KR20140029273A - 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 분사기 구성 - Google Patents

듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 분사기 구성 Download PDF

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KR20140029273A
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캐터필라 모토렌 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

분사기 구성은 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드(1)의 제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22) 내에 각각 배열된 제1 연료 분사기(32) 및 제2 연료 분사기(34)를 포함한다. 제1 분사기 장착 개구(20)는 제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하고, 제2 분사기 장착 개구(22)는 제1 축(24)과 제2 축(26)이 각도(28)를 이루도록 제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장한다. 각도(28)는 10°내지 25°의 범위 이내이다. 이에 의해, 제1 연료 분사기(32) 및 제2 연료 분사기(34)에 의해 분사된 연료는 실린더 유닛(14) 내의 동일한 점화 영역에서 점화될 수도 있다.

Description

듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 분사기 구성 {INJECTOR CONFIGURATION OF A CYLINDER HEAD OF A DUAL FUEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 일반적으로 내연기관의 실린더 헤드에 관한 것으로서, 더 구체적으로 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드 내의 분사기 구성에 관한 것이다.
듀얼 연료 내연기관은 통상적으로 액체 연료 모드 및 기체 연료 모드에서 작동할 수 있다. 액체 연료 모드에서, 디젤 연료와 같은 액체 연료가 연소 중에 단독의 에너지 소스로서 엔진 실린더 또는 예연소실(pre-combustion chamber) 내로 직접 분사된다. 기체 연료 모드에서, 천연 가스와 같은 기체 연료가 실린더의 흡기 포트에서 공기와 혼합되고, 소량의 액체 연료가 공기와 기체 연료의 혼합물을 점화하기 위해 실린더 또는 예연소실 내로 분사된다.
소형 듀얼 연료 내연기관에서, 단독의 액체 연료 분사기는 액체 연료 모드에서 액체 연료를 분사하기 위해 그리고 기체 연료 모드에서 점화 연료로서 사용된 액체 연료를 분사하기 위해 사용될 수도 있다.
대형 듀얼 연료 내연기관에서, 기체 연료 모드에서 점화를 위한 비교적 작은 부분의 액체 연료와 액체 연료 모드에서 비교적 큰 부분의 액체 연료 사이의 차이는 상당히 크다. 단독 연료 분사기는 기체 연료 모드에서 비교적 작은 부분의 액체 연료 및 액체 연료 모드에서 비교적 큰 부분의 액체 연료의 모두를 분사하는 것이 가능하지 않을 수도 있다.
본 발명은 종래의 시스템의 하나 이상의 태양을 적어도 부분적으로 개량하거나 극복하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 태양에 따르면, 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드는 제1 분사기 장착 개구를 포함할 수도 있다. 제1 분사기 장착 개구는 제1 축을 따라 실린더 헤드를 통해 연장될 수도 있고 제1 연료 분사기를 수용하도록 구성될 수도 있다. 실린더 헤드는 제2 분사기 장착 개구를 더 포함할 수도 있다. 제2 분사기 장착 개구는 제2 축을 따라 실린더 헤드를 통해 연장될 수도 있고 제2 연료 분사기를 수용하도록 구성될 수도 있다. 제2 축 및 제1 축은 10°내지 25°의 범위 내의 각도를 이룰 수도 있다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 제조 방법은 제1 축을 따라 실린더 헤드를 통해 연장하고 제1 연료 분사기를 수용하도록 구성되는 제1 분사기 장착 개구를 제공하는 단계와, 제2 축을 따라 실린더 헤드를 통해 연장하고 제2 연료 분사기를 수용하도록 구성되는 제2 분사기 장착 개구를 제공하는 단계를 포함할 수도 있다. 제2 축 및 제1 축은 10°내지 25°의 범위 내의 각도를 이룰 수도 있다.
본 발명의 다른 특징 및 태양은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 명백할 것이다.
도 1은 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 연소 구역면의 개략도.
도 2는 듀얼 연료 내연기관의 실린더 유닛의 개략 절결도.
도 3은 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드의 상세도의 개략 절결도.
이하는 본 발명의 예시적인 실시예의 상세한 설명이다. 본 명세서에 설명되고 도면에 도시되어 있는 예시적인 실시예는 본 발명의 원리를 교시하여, 당 기술 분야의 숙련자들이 다수의 상이한 환경에서 다수의 상이한 용례에 대해 본 발명을 구현하고 사용하는 것을 가능하게 하도록 의도된다. 따라서, 예시적인 실시예는 특허 보호의 범주의 한정적인 설명으로 의도되는 것도 아니고 그와 같이 고려되어서도 안된다. 오히려, 특허 보호의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 규정될 것이다.
본 발명은 액체 연료 모드 및 기체 연료 모드에서 작동 가능한 듀얼 연료 내연기관이 하나 이상의 실린더를 가질 수도 있고, 각각의 실린더는 액체 연료 모드에서 비교적 큰 부분의 액체 연료를 분사하기 위한 제1 연료 분사기 및 기체 연료 모드에서 실린더 내의 압축된 기체 연료 공기 혼합물의 점화를 위해 비교적 적은 양의 액체 연료를 분사하기 위한 제2 연료 분사기를 갖는 실현에 적어도 부분적으로 기초할 수도 있다.
실린더 내의 연소실은 균일한 분배 및 연소를 용이하게 하도록 설계되기 때문에, 액체 연료 모드에서 제1 연료 분사기 및 기체 연료 모드에서 제2 연료 분사기에 의해 연소 구역 내의 동일한 점화 영역에 액체 연료를 공급하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실린더 내의 왕복 피스톤의 연소 구역면 및 실린더 헤드의 연소 구역면은 연소 구역 내에서 균일하게 분포되어 연료 및 공기가 연소에 부정적인 영향을 미칠 수도 있는 노킹(knocking) 및 다른 효과를 발생시킬 수도 있는 핫 스폿(hot spot)을 회피하는 균질한 화염 전면(flame front)을 생성하도록 설계된다.
이에 따라, 제1 연료 분사기 및 제2 연료 분사기의 모두의 액체 연료의 분사 및 점화가 연소실의 동일한 점화 영역 내에 위치될 수도 있도록 제1 연료 분사기 및 제2 연료 분사기를 배열하는 것을 허용하는 실린더 헤드가 개시된다.
실린더 헤드(1)의 예시적인 실시예가 실린더 헤드(1)의 연소 구역(2) 상의 도면을 도시하는 도 1을 참조하여 이하에 설명된다.
실린더 헤드(1)는 입구 밸브(4), 출구 밸브(6) 및 스타터 밸브(8)를 포함한다.
입구 밸브(2)는 공기 흡기 시스템에 유동적으로 접속된다. 공기 흡기 시스템은 적어도 하나의 공기 흡기구, 예를 들어 듀얼 연료 내연기관의 각각의 실린더에 대해 하나를 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 공기 흡기구는 적어도 하나의 기체 연료 진입 밸브를 경유하여 기체 연료 공급 시스템에 유동적으로 접속될 수도 있다.
출구 밸브(4)가 배기 가스 시스템에 접속된다. 배기 가스 시스템은 입자 필터, 공기 흡기 시스템에 접속된 배기 가스 재순환 라인 및/또는 촉매, 예를 들어 SCR 촉매 및/또는 산화 촉매를 포함할 수도 있다.
공기 흡기 시스템 및 배기 가스 시스템은 단일 스테이지 또는 2-스테이지 터보 차지 시스템으로서 구성될 수도 있다.
실린더 헤드(1)의 다른 실시예는 다른 양의 입구 밸브(4) 및 출구 밸브(6)를 각각 포함할 수도 있다.
실린더 헤드(1)는 연소 구역면(2)을 포함한다. 연소 구역면(2)은 실린더 내의 왕복 피스톤에 지향된다. 연소 구역면(2)은 제1 분사기 팁 출구(10) 및 제2 분사기 팁 출구(12)를 포함한다. 제1 분사기 팁 출구(10) 및 제2 분사기 팁 출구(20)는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 각각 제1 분사기 장착 개구 및 제2 분사기 장착 개구의 출구이다.
몇몇 실시예에서, 실린더 헤드(1)는 압력 및/또는 온도와 같은 실린더의 작동 조건을 감지하도록 구성된 적어도 하나의 센서(도시 생략)를 더 포함할 수도 있다. 적어도 하나의 센서는 제어 유닛, 예를 들어 듀얼 연료 내연기관의 작동을 제어하는 전자 제어 모듈(ECM)에 접속될 수도 있다.
실린더 헤드(1)의 예시적인 실시예가 도 2를 참조하여 이하에 설명된다.
듀얼 연료 내연기관의 실린더 유닛(14)은 실린더 라이너(16), 피스톤(18) 및 실린더 헤드(1)를 포함한다.
실린더 라이너(16)는 엔진 블록 내에 배열될 수도 있다. 엔진 블록은 적어도 하나의 실린더 유닛(14)을 포함할 수도 있다.
피스톤(18)은 듀얼 연료 내연기관의 작동 중에 실린더 라이너(16) 내에서 왕복하도록 배열된다.
실린더 라이너(16), 실린더(14), 실린더 헤드(1) 및 피스톤(18)은 공통 중심 종축(30)을 포함할 수도 있다. 듀얼 연료 내연기관의 작동 중에, 피스톤(18)은 중심 종축(30)을 따라 왕복한다.
실린더 헤드(1)는 예를 들어 복수의 볼트(도시 생략)를 경유하여 실린더 라이너(16) 상에 장착된다. 실린더 헤드(1)는 왕복 피스톤(18)에 지향된 연소 구역면(2) 및 커버면(25)을 포함한다. 커버면(25)은 연소 구역면(2)에 대향한다. 커버면(25)은 실린더 커버를 수용하도록 구성될 수도 있다.
실린더 헤드(1)는 커버면(25) 내의 제1 분사기 입구(21)로부터 연소 구역면(2) 내의 제1 분사기 팁 출구(10)로 제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하는 제1 분사기 장착 개구(20)를 포함한다.
실린더 헤드(1)는 커버면(25) 내의 제2 분사기 입구(26)로부터 연소 구역면(2) 내의 제2 분사기 팁 출구(12)로 제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하는 제2 분사기 장착 개구(22)를 더 포함한다.
제1 분사기 장착 개구(20)는 제1 연료 분사기를 수용하도록 구성된다. 제1 분사기 장착 개구(20)는 상이한 직경 및/또는 형상을 갖는 그 길이를 따른 복수의 섹션을 포함할 수도 있다.
유사하게, 제2 분사기 장착 개구(22)는 제2 연료 분사기를 수용하도록 구성된다. 제2 분사기 장착 개구(22)는 상이한 직경 및/또는 형상을 갖는 그 길이를 따른 복수의 섹션을 포함할 수도 있다.
제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22)는 제1 축(24)과 제2 축(26)이 각도(28)를 이루도록 실린더 헤드(1) 내에 제공된다. 각도(28)는 10°내지 25°의 범위, 예를 들어 16°이다.
몇몇 실시예에서, 제1 축(21)은 도 2에 도시된 바와 같이 중심 종축(30)에 평행하거나 동축일 수도 있다.
도 2의 실린더 헤드(1)의 개략 절결도에는 도시되지 않았지만, 실린더 헤드(1)는 도 1을 참조하여 이미 전술된 바와 같은 적어도 하나의 입구 밸브, 적어도 하나의 출구 밸브, 스타터 밸브 및/또는 센서를 더 포함할 수도 있다는 것이 주지된다. 실린더 헤드(1)는 도 3을 참조하여 이하에 설명되는 바와 같이 제1 연료 분사기, 제2 연료 분사기, 적어도 하나의 냉각 채널 및/또는 적어도 하나의 냉각실과 같은 추가의 구성 요소들을 포함할 수도 있다.
도 3을 참조하여, 연료 분사기를 포함하는 실린더 헤드(1)의 예시적인 실시예의 상세도가 더 상세히 설명된다.
실린더 헤드(1)는 제1 연료 분사기(32), 제2 연료 분사기(34), 냉각 채널(40) 및 냉각실(46)을 포함한다.
제1 연료 분사기(32)는 제1 분사기 장착 개구(20) 내에 배열된다. 제1 연료 분사기(32)는 전방 단부에 제1 연료 분사기 팁(36)을 포함하고 연소 구역에 지향된다. 제1 분사기 팁(36)은 제1 분사기 장착 개구(20)의 제1 분사기 팁 섹션(42) 내에 배열된다. 제1 분사기 팁 섹션(42)은 제1 연료 분사기 팁(36)을 수용하도록 구성된다.
유사하게, 제2 연료 분사기(34)는 제2 분사기 장착 개구(22) 내에 배열된다. 제2 연료 분사기(34)는 전방 단부에 제2 연료 분사기 팁(38)을 포함하고 연소 구역에 지향된다. 제2 연료 분사기 팁(38)은 제2 분사기 장착 개구(22)의 제2 분사기 팁 섹션(44) 내에 배열된다. 제2 분사기 팁 섹션(44)은 제2 연료 분사기 팁(38)을 수용하도록 구성된다.
제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)는 액체 연료 공급 시스템에 유동적으로 접속된다. 또한, 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)는 작동시에 액체 연료를 실린더 유닛(14) 내로 분사하도록 기계적으로 그리고/또는 전자적으로 작동될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 연료 분사기(34, 36)는 부식으로부터 제1 및 제2 연료 분사기(34, 36)를 보호하고, 예를 들어 나사산을 경유하여 장착을 용이하게 하기 위한 하우징을 포함할 수도 있다.
제어 유닛이 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)에 접속되어 분사의 양 및 타이밍을 제어할 수도 있다. 제어 유닛은 ECM의 부분일 수도 있다.
제1 연료 분사기(32)는 액체 연료 모드에서 비교적 많은 양의 액체 연료를 분사하도록 형성되고 구성되고, 반면에 제2 연료 분사기(34)는 기체 연료 모드에서 점화 연료로서 기능하는 비교적 적은 양의 액체 연료를 분사하도록 형성되고 구성된다. 달리 말하면, 제1 연료 분사기(32)는 주 분사기로서 구성되고, 제2 연료 분사기(34)는 점화 분사기로서 구성된다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)의 위치는 절환될 수도 있다.
냉각 채널(40)은 제1 분사기 장착 개구(20)와 제2 분사기 장착 개구(22)를 교차한다. 또한, 냉각 채널(40)은 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34) 주위로 냉각수와 같은 냉각 액체를 안내하도록 구성된다.
또한, 냉각 채널(22)은 실린더 라이너, 실린더 헤드(1) 및/또는 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)의 냉각을 위해 구성된 냉각 시스템에 접속될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 냉각 채널(40)은 실린더 헤드(1)의 커버면(25)보다 연소 구역면(2)에 더 근접하게 배열된다. 예를 들어, 냉각 채널(40)은 제1 연료 분사기(32)의 제1 연료 분사기 팁(36)이 장착 상태로 배열되어 있는 제1 분사기 장착 개구(20)의 제1 분사기 팁 섹션(42)의 범위 내의 영역에서 제1 분사기 장착 개구(20)를 교차할 수도 있다. 마찬가지로, 냉각 채널(40)은 제2 연료 분사기(34)의 제2 연료 분사기 팁(38)이 장착 상태로 배열되어 있는 제2 분사기 장착 개구(22)의 제2 분사기 팁 섹션(44)의 범위 내의 영역에서 제2 분사기 장착 개구(22)를 교차할 수도 있다.
냉각실(46)은 실린더 헤드(1) 내에서 연장한다. 제1 및 제2 분사기 장착 개구(20, 22)는 냉각실(46)을 교차한다. 냉각실(46)은 제1 유체 통로 간극(52) 및 제2 유체 통로 간극(54)을 경유하여 냉각 채널(40)에 유동적으로 접속된다.
제1 및 제2 유체 통로 간극(52, 54)은 각각 제1 분사기 장착 개구(20)의 영역과 제1 분사기(32) 사이와, 제2 분사기 장착 개구(22)와 제2 분사기(34) 사이의 간극이다.
냉각실(46) 및 냉각 채널(40)은 예를 들어 듀얼 연료 내연기관의 엔진 블록, 적어도 하나의 실린더 라이너 및/또는 적어도 하나의 실린더 헤드 내의 다양한 냉각 채널 및 냉각실을 통해 냉각수와 같은 냉각 액체를 순환시키는 엔진 냉각 시스템의 부분일 수도 있다.
도 3에 도시된 구성에서, 제2 분사기 팁 출구(12)는 제2 축(26)에 수직인 평면 내에 배열되고 그리고/또는 제1 분사기 팁 출구(10)는 제1 축(24)에 수직인 평면 내에 배열된다.
제1 분사기 팁 출구(10)는 제1 중심점(50) 주위로 연장하고, 제2 분사기 팁 출구(12)는 제2 중심점(52) 주위로 연장한다.
몇몇 실시예에서, 제1 중심점(50) 및 제2 중심점(52)은 40 mm 내지 60 mm의 범위, 예를 들어 51 mm의 거리(A)로 제1 축(24)에 수직인 방향으로 서로로부터 이격된다.
몇몇 실시예에서, 제1 중심점(50) 및 제2 중심점(52)은 10 mm 내지 20 mm의 범위, 예를 들어 15 mm의 거리(B)로 제1 축(24)의 방향으로 서로로부터 이격된다.
도 2를 참조하여 전술된 바와 같이, 제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22)는 제1 축(24) 및 제2 축(26)이 각도(28)를 이루도록 실린더 헤드(1) 내에 제공된다. 각도(28)는 10°내지 25°의 범위, 예를 들어 16°이다.
다른 실시예는
실린더 유닛 내의 연소 구역의 동일한 점화 영역 내의 제1 연료 분사기 및 제2 연료 분사기에 의해 액체 연료를 분사하는 것을 허용하는 각도(28) 및 거리(A, B)에 대한 길이의 다른 조합(또한 분사기 구성이라 칭함)을 포함할 수도 있다.
듀얼 연료 내연기관은 적어도 하나의 실린더 유닛(14)을 포함할 수도 있다. 각각의 실린더 유닛(14)은 적어도 하나의 실린더 헤드(1), 제1 분사기 장착 개구(20) 내에 배열된 제1 연료 분사기(32) 및 제2 분사기 장착 개구(22) 내에 배열된 제2 연료 분사기(34)를 포함한다.
산업상 이용 가능성
이하, 듀얼 연료 내연기관의 실린더 유닛(14)의 실린더 헤드(1) 내에 배열된 분사기 구성의 상기 예시적인 실시예의 기본 작동이 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된다.
액체 연료 모드에서 듀얼 연료 내연기관의 정상 작동 중에, 공기 흡기 시스템으로부터의 급기(charge air)가 개방된 입구 밸브(4)를 경유하여 실린더 유닛(14)에 공급된다. 피스톤(16)은 실린더 헤드(1)의 연소 구역면(2)을 향해 이동할 때 실린더 유닛(14) 내의 급기를 압축한다. 이에 의해, 급기의 온도가 증가한다. 액체 연료는 제1 연료 분사기(32)에 의해 압축된 고온 급기로 비교적 많은 양으로 분사되고 실린더 유닛(14) 내의 높은 압력 및 온도에 의해 자체로 점화한다. 초기 점화는 제1 연료 분사기 팁(36)의 전방의 점화 영역에 위치된다.
기체 연료 모드에서 듀얼 연료 내연기관의 정상 작동 중에, 급기는 개방된 입구 밸브(4)를 경유하여 실린더 유닛(14)으로의 공급 전에 기체 연료와 혼합된다. 피스톤(16)은 실린더 헤드(1)의 연소 구역면(2)을 향해 이동할 때 실린더 유닛(14) 내의 급기와 기체 연료의 혼합물을 압축한다. 이에 의해, 혼합물의 온도가 증가한다. 액체 연료는 제2 연료 분사기(34)에 의해 급기와 기체 연료의 압축된 고온 혼합물로 비교적 적은 양으로 분사됨에 따라 점화 연료로서 기능하고, 액체 연료 모드와 유사하게 실린더 유닛(14) 내의 높은 압력 및 온도에 기인하여 자체로 점화한다.
제1 연료 분사기(32) 및 제2 연료 분사기(34)의 분사기 구성에 기인하여, 실린더 유닛(14) 내의 점화 영역은 동일하다는 것이 주지된다. 점화 영역은 제1 연료 분사기 팁(36) 및 제2 연료 분사기 팁(38)의 모두의 전방에 위치된다. 전술된 바와 같이, 특정 분사기 구성은 각도(28), 거리(A) 및 거리(B)에 기초한다. 개시된 구성은 액체 연료 모드에서 제1 연료 분사기(32)에 의해 비교적 많은 양으로 분사된 액체 연료가 기체 연료 모드에서 제2 연료 분사기(34)에 의해 비교적 적은 양으로 분사된 액체 연료와 동일한 점화 영역에서 점화하는 것을 보장한다. 실린더 유닛(14)의 내부면 및 점화 영역의 특정 디자인에 의해, 균질한 화염 전면이 액체 연료 모드 및 기체 연료 모드의 모두에서 생성된다.
듀얼 연료 내연기관의 작동 중에, 실린더 헤드(1) 및 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)는 실린더 유닛(14) 내의 연소에 의해 발생된 열전달에 의해 가열될 수도 있다. 냉각 채널(40) 및 냉각실(46)을 통해 유동하는 냉각 액체는 실린더 헤드(1)와 제1 및 제2 연료 분사기(32, 34)의 가열을 감소시킨다. 냉각 액체는 예를 들어 냉각수일 수도 있고, 듀얼 연료 내연기관의 다른 구성 요소, 예를 들어 실린더 라이너(16)를 통해 더 순환될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 냉각 액체는 특히 냉각 채널(40)이 제1 및 제2 연료 분사기 팁 섹션(42, 44)을 교차함에 따라 제1 및 제2 연료 분사기 팁(36, 38) 주위로 유동할 수도 있다.
연소 후에, 배기 가스는 개방된 출구 밸브(4)를 통해 배기 가스 시스템으로 실린더 유닛(14)을 나온다.
상기 개시된 실린더 헤드는 인라인 구성, V-구성, W-구성 또는 임의의 다른 공지의 구성의 듀얼 연료 내연기관의 실린더에 적용될 수도 있다.
이하, 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드(1)를 제조하기 위한 방법이 설명된다.
방법은 제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하는 제1 분사기 장착 개구(20)를 제공하는 방법 단계를 포함한다. 제1 분사기 장착 개구(20)는 제1 연료 분사기(32)를 수용하도록 구성된다. 구체적으로, 제1 분사기 장착 개구(20)는 커버면(25) 내의 제1 분사기 입구(21)로부터 연소 구역면(2) 내의 제1 분사기 팁 출구(10)로 제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장한다. 방법은 제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하는 제2 분사기 장착 개구(22)를 제공하는 방법 단계를 더 포함한다. 제2 분사기 장착 개구(22)는 제2 연료 분사기(34)를 수용하도록 구성된다. 구체적으로, 제2 분사기 장착 개구(22)는 커버면(25) 내의 제2 분사기 입구(26)로부터 연소 구역면(2) 내의 제2 분사기 팁 출구(12)로 제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장한다. 제2 축(26) 및 제1 축(24)은 10°내지 25°의 범위 내의 각도(28)를 이룬다.
제1 축(24)은 실린더 라이너(16)의 중심 종축(30)에 평행하거나 동축일 수도 있다.
방법은 실린더 헤드(1) 내에 냉각 채널(40)을 제공하는 방법 단계를 더 포함할 수도 있다. 냉각 채널은 제1 분사기 장착 개구(20)와 제2 분사기 장착 개구(22)를 교차한다.
방법은 제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22)가 냉각실(46)을 교차하도록 실린더 헤드(1) 내에 냉각실(46)을 제공하는 방법 단계를 더 포함할 수도 있다.
실린더 헤드(1)는 연소 구역면(2)을 포함할 수도 있고, 제2 축(26)을 따라 제2 분사기 장착 개구(22)를 제공하는 방법 단계는 제2 축(26)에 수직인 평면 내의 연소 구역면(2)에 제2 분사기 팁 출구(12)를 제공하는 방법 단계를 포함할 수도 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제1 축(24)을 따라 제1 분사기 장착 개구(20)를 제공하는 방법 단계는 제1 축(24)에 수직인 평면 내의 연소 구역면(2)에 제1 분사기 팁 출구(10)를 제공하는 방법 단계를 포함할 수도 있다.
방법은 제1 분사기 장착 개구(20) 내에 제1 연료 분사기(32)를 배열하고 제2 분사기 장착 개구(22) 내에 제2 연료 분사기(34)를 배열하는 방법 단계를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 용어 "듀얼 연료 내연기관"은 열 및/또는 전기의 생성을 위한 발전 설비와 같은 고정 동력 제공 시스템 뿐만 아니라 순양함 라이너, 화물선, 컨테이너 선박, 탱커 및 다른 차량과 같은 선박/차량의 주 또는 보조 엔진으로서 사용될 수도 있는 내연기관을 칭할 수도 있다. 내연기관용 연료는 디젤유, 선박용 디젤유, 중유, 대안 연료 또는 이들의 조합 및 천연 가스를 포함할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 본 명세서에 설명되었지만, 개량 및 수정이 이하의 청구범위의 범주로부터 벗어나지 않고 구체화될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드(1)이며,
    제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하고 제1 연료 분사기(32)를 수용하도록 구성되는 제1 분사기 장착 개구(20)와,
    제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하고 제2 연료 분사기(34)를 수용하도록 구성되는 제2 분사기 장착 개구(22)를 포함하고,
    상기 제2 축(26) 및 제1 축(24)은 10°내지 25°의 범위 내의 각도(28)를 이루는 실린더 헤드(1).
  2. 제1항에 있어서, 상기 실린더 헤드(1)는 실린더 라이너(16) 상에 장착을 위해 구성되고, 실린더 라이너(16)는 중심 종축(30)을 포함하고, 제1 축(24)은 중심 종축(30)에 평행하거나 동축인 실린더 헤드(1).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉각 채널(40)을 더 포함하고,
    제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22)는 냉각 채널(40)을 교차하는 실린더 헤드(1).
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 분사기 장착 개구(20)는 제1 분사기 팁 섹션(42)을 포함하고,
    상기 제2 분사기 장착 개구(22)는 제2 분사기 팁 섹션(44)을 포함하고, 제1 분사기 팁 섹션(42) 및 제2 분사기 팁 섹션(44)은 냉각 채널(40)을 교차하는 실린더 헤드(1).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더 헤드(1)는 냉각 채널(46)을 포함하고,
    제1 분사기 장착 개구(20) 및 제2 분사기 장착 개구(22)는 냉각실(46)을 교차하는 실린더 헤드(1).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더 헤드(1)는 연소 구역면(2)을 더 포함하고, 연소 구역면(2)은 제2 축(26)에 수직인 평면 내에 제2 분사기 팁 출구(12) 및/또는 제1 축(24)에 수직인 평면 내에 제1 분사기 팁 출구(10)를 갖는 실린더 헤드(1).
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 분사기 팁 출구(10)는 제1 중심점(48) 주위로 연장하고, 제2 분사기 팁 출구(12)는 제2 중심점(50) 주위로 연장하고,
    제1 중심점(48) 및 제2 중심점(50)은 40 mm 내지 60 mm의 범위 내로 제1 축(24)에 수직인 방향으로 그리고/또는 10 mm 내지 20 mm의 범위 내로 제1 축(24)의 방향으로 서로로부터 이격되는 실린더 헤드(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 분사기 장착 개구(20) 내에 배열되고, 특히 주 연료를 분사하도록 구성된 제1 연료 분사기(32), 및
    제2 분사기 장착 개구(22) 내에 배열되고, 특히 점화 연료를 분사하도록 구성된 제2 연료 분사기(34)를 더 포함하는 실린더 헤드(1).
  9. 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드(1)의 제조 방법이며,
    제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하고 제1 연료 분사기(32)를 수용하도록 구성되는 제1 분사기 장착 개구(20)를 제공하는 단계와,
    제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 연장하고 제2 연료 분사기(34)를 수용하도록 구성되는 제2 분사기 장착 개구(22)를 제공하는 단계를 포함하고,
    제2 축(26) 및 제1 축(24)은 10°내지 25°의 범위 내의 각도(28)를 이루는 실린더 헤드의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 실린더 헤드(1)는 실린더 라이너(16) 상에 장착을 위해 구성되고, 실린더 라이너(16)는 중심 종축(30)을 포함하고, 제1 축(24)은 중심 종축(30)에 평행하거나 동축인 실린더 헤드의 제조 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 제1 분사기 장착 개구(20)와 제2 분사기 장착 개구(22)를 교차하는 냉각 채널(40)을 실린더 헤드(1) 내에 제공하는 단계를 더 포함하는 실린더 헤드의 제조 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 분사기 장착 개구(20)와 제2 분사기 장착 개구(22)가 냉각실(46)을 교차하도록 실린더 헤드(1) 내에 냉각실(46)을 제공하는 단계를 더 포함하는 실린더 헤드의 제조 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실린더 헤드(1)는 연소 구역면(2)을 포함하고, 제2 축(26)을 따라 제2 분사기 장착 개구(22)를 제공하는 방법 단계는 제2 축(26)에 수직인 평면 내의 연소 구역면(2) 내에 제2 분사기 팁 출구(12)를 제공하는 단계를 포함하고 그리고/또는 제1 축(24)을 따라 제1 분사기 장착 개구(20)를 제공하는 방법 단계는 제1 축(24)에 수직인 평면 내의 연소 구역면(2) 내에 제1 분사기 팁 출구(10)를 제공하는 단계를 포함하는 실린더 헤드의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 분사기 팁 출구(10)는 제1 중심점(48) 주위로 연장하고, 제2 분사기 팁 출구(12)는 제2 중심점(50) 주위로 연장하고, 제1 중심점(48) 및 제2 중심점(50)은 40 mm 내지 60 mm의 범위 내로 제1 축(24)에 수직인 방향 및/또는 10 mm 내지 20 mm의 범위 내로 제1 축(24)의 방향에서 서로로부터 이격되는 실린더 헤드의 제조 방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 분사기 장착 개구(20) 내에 제1 연료 분사기(32)를 배열하는 단계, 및
    제2 분사기 장착 개구(22) 내에 제2 연료 분사기(34)를 배열하는 단계를 더 포함하는 실린더 헤드의 제조 방법.
  16. 듀얼 연료 내연기관의 실린더 헤드(1)이며,
    제1 축(24)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 제1 분사기 팁 출구(10)로 연장하고 제1 연료 분사기(32)를 수용하도록 구성되는 제1 분사기 장착 개구(20)와,
    제2 축(26)을 따라 실린더 헤드(1)를 통해 제2 분사기 팁 출구(20)로 연장하고 제2 연료 분사기(34)를 수용하도록 구성되는 제2 분사기 장착 개구(22)를 포함하고,
    상기 제2 축(26) 및 제1 축(24)은 10°내지 25°의 범위 내의 각도(28)를 이루고, 제1 분사기 팁 출구(10) 및 제2 분사기 팁 출구(20)는 제1 연료 분사기(32)에 의해 분사된 액체 연료 및 제2 연료 분사기(34)에 의해 분사된 액체 연료가 동일한 점화 영역에서 점화되도록 제1 축(24)의 방향 및 제1 축(24)에 수직인 방향에서 서로로부터 이격되는 실린더 헤드(1).
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