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公開番号2025077214
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189240
出願日2023-11-06
発明の名称燃料噴射装置および往復動内燃機関
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類F02M 43/04 20060101AFI20250512BHJP(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】燃料噴射装置および往復動内燃機関において、第1燃料と第2燃料との混合を抑制することで高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図る。
【解決手段】所定の着火性を有する第1燃料を供給する第1燃料供給経路と、第1燃料より着火性の低い第2燃料を供給する第2燃料供給経路と、第1燃料供給経路および第2燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、第1燃料供給経路に連通する第1燃料の供給ポートと第1燃料の第1排出ポートを有すると共に弁体の移動位置に応じて供給ポートまたは第1排出ポートに連通する第1給排ポートを有するスプール弁機構と、ピストンの移動方向の一方側に第2燃料供給経路が連通してピストンの移動方向の他方側に連通経路を介して第1給排ポートが連通するピストン機構と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、
前記第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、
前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、
前記第１燃料供給経路に連通する前記第１燃料の供給ポートと前記第１燃料の第１排出ポートを有すると共に弁体の移動位置に応じて前記供給ポートまたは前記第１排出ポートに連通する第１給排ポートを有するスプール弁機構と、
ピストンの移動方向の一方側に前記第２燃料供給経路が連通して前記ピストンの移動方向の他方側に連通経路を介して前記第１給排ポートが連通するピストン機構と、
を備える燃料噴射装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記スプール弁機構は、弁体の移動方向の一方側に前記第１燃料供給経路からの第１連通経路が連通し、他方側に前記第１燃料供給経路からの第２連通経路が連通すると共に、ドレン経路が連通し、前記ドレン経路に開閉弁が設けられる、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記スプール弁機構は、第２連通経路に絞りが設けられる、
請求項２に記載の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記ピストン機構は、前記第１燃料供給経路に連通して前記第１燃料を貯留する第１貯留部と、前記第２燃料供給経路に連通して前記第２燃料を貯留する第２貯留部とを有し、前記ピストンは、前記第１貯留部に面する第１受圧面の面積が、前記第２貯留部に面する第２受圧面の面積より小さい、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記燃料噴射弁は、先端部に噴口が設けられる本体と、前記本体の内部に移動自在に設けられると共に移動位置に応じて前記第１燃料供給経路が前記噴口に連通可能な第１針弁と、前記本体と前記第１針弁との間に移動自在に設けられると共に移動位置に応じて前記第２燃料供給経路が前記噴口に連通可能な第２針弁とを有する、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項６】
前記第１針弁および前記第２針弁が下降位置にあるとき、前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が前記噴口に連通せず、前記第１針弁が上昇位置にあるとき、前記第１燃料供給経路が前記噴口に連通し、前記第２針弁が上昇位置にあるとき、前記第２燃料供給経路が前記噴口に連通する、
請求項５に記載の燃料噴射装置。
【請求項７】
前記スプール弁機構は、前記第１燃料の第２排出ポートを有すると共に弁体の移動位置に応じて前記供給ポートまたは前記第２排出ポートに連通する第２給排ポートを有し、前記燃料噴射弁は、先端部に噴口が設けられる本体と、前記本体に移動自在に設けられると共に移動位置に応じて前記噴口に開閉可能な針弁とを有し、前記第２給排ポートは、前記針弁の基端部側に連通する、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁は、前記噴口に連通するチャンバと、前記針弁が前記噴口を閉止する方向に付勢する付勢部材とを有し、前記ピストンの移動位置に応じて前記ピストンの移動方向の他方側と前記チャンバとを連通する第１燃料噴射経路が設けられる、
請求項７に記載の燃料噴射装置。
【請求項９】
前記第１排出ポートに連通する第１燃料排出経路に開閉弁が設けられる、
請求項１に記載の燃料噴射装置。
【請求項１０】
燃焼室を有する内燃機関本体と、
前記燃焼室に燃料を噴射する請求項１に記載の燃料噴射装置と、
を備える往復動内燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料噴射装置および往復動内燃機関に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
往復動内燃機関は、燃料噴射装置が搭載される。往復動内燃機関は、燃料噴射装置が燃焼室の高圧空気に燃料を噴射することで燃焼し、発生した燃焼エネルギにより駆動する。近年、燃料噴射装置に適用される燃料として、有害物質（例えば、二酸化炭素など）の発生量が少ないカーボンフリーの燃料を使用することが考えられている。ところが、カーボンフリーの燃料には、着火性や燃焼性が悪いものがあり、着火性や燃焼性の良い燃料と併用することが提案されている。複数種類の燃料を噴射する燃料噴射装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された燃料噴射装置は、第１燃料としての化石燃料と第２燃料としての代替燃料を層状に噴射するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１８０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の燃料噴射装置は、第１燃料を圧送する燃料ポンプが燃料噴射管を介して燃料噴射弁に接続され、第２燃料を圧送する注入ポンプが注入管を介して燃料噴射弁に接続される。従来の燃料噴射装置は、このような構成により、燃料の切替え時に第１燃料と第２燃料とが混合しやすく、第１燃料と第２燃料の噴射割合を高精度に調整することが困難であるという課題がある。
【０００５】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図る燃料噴射装置および往復動内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の燃料噴射装置は、所定の着火性を有する第１燃料を供給する第１燃料供給経路と、前記第１燃料より着火性の低い第２燃料を供給する第２燃料供給経路と、前記第１燃料供給経路および前記第２燃料供給経路が接続される燃料噴射弁と、前記第１燃料供給経路に連通する前記第１燃料の供給ポートと前記第１燃料の第１排出ポートを有すると共に弁体の移動位置に応じて前記供給ポートまたは前記第１排出ポートに連通する第１給排ポートを有するスプール弁機構と、ピストンの移動方向の一方側に前記第２燃料供給経路が連通して前記ピストンの移動方向の他方側に連通経路を介して前記第１給排ポートが連通するピストン機構と、を備える。
【０００７】
また、本開示の往復動内燃機関は、燃焼室を有する内燃機関本体と、前記燃焼室に燃料を噴射する請求項１に記載の燃料噴射装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の燃料噴射装置および往復動内燃機関によれば、第１燃料と第２燃料との混合を抑制することで、高精度な燃料噴射を可能として排ガスに含まれる有害物質の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態のエンジンを表す概略図である。
図２は、第１実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。
図３は、燃料噴射装置の燃料経路を表す概略構成図である。
図４は、燃料噴射弁の要部を表す断面図である。
図５は、燃料噴射弁による燃料噴射形態を表す概略図である。
図６は、燃料噴射装置による第２燃料充填状態を表す概略構成図である。
図７は、燃料噴射装置による第１燃料噴射状態を表す概略構成図である。
図８は、燃料噴射装置による第２燃料噴射状態を表す概略構成図である。
図９は、燃料噴射装置による第１燃料と第２燃料の噴射時期を表すタイムチャートである。
図１０は、第２実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。
図１１は、燃料噴射装置による燃料噴射状態を表す概略構成図である。
図１２は、第３実施形態の燃料噴射装置を表す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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