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公開番号2025044165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2024160718
出願日2024-09-18
発明の名称気体燃料のための燃料インジェクタ
出願人マレッリヨーロッパソチエタペルアツィオニ
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02M 61/18 20060101AFI20250325BHJP(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】空気と燃料の混合を最適化することができる、気体燃料のための燃料インジェクタであって、生産が容易かつ安価なものを、提供する。
【解決手段】燃料インジェクタ(1)は、噴射ノズル(3)と、管形状を有する支持体(4)であって、その中に供給チャネル(5)を有し、かつ噴射ノズル内で終わる、支持体と、噴射弁(7)と、管状のスリーブ(12)であって、支持体の終端部に配置されており、シャッター(9)の全体をその内部に包含し、かつ噴射ノズルで終わる、スリーブと、シャッターを移動させるように構成されたアクチュエータと、を有する。噴射ダクト(14)が、噴射弁(7)が開位置にあるときに作り出され、噴射ダクトの面積が噴射ダクト(14)の始点における第1の最大値から、最小値へ減少していく、収束する初期セグメントと、噴射ダクトの面積が上記最小値から第2の最大値に達するまで増加する、最終セグメントと、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
気体燃料のための燃料インジェクタ（１）であって、前記燃料インジェクタ（１）は、
噴射ノズル（３）と、
管形状を有する支持体（４）であって、前記支持体（４）は、長手方向軸（２）を有し、かつ、前記噴射ノズル（３）の中で終わる供給チャネル（５）を内部に備えている、支持体（４）と、
噴射弁（７）であって、前記噴射ノズル（３）を通る前記気体燃料の流れを調節するように構成されており、かつ、前記支持体（４）の外側に配置された可動なシャッター（９）及び前記支持体（４）内で得られるバルブシート（１０）を備えている、噴射弁（７）と、
管状のスリーブ（１２）であって、前記支持体（４）の終端部まわりに配置されており、前記シャッター（９）の全体をその内部に包含し、かつ、前記噴射ノズル（３）で終わる、スリーブ（１２）と、
アクチュエータ（６）であって、前記シャッター（９）を、前記シャッター（９）が前記バルブシート（１０）に対して押し付けられている、前記噴射弁（７）の閉位置と、前記シャッター（９）が前記バルブシート（１０）から分離されている、前記噴射弁（７）の開位置の間で、移動させるように構成されている、アクチュエータ（６）と、を備えており、
前記シャッター（９）は、第１の部分であって、前記バルブシート（１０）に面しており、かつ、前記噴射弁（７）が前記閉位置にあるときには前記バルブシート（１０）の内面に対して密閉的に結合されるように形状決めされている、第１の部分と、第２の部分であって、前記スリーブ（１２）の内面に面しており、かつ、常に前記スリーブ（１２）の前記内面から所定の距離を残している、第２の部分と、を含んでおり、かつ、
前記バルブシート（１０）の前記内面及び前記スリーブ（１２）の前記内面は、環状の噴射ダクト（１４）の範囲を定め、前記噴射ダクト（１４）の初期部が、前記噴射弁（７）が前記開位置にあるときに作り出され、かつ、前記噴射弁（７）が前記開位置にあるときには、前記気体燃料が、前記噴射ダクト（１４）に沿って、前記噴射ノズル（３）に向かって流れる、燃料インジェクタ（１）において、
前記噴射ダクト（１４）は、前記噴射弁（７）が前記開位置にあるときに作り出され、収束する初期セグメントであって、収束する前記初期セグメント内では、前記噴射ダクト（１４）の面積が、前記噴射ダクト（１４）の始点における第１の最大値から、最小値へと、次第に減少していく、収束する初期セグメントを有しており、かつ、少なくとも最初は発散する最終セグメントであって、前記噴射ダクト（１４）の前記面積が前記最小値から第２の最大値に達するまで増加する、発散する最終セグメントを有している、ことを特徴とする、燃料インジェクタ（１）。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記噴射ダクト（１４）は、中間セグメントを有しており、前記中間セグメントは、収束する前記初期セグメントと発散する前記最終セグメントの間に間置されており、前記最小値に等しい一定の面積を有しており、かつ、前記初期セグメントを前記最終セグメントから分離させるように、ゼロではない軸方向長さを有している、請求項１に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項３】
前記スリーブ（１２）の内側には、前記噴射ダクト（１４）の終端ゾーン（１３）が存在し、前記終端ゾーン（１３）は、前記シャッター（９）の下流に配置されておりかつ前記噴射ノズル（３）内で終わっている、請求項１に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項４】
前記噴射ダクト（１４）の前記終端ゾーン（１３）は、前記シャッター（９）の下流に配置されており、前記燃料インジェクタ（１）の前記長手方向軸（２）と同軸である、請求項３に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項５】
前記噴射ダクト（１４）の前記終端ゾーン（１３）は、前記シャッター（９）の下流に配置されており、前記長手方向軸（２）に対して傾斜させられており、かつ、前記長手方向軸（２）と鋭角を形成している、請求項３に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項６】
前記スリーブ（１２）は、前記スリーブ（１２）を左右に貫通する少なくとも１つの貫通型の側方ダクト（１５）を備えており、かつ、前記シャッター（９）の下流に配置されている前記噴射ダクト（１４）の前記終端ゾーン（１３）につながっている、請求項３に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項７】
前記側方ダクト（１５）は、前記長手方向軸（２）に対して傾斜させられており、かつ、前記長手方向軸（２）と鋭角を形成している、請求項６に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項８】
前記側方ダクト（１５）と前記長手方向軸（２）の間の前記鋭角は、２０゜～４０°の範囲であり、かつ好ましくは３０°である、請求項７に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項９】
前記スリーブ（１２）は、複数の側方ダクト（１５）を備えており、複数の前記側方ダクト（１５）は、前記長手方向軸（２）を中心として対称的に分布させられている、請求項６に記載の燃料インジェクタ（１）。
【請求項１０】
前記スリーブ（１２）は、複数の側方ダクト（１５）を備えており、複数の前記側方ダクト（１５）は、前記長手方向軸（２）を中心として非対称的に分布させられている、請求項６に記載の燃料インジェクタ（１）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２０２３年９月１９日に出願されたイタリア国特許出願第１０２０２３００００１９２３６号に対する優先権を主張する。該出願の開示内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,300 文字）【０００２】
本発明は、気体燃料のための燃料インジェクタに関する。
【０００３】
本発明は、有利には、電磁式水素インジェクタに適用される。以下の議論では、電磁式水素インジェクタに対する明示的な言及を行うが、それによって一般性は失われない。
【背景技術】
【０００４】
電磁式燃料インジェクタは、中央供給チャネルを備える円筒管形状の支持体を備えている。中央供給チャネルは、燃料ダクトとしてはたらき、電磁アクチュエータによって制御される噴射弁によって調節される噴射ノズルで終わっている。噴射弁は、ニードルを備えており、該ニードルは、電磁アクチュエータの作用によって、ニードルを閉位置に向かって押す閉鎖ばねの作用に抗するように、噴射ノズルの閉位置と開位置の間で移動させられる。ニードルは、噴射弁のバルブシートに対して密閉的に着座するように適合されたシャッターで終わっている。
【０００５】
水素を噴射する燃料インジェクタの最も適切な構成は、シャッターの閉位置が燃焼室内で上昇した圧力による負の影響を受けないように、外向きに開くシャッターを提供する。即ち、シャッターが外向きに開いたときには、燃焼室内で上昇した圧力はシャッターを閉位置に向かって押すのであって、ひいては、燃料インジェクタが、燃焼室内での圧力ピークによって所望でない開放を引き起こされはしないことが、確実化される。
【０００６】
しかしながら、外向きに開く開放ヘッドを有する燃料インジェクタは、インジェクタの長手方向軸に同心な燃料噴霧を生み出すことができるのみであり、この燃料噴霧の構造は空気と燃料の混合を最適化することはできず、従って燃焼を最適化することはできない。
【０００７】
米国特許出願公開第２００１／０２５８９２号明細書（特許文献１）は、気体燃料のための超音速燃料インジェクタを記載しており、燃料を送達するためのノズルが、燃料の流れを加速させて超音速の速度に至らせるために、収束セクション及び発散セクションを有するようプロフィール加工されている。
【０００８】
独国実用新案第２０２０２３１００６９０号明細書（特許文献２）は、気体燃料のための、特に水素のための燃料インジェクタを記載しており、シャッターは、バルブシートから分離されて、噴射ダクトを生成している。噴射ダクトには気体燃料が流れ、かつ噴射ダクトは収束する初期セグメント及び発散する最終セグメントを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
米国特許出願公開第２００１／０２５８９２号明細書
独国実用新案第２０２０２３１００６９０号明細書
【発明の概要】
【００１０】
本発明の目的は、上記の欠点を有さない（即ち空気と燃料の混合を最適化することができる燃料噴霧を生み出すことが可能な）気体燃料のための燃料インジェクタであって、特に生産が容易かつ安価なものを、提供することである。
（【００１１】以降は省略されています）

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