JPH07217521A - レーザ着火装置 - Google Patents
レーザ着火装置Info
- Publication number
- JPH07217521A JPH07217521A JP2624194A JP2624194A JPH07217521A JP H07217521 A JPH07217521 A JP H07217521A JP 2624194 A JP2624194 A JP 2624194A JP 2624194 A JP2624194 A JP 2624194A JP H07217521 A JPH07217521 A JP H07217521A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wedge
- laser
- laser light
- methanol
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、メタノール着火に必要な強
度のプラズマ光を長時間発生させて、エンジンの長時間
連続運転が可能となるメタノールエンジン用のレーザ光
着火装置を提供するにある。 【構成】 本発明のレーザ着火装置は、エンジンのピス
トンをターゲットとしてレーザ光を集光照射し、前記タ
ーゲットより発生するプラズマ光によりメタノールに着
火させるメタノールエンジンにおいて、前記レーザ光の
光路内に複数のウェッジ基板を設置し、それぞれの該基
板を異なる回転数で回転させることによりレーザ光を広
い範囲に揺動させることを特徴としている。
度のプラズマ光を長時間発生させて、エンジンの長時間
連続運転が可能となるメタノールエンジン用のレーザ光
着火装置を提供するにある。 【構成】 本発明のレーザ着火装置は、エンジンのピス
トンをターゲットとしてレーザ光を集光照射し、前記タ
ーゲットより発生するプラズマ光によりメタノールに着
火させるメタノールエンジンにおいて、前記レーザ光の
光路内に複数のウェッジ基板を設置し、それぞれの該基
板を異なる回転数で回転させることによりレーザ光を広
い範囲に揺動させることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタノールエンジン等に
使用されるレーザ着火装置に関する。
使用されるレーザ着火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４にメタノールエンジン用の従来形レ
ーザ着火装置を示す。図において、レーザ装置１を出射
したレーザ光２はレンズ１３で集光され、エンジンのシ
リンダヘッド１４に設けられた窓１５を通過して、ピス
トン１６上に焦点を結び、プラズマ光１７を発生し、噴
射ノズル１８から噴射されたメタノール１９を着火燃焼
させる。レーザ光２の発生タイミングは図示しないがエ
ンジン回転数の検出装置により制御されており、メタノ
ール噴射と同期するようになっている。
ーザ着火装置を示す。図において、レーザ装置１を出射
したレーザ光２はレンズ１３で集光され、エンジンのシ
リンダヘッド１４に設けられた窓１５を通過して、ピス
トン１６上に焦点を結び、プラズマ光１７を発生し、噴
射ノズル１８から噴射されたメタノール１９を着火燃焼
させる。レーザ光２の発生タイミングは図示しないがエ
ンジン回転数の検出装置により制御されており、メタノ
ール噴射と同期するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】レーザ光２をエンジン
のピストンに集光照射したとき発生するプラズマ光によ
りメタノールに着火しエンジンを回転させるメタノール
エンジンにおいて、ピストン１６上の一点にレーザ光を
照射した場合には、その一点のみがレーザ光により減肉
消耗することとなり、レーザ光の焦点位置がずれてピス
トン上面に照射されるプラズマ光が段々弱くなってメタ
ノールに着火できなくなり、エンジンの長時間運転がで
きなくなる。
のピストンに集光照射したとき発生するプラズマ光によ
りメタノールに着火しエンジンを回転させるメタノール
エンジンにおいて、ピストン１６上の一点にレーザ光を
照射した場合には、その一点のみがレーザ光により減肉
消耗することとなり、レーザ光の焦点位置がずれてピス
トン上面に照射されるプラズマ光が段々弱くなってメタ
ノールに着火できなくなり、エンジンの長時間運転がで
きなくなる。
【０００４】本発明の目的は、メタノール着火に必要な
強度のプラズマ光を長時間発生させて、エンジンの長時
間連続運転が可能となるメタノールエンジン用のレーザ
光着火装置を提供するにある。
強度のプラズマ光を長時間発生させて、エンジンの長時
間連続運転が可能となるメタノールエンジン用のレーザ
光着火装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ着火装置
は、エンジンのピストンを集光照射し前記ターゲットよ
り発生するプラズマ光によりメタノールに着火しエンジ
ンを回転させるメタノールエンジンにおいて、前記レー
ザ光の光路内に複数のウェッジ基板を設置し、それぞれ
の該基板を異なる回転数で回転させることにより、前記
レーザ光を広い範囲に揺動させ点火装置の耐久化をはか
ることを特徴としている。
は、エンジンのピストンを集光照射し前記ターゲットよ
り発生するプラズマ光によりメタノールに着火しエンジ
ンを回転させるメタノールエンジンにおいて、前記レー
ザ光の光路内に複数のウェッジ基板を設置し、それぞれ
の該基板を異なる回転数で回転させることにより、前記
レーザ光を広い範囲に揺動させ点火装置の耐久化をはか
ることを特徴としている。
【０００６】
【作用】ウェッジ基板に入射したレーザ光は次の（１）
式及び図２で示されるようにウェッジ角θの約１／２の
角度δだけ光路が曲げられて出射する。即ち δ＝（ｎ−１）θ … （１） 但し θ：ウェッジ角、 δ：変位角 ｎ：ウェッジ基板の屈折率（≒１．５） このウェッジ基板３を回転させると、入射したレーザ光
はほぼウェッジ角と同じ頂角の円錐形の軌跡で回転し、
ウェッジ基板と平行な面上では円を描くこととなる。と
ころが、ウェッジ基板を複数枚（図１〜２では２枚のと
きを示す）使用して回転させると、例えば図２のように
２枚目のウェッジ基板１０を出射したレーザ光２は図３
のように１枚目のウェッジ基板３を透過したレーザ光が
描く円状の軌跡の上に更に円状の軌跡を連続的に描くこ
とになる。
式及び図２で示されるようにウェッジ角θの約１／２の
角度δだけ光路が曲げられて出射する。即ち δ＝（ｎ−１）θ … （１） 但し θ：ウェッジ角、 δ：変位角 ｎ：ウェッジ基板の屈折率（≒１．５） このウェッジ基板３を回転させると、入射したレーザ光
はほぼウェッジ角と同じ頂角の円錐形の軌跡で回転し、
ウェッジ基板と平行な面上では円を描くこととなる。と
ころが、ウェッジ基板を複数枚（図１〜２では２枚のと
きを示す）使用して回転させると、例えば図２のように
２枚目のウェッジ基板１０を出射したレーザ光２は図３
のように１枚目のウェッジ基板３を透過したレーザ光が
描く円状の軌跡の上に更に円状の軌跡を連続的に描くこ
とになる。
【０００７】さらにウェッジ基板の枚数を増すと、光射
したレーザ光は円の軌跡が複雑に組み合わされる。これ
ら２枚のウェッジ基板の回転数比が整数であると、レー
ザ光２の軌跡は同じ軌跡に重なるが、回転数の比が整数
でない場合には、レーザ光の軌跡は少しずつずれて行
き、レーザ光は広い範囲をくまなく照射するため、ある
位置を照射したレーザ光が次に同じ位置を照射する迄の
時間が長くなり、ターゲットとしたピストン材の消耗時
間を極力延長でき、エンジンの連続運転が可能となる。
したレーザ光は円の軌跡が複雑に組み合わされる。これ
ら２枚のウェッジ基板の回転数比が整数であると、レー
ザ光２の軌跡は同じ軌跡に重なるが、回転数の比が整数
でない場合には、レーザ光の軌跡は少しずつずれて行
き、レーザ光は広い範囲をくまなく照射するため、ある
位置を照射したレーザ光が次に同じ位置を照射する迄の
時間が長くなり、ターゲットとしたピストン材の消耗時
間を極力延長でき、エンジンの連続運転が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下図１〜３を参照し本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は本発明の第１実施例、図２はウェ
ッジ角度と光の屈折角の関係を示す図、図３はウェッジ
板が２枚の場合のレーザ光の軌跡図である。図２及び次
記の（１）式に示すようにウェッジ基板を通過したレー
ザ光の光路はウェッジ角θの約１／２の角度δだけ曲げ
られ出射する。即ち、 δ＝（ｎ−１）θ … （１） 但し θ：ウェッジ角、 δ：変位角 ｎ：ウェッジ基板の屈折率（≒１．５） 図１に示すようにレーザ装置１を出射したレーザ光２は
先ず１枚目のウェッジ基板３を通過し、その光軸が曲げ
られる。ウェッジ基板３はモータ４によりギヤ５を介し
て回転されており、図３に示すようにレーザ光６は円の
軌跡７を描く。
いて説明する。図１は本発明の第１実施例、図２はウェ
ッジ角度と光の屈折角の関係を示す図、図３はウェッジ
板が２枚の場合のレーザ光の軌跡図である。図２及び次
記の（１）式に示すようにウェッジ基板を通過したレー
ザ光の光路はウェッジ角θの約１／２の角度δだけ曲げ
られ出射する。即ち、 δ＝（ｎ−１）θ … （１） 但し θ：ウェッジ角、 δ：変位角 ｎ：ウェッジ基板の屈折率（≒１．５） 図１に示すようにレーザ装置１を出射したレーザ光２は
先ず１枚目のウェッジ基板３を通過し、その光軸が曲げ
られる。ウェッジ基板３はモータ４によりギヤ５を介し
て回転されており、図３に示すようにレーザ光６は円の
軌跡７を描く。
【０００９】この１枚目のウェッジ基板３を出た光は、
モータ８によりギヤ９を介して１枚目のウェッジ基板と
異なる回転数で回転する２枚目のウェッジ基板１０に入
射し、１枚目のウェッジ基板３を通過した場合と同様に
光軸が曲げられる。２枚目のウェッジ基板１０を通過し
たレーザ光１１は図３のように円運動が組み合わさった
軌跡１２を描く、ウェッジ基板の枚数を増加すると出射
するレーザ光による円の軌跡が複雑に組み合わされるこ
とになる。
モータ８によりギヤ９を介して１枚目のウェッジ基板と
異なる回転数で回転する２枚目のウェッジ基板１０に入
射し、１枚目のウェッジ基板３を通過した場合と同様に
光軸が曲げられる。２枚目のウェッジ基板１０を通過し
たレーザ光１１は図３のように円運動が組み合わさった
軌跡１２を描く、ウェッジ基板の枚数を増加すると出射
するレーザ光による円の軌跡が複雑に組み合わされるこ
とになる。
【００１０】なお、これらのウェッジ基板の回転数の比
が整数でない場合は、レーザ光の軌跡が少しずつずれて
行き、レーザ光は広い範囲をくまなく照射しある位置を
照射したレーザ光が次の同じ位置を照射する迄の時間が
長くなり、ターゲットとしたピストン材の消耗時間を延
長できエンジンの連続運転が可能となる。なお、最終ウ
ェッジ基板を出射したレーザ光はレンズ１３で集光さ
れ、エンジンのシリンダヘッドに設けた窓１５を通過し
てピストン１６上に焦点を結び、プラズマ光１７を発生
し、噴射ノズル１８より噴射されたメタノール１９を着
火燃焼する。
が整数でない場合は、レーザ光の軌跡が少しずつずれて
行き、レーザ光は広い範囲をくまなく照射しある位置を
照射したレーザ光が次の同じ位置を照射する迄の時間が
長くなり、ターゲットとしたピストン材の消耗時間を延
長できエンジンの連続運転が可能となる。なお、最終ウ
ェッジ基板を出射したレーザ光はレンズ１３で集光さ
れ、エンジンのシリンダヘッドに設けた窓１５を通過し
てピストン１６上に焦点を結び、プラズマ光１７を発生
し、噴射ノズル１８より噴射されたメタノール１９を着
火燃焼する。
【００１１】
【発明の効果】本発明のレーザ着火装置は前記のとおり
構成し、ウェッジ基板の回転による円運動の組み合わせ
により作られるレーザ光を揺動させるようにしたので、
シリンダ上面の一点にレーザ光を照射した場合に比べタ
ーゲットとしたピストンの消耗時間を長くできる。従っ
てメタノール着火に必要なプラズマ光を長時間発生さ
せ、エンジンの長時間連続運転が可能となる。
構成し、ウェッジ基板の回転による円運動の組み合わせ
により作られるレーザ光を揺動させるようにしたので、
シリンダ上面の一点にレーザ光を照射した場合に比べタ
ーゲットとしたピストンの消耗時間を長くできる。従っ
てメタノール着火に必要なプラズマ光を長時間発生さ
せ、エンジンの長時間連続運転が可能となる。
【００１２】レーザ光を一点に５μｍφの大きさで集光
させた場合と、これを揺動させて外径１５φ、内径２φ
の範囲に均等にレーザ光を照射した場合その照射面積比
は π／４（０．０５2 ）：π／４（１５2 −２2 ）＝１：
８８４００ これにより、レーザ光を一点に照射した時にプラズマ強
度が１０分間でメタノール着火に必要なエネルギ以下に
なったとすると、８８４００分の使用が可能となり、１
年間（５２５，６００分）以上の連続運転が可能とな
る。
させた場合と、これを揺動させて外径１５φ、内径２φ
の範囲に均等にレーザ光を照射した場合その照射面積比
は π／４（０．０５2 ）：π／４（１５2 −２2 ）＝１：
８８４００ これにより、レーザ光を一点に照射した時にプラズマ強
度が１０分間でメタノール着火に必要なエネルギ以下に
なったとすると、８８４００分の使用が可能となり、１
年間（５２５，６００分）以上の連続運転が可能とな
る。
【図１】本発明の第１実施例に係る構成図
【図２】ウェッジ基板のウェッジ角とレーザ光の変位を
示す図
示す図
【図３】レーザ光の比較図
【図４】従来例の図１応当図
１…レーザ装置、２…レーザ光、３，１０…ウェッジ基
板、４，８…モータ、５，９…ギヤ、６…レーザ光、
７，１２…レーザ軌跡、１１…レーザ光。
板、４，８…モータ、５，９…ギヤ、６…レーザ光、
７，１２…レーザ軌跡、１１…レーザ光。
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンのピストンをターゲットとして
レーザ光を集光照射し、前記ターゲットより発生するプ
ラズマ光によりメタノールに着火させるメタノールエン
ジンにおいて、前記レーザ光の光路内に複数のウエッジ
基板を設置し、それぞれの該基板を異なる回転数で回転
させることにより前記レーザ光を広い範囲に揺動させる
ことを特徴とするレーザ着火装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2624194A JPH07217521A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | レーザ着火装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2624194A JPH07217521A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | レーザ着火装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07217521A true JPH07217521A (ja) | 1995-08-15 |
Family
ID=12187813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2624194A Withdrawn JPH07217521A (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | レーザ着火装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07217521A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1253316A2 (de) | 2001-04-23 | 2002-10-30 | AVL List GmbH | Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung |
| KR20040049078A (ko) * | 2002-12-03 | 2004-06-11 | 현대자동차주식회사 | 예혼합 압축 착화 엔진의 착화 제어장치 |
| CN111677616A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-18 | 江苏大学 | 一种转子发动机内部激光多点点火系统 |
-
1994
- 1994-01-28 JP JP2624194A patent/JPH07217521A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1253316A2 (de) | 2001-04-23 | 2002-10-30 | AVL List GmbH | Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung |
| KR20040049078A (ko) * | 2002-12-03 | 2004-06-11 | 현대자동차주식회사 | 예혼합 압축 착화 엔진의 착화 제어장치 |
| CN111677616A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-09-18 | 江苏大学 | 一种转子发动机内部激光多点点火系统 |
| CN111677616B (zh) * | 2020-05-07 | 2022-03-18 | 江苏大学 | 一种转子发动机内部激光多点点火系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |