバルブ６１はガス燃料アキュムレータ６０の放出口に配置されており、ウインドウバルブ６１は、ガス燃料アキュムレータ６０からガス燃料供給管６２、６３へのガス燃料の流れを制御する。

３個の燃料油バルブ４９が、燃料油によるエンジンの運転のために、トップカバー４８に備えられている。燃料油バルブは、周知の様式で高圧燃料油のソースに連結されている。

エンジンには、エンジンの作動を制御する電子制御ユニットＥＣＵが備えられている。信号線により、電子制御ユニットＥＣＵを、ガス燃料バルブ５０に、燃料油バルブ４９に、並びにウインドウバルブ６１に連結する。

電子制御ユニットＥＣＵは、ガス燃料バルブの噴射イベントのタイミングを正確に調整し、かつガス燃料バルブ５０用いてガス燃料の使用量を制御するように構成されている。

電子制御ユニットＥＣＵは、ウインドウバルブ６１を開閉することにより、ガス燃料バルブ５０によって制御されるガス燃料噴射イベントの開始前に供給管６２、６３が高圧ガス燃料で充填されていることを確実にする。

図６、７及び９は、自己着火内燃エンジンの燃焼室にガス燃料を噴射し、かつ噴射液を送給する燃料バルブ５０を示す。燃料バルブ５０は、最後端８８と、前端にノズル５４とを備える細長のバルブ筺体５２を有する。最後端８８には、制御ポート７２、着火液ポート７８及びガス漏れ検知ポート８６を含む複数のポートが備えられている。最後端８８は、肥大化して頭部を形成し、この頭部にはシリンダカバー４８に燃料バルブ５０を固定するボルト（付図示）を受容する穴９４が備えられている。本実施形態においては、燃料バルブは、中心排気弁４の周囲に、つまりシリンダライナの壁に相対的に近傍に配置されている。細長のバルブ筺体５２、及び燃料噴射バルブ５０のその他構成要素、並びにノズルは、実施形態においてはステンレス鋼などの鋼鉄でできている。

中空ノズル５４には、ノズルの中空内部５５（チャンバ又はサック室）に連結されたノズル穴５６が備えられており、ノズル穴５６は、その長さにわたり分布し、ノズル５４上でその径方向に分布する。ノズル穴５６は、軸方向においては先端近傍にあり、その径方向の分布は、本実施形態においては約５０°の比較的狭い範囲にあり、ノズル穴の径方向の配向は、ノズルがシリンダライナの壁から離れる方向に向かっている。更に、ノズルは、掃気ポートの構成によって生じる燃料チャンバにおける掃気空気の旋回の方向とおおよそ同じ方向となるように向けられている。

ノズル５４の先端５９（図１０）は、本実施形態では閉じている。ノズル５４の後部又は基部５１は、ノズル５４においてチャンバ５５を有する筺体５２の前端に連結されており、ノズル５４は筺体５２に向かって開放している。チャンバ５５が、閉じた先端から基部５１まで伸長し、かつノズルの後部に開放する細長の穴であることにより、細長のバルブの前端における開放口／吹出口６８にバルブシート６９の下の筺体５２を連結する。

軸方向に変位可能なバルブニードル６１は、細長のバルブ筺体５２における長手方向穴７７において精密に規定されるクリアランスで摺動可能に受容される。バルブニードル６１は、細長のバルブ筺体５２に形成されるシート６９に密封係合状態で侵入するように構成された先端を有する。一実施形態においては、シート６９は、細長のバルブ筺体５２の前端部に近接して配置されている。細長のバルブ筺体５２には、例えばガス燃料供給管６２，６３を介して加圧ガス燃料のソース６０に連結するガス燃料導入ポート５３が備えられている。ガス燃料導入ポート５３は、細長のバルブ筺体５２に配置された燃料チャンバ５８に連結し、燃料チャンバ５８は、バルブニードル６１の一部を取り囲む。シート６９は、燃料チャンバ５８とチャンバ５５との間に配置されることにより、バルブニードル６１が上昇した際、ガス燃料は、燃料チャンバ５８からチャンバ５５に流入し得る。ガス燃料は、チャンバ５５から、ノズル穴５６を介して、シリンダ１の燃焼室内に噴射される。

軸方向に変位可能なバルブニードル６１は、閉鎖位置及び開放位置を有する。閉鎖位置においては、軸方向に変位可能なバルブニードル６１は、シート６９上に載っている。閉鎖位置においては、軸方向に変位可能なバルブニードル６１は、したがって、ガス燃料導入ポート５３からノズル５４への流れを遮断する。開放位置においては、軸方向に変位可能なバルブニードル６１は、シート６９から上昇することにより、ガス燃料導入ポート５３からノズル５４への流れを可能にする。

予めテンションがかけられたつる巻きばね６６は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１に作用し、シート６９上で閉鎖位置に向けてバルブニードル６１を付勢する。しかしながら、ガス圧又は油圧などのその他手段が、バルブニードル６１を閉鎖位置に付勢するために設けられ得る。一実施形態においては、つる巻きばね６６の一端は、細長のバルブ筺体５２の後端部に係合し、つる巻きばね６６の他端は、バルブニードル６１の後端部で拡幅部又はフランジ８３に係合することにより、バルブニードル６１の後端部は、アクチュエーションピストン６４によって形成される。

ガス燃料バルブ５０には、閉鎖状態と開放状態との間で軸方向に変位可能なバルブニードル６１を制御可能に移動させるアクチュエータシステムが備えられている。本実施形態においては、アクチュエータシステムは、細長のバルブ筺体５２の筒部に摺動可能に受容される軸方向に変位可能なアクチュエーションピストン６４を備える。アクチュエーションピストン６４は、細長のバルブ筺体５２と共に、アクチュエーションチャンバ７４を規定する。本実施形態においては、アクチュエーションピストン６４は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１の一体の最後端部である。しかしながら、アクチュエーションピストン６４は、ネジによる連結、又は溶接等、様々な方法でバルブニードル６１に動作可能に連結され得ることが理解され、好ましくは、アクチュエーションピストン６４は、バルブニードル６１と協調して移動する。但し、これは必要条件ではない。

アクチュエーションチャンバ７４は、制御油管７０を介して制御油ポート７２に流体連結される（すなわち、アクチュエーションチャンバ７４と制御油ポート７２との間を流体が行き来できるようにされている）。制御油ポート７２は、電子制御油バルブ９６（図４）に連結され、電子制御油バルブ９６は、次に、高圧制御油のソース９７に連結される。電子制御油バルブ９６は、好ましくはオン／オフ型であり、電子制御ユニットＥＣＵから電子制御信号を受信し、噴射イベントを制御する。

他の実施形態（不図示）においては、バルブニードルは、ソレノイド又はリニア電気モータ等の他のアクチュエーション手段によって作動させることができる。

アクチュエーションピストン６４には、上記筺体の後端部に向けて開放する、好ましくは同心のシリンダが備えられ、固定ピストン８７は、そのシリンダ内部に摺動可能に受容される。アクチュエーションピストン６４は、固定ピストン８７に対して変位可能である。アクチュエーションピストン６４内部のシリンダは、アクチュエーションピストン６４が軸方向に動くためのスペースを提供するチャンバ８０を、固定ピストン８７と共に規定する。

細長のバルブ筺体５２には、着火液のソース５７に連結される着火液ポート７８が設けられている。着火液供給管７６は、細長のバルブ筺体において、固定ピストン８７を通して軸方向に伸長し、着火液ポート７８をチャンバ８０に流体連結する。

着火液送給管の第２部分は、穴８２としてバルブニードルにおいて同軸方向に伸長している。径方向流路８５は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１において、細長のバルブ筺体５２と軸方向に変位可能なバルブニードル６１との間の間隙に着火液を供給することによりバルブニードル６１を潤滑状態かつ密封状態とするためのポートより、穴８２から軸方向に変位可能なバルブニードル６１の外面まで広がっている。この事により、着火液をシール油として用いることが可能になる。着火液は上記間隙を通過し、上方のアクチュエーションチャンバ７４と、下方の燃料チャンバ５８へと流れる。アクチュエーションチャンバ７４に流れる着火液分は、制御油と混合する。この事は、制御油に実質的な影響は与えない。燃料チャンバ５８に流れる着火液分は、図８に示す通り、軸方向に変位可能なバルブニードル６１がバルブシート６９上にある状態では、燃料チャンバ５８の底部に、つまり、バルブシート６９の真上に蓄積する。

軸方向に変位可能なバルブニードル６１がバルブシート６９上にあるエンジンサイクルの時に、適切な量の着火液が燃料チャンバ５８の底部に集められるように、上記間隙の寸法は、精密に制御され、かつ選択される。着火油の適切な量は、確実かつ安定した着火を作り出すのに十分な量であり、エンジンの寸法及び負荷等に応じて、例えば０．２ｍｇ〜２００ｍｇの範囲であり得る。着火液のソースの圧力は、ガス燃料のソースの圧力を超えるマージンを有する。上記間隙の寸法は、着火液の流れが適切な程度に一定になるように、着火液の性状、例えば粘度との関係で選択される。

細長のバルブ筺体５２におけるガス漏れ検知流路８４は、ガス漏れの検知のためのガス漏れ検知ポート８６に繋がる。

ガス燃料の噴射イベントは、電子制御ユニットＥＣＵによってガス燃料バルブ５０の開放時間の長さを介して制御される。つまり、１つの噴射イベントにおいて噴射されるガス量は、その開放時間の長さによって決定される。このように、電子制御ユニットＥＣＵからの信号により、制御油圧が、アクチュエーションチャンバ７４において上昇し、バルブニードル６１が、閉鎖位置から開放位置への動きにおいてシート６９から上昇する。バルブニードル６１は、制御油圧力が上昇すると閉鎖位置から開放位置へとフルストロークを常に実行し、アクチュエーションチャンバ７４における圧力上昇により、アクチュエーションピストン６４が、ノズル５４とシート６９とから離れる軸方向でつる巻きばね６６の力に対して付勢される。

燃料チャンバ５８の底部（図８）に蓄積された着火液は、ノズル５４におけるチャンバ５５に最初に侵入し、続いてガス燃料が侵入する。つまり、ガス燃料が、着火液を前方に押し出し、チャンバ５５の中に着火液を入れる。このように、燃焼室５８に蓄積された着火液は、ガス燃料よりも前にノズル５４のチャンバ５５に侵入する。燃料バルブ５０が開放する直前に、チャンバ５５は、燃焼室における掃気空気の圧縮により、圧縮高温空気と残留未燃ガス燃料との混合物で充填される（ノズル穴５６により、燃焼室からチャンバ５５内への空気の流れが可能になる。）。従って、燃料バルブ５０の開放の直後には、チャンバ５５内に高温圧縮空気、着火液及びガス燃料が存在する。この事は、中空ノズル５４内部に既に存在するガス燃料の着火の制御可能性と再現性に繋がる。

図１２は、間隙７７が、ポート１７８及び管１７６、軸方向穴１８２と径方向穴１８５介してシールのソースから提供されるシール油の粘度との関係で、実際上、シール油は燃焼室内に漏れることはない点を除き、上記図の実施形態と本質的に同一である、バルブ５０の別の実施形態を示す。代わりに、別の燃焼液流路９９により、燃料チャンバ５８が着火液ポート９８に連結する。燃焼液流路９９は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１の閉鎖期間において燃料チャンバ５８に送給される着火液の量を調整しかつ制御するために、例えば口径固定のオリフィス絞りの形態の固定絞り１００を備える。

着火液ポート９８は、ガス燃料のソースの圧力を超えるマージンを有する圧力を有する高圧着火液のソースに連結している。図１２の実施形態によるバルブの動作は、上記図で説明した燃料バルブの動作と本質的には同一である。

図１３及び図１４は、燃料バルブの別の例示実施形態を示す。この実施形態は、専用ポンプアセンブリが、着火燃料供給ラインに備えられている点を除き、図６〜８により示される実施形態と本質的に同一である。

ここで、アクチュエーションピストン６４内のシリンダは、固定ピストン８７と共に、ポンプチャンバ８０を規定する。逆止バルブ７９は、ポンプチャンバ８０から着火液ポート７８への流れを遮断するために着火液ポート７８とポンプチャンバ８０との間に配置される。

着火液噴射管６７は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１内部に軸方向に伸長している。ポンプチャンバ８０は、着火液ポート７８に着火液供給管７６を介して流体連結した導入口と、着火液噴射管６７の第１端部に連結された噴出口とを有する。

着火液噴射管６７の第２端部は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１の先端で終端となっており、着火液噴射管６７の第２端部は、着火液をノズル５４内部のチャンバ５５の中に噴射するように構成されている。

軸方向に変位可能なバルブニードル６１が閉鎖位置から開放位置へと移動し、それによって、アクチュエーションピストン６４が筺体５２の最後端部の方へ移動する際に、ポンプチャンバ８０は収縮する。

ポンプチャンバ８０は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１が閉鎖位置から開放位置へと移動する際に膨張する。何故ならば、それによってアクチュエーションピストン６４が、筺体５２の最後端部から離れるように移動するからである。

着火液噴射管６７の第２端部は、ノズル５４に流体連結されることにより、着火液が、ポンプチャンバ８０が収縮した場合にノズル５４に送給される。ポンプチャンバ８０が膨張した場合、該ポンプチャンバは、着火液供給管７６を介して着火液のソース５７から供給される着火液で充填される。

ガス燃料バルブ５０は、ポンプチャンバ８０に向かう、着火液噴射管における流れを遮断するために着火液噴射管６７に配置された逆止バルブ６５を備える。

着火液供給管７６は、筺体５２において、固定ピストン８７を通して軸方向に伸長し、着火液ポート７８をポンプチャンバ８０に連結する。

径方向シール流路８５は、軸方向に変位可能なバルブニードル６１において着火液噴射管６７から軸方向に変位可能なバルブニードル６１の外表まで伸長しており、筺体５２と上記バルブニードルとの間の空隙まで着火液が供給されるのを可能にすることにより、バルブニードル６１を円滑にしかつ密封し、このように着火液がシール油として用いられるようにする。

ガス燃料の噴射イベントは、全ての実施形態に関し、電子制御ユニットＥＣＵによってガス燃料バルブ５０の開放時間の長さにより制御される。従って、電子制御ユニットＥＣＵからの信号により、制御油圧力がアクチュエーションチャンバ７４において上昇し、閉鎖位置から開放位置までの動きにおいてバルブニードル６１がシート６９から上昇する。バルブニードル６１は、制御油圧力が上昇した際に閉鎖位置から開放位置へのフルストロークを常に実行し、アクチュエーションチャンバ７４における圧力上昇により、アクチュエーションピストン６４が、ノズル５４とシート６９とから離れる軸方向でつる巻きばね６６の力に対して付勢される。

この動きの際、ポンプチャンバ８０が収縮し、着火液がポンプチャンバ８０から押し出され、着火液噴射管６７を通して、着火液が、軸方向に変位可能なバルブニードル６１の先端からチャンバ５５の中へと噴射される。従って、一実施形態においては、噴射イベント当たりの着火液量は、エンジン負荷に関わらず一定となる。アクチュエーションピストン６４のストローク及び固定ポンプピストン８７の直径により、各噴射イベントにおいて送給される着火液量が決定される。従って、噴射イベント当たり必要とされる着火液の要求容量が、アクチュエーションピストン６４の適正ストローク及びポンプピストン８７の適正直径を選択することによって得られる。

噴射イベントの終了時に、ＥＣＵがアクチュエーションチャンバから圧力を除去し、つる巻きばね６６の力によりバルブニードル６１がバルブシート６９に戻る。

図１５に示される実施形態は、着火液噴射管６７がバルブニードル６１の先端近傍で２つの流路６７'に分岐し、２つの流路６７'の終端両方がシート６９上にあることにより、ポンプチャンバ８０とノズル５４との間の流体連結が、軸方向に変位可能なバルブニードル６１がシート６９上にある場合に閉じた状態となることを除き、図１３及び図１４の実施形態と本質的に同一である。従って、本実施形態は、ポンプチャンバ８０に向かう着火液噴射管６７からの流れを遮断する逆止バルブ無しに為され得る。

一実施形態（不図示）において、アクチュエーション手段は、ソレノイド又はリニア電気モータとピストンを備え、制御油は必要とされない。

自然着火内燃エンジンは、第１高圧力で加圧ガス燃料をエンジンの燃料バルブ５０に供給することによって作動する。着火液は、燃料バルブ５０に第２高圧力で供給される。第２高圧力は、第１高圧力よりも高い。ガス燃料の噴射は、中空ノズル５４の上のバルブシート６９と協働する変位可能なバルブニードル６１を用いて制御される。燃料チャンバ５８は、バルブシート６９の上に配置される。燃料チャンバ５８は、ガス燃料により加圧される。小量の連続流量の着火液が燃料チャンバ５８に送給され、着火液が、バルブニードル６１がバルブシート６９上にある期間においてバルブシート６９の上に蓄積する。ガス燃料噴射イベントは、バルブシート６９から、軸方向に変位可能なバルブニードル６１を上昇させることによって開始され、それによりガス燃料を送給する直前に蓄積着火液が中空噴射ノズル５４に侵入させる。ガス燃料が、次いで、着火液により、つまり制御された着火により、ノズル５４内部で着火する。

エンジンは、着火液の補助を受けることにより、かつその他の着火装置は使用せずに噴射ガス燃料を自然着火させるように構成されている。

エンジンは、ガス燃料がノズル内部のチャンバの中に侵入した際にガス燃料を着火させるように構成されている。

一実施形態においては、ノズル５４は、エンジンサイクル全体を通して３００℃を超える温度で維持される。一実施形態においては、中空ノズル５４内部の温度は、圧縮ストロークの最後において約６００℃である。

シール油、舶用ディーゼル、バイオディーゼル、潤滑油、重油又はジメチルエーテル（ＤＭＥ）等の通常の船舶用又エンジン用の潤滑油又は燃料油が本発明によれば着火液としても更なる用途が見出される点は、本発明の有利な点である。

その結果、本発明の第５の態様において、自然着火内燃エンジンの燃焼室の中にガス燃料を噴射する燃料バルブ５０を用いて自然着火内燃エンジンにおいてガス燃料を噴射し、かつ着火させる方法における船舶用又はエンジン用の潤滑油又は燃料油の使用であって、上記燃料バルブは、チャンバ５５を形成する中空内部を有するノズル５２と、チャンバ５５に連結するノズル穴５６とを備え、上記方法は、燃料バルブ５０に高圧ガス燃料を送給すること、燃料バルブ５０のタイミングによる開放によって噴射イベントを開始することにより、ノズル５２におけるチャンバ５５を介してガス燃料を燃焼室に流入させること、噴射イベントの直又はその最中にノズル５２におけるチャンバ５５に噴射液を送給することによりチャンバ内部におけるガス燃料の制御された着火を支援すること、並びにガスバルブ５０を閉じることによって噴射イベントを終了させることを含む、使用が記載される。

第５の態様の実施形態においては、第５の態様による方法であって、第１の高圧のガス燃料を燃料バルブに送給すること、並びに第２の高圧の着火燃料を燃料バルブ５０に送給することを更に含む方法であり、第２の高圧が第１の高圧よりも高い、方法が記載される。

第５の態様の実施形態においては、第５の態様による方法であって、噴射イベントの前にガス燃料と着火液を混合すること、並びにチャンバ５５にガス燃料と着火液とを同時に送給することを更に含む方法が記載される。

第５の態様の実施形態においては、第５の態様による方法であって、チャンバ５５にガス燃料と着火液を別々に送給することを更に含む、方法が記載される。

第５の実施形態においては、第５の態様による方法であって、ガス燃料が、発火液によりチャンバ５５の中でガス燃料が着火する、方法が記載される。

第５の実施形態においては、第５の態様による方法であって、ノズル５４が、エンジンサイクル全体を通して３００℃超に維持される。

第５の態様の実施形態においては、噴射液が、２５ｃＳｔ〜７５０ｃＳＴ、好ましくは７５ｃＳｔ〜７２５ｃＳｔ、最も好ましくは１５０ｃＳｔ〜７００ｃＳｔの粘度を有する。

第５の態様の実施形態においては、着火液は、３０℃を超える、好ましくは４５℃を超える、最も好ましくは６０℃を超える引火点を有する。

特許請求の範囲において用いられる参照符号は、発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。

本発明について説明のために詳細に記載してきたが、その詳細は、その目的のみのものであり、本発明の要旨から逸脱することなく当業者において変形がされ得る。

Claims (19)

1. ガス燃料供給システムを有する大型低速ユニフロー式ターボ過給型２ストローク自己着火内燃エンジンの燃焼室にガス燃料を噴射するための燃料バルブ（５０）であって、前記燃料バルブ（５０）は、
   後端と前端とを有する細長の燃料バルブ筺体（５２）と、
   中空内部を有する細長のノズル本体を備えるノズル（５４）と、
   を備え、但し前記中空内部は、ノズル穴（５６）に接続されるチャンバ（５５）を形成し、前記ノズル（５４）は、前記燃料バルブ筺体（５２）の前端部に配置され、前記チャンバ（５５）は細長の形状を有し、前記チャンバ（５５）の一方の長手端にガス燃料及び着火液のノズル導入ポートが形成され、かつ前記ノズル穴（５６）は、前記チャンバ（５５）のもう一方の長手端の近傍で前記チャンバ（５５）に接続しており、
   さらに前記燃料バルブ（５０）は、
   高圧ガス燃料のソース（６０）に接続するためのガス燃料導入ポート（５３）であって、前記細長の燃料バルブ筺体（５２）に設けられるガス燃料導入ポート（５３）と、
   着火液のソース（５７）に連結する着火液導入ポート（７８、９８）と、
   前記ガス燃料導入ポート（５３）と、前記チャンバ（５５）にガス燃料を送給するための前記ノズル導入ポートとの間に、制御されたタイミングで流体連結を確立する手段（６１、６９、５３、５８）と、
   前記チャンバ（５５）内部で前記ガス燃料を着火させるために、前記ノズル導入ポートにおいて、前記チャンバ（５５）に定められた量の着火液を、制御されたタイミングで送給する手段（６１、６７、６９、７６、７９、８５、９８、９９、１００）と、
   を備え、前記流体連結を確立する手段および前記着火液を送給する手段は、前記燃料バルブ筺体（５２）に設けられる、燃料バルブ（５０）。
2. 前記着火液を送給する手段（６１、６７、７６、７９、８５、９８、９９、１００）は、定められた量の着火液を送給するように構成されている、請求項１に記載の燃料バルブ。
3. 前記定められた量は、前記チャンバ（５５）の容量よりも有意に少ない、請求項２に記載の燃料バルブ。
4. 前記燃料バルブ（５０）が、前記ガス燃料を送給する直前に前記定められた量の着火液を前記チャンバ（５５）に送給するように構成されている、請求項２または３に記載の燃料バルブ。
5. 前記燃料バルブ（５０）は、前記ガス燃料の送給開始時に、前記チャンバ（５５）に前記定められた量の着火液を送給するように構成されている、請求項２または３に記載の燃料バルブ。
6. 前記チャンバ（５５）への前記ガス燃料の侵入の前に、前記定められた量の着火液が前記ガス燃料に添加され、かつ前記ガス燃料と前記着火液とが、１つかつ同一のポートを介して前記チャンバ（５５）に侵入する、請求項２から５の何れか１項に記載の燃料バルブ。
7. 前記定められた量の着火液と前記ガス燃料とが、別々のポートを介して前記チャンバに送給される、請求項２から５の何れか１項に記載の燃料バルブ。
8. 前記ノズルが、３００℃を超える温度で作動するように構成されている、請求項１から７の何れか１項に記載の燃料バルブ。
9. 複数のシリンダ（１）と、高圧ガス燃料供給システムと、高圧着火液供給システムと、エンジンのシリンダに配される請求項１から８の何れか１項に記載の１又は複数のガス燃料バルブ（５０）とを有する自己着火内燃エンジンであって、前記ガス燃料バルブ（５０）は、前記高圧ガス燃料供給システムと前記着火液供給システムとに接続されている、自己着火内燃エンジン。
10. 前記着火液の補助を受けることにより、かつその他着火装置を用いることなく、噴射されたガス燃料を自己着火させるように構成されている、請求項９に記載のエンジン。
11. 前記ガス燃料がノズル（５４）内部のチャンバ（５５）に侵入するに際し、前記ガス燃料を着火させるように構成されている、請求項９又は１０に記載のエンジン。
12. 前記ガス燃料のソースが、前記ガス燃料を高圧で前記燃料バルブ（５０）に送給し、前記着火液のソースは、前記ガス燃料のソースの圧力よりも高い圧力で前記着火液を送給するように構成されている、請求項９から１１の何れか１項に記載のエンジン。
13. ガス燃料供給システムを有する大型低速ユニフロー式ターボ過給型２ストローク自己着火内燃エンジンにおいて、燃料バルブ筺体（５２）を備える燃料バルブ（５０）を用いてガス燃料を噴射し、かつ着火させる方法であって、
    前記燃料バルブ（５０）は、前記自己着火内燃エンジンの燃焼室にガス燃料を噴射するものであり、
    前記燃料バルブは、細長のノズル本体を有するノズル（５４）を備え、該細長のノズル本体は、チャンバ（５５）及び該チャンバ（５５）に接続するノズル穴（５６）を形成する中空内部を有し、
    前記ノズル（５４）は、前記燃料バルブ筺体（５２）の前端部に配置されており、前記チャンバ（５５）は、細長の形状を有し、該細長の形状は、ガス燃料及び着火液のための導入ポートを形成する前記チャンバ（５５）の一方の長手方向端を有し、かつ前記ノズル穴（５６）は、前記チャンバ（５５）のもう一方の長手方向端近傍で該チャンバ（５５）に連結しており、
    前記方法は、
    前記燃料バルブ（５０）に高圧ガス燃料を送給することと；
    前記燃料バルブ（５０）の制御された開弁によって噴射イベントを開始することにより、前記チャンバ（５５）を介して前記燃焼室に前記ガス燃料を流入させることと；
    噴射イベントの直前又はその最中に前記チャンバ（５５）に噴射液を送給することにより、前記チャンバ内で前記ガス燃料の着火を生じさせることと；
    前記燃料バルブ（５０）を閉じることによって噴射イベントを終了させることと；
    を含む、方法。
14. 前記燃料バルブに前記ガス燃料を第１の高圧で送給することと；
    前記燃料バルブ（５０）に第２の高圧で前記着火燃料を送給することと；
    を更に含み、前記第２の高圧は、前記第１の高圧よりも高い、請求項１３に記載の方法。
15. 噴射イベントの開始前に前記ガス燃料と前記着火液とを混合することと；
    前記チャンバ（５５）に前記ガス燃料と前記着火液とを同時に送給することと；
    を更に含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
16. 前記チャンバ（５５）に前記ガス燃料と前記着火液燃料とを別々に送給することを更に含む、請求項１３又は１４に記載の方法。
17. ガス燃料供給システムを有する大型低速ユニフロー式ターボ過給型２ストローク自己着火内燃エンジンを作動させる方法であって、該方法は、前記エンジンの燃料バルブ（５０）に第１高圧の加圧ガス燃料を供給することを含み、
    但し、前記燃料バルブはバルブ筺体（５２）を備え、
    前記燃料バルブ（５０）は、細長のノズル本体を有する中空ノズル（５４）を備え、
    前記細長のノズル本体は、前記エンジンのシリンダ（１）の燃焼室に前記中空ノズル（５４）のチャンバ（５５）を接続する複数のノズル穴（５６）を有し、
    前記中空ノズル（５４）は、前記燃料バルブ筺体（５２）の前端部に配置されており、
    前記チャンバ（５５）は細長の形状を有し、該細長の形状は、ガス燃料及び着火液のための導入ポートを形成する前記チャンバ（５５）の一方の長手方向端を有し、
    前記ノズル穴（５６）は、前記チャンバ（５５）のもう一方の長手方向端近傍で該チャンバ（５５）に接続し、
    さらに前記方法は、
    前記燃料バルブ（５０）に、前記第１高圧よりも高い第２高圧の着火液を供給することと；
    前記中空ノズル（５４）の上にあるバルブシート（６９）であって、その上に燃料チャンバ（５８）が配されているバルブシート（６９）と協働する可動バルブニードル（６１）を用いて、ガス燃料の噴射を制御することと；
    前記ガス燃料を用いて前記燃料チャンバ（５８）を加圧することと；
    前記バルブシート（６９）から前記軸方向に移動可能なバルブニードル（６１）を上昇させることによってガス燃料噴射イベントを開始することと；
    噴射イベントの直前又はその最中に前記チャンバ（５５）に少量の着火液を送給することと；
    前記バルブシート（６９）に前記軸方向に移動可能なバルブニードル（６１）を戻すことによって前記噴射イベントを終了させることと；
    を含む、方法。
18. 前記ガス燃料が前記着火液の補助を受けることにより前記チャンバ（５５）内部で着火する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記中空ノズル（５４）が、エンジンサイクル全体を通して３００℃を超えた状態で維持される、請求項１７又は１８に記載の方法。