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公開番号2025097920
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2024205486
出願日2024-11-26
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 45/08 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(17)を通る、第1の燃料を着火するための第2の比較的着火性の高い燃料の流れを開放または遮断するように、第2の燃料噴射オリフィス(17)と相互作用している、第2のノズルニードル(15)と、を備え、第1の燃料噴射オリフィス(16)はピッチ円輪郭(18)に沿って配置され、第2の燃料噴射オリフィス(17)は、円形輪郭(19)に沿って配置されており、第2の燃料噴射オリフィス(17)は、第1の燃料噴射オリフィス(16)よりも燃焼室内に深く突出している。
【選択図】図3
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（１７）を通る、第１の燃料を着火するための第２の比較的着火性の高い燃料の流れを開放または遮断するように、第２の燃料噴射オリフィス（１７）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）はピッチ円輪郭（１８）に沿って配置され、前記第２の燃料噴射オリフィス（１７）は円形輪郭（１９）に沿って配置され、前記ピッチ円輪郭（１８）の中心点（２０）と前記円形輪郭（１９）の中心点（２１）との間の距離（ｘ）が、前記ピッチ円輪郭（１８）の半径（ｒ１）と前記円形輪郭（１９）の半径（ｒ２）との和よりも大きくなるようにされており、
－前記燃料インジェクタの設置状態において、前記第２の燃料噴射オリフィス（１７）は、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、
燃料インジェクタ。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記第２の燃料噴射オリフィス（１７）が配置された前記円形輪郭（１９）は、３６０°の角度範囲をカバーしている、請求項１に記載の燃料インジェクタ。
【請求項３】
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（１８）は、３６０°～δの角度範囲をカバーし、δは１５°～６０°、特に２０°～６０°、好ましくは２０°～４５°であり、第１の燃料噴射オリフィス（１６）が配置されないδによって規定される残余のピッチ円輪郭は、第２の燃料噴射オリフィス（１７）が配置されている円形輪郭（１９）に面している、請求項１または２に記載の燃料インジェクタ。
【請求項４】
第２の燃料噴射オリフィス（１７）が配置された円形輪郭（１９）と第１の燃料噴射オリフィス（１６）が配置されたピッチ円輪郭（１８）との間の高さオフセット（ｈ）と、ピッチ円輪郭（１８）の中心点（２０）と円形輪郭（１９）の中心点（２１）との間の距離（ｘ）との比は、０．１～０．４、特に０．１５～０．３５、好ましくは０．１７～０．２９である、請求項１、２または３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、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（１７）は、第２の噴霧円錐内の前記第２の燃料を第２の円錐角度（α）で前記燃焼空間に噴射するためのものであり、
前記第１の円錐角度（β）は前記第２の円錐角度（α）よりも小さい、請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項６】
前記第１の円錐角度（β）は、６６°～８８°、特に６８°～８６°、好ましくは７０°～８４°であり、
前記第２の円錐角度（α）は、７０°～９２°、特に７２°～９０°、好ましくは７４°～８８°である、請求項１～５のいずれか一項に記載の燃料インジェクタ。
【請求項７】
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１～６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 1,600 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、いわゆる大型のエンジンまたは大型の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、特に比較的着火性の低い燃料（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に移動可能に案内される２つのノズルニードルを備える、いわゆるデュアルニードルインジェクタとして具体化されている。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おり、燃料インジェクタの設置状態において、第１の燃料噴射オリフィスと第２の燃料噴射オリフィスとは、シリンダの燃焼室内へと等しく深くまたは遠く突出している。このため、シリンダの燃焼室に燃料を噴射する際に大きな制約が生じ、燃焼室の燃焼空間を最適に利用することができない。従って、特に第２の運転モードにおいて、例えば、比較的着火性の高い燃料のみが燃焼される場合、燃焼室の燃焼空間のかなりの部分は、もはや比較的着火性の高い燃料で満たすことができない。
【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７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。
【００１０】
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のノズルニードルが、その位置に応じて、第２の燃料噴射オリフィスを通る、第１の燃料を着火するための第２の比較的着火性の高い燃料の流れを開放または遮断するように、第２の燃料噴射オリフィスと相互作用している。
（【００１１】以降は省略されています）

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