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公開番号2025097922
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2024206382
出願日2024-11-27
発明の名称内燃機関の燃料インジェクタ及び内燃機関
出願人マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー,MAN ENERGY SOLUTIONS SE
代理人個人,個人,個人
主分類F02M 43/04 20060101AFI20250624BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】新しいタイプの内燃機関の燃料インジェクタ及びこれを備えた内燃機関を提供する。
【解決手段】内燃機関の燃料インジェクタ(10)であって、第1の燃料噴射オリフィス(16)を通る第1の比較的着火性の低い燃料の流れを開放または遮断するように、第1の燃料噴射オリフィス(16)と相互作用している、第1のノズルニードル(14)と、第2の燃料噴射オリフィス(17a)及び第3の燃料噴射オリフィス(17b)の両方を通る第2の比較的着火性の高い燃料の流れを遮断するか、または第2の燃料噴射オリフィス(17a)を通る第2の燃料の流れを開放し、且つ第3の燃料噴射オリフィス(17b)を通る第2の燃料の流れを遮断するか、または第2の燃料噴射オリフィス(17a)及び第3の燃料噴射オリフィス(17b)の両方を通る第2の燃料の流れを開放する、第2のノズルニードル(15)と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関のシリンダの燃焼室に燃料を供給する内燃機関の燃料インジェクタ（１０）であって、
－第１のニードルガイド（１２）内に移動可能に案内された第１のノズルニードル（１４）であって、該第１のノズルニードル（１４）が、その位置に応じて、第１の燃料噴射オリフィス（１６）を通る第１の比較的着火性の低い燃料の流れを開放または遮断するように、第１の燃料噴射オリフィス（１６）と相互作用している、第１のノズルニードル（１４）と、
－第２のニードルガイド（１３）内に移動可能に案内された第２のノズルニードル（１５）であって、該第２のノズルニードル（１５）が、その位置に応じて、第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）及び第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）の両方を通る第２の比較的着火性の高い燃料の流れを遮断するか、または第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）を通る第２の燃料の流れを開放し、且つ第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）を通る第２の燃料の流れを遮断するか、または第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）及び第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）の両方を通る第２の燃料の流れを開放するように、第２の燃料噴射オリフィス及び第３の燃料噴射オリフィスと相互作用している、第２のノズルニードル（１５）と、
を備え、
－前記第１の燃料噴射オリフィス（１６）は、第１の噴霧円錐内の前記第１の燃料を第１の円錐角度（β）で前記燃焼空間に噴射するためのものであり、
－前記第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）は、第２の噴霧円錐内の第２の燃料を第２の円錐角度（α１）で前記燃焼空間に噴射するためのものであり、
－前記第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）は、第３の噴霧円錐内の第２の燃料を第３の円錐角度（α２）で前記燃焼空間内に噴射するためのものである、
燃料インジェクタ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２の円錐角度（α１）は前記第３の円錐角度（α２）よりも小さい、請求項１に記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
前記第１の円錐角度（β）は前記第２の円錐角度（α１）よりも小さい、請求項１または２に記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
前記第１の円錐角度（β）は前記第２の円錐角度（α１）よりも大きく、且つ、前記第３の円錐角度（α２）よりも小さい、請求項１または２に記載の燃料インジェクタ。
【請求項５】
前記第１の燃料噴射オリフィス（１６）は、ピッチ円輪郭に沿って配置され、
前記第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）は、第１の円形輪郭に沿って配置され、
前記第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）は、第２の円形輪郭に沿って配置されており、
前記第１の円形輪郭及び前記第２の円形輪郭は互いに同心に配置されており、
前記ピッチ円輪郭の中心点と前記第１及び第２の円形輪郭の中心点との間の距離（ｘ）は、前記ピッチ円輪郭の半径（ｒ３）と前記第１の円形輪郭の半径（ｒ１）との和よりも大きく、且つ、前記ピッチ円輪郭の半径（ｒ３）と前記第２の円形輪郭の半径（ｒ２）との和よりも大きい、請求項１、２または３に記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
前記第２及び／または第３の燃料噴射オリフィス（１７ａ，１７ｂ）は、前記燃料インジェクタの設置状態において、前記第１の燃料噴射オリフィス（１６）よりもシリンダの燃焼室内に深くまたは更に突出している、請求項５に記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
前記第２の燃料噴射オリフィス（１７ａ）及び前記第３の燃料噴射オリフィス（１７ｂ）は、周方向から見て、互いに対して少なくとも部分的にオフセットしている、請求項５または６に記載の燃料インジェクタ。
【請求項８】
前記第２及び第３の燃料噴射オリフィス（１７ａ，１７ｂ）が配置された前記第１及び第２の円形輪郭は、それぞれ３６０°の角度範囲をカバーしている、請求項５、６または７に記載の燃料インジェクタ。
【請求項９】
前記第１の燃料噴射オリフィス（１６）が配置されるピッチ円輪郭は、３６０°～δの角度範囲をカバーし、前記第１の燃料噴射オリフィス（１６）が配置されないδで規定される残余のピッチ円輪郭は、前記第１及び第２の円形輪郭に面している、請求項５、６、７または８に記載の燃料インジェクタ。
【請求項１０】
第２の燃料の支援で第１の燃料を着火するように装備されたシリンダであって、該シリンダ内で第１の燃料を燃焼させるためのシリンダ、を備え、
前記各シリンダは、請求項１～９のいずれか一項に記載の燃料インジェクタ（１０）を備えている、内燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料インジェクタに関する。更に、本発明は、少なくとも１つの燃料インジェクタを有する内燃機関に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【０００２】
本発明は、特に、そのシリンダが少なくとも１４０ｍｍ、特に少なくとも１７５ｍｍのピストン直径を有する、いわゆる大型エンジンまたは大型内燃機関の分野に関する。そのような大型の内燃機関は、例えば船舶のエンジンである。
【背景技術】
【０００３】
二元燃料（dual-fuel）の内燃機関は、既に船舶用エンジンとして知られている。実際に知られている二元燃料の内燃機関は、第１の燃料、特に着火性の低い燃料（less ignitable fuel）を燃焼させる第１の運転モードと、第２の燃料、特に比較的着火性の高い燃料（ignitable fuel）を燃焼させる第２の運転モードとで運転することができる。
【０００４】
第１の比較的着火性の低い燃料は、例えば、メタノール、エタノールまたはアンモニアであり得る。第２の比較的着火性の高い燃料は、例えばディーゼル燃料とすることができる。第１の運転モードでは、第１の比較的着火性の低い燃料、特にメタノール、エタノールまたはアンモニアは、第２の比較的着火性の高い燃料、特にディーゼル燃料を介して着火することができる。
【０００５】
特許文献１は、二元燃料の内燃機関の第１の運転モードにおいて、第１の比較的着火性の低い燃料と第２の比較的着火性の高い燃料の両方をシリンダの燃焼室に導入することができる燃料インジェクタを開示している。そこに開示された燃料インジェクタは、対応するニードルガイド内に移動可能に案内される２つのノズルニードルを有している。第１のノズルニードルと相互作用する第１の燃料噴射オリフィスと、第２のノズルニードルと相互作用する第２の燃料噴射オリフィスとは、それぞれ円形輪郭に沿って配置されている。シリンダの燃焼室に燃料を噴射する際には大きな制約があり、燃焼室の燃焼空間を最適に利用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
独国特許第１０２０１３００００４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、新しいタイプの燃料インジェクタ及びこれを備えた内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に記載の燃料インジェクタ及び請求項１０に記載の内燃機関によって解決される。
【０００９】
燃料インジェクタは、第１のニードルガイド内に移動可能に案内された第１のノズルニードルを備え、第１のノズルニードルが、その位置に応じて、第１の燃料噴射オリフィスを通る第１の比較的着火性の低い燃料の流れを開放または遮断するように、第１の燃料噴射オリフィスと相互作用している。更に、燃料インジェクタは、第２のニードルガイド内に移動可能に案内された第２のノズルニードルを備え、第２のニードルガイドが、その位置に応じて、第２の燃料噴射オリフィス及び第３の燃料噴射オリフィスの両方を通る第２の比較的着火性の高い燃料の流れを遮断するか、または第２の燃料噴射オリフィスを通る第２の燃料の流れを開放し、且つ第３の燃料噴射オリフィスを通る第２の燃料の流れを遮断するか、または第２の燃料噴射オリフィス及び第３の燃料噴射オリフィスの両方を通る第２の燃料の流れを開放するように、第２の燃料噴射オリフィス及び第３の燃料噴射オリフィスと相互作用している。
【００１０】
第１の燃料噴射オリフィスは、第１の噴霧円錐（spray cone）内の第１の燃料を第１の円錐角度（cone angle）で燃焼空間に噴射するために設けられている。第２の燃料噴射オリフィスは、第２の噴霧円錐内の第２の燃料を第２の円錐角度で燃焼空間に噴射するために設けられている。第３の燃料噴射オリフィスは、第３の噴霧円錐内の第２の燃料を第３の円錐角度で燃焼空間に噴射するために設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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