特開 2022-68869 デュアルフューエルエンジンの燃料噴射器、デュアルフューエルエンジン、及びデュアルフューエルエンジンを動作させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022068869

(43)【公開日】2022-05-10

(54)【発明の名称】デュアルフューエルエンジンの燃料噴射器、デュアルフューエルエンジン、及びデュアルフューエルエンジンを動作させるための方法

(51)【国際特許分類】

   F02M 43/04 20060101AFI20220427BHJP

   F02M 61/10 20060101ALI20220427BHJP

   F02M 61/16 20060101ALI20220427BHJP

   F02D 19/08 20060101ALI20220427BHJP

【ＦＩ】

F02M43/04

F02M61/10 T

F02M61/16 A

F02D19/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021172364

(22)【出願日】2021-10-21

(31)【優先権主張番号】10 2020 127 782.2

(32)【優先日】2020-10-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】510153962

【氏名又は名称】マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＮ ＥＮＥＲＧＹ ＳＯＬＵＴＩＯＮＳ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｓｔａｄｔｂａｃｈｓｔｒ．１ ８６１５３ Ａｕｇｓｂｕｒｇ，ＧＥＲＭＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン・ペンスゲン

(72)【発明者】

【氏名】ヨハン・ヴロカ

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・クラウア

【テーマコード（参考）】

3G066

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G066AA07

3G066AA16

3G066AB02

3G066CC14

3G066CC70

3G066CE22

3G092AA02

3G092AB12

3G092AC10

3G092BB06

3G092BB13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明は、デュアルフューエル内燃機関の燃料噴射器に関する。
【解決手段】デュアルフューエル内燃機関が、本体と本体のニードルガイドの内部で移動可能に案内されるノズルニードルによって形成されていると共に、開口部を介してシリンダの燃焼室に結合可能とされるニードル燃料室であって、開口部が、ノズルニードルが第１の位置に位置している場合に開いており、ノズルニードルが第２の位置に位置している場合に閉じているニードル燃料室とを有しており、ニードル燃料室に結合されている第１の配管が、本体の内部に通じており、第１の液体燃料が、第１の配管を介してニードル燃料室の内部に導入され、第１の配管とは別体である第２の配管が、ニードル燃料室に結合されている本体の内部に通じており、第２の液体燃料が、第２の配管を介してニードル燃料室の内部に導入される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

デュアルフューエル内燃機関（１１）の燃料噴射器（１６）であって、前記デュアルフューエル内燃機関（１１）のシリンダ（１２）の燃焼室（３３）に燃料を供給するように構成されている前記燃料噴射器（１６）において、
前記デュアルフューエル内燃機関（１１）が、
本体（２７）と、
前記本体（２７）のニードルガイド（３０）の内部で移動可能に案内されるノズルニードル（２８）と、
前記本体（２７）によって形成されていると共に、開口部（３２）を介して前記シリンダ（１２）の前記燃焼室（３３）に結合可能とされるニードル燃料室（３１）であって、前記開口部（３２）が、前記ノズルニードル（２８）が第１の位置に位置している場合に開いており、前記ノズルニードル（２８）が第２の位置に位置している場合に閉じている、前記ニードル燃料室（３１）と、
を有しており、
前記ニードル燃料室（３１）に結合されている第１の配管（３４）が、前記本体（２７）の内部に通じており、第１の液体燃料が、前記第１の配管（３４）を介して、前記ニードル燃料室（３１）の内部に導入され、
前記第１の配管（３４）とは別体である第２の配管（３５）が、前記ニードル燃料室（３１）に結合されている前記本体（２７）の内部に通じており、第２の液体燃料が、前記第２の配管（３５）を介して、前記ニードル燃料室（３１）の内部に導入されることを特徴とする燃料噴射器。

【請求項2】

前記第２の配管（３５）が、例えばチョーク（２６）のような制御要素を介して、前記ニードル燃料室（３１）に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射器。

【請求項3】

前記開口部（３２）に隣り合っている前記ニードル燃料室（３１）が、前記チョーク（２６）を介して前記第２の配管（３５）に結合されている部分室（３１ａ）を形成しており、
前記ニードル燃料室（３１）が、前記開口部（３２）を介して、前記シリンダ（１２）の前記燃焼室（３３）に結合可能とされることを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射器。

【請求項4】

前記第２の配管（３５）が、前記燃料噴射器（１６）の前記ニードルガイド（３０）に結合されており、
前記第２の液体燃料が、前記第２の配管（３５）を介して、障壁流体として前記ニードルガイド（３０）に供給可能とされることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の燃料噴射器。

【請求項5】

前記第２の配管（３５）が、前記燃料噴射器（１６）の制御弁（２９）の制御チャンバ（３６）に結合されており、
前記第２の液体燃料が、前記第２の配管（３５）を介して、作動流体として前記制御チャンバ（３６）に供給可能とされることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の燃料噴射器。

【請求項6】

前記第２の配管（３５）が、チョーク（３７）を介して、前記制御弁（２９）の前記制御チャンバ（３６）に結合されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射器。

【請求項7】

前記ニードルガイド（３０）が、前記制御弁（２９）の前記ニードル燃料室（３１）と前記制御チャンバ（３６）との間に位置決めされていることを特徴とする請求項５又は６に記載の燃料噴射器。

【請求項8】

前記燃料噴射器が、デュアルフューエル噴射器とされ、
前記デュアルフューエル内燃機関の第１の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料それぞれが、第１の燃料として前記第１の配管（３４）に供給され、及び第２の燃料として前記第２の配管（３５）に供給され、
前記デュアルフューエル内燃機関の第２の運転モードでは、相対的に点火不可能な燃料が、第１の燃料として前記第２の配管（３４）に供給され、及び相対的に点火可能な燃料が、前記相対的に点火不可能な燃料を点火させるために、第２の燃料として前記第２の配管（３５）に供給されることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の燃料噴射器。

【請求項9】

デュアルフューエル内燃機関（１１）であって、
前記デュアルフューエル内燃機関（１１）の第１の運転モードにおいて、相対的に点火可能な液体燃料が燃焼可能とされ、第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な液体燃料が燃焼可能とされる、シリンダと、
前記シリンダ（１２）それぞれについて少なくとも１つの燃料噴射器（１６）を備えている射出システムでと、
を有している前記デュアルフューエル内燃機関において、
前記第１の運転モードにおいて、相対的に点火可能な燃料それぞれが、第１の液体燃料及び第２の液体燃料として、前記射出システムを介して供給可能とされ、
前記第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な燃料が、第１の液体燃料として、前記射出システムを介して供給可能とされ、相対的に点火可能な燃料が、前記相対的に点火不可能な燃料を点火させるための第２の液体燃料として、前記射出システムを介して供給可能とされ、
前記燃料噴射器（１６）それぞれが、請求項１～８のいずれか一項に記載の燃料噴射器とされることを特徴とするデュアルフューエル内燃機関。

【請求項10】

請求項９に記載のデュアルフューエル内燃機関（１１）を動作させるための方法において、
前記第１の運転モードにおいて、前記相対的に点火可能な燃料が、前記燃料噴射器（１６）それぞれを介して、前記シリンダそれぞれの燃焼室（３３）に導入され、
前記第２の運転モードにおいて、前記相対的に点火可能な燃料と前記相対的に点火不可能な燃料とが、前記燃料噴射器（１６）それぞれを介して、前記シリンダそれぞれの燃焼室（３３）に導入され、
前記第２の運転モードにおいて、前記相対的に点火可能な燃料が、前記相対的に点火不可能な燃料を点火させるために利用されることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デュアルフューエル内燃機関の燃料噴射器に関する。さらに、本発明は、デュアルフューエル内燃機関、及び当該デュアルフューエル内燃機関の運転方法に関する。

【0002】

特に、本発明は、少なくとも１４０ｍｍ、特に少なくとも１７５ｍｍのピストン直径を有しているシリンダを具備する、いわゆる大型エンジン又は大型内燃機関の分野に関する。このような大型内燃機関として、例えば船舶エンジンが挙げられる。

【0003】

船舶エンジンとしてのデュアルフューエル内燃機関は既に知られている。従来技術として知られているデュアルフューエル内燃機関は、液体燃料を燃焼させる第１の運転モードと、気体燃料又は別の液体燃料を燃焼させる第２の運転モードとで動作可能とされる。

【0004】

特許文献１は、デュアルフューエル噴射器を有するデュアルフューエル内燃機関を開示している。燃料はそれぞれ、別々の燃料ポンプを介して、デュアルフューエル噴射器に向かって供給される。さらに、別体の密封潤滑油システムが設けられている。

【0005】

このことを起点として、本発明は、デュアルフューエル内燃機関の新しいタイプの燃料噴射器と、そのような燃料噴射器を具備するデュアルフューエル内燃機関とを提供することを目的とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許出願公開第１０２０１７１２３３１５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

当該目的は、請求項１に記載の燃料噴射器によって達成される。

【課題を解決するための手段】

【0008】

燃料噴射器は，デュアルフューエル内燃機関のシリンダの燃焼室に液体燃料を供給するように構成されている。燃料噴射器は、本体と、本体のニードルガイドの内部において移動可能に案内されるノズルニードルと、本体によって形成されたニードル燃料室であって、開口部を介して燃焼室に結合可能とされるニードル燃料室と、を備えており、ノズルニードルの第１の位置において開口部は開いており、ノズルニードルの第２の位置において開口部は閉じている。

【0009】

ニードル燃料室に結合されている第１の配管は、燃料噴射器の本体の内部に通じており、第１の液体燃料は、第１の配管を介してニードル燃料室に導入可能とされる。さらに、第１の配管とは別体の第２の配管が、燃料噴射器の本体の内部に通じており、第２の配管も、ニードル燃料室に結合されており、第２の液体燃料は、第２の配管を介してニードル燃料室に導入可能とされる。

【0010】

本発明における燃料噴射器は、液体燃料を燃焼させるデュアルフューエル内燃機関のシリンダそれぞれの燃焼室への特に優れた燃料噴射を可能にする。デュアルフューエル内燃機関の所定の運転モードでは、液体、相対的に点火不可能な燃料が、具体的には別の液体、相対的に点火不可能な液体燃料を点火するために利用される相対的に点火可能な燃料と共に、燃料噴射器を介してシリンダそれぞれの燃焼室に噴射可能とされる。別の所定の運転モードでは、燃料噴射器は、相対的に点火可能な液体燃料をシリンダそれぞれの燃焼室それぞれに導入するために専ら利用される。従って、本発明における燃料噴射器は、主噴射器として機能するとともに、パイロット噴射器としても利用される。別体のパイロットインジェクタを省略することができる。これにより、内燃機関の構造を単純化することができる。

【0011】

好ましくは、特に液体、相対的に点火不可能な燃料が第１の配管を介してニードル燃料室に導入された場合に、所定の態様で相対的に点火可能な液体燃料をニードル燃料室に供給するために、第２の配管は、例えばチョークのような制御要素を介してニードル燃料室に結合されている。

【0012】

本発明のさらなる発展形態では、第２の配管は、ニードルガイドに及び／又は燃料噴射器の制御弁の制御室にさらに結合されており、液体、相対的に点火可能な燃料が、第２の配管を介して、障壁流体としてニードルガイドに供給可能とされ、及び／又は作動流体として制御室に供給可能とされる。また、相対的に点火可能な液体燃料は、障壁流体又は作動流体として機能する。これにより、エンジンの構造を特に単純化することができる。好ましくは、第２の配管は、さらなるチョークを介して制御弁の制御室に結合されている。このことは、相対的に点火可能な燃料を所定の態様で制御弁の制御室に供給するために望ましい。

【0013】

本発明におけるデュアルフューエル内燃機関は、請求項９に定義されている。本発明におけるデュアルフューエル内燃機関の運転方法は、請求項１０に定義される。

【0014】

本発明の好ましいさらなる発展形態は、従属請求項及び発明の詳細な説明から得られる。本発明の例示的な実施例は、図面を用いて詳細に説明されるが、本発明は、このような例示的な実施例に限定される訳ではない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】デュアルフューエル内燃機関を具備する船舶推進システムを表わす。

【図2】デュアルフューエル内燃機関の燃料噴射器の断面図である。

【図3】デュアルフューエル内燃機関の運転方法を説明するための第１の図である。

【図4】デュアルフューエル内燃機関の運転方法を説明するための第２の図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１は、複数のシリンダ１２を具備するデュアルフューエル内燃機関１１を備えている船舶推進システム１０の概略図である。

【0017】

シリンダ１２の内部において、燃料が、具体的にはデュアルフューエル内燃機関１１の第１の運転モードにおいては液体、相対的に点火可能な燃料（比較的点火し易い燃料）が、デュアルフューエル内燃機関１１の第２の運転モードにおいては液体、相対的に点火不可能な燃料（比較的点火しにくい燃料）が燃焼される。

【0018】

燃料それぞれの燃料の際には、デュアルフューエル内燃機関１１は、発電機１３を駆動するために、図１で利用される駆動力を発生させる。発電機１３では、船舶のプロペラ１４を駆動するために利用される電気エネルギが発生される。

【0019】

図１は、さらに、デュアルフューエル内燃機関１１の燃料供給システム１５を表わす。図２は、燃料供給システム１５のアセンブリとして、本発明における燃料噴射器１６を表わす。

【0020】

デュアルフューエル内燃機関１１の運転モードそれぞれにおいて、燃料供給システム１５によって、液体燃料それぞれが、燃料供給システム１５のシリンダ１２に供給可能とされる。

【0021】

燃料供給システム１５は、シリンダ１２それぞれに対して、少なくとも１つの燃料噴射器１６、特に単一の燃料噴射器１６を備えている。

【0022】

デュアルフューエル内燃機関１１の第１の運転モードにおいて、相対的に点火可能な液体燃料は、燃料噴射器１６を介して、シリンダ１２それぞれに供給可能とされる。さらに、デュアルフューエル内燃機関１１の第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な液体燃料と、当該相対的に点火不可能な液体燃料を点火させるための、相対的に点火可能な液体燃料とが、燃料噴射器１６を介して、シリンダ１２それぞれに供給可能とされる。

【0023】

従って、第１の運転モード及び第２の運転モードの両方において、具体的には、点火可能な燃料を専ら導入するための第１の運転モード、及び、点火不可能な液体燃料と点火不可能な液体燃料を点火させるための点火可能な液体燃料とを点火させるための第２の運転モードの両方において、シリンダ１２の一の同一の燃料噴射器１６が利用可能とされる。従って、一の同一の燃料噴射器１６が、主噴射器としても、及びパイロット噴射器として利用される。

【0024】

図２は、本発明における燃料噴射器１６を詳細に表わす。上述のように、燃料噴射器１６は、第１の運転モードにおいて、相対的に点火可能な液体燃料をシリンダそれぞれに導入するために、及び、第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な液体燃料を相対的に点火可能な液体燃料と共にシリンダそれぞれに導入するために利用される。第２の運転モードにおいて、相対的に点火可能な液体燃料は、相対的に点火不可能な液体燃料を点火させるために利用される。

【0025】

燃料噴射器１６は、好ましくは複数の部分から成る本体２７と、ノズルニードル２８と、制御弁２９とを備えている。

【0026】

ノズルニードル２８は、本体２７のニードルガイド３０に移動可能に案内される。本体２７は、ニードル燃料室３１を形成している。ニードル燃料室３１は、開口部３２を介して、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に結合可能とされる。ノズルニードル２８の第１の位置において、ノズルニードル２８は開口部３２を閉じている。ノズルニードル２８の第２の位置において、ノズルニードル２８は開口部３２を開放している。

【0027】

第１の配管３４が、本発明における燃料噴射器１６の本体２７の内部に通じている。第１の配管３４は、ニードル燃料室３１に結合されており、第１の液体燃料は、第１の配管３４を介して、ニードル燃料室３１に導入可能とされる。

【0028】

ニードル燃料室３１に結合されている第１の配管３４に加えて、第１の配管３４とは別体の第２の配管３５が、本体２７の内部に通じており、第１の配管３４から独立してニードル燃料室３１に結合されている。第２の燃料は、第２の配管３５を介して、ニードル燃料室３１に導入可能とされる。

【0029】

第１の配管３４が、開口部３２から離隔配置されているニードル燃料室３１の部分室３１ｂに連通している一方、第２の配管３５は、開口部３２に隣接して形成されているニードル燃料室３１の部分室３１ｂに連通しているので、ニードル燃料室３１は、開口部３２を介して、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に結合可能とされる。従って、第２の配管３５が開口部３２に隣接しているニードル燃料室３１に連通している一方、第１の配管３４は開口部３２から明確に離隔配置されているニードル燃料室３１に連通している。ニードル燃料室３１の２つの部分室３１ａ，３１ｂは、チョーク状の狭窄部４０を介して、互いに結合されている。

【0030】

デュアルフューエル内燃機関１１の第１の運転モードでは、相対的に点火可能な液体燃料が、第１の燃料として第１の配管３４に可能とされると共に、第２の燃料として第２の配管３５に供給可能とされる。従って、第１の運転モードでは、点火可能な液体燃料が、ニードル燃料室３１の部分室３１ａ，３１ｂの両方に供給される。

【0031】

デュアルフューエル内燃機関１１の第２の運転モードでは、相対的に点火不可能な燃料は、第１の燃料として第１の配管３４に供給可能とされ、相対的に点火可能な液体燃料は、第２の液体燃料として第２の配管３５に供給可能とされる。相対的に点火可能な液体燃料は、第２の運転モードにおいて相対的に点火不可能な燃料を点火させるために利用される。従って、相対的に点火可能な液体燃料はニードル燃料室３１の部分室３１ａに供給され、相対的に点火不可能な液体燃料はニードル燃料室３１の部分室３１ｂに供給される。

【0032】

図１は、相対的に点火可能な液体燃料を保持している燃料タンク１８を表わす。

【0033】

第１の運転モードでは、このような相対的に点火可能な液体燃料が、主ポンプとも呼称される第１の燃料ポンプ１７を介して、燃料噴射器１６それぞれの第１の配管３４に供給される。さらに、第１の運転モードでは、燃料タンク１８からの相対的に点火可能な液体燃料は、パイロットポンプとも呼称される第２の燃料ポンプ２４を介して、燃料噴射器１６それぞれの第２の配管３５に供給される。

【0034】

好ましくは、第２の燃料ポンプ２４によって付与される圧力は、第１の燃料ポンプ１７によって付与される圧力より僅かに高い。

【0035】

デュアルフューエル内燃機関の第２の運転モードでは、第２の燃料タンク１９に保持されている相対的に点火不可能な液体燃料が、第１の燃料ポンプ１７を介して、再び燃料噴射器１６それぞれの第１の配管３４に供給される一方、第２の運転モードでは、燃料タンク１８からの相対的に点火可能な燃料は、第２の燃料ポンプ２４を介して、燃料噴射器それぞれの第２の配管３５に供給される。

【0036】

図１は、２つの燃料タンク１８，１９の他に、シャトル弁２２を表わす。相対的に点火可能な液体燃料を保持するようになっている燃料タンク１８が、燃料配管２０を介して、シャトル弁２２に結合されている一方、相対的に点火不可能な液体燃料を保持するようになっている第２の燃料タンク１９は、燃料配管２１を介して、シャトル弁２２に結合されている。

【0037】

特に第１の運転モードでデュアルフューエル内燃機関１１が動作している場合には、燃料タンク１６は、シャトル弁２２を介して、燃料ポンプ１７に結合されている。第１の運転モードでは、第２の燃料タンク１９は、燃料ポンプ１７から結合解除されている。対照的に、第２の運転モードでデュアルフューエル内燃機関が動作している場合には、相対的に点火不可能な液体燃料を保持している第２の燃料タンク１９は、シャトル弁２２を介して、第１の燃料ポンプ１７に結合されている。第２の運転モードでは、相対的に点火可能な液体燃料を保持している燃料タンク１８は、シャトル弁２２を介して、第１の燃料ポンプ１７から結合解除されている。

【0038】

図１から明らかなように、第２の燃料ポンプ２４からの燃料配管２３は、シリンダ１２に向かって延在しており、燃料配管２３は、燃料噴射器１６それぞれの第２の配管３５に結合されている。また、燃料ポンプ１７からの燃料配管２５が、シリンダ１２に向かって延在しており、燃料配管２５は、燃料噴射器１６それぞれの第１の配管３４それぞれに結合されている。

【0039】

特にデュアルフューエル内燃機関１１が第１の運転モードで適適切に運転されている場合には、燃料噴射器１６それぞれの第１の配管３４及び第２の配管３５が燃料タンク１８に結合されており、これにより、相対的に点火可能な液体燃料が燃料噴射器１６それぞれの第１の配管３４及び第２の配管３５の両方に供給される。特にデュアルフューエル内燃機関１１が第２の運転モードで運転されている場合には、第１の配管３４が第２の燃料タンク１９に結合されていると共に、燃料噴射器１６それぞれの第２の配管３５が燃料タンク１８に結合されており、これにより、第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な液体燃料が第１の配管３４を介して燃料噴射器１６それぞれのニードル燃料室３１に供給され、且つ、相対的に点火可能な点火可能な液体燃料が第２の配管３５を介して燃料噴射器１６それぞれのニードル燃料室３１に供給される。

【0040】

第２の配管３５の圧力は、第１の配管３４の圧力より僅かに高いので、第２の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料は、第２の配管３５を起点として、ニードル燃料室３１の部分室３１ａに所定の態様で導入可能とされる。このとき、ニードル燃料室３１、具体的にはニードル燃料室３１の部分室３１ａは、チョーク２６を介して第２の配管３５に結合されている。チョーク２６の寸法設定によって、第２の運転モードにおいて部分室３１に導入される相対的に点火可能な燃料の量が、所定の方法で調整可能とされる。このことを実現するためには、具体的には第２の運転モードにおいて、第２の配管３５からの相対的に点火可能な液体燃料が部分室３１ａに導入され、第１の配管３４からの相対的に点火不可能な液体燃料がニードル燃料室３１の部分室３１ｂに導入される。噴射動作の際には、第２の運転モードにおいて、最初に相対的に点火可能な燃料が燃焼室３３に入った後に、相対的に点火不可能な液体燃料が燃焼室３３に入り、その結果として、相対的に点火可能な液体燃料によって、相対的に点火不可能な液体燃料が、第２の運転モードにおいて所定の態様で点火可能となる。

【0041】

図２に表わす本発明における燃料噴射器１６の好ましい典型的な実施例では、燃料噴射器１６の第２の配管３５は、チョーク２６を介してニードル燃料室３１の部分室３１ａに結合されており、ニードルガイド３０と燃料噴射器１６の制御弁２９の制御室３６とにも結合されている。従って、相対的に点火可能な燃料は、デュアルフューエル内燃機関１１の両方の運転モードにおいて、第２の配管３５を介してニードル燃料室３１に供給可能とされるのみならず、ニードルガイド３０と制御弁２９の制御室３６との両方にも供給可能とされる。相対的に点火可能な燃料は、ニードルガイド３０の領域において障壁流体として機能し、制御弁２９の制御室３６の領域において作動流体として機能する。図２に表わすように、燃料噴射器１６それぞれの第２の配管３５は、さらなるチョーク３７を介して、制御弁２９の制御室３６に結合されている。

【0042】

上述のように、第２の配管３５の圧力は第１の配管３４の圧力より大きい。従って、ニードルガイド３０の領域において、障壁流体による特に優位なバリア効果を確保することができる。

【0043】

燃料噴射器１６の特に好ましい実施形態では、第２の配管３５は、点火可能な燃料をニードル燃料室３１に向かって供給するように機能するのみならず、当該点火可能な燃料をニードルガイド３０及び制御弁２９の制御室３６に向かって供給するように機能するので、当該点火可能な燃料は、障壁流体及び作動流体として利用される。これにより、内燃機関の構造を特に単純化することができる。

【0044】

図２から明らかなように、ニードルガイド３０は、ニードル燃料室３１と制御弁２９の制御室３６との間に、具体的にはニードル燃料室３１の部分室３１ｂと制御弁２９の制御室３６との間に位置決めされている。

【0045】

さらに、図２に表わすように、バネ３９を受容しているバネ室３８が、ニードルガイド３０と制御室３６との間に位置決めされている。バネ３９は、ノズルニードル２８を閉位置に押し付けている。

【0046】

相対的に点火可能な液体燃料は、１００μｍ～３００μｍ、好ましくは１００μｍ～２００μｍの潤滑性ＷＳＤを有している液体燃料であることが望ましい。相対的に点火可能な燃料は、ディーゼル燃料であることが望ましい。相対的に点火不可能な液体燃料は、３００μｍ～８２０μｍ、好ましくは４００μｍ～８２０μｍの潤滑性ＷＳＤを有している液体燃料であることが望ましい。相対的に点火不可能な燃料は、エタノール又はメタノールであることが望ましい。

【0047】

本発明は、本発明における燃料噴射器１６の他に、デュアルフューエル内燃機関１１のシリンダ１２それぞれが、本発明における少なくとも１つの、好ましくは単一の燃料噴射器１６を具備する、デュアルフューエル内燃機関１１にも関する。燃料噴射器１６によって、第１の運転モードでは相対的に点火可能な燃料がシリンダ１２に供給可能とされ、第２の運転モードでは相対的に点火可能な燃料と相対的に点火不可能な燃料とがシリンダ１２に供給可能とされ、相対的に点火可能な燃料は、相対的に点火不可能な燃料を点火させるために利用される。

【0048】

さらに、本発明は、デュアルフューエル内燃機関１１を動作させるための方法に関する。第１の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料が、燃料噴射器１６それぞれを介して、シリンダ１２に専ら供給され、具体的には、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入される。対照的に、第２の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料と相対的に点火不可能な燃料とが共に、燃料噴射器１６それぞれを介して、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入され、第２の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料が相対的に点火不可能な燃料を点火させるために利用される。

【0049】

図３は、第２の運転モードにおいて、相対的に点火可能な燃料と相対的に着火不可能な燃料とが、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入される実施形態（possibility）を表わす。従って、図３は、第２の運転モードにおける時間ｔに亘るシリンダ１２への噴射量を表わす。噴射は時間ｔ１で開始され、時間ｔ２で終了する。第２の運転モードでは、相対的に点火可能な燃料が部分室３１ａに集まり、且つ、相対的に点火不可能な燃料が部分室３１ｂに集まるので、最初に時間ｔ１～時間ｔ３の間に第１の部分室３１ａからの相対的に点火可能な燃料がシリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入された後に、時間ｔ３～時間ｔ２の間に部分室３１ｂからの相対的に点火不可能な燃料がシリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入される。相対的に点火不可能な燃料は、相対的に点火可能な燃料を介して点火される。

【0050】

図４は、本発明における燃料噴射器１６を使用して燃料を噴射するための代替的な手順を表わす。図４では、燃焼室３３を適切な状態とするために、最初に時間ｔ１～時間ｔ３の間に部分室３１ａからの相対的に点火不可能な燃料が、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に噴射され点火される。時間ｔ３を経過した後に時間オフセットΔｔを空けて時間ｔ４に実際の主噴射が開始され、最初に部分室３１ａからの相対的に点火可能な燃料とその後に相対的に着火不可能な燃料とが、再びシリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入される。従って、図４では、噴射は、時間ｔ１～時間ｔ３の予備噴射と、その後の時間ｔ４～時間ｔ２の主噴射とに分けられている。

【0051】

本発明では、別体のパイロットインジェクタを省略することができる。一の同一の燃料噴射器１６を介して、液体燃料は、デュアルフューエル内燃機関１１の両方の運転モードにおいて、シリンダ１２それぞれの燃焼室３３に導入可能とされる。

【0052】

相対的に点火可能な燃料は、第２の運転モードにおいて、相対的に点火不可能な燃料を点火させるために利用されるが、開口部３３に隣接して又はノズルニードル３８のニードルシートに隣接して形成されているニードル燃料室３１の部分室３１ａに貯蔵される。従って、相対的に点火可能な燃料は、第２の運転モードにおける噴射サイクルそれぞれにおいて、最初にシリンダ１２それぞれの燃焼室３３に入り、その後に相対的に点火可能な燃料を介して、相対的に点火不可能な燃料が適切に点火され燃焼される。さらに、好ましくは、相対的に点火可能な燃料は、障壁流体及び作動流体として、具体的にはニードルガイド３０の領域において障壁流体として、及び、制御弁２９の領域において作動流体として機能する。

【0053】

このことは、特に、シリンダのピストン直径が少なくとも１４０ｍｍ、特に１７５ｍｍの、いわゆる大型エンジン又は大型内燃機関の分野に関連する。このような大型内燃機関は、例えば船舶エンジンである。本発明では、これらはデュアルフューエル内燃機関として具現化される。

【符号の説明】

【0054】

１０ 船舶推進システム
１１ デュアルフューエル内燃エンジン
１２ シリンダ
１３ 発電機
１４ 船舶のプロペラ
１５ 燃料供給システム
１６ 燃料噴射器
１７ 燃料ポンプ
１８ 燃料タンク
１９ 燃料タンク
２０ 燃料配管
２１ 燃料配管
２２ シャトル弁
２３ 燃料配管
２４ 燃料ポンプ
２５ 燃料配管
２６ チョーク
２７ 本体
２８ ノズルニードル
２９ 制御弁
３０ ニードルガイド
３１ ニードル燃料室
３１ａ 部分室
３１ｂ 部分室
３２ 開口部
３３ 燃焼室
３４ 配管
３５ 配管
３６ 制御室
３７ チョーク
３８ バネ室
３９ バネ
４０ 狭窄部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】