JP7436570B2 - 燃料バルブアセンブリ - Google Patents

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Description

本発明は、２ストローク内燃機関の燃焼室への燃料の噴射を制御するための燃料バルブアセンブリに関する。本発明はまた、燃料バルブアセンブリを含む内燃機関に関する。
２ストローク内燃エンジンは、主にＩＭＯ（国際海事機関）のＴｉｅｒＩＩ（二次規制）およびＴｉｅｒＩＩＩ（三次規制）排出規制で規制されている環境要件に準拠するために、燃焼を制御するためにますます複雑になっている。この複雑さのために、エンジンの周りのスペースはそれに応じてより多くのセンサー、冷却、加熱、制御機器などのためのスペースを作るために制限されている。特にエンジンカバー内の燃料バルブ、排気バルブなどの既存の機器のためのスペースは、他の機器のためのスペースの必要性が高まることにより、非常に制限される。
本発明の目的は、先行技術の上記の不利な点および欠点を完全にまたは部分的に克服することである。より具体的には、エンジンカバー内の取り付けスペースを少なくすることができる改良された燃料バルブアセンブリを提供することである。
他の多くの目的、利点および特徴とともに以下の説明から明らかになるであろう上記の目的は、本発明による解決策、２ストローク内燃エンジンの燃焼室への燃料の噴射を制御するための燃料バルブアセンブリによって達成され、燃料バルブアセンブリは、
－ 第１のバルブ部分、および
－ 第２のバルブ部分であって、バルブ部分の一方が、他方のバルブ部分の一部を少なくとも部分的に取り囲む部分を備える、第２のバルブ部分
を備える。
他方のバルブ部分の一部を少なくとも部分的に取り囲む部分を備える前記バルブ部分の一方は外面を有し、燃料バルブアセンブリは、外面の第１の仮想点から外面の第２の仮想点に向かって延在し、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分と交差する穴と、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分に係合し、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分とを接続する、穴に配置された固定部分とをさらに備える。
さらに、２ストローク内燃機関の燃焼室への燃料の噴射を制御するための燃料バルブアセンブリは、
－ 第１のバルブ部分、および
－ 第２のバルブ部分
を備え、第１のバルブ部分は、第２のバルブ部分の一部を少なくとも部分的に取り囲み、接続されている部分を備え、
第１のバルブ部分は外面を有し、燃料バルブアセンブリは、外面の第１の仮想点から外面の第２の仮想点に向かって延在し、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分と交差する穴と、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分を係合し、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分を接続する、穴に配置された固定部分とをさらに備える。
また、固定部分は、第１の端面、第２の端面、および固定部分が第１のバルブ部分と第２のバルブ部分と交差する固定部分の一部分に少なくとも配置された細長いスリットとを有する円筒形とすることができ、細長いスリットは、第１の端面から第２の端面に向かう方向に延在する。
また、固定部分は中点を有することができ、細長いスリットは、第１の端面から少なくとも中点を越えて延びることができる。
さらに、固定部分は、その軸方向延長に沿った長さを有することができ、細長いスリットは、長さの少なくとも１０％、好ましくは長さの少なくとも３５％、より好ましくは長さの少なくとも６５％の長さを有することができる。
また、固定部分は、穴の形状に合わせた外形を有していてもよい。
さらに、固定部分は、固定部分の長手方向軸に対して半径方向に弾性であり得る。
さらに、穴は長手方向軸に沿って延在することができる。
また、穴の長手方向軸は、固定部分の長手方向軸と一致していてもよい。
さらに、燃料バルブアセンブリは、長手方向軸を有し得る。
さらに、穴の長手方向軸は、燃料バルブアセンブリの長手方向軸に垂直な平面に配置することができる。
さらに、固定部分は、ばね鋼でできていてもよい。
さらに、固定部分は、Ｃ字形の断面を有する管として形作られ得る。
さらに、穴は、外面の第１の仮想点から外面の第２の仮想点に向かって延在し、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分と交差するボアであり得る。
また、穴は内径を有し、固定部分は外径を有し得、外径は、内径よりも大きい。
さらに、穴は、外面の第１の仮想点から外面の第２の仮想点に向かって延在し、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分と交差し、第１のバルブ部分に第１の溝を、第２のバルブ部分に第２の溝を提供し、固定部分は、穴に配置され、第１の溝および第２の溝と係合する。
さらに、第１の溝は、第２の溝の内径よりも小さい内径を有し得る。
また、第２の溝の内径は、固定部分の外径よりも大きくてもよい。
さらに、穴は、０．５～５０ｍｍ、好ましくは１～２５ｍｍ、より好ましくは１～１０ｍｍ、さらにより好ましくは１～５ｍｍの内径を有し得る。
さらに、第１のバルブ部分は、第２のバルブ部分の突出部を少なくとも部分的に取り囲むフランジを含み得、フランジは、内面および外面を含み、内面は、突出部の外面に面する。穴は、フランジの外面の第１の仮想点から、内面を通って延在して第１の溝を形成し、突起部分の外面を通って第２の溝を形成し、第２の仮想点まで延在する。
また、第１のバルブ部分または第２のバルブ部分は、ノズル先端であり得、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分の他方はプレチャンバー部分またはバルブハウジングであり得る。
さらに、燃料バルブアセンブリは、ノズル開口部に対して、および少なくとも部分的にノズル開口部内で移動可能な針を含み得る。
さらに、燃料バルブアセンブリは、燃料ポンプから燃料を受け取るように構成された燃料供給開口部を備え得る。
また、第１のバルブ部分は、第１のバルブハウジング部分であってもよく、第２のバルブ部分は第２のバルブハウジング部分であってもよい。
さらに、Ｃ字形の断面を有する管の細長いスリットまたは開口部は、第２のバルブ部分の突出部分の外面に面していてもよい。
さらに、第２のバルブ部分は、突出部が延びる基部を有し、フランジは、基部に面し、基部から離れて配置された端部フランジ面を有し得る。
また、第２のバルブ部分は、突出部が延びる基部を有し、フランジは、基部に面し、基部から離れて配置された端部フランジ面を有し、突出部と第１のバルブ部分との間の表面圧力を増加させるために第２のバルブ部分が第１のバルブ部分に向かって動くことができ、突出部と第１のバルブ部分との間に緊密なシールを提供する。
さらに、第２のバルブ部分は、少なくとも１つの冷却チャネルを有し得る。
また、第１のバルブ部分は、第１のポンプバレル部分であってもよく、第２のバルブ部分は、第２のポンプバレル部分であってもよい。
さらに、燃料バルブアセンブリは、外面の第１の仮想点から外面の第２の仮想点に向かって延在し、第１のバルブ部分および第２のバルブ部分と交差する第２の穴と、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分とを係合し、第１のバルブ部分と第２のバルブ部分を接続する、穴に配置された固定部分とを有することができる。
さらに、第１および第２の穴は平行であり得る。
さらに、燃料バルブアセンブリはまた、第２の穴に配置された固定部分を含み得る。
また、フランジは、円周フランジであってもよい。
また、突出部は、外周を有していてもよい。
さらに、燃料は、船舶用ディーゼル、液化ガス、ガスまたは同様の燃料であり得る。
さらに、本発明は、燃料バルブアセンブリを含む内燃機関に関する。
最後に、本発明はまた、クロスヘッドタイプの大型２ストロークディーゼルエンジンにおける燃料バルブアセンブリの使用に関する。
本発明およびその多くの利点は、例示の目的でいくつかの非限定的な実施形態を示し、以下のような添付の概略図を参照して、以下でより詳細に説明される。
燃料バルブアセンブリの一部の概略を示す。 図１の燃料バルブアセンブリの一部の断面図を示す。 別の燃料バルブアセンブリの一部の断面図を示す。
すべての図は非常に概略的であり、必ずしも縮尺どおりではなく、本発明を解明するために必要な部分のみを示しており、他の部分は省略または単に提案されている。
図１は、２ストローク内燃機関３の燃焼室２への燃料の噴射を制御するための燃料バルブアセンブリ１の一部を示している。燃料バルブアセンブリ１は、第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５を備え、バルブ部分４、５の一方は、他方のバルブ部分４、５の一部を少なくとも部分的に取り囲む部分を備える。図１において、第１のバルブ部分４の一部は、第２のバルブ部分５の一部を完全に取り囲んでいるが、別の実施形態（図示せず）では、第２のバルブ部分５の一部が、第１のバルブ部分４の一部を取り囲むことができる。第１のバルブ部分４は、ノズル先端２２であり、第２のバルブ部分５は、プレチャンバー部分２３である。第１のバルブ部分４は、外面６を有し、燃料バルブアセンブリ１は、外面６の第１の仮想点８から外面６の第２の仮想点９に向かって延びる穴７をさらに備える。そして、それにより、穴７は、第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差する。燃料バルブアセンブリ１は、穴７に配置された固定部分１０をさらに備え、第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と係合し、第１のバルブ部分４を第２のバルブ部分５に接続する。第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５を接続する場合、固定部分１０は、第１の仮想点８から穴７に入り、固定部分１０が第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分の両方に係合するように穴７に押し込まれる。したがって、固定部分１０は、少なくとも固定部分１０が第２のバルブ部分５と交差する部分において、穴７の形状に一致する外部構成を有する。
従来技術では、噴霧器とも呼ばれるノズル先端は、ボルト接続またはユニオンナットによってプレチャンバーに接続されている。ユニオンナットは、ノズル先端を取り囲み、ねじ山接続によってプレチャンバーの外面と係合し、それにより、本発明の接続と比較して、ユニオンナットのサイズに対応して、より多くのスペースを占める。ボルト接続では、ノズルチップとプレチャンバーにそれぞれボルト接続用のフランジが付いているため、本発明の接続と比較して、「追加」フランジのサイズに応じて、ボルト接続もより多くのスペースを占有する。
図１に示すように、燃料バルブアセンブリ１は、長手方向軸Ｌを有し、穴７は、固定部分１０の長手方向軸１５と一致する長手方向軸３０に沿って延びる。は、燃料バルブアセンブリ１の長手方向軸Ｌに垂直な平面に配置されている。したがって、穴７の長手方向軸３０は、燃料バルブアセンブリ１の長手方向軸に実質的に垂直である。
したがって、固定部分１０は、第１の端面１１、第２の端面１２、および固定部分１０が第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差する固定部分１０の少なくとも一部分に配置された細長いスリット１４とを有する円筒形であり、細長いスリット１４は、第１の端面１１から第２の端面１２に向かう方向に延びる。細長いスリット１４は、固定部分１０を圧縮することを可能にし、これは、第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５との間に密閉を形成するために、第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５とをわずかに近づけることができるため非常に有利である。固定部分１０は中間点を有し、細長いスリット１４は少なくとも中間点を過ぎて延びる。したがって、固定部分１０は、その長手方向軸１５に沿った長さを有し、細長いスリット１４は、第２のバルブ部分５に対する第１のバルブ部分４の可動性を提供するために、固定部分１０の長さの少なくとも１０％、好ましくは固定部分１０の長さの少なくとも３５％、より好ましくは固定部分１０の長さの少なくとも６５％の長さを有する。固定部分１０は、固定部分１０の長手方向軸１５に対して半径方向に弾性がある。図１から分かるように、穴は、外面６の第１の仮想点８から外面６の第２の仮想点９まで延在し、それにより、穴７は第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差する。固定部分１０は、穴内に延在し、１つの仮想点／端部から挿入される。
固定部分１０は、弾性特性を提供するばね鋼または同様の材料でできている。図２に示すように、固定部分１０は、Ｃ字形の断面を有する管、すなわち、文字Ｃのような断面形状を有する管の形状であり、「Ｃ」を形成する開口部は、第１の端面１１から第２の端面１２までの固定部分１０の全てを通り延在する細長いスリット１４である。穴７は内径ＩＤを有し、固定部分１０は外径ＯＤを有し、外径は内径よりわずかに大きく、その結果、固定部分１０が圧縮され、したがって、第１のバルブ部分４を第２のバルブ部分５に固定するためのばね力を提供する。
穴７に配置された固定部分１０が第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差する接続を有することにより、単純で非常にスペース効率の良い接続が提供され、少なくとも１つの冷却チャネル３２をノズル先端２２の近くに配置することができ、これは、ノズル先端２２の最適な機能にとって重要なことである。したがって、本発明の接続は、エンジンカバー内でより少ないスペースを占めることと、冷却チャネル３２の位置決めを最適化することの両方を満たす。
図１および図２に示すように、穴７は、外面６の第１の仮想点８から外面６の第２の仮想点９まで延在し、第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差し、第１のバルブ部分４に第１の溝１６を、第２のバルブ部分５に第２の溝１７を設け、それにより穴７に配置された固定部分１０が第１の溝１６と第２の溝１７の両方に係合し、第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５を互いに締結することができる。第１のバルブ部分４、すなわちバルブ先端２２に対する第２のバルブ部分５、すなわちプレチャンバー部分２３の動きを容易にするために、第１の溝１６は、第２の溝１７の内径よりも小さい内径を有しており、第１のバルブ部分４の端面３４と第２のバルブ部分５の端面３５との間に密なシールが形成される。したがって第２の溝１７の内径は、固定部分１０の外径よりも大きい。穴７は、内径ＩＤが０．５～５０ｍｍ、好ましくは１～２５ｍｍ、より好ましくは１～１０ｍｍ、さらにより好ましくは１～５ｍｍである。
図２の燃料バルブアセンブリ１は、外面６の第１の仮想点８から外面６の第２の仮想点９まで延びる第２の穴７Ｂを有し、第１のバルブ部分４および第２のバルブ部分５と交差し、第２の穴７に配置された第２の固定部分１０Ｂは、第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５とを係合し、第１のバルブ部分４と第２のバルブ部分５を接続する。第１および第２の穴７、７Ｂは平行であり、第２のバルブ部分５の出口３６と第１のバルブ部分４の入口３７に対して対向する側に互いに離れて配置されている。
図２において、第１のバルブ部分４は、第２のバルブ部分５の突出部１９を少なくとも部分的に取り囲むフランジ１８を備える。フランジ１８は、内面２０および外面６を含む。フランジ１８の内面２０は、突出部１９の外面２１に面している。穴は、フランジ１８の外面６の第１の仮想点８からフランジ１８の内面２０を通ってフランジ１８を延在して第１の溝１６を形成し、突出部１９の外面２１を通って第２の溝１７を形成し、第２の仮想点９まで延びる。フランジ１８は、突出部１９の外周の周りに延びる円周方向フランジである。
第２のバルブ部分５は、突出部１９が延びる基部２９を有し、フランジ１８は、基部２９に面し、基部２９から距離ｄに配置された端部フランジ面３１を有し、第２のバルブ部分５を第１のバルブ部分４に向かって移動し、突出部１９と第１のバルブ部分４との間に緊密なシールを提供するために、突出部１９と第１のバルブ部分４との間の表面圧力を増加させる。
図２に示すように、Ｃ字形の断面を有する管の細長いスリット１４または開口部は、第２のバルブ部分５の突出部１９の外面２１および第２の溝１７に面している。このように、第２のバルブ部分５が第１のバルブ部分４に向かって移動する場合に、開口部／スリット１４が第２のバルブ部分５の移動方向に沿って配置されるため、固定部分１０に最適な柔軟性が提供される。
図３では、燃料バルブアセンブリ１は、バルブハウジング２４を備え、第１のバルブ部分４は、第１のバルブハウジング部分２５であり、第２のバルブ部分５は、第２のバルブハウジング部分２６である。燃料バルブアセンブリ１は、燃料ポンプ（図示せず）からの燃料の燃焼室２への噴射を制御するために、ノズル開口部２８に関連して、および少なくとも部分的にノズル開口部２８内に移動可能なニードル２７を備える。燃料バルブアセンブリ１は、燃料ポンプから燃料を受け取るように構成された燃料供給開口部（図示せず）を備える。燃料は、船舶用ディーゼル、液化ガス、ガスまたは同様の燃料である。
別の実施形態（図示せず）では、第１のバルブ部分４は、第１のポンプバレル部分であり、第２のバルブ部分５は、第２のポンプバレル部分である。
本発明はまた、燃料バルブアセンブリ１を含む、クロスヘッドタイプの大型２ストロークディーゼルエンジンなどの内燃機関３に関する。
本発明は、本発明の好ましい実施形態に関連して上記で説明されてきたが、以下の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明から逸脱することなく、いくつかの修正が考えられることは当業者には明らかである。
１ 燃料バルブアセンブリ
２ 燃焼室
３ ２ストローク内燃機関
４ 第１のバルブ部分
５ 第２のバルブ部分
６ 外面
７ 穴
８ 第１の仮想点
９ 第２の仮想点
１０ 固定部分
１１ 第１の端面
１２ 第２の端面
１４ 細長いスリット
１６ 第１の溝
１７ 第２の溝
１８ フランジ
１９ 突出部
２０ フランジの内面
２１ 突出部の外面
２２ ノズル先端
２３ プレチャンバー部分
２４ バルブハウジング
２５ 第１のバルブハウジング部分
２６ 第２のバルブハウジング部分
２８ ノズル開口部
２９ 基部
３１ 端部フランジ面
３２ 冷却チャネル

Claims (9)

  1. ２ストローク内燃機関（３）の燃焼室（２）への燃料の噴射を制御するための燃料バルブアセンブリ（１）であって、前記燃料バルブアセンブリ（１）は、
    第１のバルブ部分（４）と、
    第２のバルブ部分（５）と
    を備え、
    前記バルブ部分（４，５）の一方は、前記バルブ部分（４，５）の他方の一部を少なくとも部分的に取り囲む部分を備え、
    前記バルブ部分（４，５）の他方の一部を少なくとも部分的に取り囲む部分を備える前記バルブ部分（４，５）の一方は、外面（６）を有し、前記燃料バルブアセンブリは、前記外面の第１の仮想点（８）から前記外面の第２の仮想点（９）に延在し、前記第１のバルブ部分および前記第２のバルブ部分と交差する穴（７）と、前記穴に配置され、前記第１のバルブ部分および前記第２のバルブ部分と係合し、かつ前記第１のバルブ部分および前記第２のバルブ部分を接続する固定部分（１０）とをさらに備え、
    前記穴は、前記第１のバルブ部分に第１の溝（１６）を、および前記第２のバルブ部分に第２の溝（１７）を提供し、それにより前記穴（７）に配置された前記固定部分（１０）が前記第１の溝（１６）と前記第２の溝（１７）の両方に係合し、前記第１のバルブ部分（４）と前記第２のバルブ部分（５）を互いに締結する、燃料バルブアセンブリ。
  2. 前記固定部分は、円筒形であり、第１の端面（１１）と、第２の端面（１２）と、前記固定部分が前記第１のバルブ部分および前記第２のバルブ部分と交差する前記固定部分の一部分に少なくとも配置された細長いスリット（１４）とを有し、前記細長いスリットは、前記第１の端面から前記第２の端面の方向に延在する、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  3. 前記固定部分は、前記固定部分の長手方向軸（１５）に対して半径方向に弾性を有する、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  4. 前記固定部分がばね鋼で作られている、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  5. 前記固定部分は、Ｃ形状の断面を有する管として形成されている、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  6. 前記穴は、内径（ＩＤ）を有し、前記固定部分は、外径（ＯＤ）を有し、前記外径は、前記内径よりも大きい、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  7. 前記第１のバルブ部分は、ノズル先端（２２）であり、前記第２のバルブ部分は、プレチャンバー部分（２３）またはバルブハウジング（２４）である、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  8. 前記第１のバルブ部分は、第１のバルブハウジング部分（２５）であり、前記第２のバルブ部分は、第２のバルブハウジング部分（２６）である、請求項１に記載の燃料バルブアセンブリ。
  9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の燃料バルブアセンブリを備える内燃機関（３）。
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