特許 7214646 スラリー燃料噴射弁用の燃料供給弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-20

(45)【発行日】2023-01-30

(54)【発明の名称】スラリー燃料噴射弁用の燃料供給弁

(51)【国際特許分類】

   F02M 67/14 20060101AFI20230123BHJP

   F02M 61/10 20060101ALI20230123BHJP

   F02M 57/02 20060101ALI20230123BHJP

   F02M 51/06 20060101ALI20230123BHJP

【ＦＩ】

F02M67/14

F02M61/10 M

F02M61/10 Q

F02M57/02 320Z

F02M51/06 K

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019550643

(86)(22)【出願日】2018-03-13

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-09

(86)【国際出願番号】 EP2018056278

(87)【国際公開番号】W WO2018167085

(87)【国際公開日】2018-09-20

【審査請求日】2021-02-02

(31)【優先権主張番号】1703938.9

(32)【優先日】2017-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(31)【優先権主張番号】1719716.1

(32)【優先日】2017-11-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】502209039

【氏名又は名称】エー・ピー・モラー－マースク エー／エス

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】インペラート，マッテオ

(72)【発明者】

【氏名】リーヴ，ティム

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７６４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７２２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３０７０３２２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２００２－２２７７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０５－５００３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ３９／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スラリー燃料噴射弁用の燃料供給弁であって、
スラリー燃料リザーバと流体連通するための燃料入口と、
前記燃料噴射弁のノズルと流体連通するための燃料出口と、
前記燃料噴射弁のポンプ室と流体連通するためのポンプ室ポートと、
前記燃料入口が第１のスラリー燃料流路に沿って前記ポンプ室ポートと流体連通している第１の位置と、前記燃料出口が第２のスラリー燃料流路に沿って前記ポンプ室ポートと流体連通している第２の位置との間で可動の弁ゲートと
弁作動液室と、
を含み、
前記弁ゲートは、エンジンからの弁作動液によって動作可能であり、
弁作動液は、前記弁ゲートを前記第１の位置と前記第２の位置との間で駆動するように前記弁ゲートに力を働かせるために前記弁作動液室内に受取可能であり、
前記弁作動液室は、前記ポンプ室ポートから分離されている、燃料供給弁。

【請求項2】

弁作動液は、前記弁ゲートを前記第２の位置に向かって駆動するように前記弁ゲートに力を働かせるために前記弁作動液室内に受取可能である、請求項１に記載の燃料供給弁。

【請求項3】

弁体および弁穴を含み、
前記弁体は、前記弁ゲートを含み、前記弁穴内で可動であり、
前記弁体は、前記弁穴内での前記弁体の移動を潤滑するために前記弁体と前記弁穴との間に前記弁作動液を受けるためにその中に少なくとも１つの溝を有する、請求項１又は２に記載の燃料供給弁。

【請求項4】

前記弁作動液室への前記弁作動液の入力を制御する制御弁を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給弁。

【請求項5】

前記制御弁は、電気的または電子的に制御可能である、請求項４に記載の燃料供給弁。

【請求項6】

前記制御弁は、前記弁作動液室との流体連通のための第１のポートと、弁作動液の供給源との流体連通のための第２のポートと、ドレイン管との流体連通のための第３のポートとを有し、
前記制御弁は、前記第２のポートおよび前記第３のポートのどちらが前記第１のポートと流体連通するのかを選択するためのものである、請求項４または５に記載の燃料供給弁。

【請求項7】

前記弁ゲートは、前記第１の位置と前記第２の位置との間で直線的に可動である、請求項１から６のいずれか一項に記載の燃料供給弁。

【請求項8】

前記弁ゲートは、前記弁ゲートが前記第１の位置にある時に、前記スラリー燃料が前記燃料入口から前記ポンプ室ポートに流れることを許容し、
前記弁ゲートは、前記弁ゲートが前記第２の位置にある時に、前記スラリー燃料が前記燃料入口から前記ポンプ室ポートに流れることを妨げまたは防止する、請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料供給弁。

【請求項9】

前記ポンプ室ポートは、前記弁ゲートが前記第１の位置にある時および前記弁ゲートが前記第２の位置にある時に、前記燃料出口と流体連通している、請求項１から８のいずれか一項に記載の燃料供給弁。

【請求項10】

スラリー燃料のための燃料噴射弁であって、
スラリー燃料がそれを介してエンジンの燃焼室に向かって前記噴射弁を出ることのできるノズルと、
ハウジングおよび前記ハウジング内のポンプキャビティと、
前記ポンプキャビティをポンプ室および作動室に分割するポンプ要素と、
請求項１から９のいずれか一項に記載の燃料供給弁であって、前記ポンプ室を当該燃料供給弁の前記燃料入口と流体連通した状態に選択的に配置するための燃料供給弁と
を含む、燃料噴射弁。

【請求項11】

前記ポンプ要素は、流体作動可能である、請求項１０に記載の燃料噴射弁。

【請求項12】

前記ポンプ要素は、シャトルピストンを含む、請求項１０または１１に記載の燃料噴射弁。

【請求項13】

前記シャトルピストンは、
前記ポンプ室内に摺動可能に取り付けられ、前記スラリー燃料に力を働かせるように配置されたポンプピストンと、
前記ポンプピストンに結合され、前記ポンプピストンに力を伝達するように配置された作動ピストンと
を含む、請求項１２に記載の燃料噴射弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン、好ましくは２ストローク船舶用機関の燃料供給弁および燃料噴射弁に関する。具体的には、本発明は、スラリー燃料またはエマルション燃料などの非ニュートン燃料用の燃料供給弁および燃料噴射弁に関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼル・エンジン内の現在の噴射技術は、液体炭化水素から導出されたオイル・ベースのニュートン燃料を使用する。これは、従来のディーゼル、船舶用ディーゼル・オイル、船舶用ガス・オイル、および、重油を含むことができるが、これに限定はされない。

【0003】

燃料が燃焼するためには、燃料は、燃料弁または燃料供給弁とも称する噴射器内の室に、高圧で注入される必要がある。従来の燃料システムは、高圧ポンプおよびコモンレール技術を使用して、１０００バールまでの高圧燃料を燃料噴射器に送達する。したがって、ある体積の燃料が、従来の燃料系統内で高圧に維持される。従来のディーゼル・エンジンは、ニュートン性を有する相対的に低粘性の燃料の圧力噴霧を使用する。

【0004】

重油に関して、燃料粘性は、エンジンの高圧噴射ポンプに入る前に、加熱によって１０～２０ｍＰａ．ｓに制御される。高圧燃料は、燃料系統の供給ポンプによって相対的に高い一定の圧力で噴射ポンプに供給される。いくつかの従来の燃料系統では、高圧ポンプおよびコモンレール技術が、１０００バールまでの高圧燃料を噴射器に送達するのに使用される。船舶用コモンレール４ストローク・エンジンなどの他のエンジンでは、圧力は、１５００バールもの高さにされ得る。したがって、ある体積の燃料が、高圧で維持される。

【0005】

重油を、重油と比較して大幅に異なる特性を有するスラリー燃料またはエマルション燃料に置換することが既知である。スラリー燃料は、炭質水性スラリー燃料とすることができる。それは、水中の、石炭または固化ビチューメンなどの炭素粒子の懸濁である。エマルション燃料は、ビチューメンなどの炭化水素の液化粒子および水のエマルションとすることができる。炭質水性スラリー燃料は、より高い粘性を有し、非ニュートン流動学を有し、霧化がより困難である可能性がある。炭質水性スラリー燃料の固体炭素粒子は、スラリー燃料が流れていない時に堆積する傾向を有する可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

これらの炭質水性スラリー燃料の燃焼、輸送、貯蔵、および利用は、複数の技術的問題を引き起こす可能性がある。スラリーを形成する炭質固体粒子は、タンクおよび燃料ライン内で固まる可能性があり、エンジン動作中と停止時との両方で燃料噴射機器のより小さいオリフィスを閉鎖する場合がある。

【0007】

実験は、スラリー燃料が、圧力差にまたがる安定性および流動学に関して特性を変化させ得ることを示した。いくつかの事例で、スラリー燃料は、長い時間帯にわたって高圧にさらされた時に、否定的に反応する。たとえば、スラリー燃料は、圧力逃がし弁および絞り弁を介して経験され得るものなどの高いせん断条件またはキャビテーション条件に対して有害に振る舞う可能性がある。粒子が、溶液から沈澱する場合があり、かつ／または粒子が、燃料系統内の様々な位置で凝集する場合があることが観察された。これは、欧州特許第３０７０３２２号明細書に示されたものなどの従来の燃料噴射器が、スラリー燃料に関して有効に機能せず、あるいは全く機能しない可能性があることを意味する。

【0008】

スラリー燃料を使用する既知の燃料噴射システムが、米国特許第４，７８２，７９４号明細書および米国特許第５，０５６，４６９号明細書に開示されており、ここで、スラリー燃料は、燃料噴射システム内で高圧で噴射される。既知の燃料噴射システムに関する問題は、スラリー燃料内の固体燃料成分の凝集および沈澱が、燃料系統内のどこにおいても発生する可能性があることである。これは、水性スラリーの霧化の感受性を劣化させる。これは、増大した点火遅延および不完全燃焼を引き起こす可能性があり、エンジンの不点火、リング損傷、およびエンジン寿命の短縮の一因となる可能性がある。

【0009】

本発明の実施形態は、前述の問題に対処することを目指すものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様によれば、スラリー燃料噴射弁用の燃料供給弁は、スラリー燃料リザーバと流体連通するための燃料入口と、燃料噴射弁のノズルと流体連通するための燃料出口と、燃料噴射弁のポンプ室と流体連通するためのポンプ室ポートと、燃料入口が第１のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポートと流体連通している第１の位置と、燃料出口が第２のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポートと流体連通している第２の位置との間で可動の弁ゲートとを含み、弁ゲートは、エンジンからの弁作動液によって動作可能である。

【0011】

スラリー燃料が、弁ゲートを動作させるのに使用される必要がないので、スラリー燃料の圧力を、相対的に低くすることができる。これは、燃料供給弁の中および付近でのスラリー燃料からの固体粒子の凝集を回避するのを助ける。

【0012】

任意選択で、燃料供給弁は、弁作動液室を含み、弁作動液は、弁ゲートを第１の位置と第２の位置との間で駆動するように弁ゲートに力を働かせるために弁作動液室内に受取可能である。

【0013】

任意選択で、弁作動液は、弁ゲートを第２の位置に向かって駆動するように弁ゲートに力を働かせるために弁作動液室内に受取可能である。

【0014】

任意選択で、弁作動液室は、ポンプ室ポートから分離されている。

【0015】

任意選択で、燃料供給弁は、弁体および弁穴を含み、弁体は、弁ゲートを含み、弁穴内で可動であり、弁体は、弁穴内での弁体の移動を潤滑するために弁体と弁穴との間に弁作動液を受けるためにその中に少なくとも１つの溝を有する。

【0016】

任意選択で、燃料供給弁は、弁作動液室への弁作動液の入力を制御する制御弁を含む。

【0017】

任意選択で、制御弁は、電気的または電子的に制御可能である。

【0018】

任意選択で、制御弁は、弁作動液室との流体連通のための第１のポートと、弁作動液の供給源との流体連通のための第２のポートと、ドレイン管との流体連通のための第３のポートとを有し、制御弁は、第２のポートおよび第３のポートのどちらが第１のポートと流体連通するのかを選択するためのものである。

【0019】

任意選択で、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で直線的に可動である。

【0020】

任意選択で、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で摺動可能に可動である。

【0021】

任意選択で、弁ゲートは、弁ゲートが第１の位置にある時に、スラリー燃料が燃料入口からポンプ室ポートに流れることを許し、弁ゲートは、弁ゲートが第２の位置にある時に、スラリー燃料が燃料入口からポンプ室ポートに流れることを妨げまたは防止する。

【0022】

任意選択で、ポンプ室ポートは、弁ゲートが第１の位置にある時および弁ゲートが第２の位置にある時に、燃料出口と流体連通している。

【0023】

任意選択で、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で回転可能である。任意選択で、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で可動の少なくとも１つのポンプ室を含む。任意選択で、弁ゲートは、複数のポンプ室を含み、ポンプ室のそれぞれは、第１の位置および／または第２の位置に順次回転可能に配置される。任意選択で、各ポンプ室は、ポンプ室内に摺動可能に取り付けられたポンプピストンであって、ポンプピストンがポンプ室ポートに向かって移動する時にスラリー燃料をノズルに駆り立てるように配置されたポンプピストンを含む。任意選択で、各ポンプ室は、ポンプ室がフラッシュ液ポートに整列される第３の位置に回転可能に可動である。

【0024】

本発明の第２の態様によれば、スラリー燃料噴射弁用の燃料供給弁は、スラリー燃料リザーバと流体連通するための燃料入口と、燃料噴射弁のノズルと流体連通するための燃料出口と、燃料噴射弁のポンプ室と流体連通するためのポンプ室ポートと、弁室内で、燃料入口が第１のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポートと流体連通している第１の位置と、燃料出口が第２のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポートと流体連通している第２の位置との間で可動の弁ゲートとを含み、弁ゲートは、弁ゲートが第２の位置と第１の位置との間および／または第１の位置と第２の位置との間で移動する時に、弁室へのスラリー燃料の流れに対抗する力を実質的に働かせないように配置される。

【0025】

これは、スラリー燃料が、燃料供給弁内で高圧にさらされないことを意味する。燃料系統内の他所では、スラリー燃料がより低圧で処理され、スラリー燃料は、予測できない形で振る舞う可能性がより低くなる。

【0026】

好ましくは、燃料供給源を横切るスラリー燃料の圧力は、６バールと１５バールとの間である。これは、スラリー燃料が常に低圧にあることを意味する。

【0027】

好ましくは、弁ゲートを第１の位置と第２の位置との間および／または第２の位置と第１の位置との間で移動するための力は、０Ｎと１００Ｎとの間、または１００Ｎ未満である。スラリー燃料が、たとえば燃料供給弁内の堅いばねに反して働く必要を回避することによって、スラリー燃料の圧力をより低くすることができる。これは、燃料供給弁の中およびその付近での固体粒子の凝集を回避する。

【0028】

好ましくは、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で回転可能である。好ましくは、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で可動の少なくとも１つのポンプ室を含む。好ましくは、弁ゲートは、複数のポンプ室を含み、ポンプ室のそれぞれは、第１の位置および／または第２の位置に順次回転可能に配置される。好ましくは、各ポンプ室は、ポンプ室内に摺動可能に取り付けられたポンプピストンであって、ポンプピストンがポンプ室ポートに向かって移動する時にスラリー燃料をノズルに駆り立てるように配置されたポンプピストンを含む。好ましくは、各ポンプ室は、ポンプ室がフラッシュ液ポートに整列される第３の位置に回転可能に可動である。好ましくは、弁ゲートは、燃料噴射弁のエンジンからのサーボ液と共に動作可能である。サーボ液は、弁作動液の例である。

【0029】

これは、弁ゲートが、液体の流れの方向に関して横に移動することを意味する。弁ゲートがスラリーの流れに関して横に移動する時に、スラリー燃料に働く力は、最小化される。

【0030】

好ましくは、弁ゲートは、第１の位置と第２の位置との間で摺動可能に可動である。好ましくは、弁ゲートは、燃料入口からのスラリー燃料の流れと係合する入口表面と、ポンプ室内のスラリー燃料と係合する室表面とを含む。好ましくは、室表面の表面積は、入口表面の表面積より大きい。好ましくは、弁ゲートは、弁ゲートを第２の位置に付勢するばねに結合される。

【0031】

摺動する弁ゲートは、スラリー燃料自体の圧力を使用する。この形で、スラリー燃料圧力は、燃料供給弁を作動させるために高められる必要がない。

【0032】

好ましくは、燃料供給弁は、可動弁ゲートに隣接する密封液導管を含む。これは、スラリー燃料の堅い摩耗させる粒子が、燃料供給弁の可動部分を摩耗させ、損傷を与えるのを防ぐ。密封液は、燃料供給弁を密封し、潤滑する。

【0033】

本発明の第３の態様によれば、スラリー燃料のための燃料噴射弁は、スラリー燃料がそれを介してエンジンの燃焼室に向かって噴射弁を出ることのできるノズルと、ハウジングおよびハウジング内のポンプキャビティと、ポンプキャビティをポンプ室および作動室に分割するポンプ要素と、ポンプ室を本発明の第１または第２の態様による燃料供給弁の燃料入口と流体連通した状態に選択的に配置するための燃料供給弁とを含む。

【0034】

任意選択で、ポンプ要素は、流体作動可能である。任意選択で、ポンプ要素は、シャトルピストンを含む。任意選択で、シャトルピストンは、ポンプ室内に摺動可能に取り付けられ、スラリー燃料に力を働かせるように配置されたポンプピストンと、ポンプピストンに結合され、ポンプピストンに力を伝達するように配置された作動ピストンとを含む。

【0035】

好ましくは、燃料噴射弁は、可動弁ゲートと流体連通している密封液貯蔵器を含み、密封液は、弁ハウジングに対して可動弁ゲートを密封するように配置される。好ましくは、密封液貯蔵器は、密封液をノズル内の密封液と混合するために、燃料噴射弁のノズルと流体連通している。好ましくは、密封液貯蔵器は、ノズル内のニードル弁座と流体連通している。

【0036】

本発明の実施形態が、これから、添付図面を参照して、例としてのみ説明される。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】エンジンの斜視図を示す図である。

【図2】一実施形態に係る燃料噴射弁を示す断面概略側面図である。

【図3】一実施形態に係る燃料噴射弁のノズルを示す部分断面側面図である。

【図4】一実施形態に係る燃料噴射弁を示す別の部分断面側面図である。

【図5】一実施形態に係る燃料噴射弁および燃料供給弁の部分断面を含む斜視図である。

【図6】図６ａ～図６ｃは、第１の位置と第２の位置との間で移動する燃料供給弁のそれぞれの順次ステップを示す、一実施形態に係る燃料噴射弁の燃料供給弁を示す断面側面図である。

【図7】燃料噴射弁のノズルを示す部分断面側面図である。

【図8】別の実施形態による燃料噴射弁を示す断面概略側面図である。

【図9】図８の燃料噴射弁の燃料供給弁を示す断面概略側面図である。

【図10】エンジン・クランク角に対してスラリー燃料圧力を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、下で議論される燃料噴射弁１０２および燃料供給弁１２２を含むエンジン１００の斜視図を示す。

【0039】

いくつかの実施形態で、エンジン１００は、大型低速ターボチャージ式２ストローク・ディーゼル・エンジンである。いくつかの実施形態で、エンジンは、２ストローク船舶用機関である。他の実施形態では、エンジン１００は、別のタイプおよび／またはサイズのエンジンとすることができる。図１の実施形態に示された例では、エンジン１００は、直列の６気筒を有する。大型低速ターボチャージ式２ストローク・ディーゼル・エンジンは、通常、エンジンフレームによって担持される、直列の４個と１４個との間の気筒を有する。いくつかの実施形態のエンジン１００は、別の同一のエンジンと連結して使用され得る。エンジン１００は、外航船内で主エンジンまたは主エンジンのうちの１つとして使用され得る。エンジン１００は、船のプロペラシャフトに結合され得る。代替案では、エンジンは、発電所内の発電機を動作させる定置エンジンとすることができる。エンジンの総出力は、たとえば、１０００ｋＷから１１００００ｋＷまでの範囲にわたることができる。

【0040】

いくつかの実施形態で、エンジン１００は、１つまたは複数の燃料噴射弁１０２を有する。図１に示されたエンジン１００は、気筒の個数に対応する６つの燃料噴射弁を有する。もちろん、燃料噴射弁の個数は、エンジン１００内に存在する気筒の個数に応じて変化する。代替実施形態では、１気筒あたり複数の燃料噴射弁１０２がある。以下では、明瞭さおよび簡潔さのために、１つの燃料噴射弁１０２だけが、図面を参照して議論される。

【0041】

既知の燃料噴射器とは対照的に、重油またはディーゼルなどの燃料は、スラリー燃料に置換される。スラリー燃料は、重油または他の油ベースの炭化水素燃料と比較して、異なる特性を有する。

【0042】

いくつかの実施形態では、スラリー燃料は、炭質水性スラリー燃料とすることができる。いくつかの実施形態では、スラリー燃料は、ｍｉｃｒｏｎｉｚｅｄ ｒｅｆｉｎｅｄ ｃａｒｂｏｎ（ＭＲＣ）燃料である。代替案では、スラリー燃料は、石炭－水スラリー（ＣＷＭ）と呼ばれる場合がある。それは、水中の石炭または固化ビチューメンなどの炭素粒子の懸濁である。他の実施形態では、燃料は、ビチューメンなどの炭化水素の液体粒子と水とのエマルションとすることができる。さらなる実施形態では、スラリー燃料は、溶液内の固体燃料粒子成分または異なる液体成分内の液体燃料小滴成分を含む。

【0043】

炭質水性スラリー燃料は、より高い粘性を有し、非ニュートン流動学を有することができ、霧化がより難しい。炭質水性スラリー燃料の固体炭素粒子は、スラリー燃料が流れていない時に堆積する傾向を有する可能性がある。以下では、簡潔さのために、用語「スラリー燃料」は、炭質水性スラリー燃料、他のスラリー燃料、およびエマルション燃料を組み込む。

【0044】

燃料噴射弁１０２を、これから図２を参照してより詳細に議論する。図２は、燃料噴射弁１０２の概略断面表現を示す。燃料噴射弁１０２は、細長く、縦軸Ａ－Ａに沿って延びる。燃料噴射弁１０２は、第１の端部１０４および第２の端部１０６を有する。燃料噴射弁１０２は、全体的に、第２の端部１０６から第１の端部１０４へと断面において先細りになっている。燃料噴射弁１０２は、全体的に形状において円筒形または円錐形である。燃料噴射弁１０２は、燃料噴射弁１０２をエンジンまたはエンジン１００に近接する他の適切な構造に取り付けるためのハウジング１１０を含む。ハウジング１１０は、燃料噴射弁１０２の内部部品を囲み、保護する。

【0045】

ノズル１０８は、燃料噴射弁１０２の第１の端部１０４に取り付けられる。

【0046】

ハウジング１１０は、密封液入口ポート１１２および作動液入口ポート１１４を設けられる。作動液は、燃料噴射弁１０２を作動させ、燃料噴射弁１０２内のスラリー燃料をエンジンの燃焼室３００（たとえば、図４参照）に駆り立てるためのものである。作動液配置は、下でより詳細に議論する。

【0047】

密封液は、潤滑と、燃料噴射弁１０２の他の部分からスラリー燃料を分離するためのものである。密封液は、いくつかの実施形態では密封油である。用語密封液は、本明細書では、今後、燃料噴射弁１０２の諸部分を密封し、潤滑する液体を指すのに使用される。密封液は、下でより詳細に議論する。いくつかの実施形態では、作動液は、密封液にも使用され、これは、作動液に関して下でさらに詳細に議論する。

【0048】

ハウジング１１０は、炭質スラリー燃料の第１の貯蔵器１１８と流体連通するための燃料入口ポート１１６を設けられる。第１の貯蔵器１１８は、燃料噴射弁１０２から離れて配置され得る燃料タンクである。第１の貯蔵器１１８は、１つまたは複数の燃料ライン１３０によって燃料入口ポート１１６と流体連通している。

【0049】

任意選択で、燃料入口ポート１１６は、たとえば、燃料噴射弁１０２が第１の貯蔵器１１８内に貯えられた燃料の主供給源と第２の貯蔵器１２８内に貯えられた燃料の副供給源との間で切り替えることを可能にする三方弁１２６によって、燃料の１つまたは複数の供給源に接続され得る。第２の貯蔵器１２８は、１つまたは複数の燃料ライン１３０を介して燃料入口ポート１１６と流体連通している。第２の貯蔵器１２８は、燃料噴射弁１０２から離れて配置され得る燃料タンクでもある。

【0050】

燃料の主供給源および副供給源は、燃料の異なる供給源を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の貯蔵器１１８は、スラリー燃料を含み、第２の貯蔵器１２８は、硫黄含有量が０．１％未満の、たとえば船舶用ディーゼル油（ＭＤＯ）である、低硫黄炭化水素燃料系統などの非スラリー燃料などの異なる燃料を含むことができる。重油（ＨＦＯ）燃料系統などの代替の燃料を使用することができる。代替案では、第２の貯蔵器１２８は、第１の貯蔵器１１８と同一タイプの燃料を含むことができる。

【0051】

第１の貯蔵器１１８および第２の貯蔵器１２８からの燃料は、１つまたは複数の燃料ポンプ（図示せず）によって燃料入口ポート１１６に注入される。燃料ポンプは、第１の貯蔵器１１８および第２の貯蔵器１２８内の燃料を加圧し、燃料を第１の貯蔵器１１８および第２の貯蔵器１２８から燃料噴射弁１０２に駆動する。異なる燃料は、異なる圧力で加圧され得る。

【0052】

第２の貯蔵器１２８は、必要ではないが、エンジン１００が異なる特性を有する異なるタイプの燃料を燃焼させることを要求される場合に、燃料系統に追加の弾力性を提供する。たとえば、エンジン１００は、ある種の地理的区域内で排出物質を減らすためまたは燃料系統からスラリー燃料をフラッシュするために、スラリー燃料の燃焼から別のタイプの燃料に切り替えられ得る。

【0053】

燃料噴射弁１０２は、燃料噴射弁１０２をフラッシュするためのエンジン１００のシャット・ダウンの前に、スラリー燃料とは異なる燃料を使用して運転され得る。これは、ＨＤＯまたはＭＤＯなど、炭化水素固体粒子を含まない燃料が、燃料パイプおよび燃料系統の他の部分をフラッシュして炭化水素粒子なしにするのに使用され得ることを意味する。この形で、燃料噴射弁１０２の周期的保守が実行され得、粒子の堆積が減らされ、かつ／または除去され得る。しかし、大量のＭＲＣ燃料がいったん固体になれば、ＭＲＣ燃料は、流れない可能性があり、フラッシュによって噴射器チャネルから除去するのが難しくなる可能性がある。

【0054】

燃料入口ポート１１６は、燃料供給弁１２２を介して弁ハウジング１１０内のポンプ室１２０に接続する。燃料供給弁１２２は、下でさらに詳細に議論する。ポンプ室１２０は、ノズル燃料導管１２４を介してノズル１０８と流体連通している。いくつかの実施形態では、ノズル燃料導管１２４は、燃料供給弁１２２を迂回し、その結果、燃料は、燃料供給弁１２２を通過せずにポンプ室１２０からノズル１０８に流れられるようになる。他の実施形態では、ノズル燃料導管は、燃料供給弁１２２からノズル１０８まで延びることができ、その結果、燃料は、燃料供給弁１２２を介してポンプ室１２０からノズル１０８へ流れられるようになる。ノズル燃料導管１２４は、軸Ａ－Ａに沿って縦に延びる。いくつかの実施形態では、ノズル燃料導管１２４は、複数のノズル燃料導管１２４（図示せず）を含むことができる。複数の燃料ノズル導管１２４は、ノズル１０８に送達されるスラリー燃料の流量を増やすのに使用される。いくつかの実施形態では、ポンプ室１２０とノズル１０８との間で流体連通している２つのノズル燃料導管１２４がある。これは、より低い燃料エネルギ密度を有する可能性があるスラリー燃料がノズル１０８でより大量に供給され得ることを意味する。

【0055】

ノズル１０８を、これから図３に関してより詳細に議論する。図３は、燃料噴射弁１０２の先端の断面側面図を示す。上で述べたように、ノズル１０８は、燃料噴射弁１０２のハウジング１１０の第１の端部１０４に取り付けられる。

【0056】

いくつかの実施形態では、ノズル１０８は、ハウジング１１０の第１の端部１０４に取り付けられる別々の要素である。他の実施形態では、ノズル１０８は、ハウジング１１０と一体である。ノズル１０８は、１つまたは複数の燃料出口穴１４０を有する。燃料出口穴は、軸Ａ－Ａに軸方向に整列され得る。その代わりにまたはそれに加えて、ノズル１０８は、ノズル１０８にわたって半径方向および／または軸方向に分布する複数のノズル穴（図示せず）を含む。

【0057】

燃料噴射弁１０２のハウジング１１０は、縦穴１３２を含む。縦穴１３２は、燃料噴射弁１０２の第１の端部１０４から第２の端部１０６に向かって延びる。縦穴１３２は、軸Ａ－Ａに軸方向に整列される。

【0058】

可動弁ニードル１３４が、縦穴１３２内に取り付けられる。いくつかの実施形態では、可動弁ニードル１３４は、縦穴１３２内に摺動可能に受けられる。可動弁ニードル１３４は、縦軸Ａ－Ａおよび可動弁ニードル１３４の縦軸に沿って閉位置と開位置との間で可動である。可動弁ニードル１３４の移動の方向は、図３では両方向矢印によって示されている。図３は、開位置の可動弁ニードル１３４を示す。閉位置の可動弁ニードル１３４のゴースト化された表現が、図３では点線によって示されている。

【0059】

閉位置では、可動弁ニードル１３４の先端１３６は、ニードル弁座１３８に当接する。すなわち、閉位置では、弁ニードル１３４は、ニードル弁座１３８に乗る。可動弁ニードル１３４は、ばね１４２（図２に図示）によって閉位置に向かって付勢される。ニードル燃料室１４４が、可動弁ニードル１３４の先端１３６を囲む。

【0060】

ニードル燃料室１４４は、ノズル燃料導管１２４と流体連通している。可動弁ニードル１３４が開位置にある時に、ニードル燃料室１４４は、縦ノズル穴１４６と流体連通している。縦ノズル穴１４６は、縦軸Ａ－Ａおよび縦穴１３２に軸方向に整列される。これは、可動弁ニードル１３４が開位置にある時に、スラリー燃料がニードル燃料室１４４から縦穴１４６に流れられることを意味する。

【0061】

対照的に、可動弁ニードル１３４が閉位置にある時には、ニードル先端１３６は、ニードル弁座１３８に密封され、ニードル燃料室１４４は、縦ノズル穴１４６から密封される。したがって、可動弁ニードル１３４が閉位置にある時には、スラリー燃料は、ノズル燃料導管１２４およびニードル燃料室１４４から縦ノズル穴１４６に流れることができない。

【0062】

図２に戻って、可動弁ニードル１３４は、ニードル・ピストン１４８に結合される。ばね１４２は、ばね室１５０内でニードル・ピストン１４８とばね肩部分１５２との間に取り付けられる。ばね１４２は、コイルばねであり、ニードル・ピストン１４８および可動弁ニードル１３４を第１の端部１０４および閉位置に向かって駆り立てる。他の実施形態では、ばね１４２は、他のタイプのばねまたは可動弁ニードル１３４を閉位置に向かって駆り立てる任意の適切な手段とすることができる。

【0063】

作動液配置を、これからさらに詳細に議論する。燃料噴射ピストン２００が、第１の穴２０２内に設けられる。燃料噴射ピストン２００は、実質的に円筒形であり、第１の穴２０２は、相反的な形状を有する。燃料噴射ピストン２００および第１の穴２０２は、軸Ａ－Ａに軸方向に整列される。燃料噴射ピストン２００は、第１の穴２０２内で可動である。燃料噴射ピストンは、第１の穴２０２内で軸方向に摺動可能である。燃料噴射ピストン２００の下面２０４は、ポンプ室１２０内のスラリー燃料に隣接し、これに接触する。燃料噴射ピストン２００は、第１の穴２０２内で移動し、ノズル燃料導管１２４を介してスラリー燃料をノズル１０８に向かって駆り立てるように配置される。燃料噴射ピストン２００の機能性を、下でさらにより詳細に議論する。

【0064】

燃料噴射ピストン２００は、第２の穴２０８内に配置された作動ピストン２０６に結合される。図２に示された燃料噴射ピストン２００および作動ピストン２０６は、同一のシャトルピストン２０５の一部である。シャトルピストン２０５は、第１の穴２０２および第２の穴２０８内で摺動可能に移動する単一の一体の要素である。

【0065】

いくつかの実施形態で、作動ピストン２０６は、第２の穴２０８内に設けられる。いくつかの実施形態で、第１の穴２０２および第２の穴２０８は、同一である。作動ピストン２０６および第２の穴２０８は、軸Ａ－Ａに軸方向に整列される。作動ピストン２０６は、第２の穴２０８内で可動である。作動ピストン２０６は、第２の穴２０８内で軸方向に摺動可能である。いくつかの実施形態で、作動ピストン２０６および燃料噴射ピストン２００は、一体であるか、機械的に一緒に結合される。他の実施形態では、作動ピストン２０６は、ピストン２００、２０６が別々の可動要素になるように、燃料噴射ピストン２００から離され得る。

【0066】

作動ピストン２０６の上面２１０は、作動室２１２内の作動液に隣接し、これに接触する。作動液は、作動液貯蔵器２１６を有する高圧油圧系の一部である。作動室２１２は、作動液供給導管２１４を介して作動液入口ポート１１４と流体連通している。高圧作動液の供給は、作動制御弁２１８を用いて制御される。作動制御弁２１８は、作動室２１２への作動液の流れを選択的に制御する。作動液の貯蔵器２１６は、高い脈動圧の作動液を供給するための、コモン・レール・システムまたはカムシャフト・システムなどの既存の供給源とすることができる。この形で、作動制御弁２１８は、高圧作動液が作動室２１２に入り、燃料噴射ピストン２００を第１の端部１０４に向かって駆り立てる時を制御する。

【0067】

作動ピストン２０６が、第２の端部１０６に向かって上向きに移動する時に、作動液は、作動室２１２から出て低圧ドレイン・ライン（図示せず）を介して作動液貯蔵器２１６に戻る。これは、作動液が、後続の噴射サイクルのためにリサイクルされ、再利用されることを意味する。

【0068】

他の実施形態では、作動系は、燃料噴射ピストン２００に力を働かせる任意の適切な手段とすることができる。いくつかの実施形態では、作動液は、密封液でもある。これは、密封液貯蔵器２２０がなく、密封液貯蔵器が、作動液貯蔵器２１６でもあることを意味する。一実施形態（図２には図示せず）では、密封制御弁２２２は、作動液貯蔵器２１６に結合される。これは、密封制御弁２２２が、作動液を密封液入口ポート１１２に送達することを意味する。代替案では、導管（図示せず）が、密封液入口ポート１１２に結合され、作動液貯蔵器２１６、作動液制御弁２１８、および／または作動液入口ポート１１４などの作動液系の構成要素と流体連通している。そのような配置では、密封液の機能性は、密封液が作動液であることを除いて、前に議論したものと同一である。

【0069】

燃料噴射ピストン２００は、作動ピストン２０６に高圧または力を働かせる高圧作動液のおかげでポンプ室１２０内のスラリー燃料を加圧するように配置される。

【0070】

スラリー燃料は、燃料噴射弁１０２を摩耗させ、損傷を与える堅い摩耗させる粒子を含む。したがって、密封配置が、スラリー燃料を含む燃料系統を燃料噴射の他の部分から密封するために設けられる。密封液が、スラリー燃料を分離し、隔離すると同時に移動部品を潤滑するのに使用される。密封液配置は、図２および図３を参照してさらに詳細に議論する。

【0071】

石炭－水スラリー燃料は、通常は油を含まず、これによって、石炭－水スラリー燃料の密封特性および潤滑特性は、通常は標準未満であるか存在しない。任意選択で、いくつかの実施形態では、密封液が、潤滑のためおよび燃料噴射弁１０２内の固体粒子の移動を防ぐために、移動部品に供給される。密封液は、スラッジの蓄積および堆積物内の炭質粒子の蓄積を防ぐこともできる。

【0072】

密封液は、密封油貯蔵器２２０から密封制御弁２２２を介して密封液入口ポート１１２に供給される。密封液入口ポート１１２は、密封ピストン導管２２６を介して燃料噴射ピストン２００上の溝２２４と流体連通している。溝２２４は、燃料噴射ピストン２００の外側の周囲の円筒形の表面の回りに配置される。いくつかの実施形態では、溝２２４は、円周溝である。いくつかの実施形態では、それぞれが燃料噴射ピストン２００を潤滑し、密封するために密封液を受ける、複数の円周溝２２４がある場合がある。密封液は、ハウジング１１０内の第１の穴２０２および／または第２の穴２０８と燃料噴射ピストンもしくはポンプピストン２００および／または作動ピストン２０６との間の隙間を充填する。これは、ポンプ室１２０と作動液室２１２との間の隙間を密封する。

【0073】

燃料噴射弁１０２の第１の端部１０４に向かうポンプピストン２００の上部の隙間よりわずかに大きいポンプピストン２００の下部の上記の隙間を選択することによって、密封液のほとんどが、隙間を介してポンプ室１２０に向かって流れる。過剰な密封液は、ポンプ室１２０内のスラリー燃料と混合し、燃焼される。

【0074】

密封液入口ポート１１２は、ノズル密封液導管２３０を介して可動弁ニードル１３４の回りの少なくとも１つの円周溝２２８とも流体連通している。ノズル１０８の周囲の密封配置は、図３に関してさらに詳細に議論する。

【0075】

図３に戻って、ノズル密封液導管２３０は、密封液ノズル出口２３２と流体連通している。密封液ノズル出口２３２は、可動弁ニードル１３４上の少なくとも１つの円周溝２２８と流体連通している。いくつかの実施形態では、可動弁ニードル１３４上に複数の円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄがある。図３に示された実施形態では、４つの円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄがある。いくつかの実施形態では、任意の個数の円周密封溝があるものとすることができる。密封液は、密封液ノズル出口２３２から可動弁ニードル１３４の外面の隙間と縦穴１３２の表面との間を移動する。

【0076】

円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄは、縦穴１３２に直接に接触しまたは直接に面する可動弁ニードル１３４の面上で可動弁ニードル１３４内に曲げられて面する長方形または円形とすることができる。

【0077】

複数の円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄは、可動弁ニードル１３４の中間部分２３４に配置される。中間部分２３４は、縦穴１３２のうちでニードル燃料室１４４に最も近い部分に実質的に一致する。円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄは、中間部分２３４にわたって実質的に等距離の間隔を置かれる。

【0078】

密封液を有する円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄの提供の配置は、可動弁ニードル１３４が弁座１３８に関して中央の同軸位置に維持されるという効果を有し、したがって、可動弁ニードル１３４の面と縦穴１３２との間の隙間への密封液の提供は、この隙間が圧縮不能な密封液によって占められることを容易にし、したがって、可動弁ニードル１３４が縦軸Ａ－Ａに整列された位置から逸脱することを防ぐ。

【0079】

任意選択で、可動弁ニードル１３４と縦穴１３２との間の密封を高めるために、密封液の圧力は、ニードル燃料室１４４への密封液の流れを促進するのに十分なものとすることができる。この形で、密封液は、円周溝２２８ａ、２２８ｂ、２２８ｃ、２２８ｄからニードル弁座１３８へ流れ去る。これは、密封液にニードル燃料室１４４内のスラリー燃料と混合させる。いくつかの実施形態では、密封液は、スラリー燃料より簡単に燃焼する、ディーゼル油などの液体炭化水素油である。したがって、燃料室１４４に流れ去る密封液は、燃焼室３００内のスラリー燃料の燃焼を促進することができる。

【0080】

図７に移り、さらなる実施形態をこれから議論する。図７は、燃料噴射弁１０２のノズル１０８の部分断面を開示する。任意選択で、ニードル弁座１３８およびノズル密封液導管２３０と流体連通している追加の導管７００がある。密封液をニードル弁座１３８内のスラリー燃料に追加することによって、密封液は、スラリー燃料が燃焼室３００に噴射される前のまさに最後の瞬間にスラリー燃料に追加される。これは、密封液が、スラリー燃料に悪影響する最小限の時間を有することを意味する。たとえば、ディーゼル油は、ｍｉｃｒｏｎｉｚｅｄ ｒｅｆｉｎｅｄ ｃａｒｂｏｎ（ＭＲＣ）スラリー燃料に悪影響し、不安定にする可能性がある。

【0081】

それに加えてまたはその代わりに、追加の導管７００は、ニードル燃料室１４４と流体連通している。追加の導管７００とニードル燃料室１４４との間の接続は、図示されていない。この形で、追加の導管７００は、ノズル密封液導管２３０をニードル燃料室１４４に接続する。これは、ノズル密封液導管２３０が、密封液をニードル弁座１３８および／またはニードル燃料室１４４に供給することを意味する。図７には１つの追加の導管７００が示されているが、他の実施形態では、複数の追加の導管７００が、ノズル密封液導管２３０とニードル弁座１３８、ニードル燃料室１４４、および／またはノズル１０８の任意の他の部分との間の流体連通のために設けられる。

【0082】

上で述べたように、密封液は、通常、スラリー燃料より簡単に燃焼する、より軽い炭化水素である。これは、密封液が、スラリー燃料の可燃性を改善するためのパイロット燃料として使用され得ることを意味する。この形で、密封液の供給源２２０によって供給される密封液は、潤滑および点火性能を改善するのに使用され得る。その結果、潤滑不足に起因してニードル弁座１３８に対してすり減らされる可動弁ニードル１３４および先端１３６の摩耗が制限される。

【0083】

いくつかの実施形態では、ニードル燃料室１４４および／またはニードル弁座１３８への密封液の流速は、変更され、制御され得る。これは、パイロット燃料として使用される密封液の量が、スラリー燃料の特性に応じて調整され得ることを意味する。

【0084】

燃料噴射弁１０２内で使用される燃料供給弁１２２を、これから図４に関してさらに詳細に議論する。図４は、燃料噴射弁１０２の概略表現である。明瞭さのために、密封液ならびに対応する弁および導管は示されていない。可動弁ニードル１３４およびノズル１０８内の対応する構造的特徴も、明瞭さのために省略されている。

【0085】

燃料供給弁１２２は、燃料噴射弁１０２へのスラリー燃料の流れを制御する。いくつかの実施形態では、燃料供給弁１２２は、燃料噴射弁１０２の内部に取り付けられる。他の実施形態では、燃料供給弁１２２は、燃料リザーバ１１８とポンプ室１２０との間に取り付けられる。いくつかの実施形態では、燃料供給弁１２２は、一方向弁である。これは、スラリー燃料が、燃料噴射弁１０２に流れることだけができることを意味する。代替案では、燃料供給弁１２２は、二方向弁であるが、燃料供給弁１２２は、ポンプ室１２０内の圧力が燃料入口ポート１１６内のスラリー燃料の圧力未満である時に限って開くように選択的に制御される。

【0086】

燃料供給弁１２２は、燃料入口ポート１１６とポンプ室１２０との間で流体連通している。いくつかの実施形態では、燃料入口ポート１１６は、燃料供給弁１２２内に配置される。代替案では、燃料入口ポート１１６は、燃料供給弁１２２から離れている。

【0087】

スラリー燃料は、いくつかの実施形態で、１バールから２０バールまでの圧力で加圧される。他の実施形態では、スラリー燃料は、６バールから１５バールまでの圧力にある。燃料噴射弁１０２に供給される３つの別々の液体があることに留意されたい。密封液、作動液、およびスラリー燃料は、すべてが異なる圧力にある。異なる圧力は、密封液、作動液、およびスラリー燃料の異なる機能に対処するために提供され得る。

【0088】

燃料供給弁１２２は、燃料入口ポート１１６を介して燃料リザーバ１１８と流体連通している供給弁燃料入口３０２を含む。供給弁燃料入口３０２は、スラリー燃料に燃料供給弁１２２に流れさせるように配置される。燃料供給弁１２２は、燃料噴射弁１０２のノズル１０８と流体連通している供給弁燃料出口３０４をさらに含む。しかし、上で注記したように、いくつかの実施形態では、ノズル燃料導管は、燃料供給弁１２２を迂回し、その結果、燃料は、燃料供給弁１２２を通過せずにポンプ室１２０からノズル１０８に流れることができるようになり、したがって、供給弁燃料出口３０４は省略され得る。燃料供給弁１２２は、燃料噴射弁１０２のポンプ室１２０と流体連通しているポンプ室ポート３０６をも含む。

【0089】

燃料供給弁１２２は、燃料供給弁ハウジング３１０内の弁室内に取り付けられた供給弁可動要素３０８を含む。供給弁可動要素３０８は、いくつかの実施形態では可動弁ゲート３０８である。可動弁ゲート３０８は、燃料供給弁１２２内に１つまたは複数のスラリー燃料流路を画定するように選択的に配置され得る。いくつかの実施形態では、弁ゲート３０８は、可動スラリー燃料流路を有する導管を含む。他の実施形態では、弁ゲート３０８は、第１のスラリー燃料経路と第２のスラリー燃料経路との間でスラリー燃料の流れをそらす固体要素である。

【0090】

弁ゲート３０８は、弁室内で、供給弁燃料入口３０２が第１のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポート３０６と流体連通している第１の位置と、供給弁燃料出口３０４が第２のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポート３０６と流体連通している第２の位置との間で可動である。

【0091】

この形で、弁ゲート３０８は、供給弁燃料入口３０２からポンプ室１２０へのスラリー燃料の流れを選択的に制御する。さらに、燃料供給弁１２２は、ポンプ室１２０が燃料入口ポート１１６または燃料噴射弁１０２のノズル１０８のどちらに接続されるのかを選択的に制御する。第１の位置では、燃料供給弁１２２は、燃料入口ポート１１６に関して開かれ、スラリー燃料がポンプ室１２０に流れることを可能にする。第２の位置では、燃料供給弁１２２は、燃料入口ポート１１６に関して閉じられ、スラリー燃料は、ポンプ室１２０に流れることを許されない。

【0092】

燃料供給弁１２２の機能性をこれから議論する。第１の充填フェーズでは、弁ゲート３０８は、第１の位置にあり、スラリー燃料は、燃料供給弁１２２を介してポンプ室１２０に流れる。スラリー燃料の圧力は、燃料噴射ピストン２００を第２の端部１０６に向かって上向きに押すのに十分である。燃料噴射ピストン２００および作動ピストン２０６は、第２の端部１０６に向かって上向きに押され、作動室２１２内の作動液の一部は、作動液貯蔵器２１６に流れて戻る。

【0093】

第２の弁遮断フェーズでは、ポンプ室１２０は、スラリー燃料で満杯になる。この段階で、燃料供給弁１２２の弁ゲート３０８は、第１の位置から第２の位置に移動する。燃料入口ポート１１６は、もはやポンプ室１２０と流体連通していない。供給弁可動要素３０８が第１の位置と第２の位置との間で移動する時に、可動要素は、ポンプ室１２０へのスラリー燃料の流れに対抗する力を実質的に働かせない。これは、スラリー燃料が低圧に維持され得ることと、燃料供給弁１２２の開閉の活動がスラリー燃料への圧力を増加させないこととを意味する。これは、燃料供給弁１２２が、スラリー燃料に対して最小限の追加の圧力を働かせ、非ニュートン・スラリー燃料の沈澱または固体燃料粒子の凝集の機会を制限することを意味する。これは、燃料供給弁１２２またはポンプ室１２０内のスラリー燃料の詰まりに起因して燃料供給弁１２２が不点火を引き起こすのを回避する。

【0094】

いくつかの実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、１７０Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、１５０Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する可動要素３０８の対抗する力は、１００Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、５０Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、２５Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、１０Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する可動要素３０８の対抗する力は、５Ｎ未満である。さらなる実施形態では、スラリー燃料の流れに対する弁ゲート３０８の対抗する力は、約０Ｎまたは０Ｎと等しい。

【0095】

第３の噴射フェーズでは、作動液制御弁２１８が開き、高圧の作動液が、作動室２１２に素早く流れる。作動液が、ポンプ室１２０内のスラリー燃料よりはるかに高い圧力にあるので、力が、燃料噴射ピストン２００を第１の端部１０４に向かって素早く駆り立てる。これは、スラリー燃料を加圧させ、ニードル燃料室１４４に押し込ませる。いくつかの実施形態では、これは、スラリー燃料の沈澱または凝集の機会を制限するために、スラリー燃料が高圧にさらされる唯一の時である。スラリー燃料の圧力は、ニードル・ピストン１４８を後退させ、可動ニードル弁１３４を開位置に移動させる。その後、スラリー燃料は、燃焼室３００に押し込まれる。

【0096】

第４の弁開きフェーズでは、ばね１４２が、ニードル・ピストン１４８および可動弁ニードル１３４を閉位置に駆り立てる。燃料供給弁１２２の弁ゲート３０８は、第１の位置に移動する。その後、サイクルが、再び第１の充填フェーズから始まる。

【0097】

いくつかの実施形態では、燃料供給弁は、モーターおよび電子制御系を用いて作動させられる。他の実施形態では、燃料供給弁は、エンジン・タイミングに結合され、同期化された歯車装置を用いて作動させられる。他の実施形態では、燃料供給弁は、弁ゲート３０８を作動させ移動する、任意の適切な手段を用いて作動させられる。

【0098】

ここで図５に移り、燃料噴射弁５００の燃料供給弁５０２の別の実施形態をこれから議論する。図５は、燃料噴射弁５００の部分断面を含む斜視図である。

【0099】

燃料噴射弁５００は、前の実施形態を参照して議論した燃料噴射弁１０２に類似する。燃料噴射弁５００は、燃料供給弁５０２の異なる構造を含み、これをこれからさらに詳細に議論する。

【0100】

燃料噴射弁５００は、可動カートリッジ５０４を含む。可動カートリッジ５０４は、弁ゲートを含むと考えることができる。いくつかの実施形態で、可動カートリッジ５０４は、燃料噴射弁５００の縦軸Ｂ－Ｂの回りで回転可能である。回転可能カートリッジ５０４は、回転可能カートリッジ５０４の回りで円周状に分散された複数の室５０６を含む。図５は、軸Ｂ－Ｂの回りで間隔を置かれた３つの室５０６を示す。しかし、他の実施形態では、カートリッジ５０４内に任意の個数の室を設けることができる。たとえば、２つの室５０６または４つの室５０６を設けることができる。

【0101】

回転可能カートリッジ５０４は、相反するカートリッジ室５２０内の軸受表面（図示せず）上に回転可能に取り付けられる。カートリッジ室５２０は、その中での回転可能カートリッジ５０４の自由回転を可能にする。カートリッジ室５２０は、ハウジング１１０の側壁５２２によって画定される。カートリッジ室５２０の上面５２４は、噴射器燃料弁キャップ５１６によって提供される。カートリッジ室５０４の下面５２６は、中間壁５２８によって画定される。回転可能カートリッジ５０４の軸受表面は、それぞれ下面５２６および上面５２４上に配置される。

【0102】

各室５０６は、軸Ｂ－Ｂに実質的に平行な縦穴５０８を含む。縦穴５０８は、いくつかの実施形態で、開かれた穴であり、スラリー燃料が下側から穴に入ることができ、作動液が上から穴に入ることができるようになっている。燃料噴射ピストン５１０および作動ピストン５１２が、各縦穴５０８内に設けられる。燃料噴射ピストン５１０および作動ピストン５１２は、同一のシャトルピストン５１８の一部であり、縦穴内に摺動可能に配置される。室５０６、燃料噴射ピストン５１０、および作動ピストン５１２のそれぞれの配置は、前の実施形態に関して議論した燃料噴射弁１０２と同一である。この形で、室５０６は、同様に、ポンプ室１２０および作動室２１２であると考えることができる。

【0103】

前の実施形態と同様に、任意選択で、密封液が、ポンプ室１２０および作動室２１２を潤滑し、密封するために提供される。さらに、１つまたは複数の回転カートリッジ密封液導管が、回転可能カートリッジ５０４を潤滑し、密封するために提供され得る。１つまたは複数の回転カートリッジ密封液導管は、下面５２６および上面５２４上の軸受表面に設けられる。これは、密封液が、回転カートリッジ５０４上の各ポンプ室１２０の周辺のリップの周囲に供給され、スラリー燃料が回転カートリッジの回転機構を汚染するのを防ぐことを意味する。

【0104】

作動ピストン５１２は、作動液ポート５１４を介して高圧作動貯蔵器２１６と流体連通している。作動液ポート５１４は、噴射器燃料弁キャップ５１６内に配置される。噴射器燃料弁キャップ５１６は、ハウジング１１０上に取り付け可能である。作動液の機能性および配置は、前に議論した実施形態と同一である。

【0105】

回転可能カートリッジ５０４は、作動液ポート５１４、供給弁燃料入口、および供給弁燃料出口に関して異なる相対位置で各室５０６を回転し、順次位置決めする。供給弁燃料入口、供給弁燃料出口、および燃料弁噴射器５００を介するそのそれぞれの流体接続は、前に説明した燃料弁噴射器１０２と同一である。

【0106】

第１の回転位置で、回転可能カートリッジ５０４は、ポンプ室１２０が供給弁燃料入口と流体連通するように位置決めされる。燃料入口ポート１１６は、燃料リザーバ１１８から燃料を受け取り、燃料入口ポート１１６は、供給弁燃料入口と流体連通している。

【0107】

スラリー燃料は、スラリー燃料が回転カートリッジ５０４の第１の室５０６のポンプ室１２０に流れる時に低圧に維持される。スラリー燃料は、スラリー燃料が燃料供給弁５０２に入る時に、６バールと１５バールとの間の圧力に保たれる。

【0108】

第２の回転位置で、回転可能カートリッジ５０４は、回転カートリッジ５０４の第１の室５０６のポンプ室１２０が供給弁燃料出口に整列されるように回転する。それと同時に、作動室２１２は、作動液ポート５１４に整列される。第２の位置で、燃料噴射弁は、ポンプ室１２０内のスラリー燃料を発火させてノズル１０８に駆動する準備ができている。ノズル１０８の配置は、前の実施形態を参照して説明したものと同一である。

【0109】

いくつかの実施形態では、回転カートリッジ５０４の第１の室５０６は、その後、回転されて第１の回転位置に戻り、その結果、ポンプ室１２０は、再び充填される準備ができるようになる。

【0110】

任意選択で、回転カートリッジは、回転カートリッジ５０４の第１の室５０６を第３の回転位置に移動する。第３の回転位置では、回転可能カートリッジは、フラッシュポート（図示せず）に整列される。フラッシュポートは、第２の位置と第１の位置との間でポンプ室１２０および作動室２１２をフラッシュするフラッシュ媒体系（図示せず）に接続される。フラッシュ媒体系は、フラッシュ液を回転可能カートリッジ５０４に送達する。言い換えると、フラッシュ・ステージは、充填ステージと噴射ステージとの間に発生する。

【0111】

これは、燃料が室の内部に蓄積し、閉塞を引き起こす可能性を軽減する。フラッシュ系は、シャトルピストン５１８の最上部と最下部との両方にフラッシュ媒体を送達する。

【0112】

いくつかの実施形態では、フラッシュ液は、まずポンプ室１２０内のシャトルピストン５１８に供給され、シャトルピストン５１８を上死点位置に押しやる。室５０６上またはその最上部の残りの作動液は、収集され、作動液貯蔵器２１６に送られる。作動液の収集は、前の実施形態に関して議論したプロセスに類似する。その後、フラッシュ媒体は、上の室に注入され、ピストンを下死点に押しやり、フラッシュ媒体を下側の室から排出する。

【0113】

図５に示された回転カートリッジ５０４は、３つのそれぞれの回転ピストンを有する３つの室５０６を含む。しかし、より多数の回転ピストンおよび室５０６があってもよい。これは、たとえば、ポンプ室１２０への低圧スラリーの充填が噴射プロセスの最低速のステップである場合に、有利である可能性がある。

【0114】

いくつかの実施形態で、回転するカートリッジ５０４は、エンジン１００からのサーボ油系（図示せず）からの油圧油を使用して回転される。この形で、回転可能カートリッジ５０４のタイミングは、エンジン１００の速度によって駆動される。平歯車（図示せず）に接続された油圧ピストン（図示せず）が、回転カートリッジ５０４が軸Ｂ－Ｂの回りで回転することを可能にする。歯車装置（図示せず）は、室５０６が、第１、第２、および第３の回転位置でそのそれぞれの充填ポートおよび燃料出口ポートと整列することを保証する。さらに、歯車装置は、よい密封が維持されることを保証することができる。

【0115】

回転可能カートリッジ５０４の回転は、スラリー燃料が各室５０６内で選択的に制御されることを保証する。回転可能カートリッジ５０４の回転は、ポンプ室へのスラリー燃料の流れの方向に対して実質的に横向きである。回転可能カートリッジ５０４の回転は、スラリー燃料の流れを横切って回転する。これは、スラリー燃料に対して回転可能カートリッジ５０４を回転する力が最小限であることを意味する。

【0116】

代替実施形態では、回転可能カートリッジ５０４は、他の手段、たとえば別個のモーターおよび電子制御系を用いて回転される。回転可能カートリッジは、異なる位置の間でカートリッジ５０４を回転する、任意の他の適切な手段を用いて動作させられ得る。

【0117】

別の実施形態を、これから図６ａ～図６ｃを参照して議論する。図６ａ～図６ｃは、燃料噴射弁１０２の燃料供給弁１２２の部分断面側面図である。図６ａ～図６ｃは、第１の位置と第２の位置との間で移動する燃料供給弁１２２の順次ステップである。

【0118】

燃料噴射弁１０２は、燃料供給弁１２２およびポンプ室１２０の形態を除いて、図２に示されたものと同一である。

【0119】

燃料供給弁１２２は、燃料噴射弁１０２のハウジング１１０と一体である。燃料供給弁１２２およびポンプ室１２０の構造は、変更されており、これを、これからさらに詳細に議論する。

【0120】

図６ａでは、燃料供給弁１２２は、燃料入口ポート１１６および供給弁燃料入口３０２がポンプ室１２０と流体連通しておらず、供給弁燃料出口３０４がノズル１０８と流体連通している第２の位置にある。可動要素３０８は、燃料供給弁座６００に着座し、これが、ポンプ室１２０から燃料入口ポート１１６（および、いくつかの実施形態では供給弁燃料出口３０４）を遮断する。すなわち、いくつかの実施形態では、供給弁燃料出口３０４は、燃料供給弁１２２が第２の位置にある時にポンプ室１２０と流体連通しており、いくつかの実施形態では、供給弁燃料出口３０４は、燃料供給弁１２２が第２の位置にある時にポンプ室１２０と流体連通していない。可動要素３０８は、スラリー燃料が弁ゲート３０８を押すことができるようにするために、最小限の静摩擦および動摩擦を生成するように配置される。

【0121】

弁ゲート３０８は、入口表面６０２および室表面６０４を含む。入口表面６０２の表面積は、室表面６０４の表面積より小さい。したがって、燃料供給弁１２２は、面積差を利用した弁である。

【0122】

スラリー燃料は、燃料入口ポート１１６で燃料供給弁１２２に入る。ポンプ室１２０は、図６ａでは空である。これは、入口表面６０２に働く燃料の圧力Ｐ_ｆｕｅｌが、ポンプ室１２０内の室表面６０４に働く圧力Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}より高いことを意味する。したがって、スラリー燃料の圧力は、図６ａに示された矢印の方向に力を働かせる。

【0123】

図６ｂでは、入口表面６０２に対するスラリー燃料の圧力Ｐ_ｆの結果の力は、弁ゲート３０８を弁座６００から離れて移動させる。これは、燃料供給弁１２２が第２の位置から第１の位置に移動することを意味する。今は、燃料入口ポート１１６および供給弁燃料出口３０４は、ポンプ室ポート３０６と流体連通している。スラリー燃料は、ポンプ室１２０に流れる。

【0124】

スラリー燃料は、ポンプ室１２０に、およびスプール弁導管６０６にも流れる。スプール弁導管６０６は、可動要素３０８の一部および室表面６０４を収容し、ポンプ室１２０と流体連通している。したがって、ポンプ室１２０がスラリー燃料で充たされる時に、スプール弁導管６０６も、スラリー燃料で充たされる。

【0125】

可動弁要素３０８の 上の 結果の力Ｒは、入口表面６０２に働く力
Ｆ_{ｉｎｌｅｔ}＝Ｐ_ｆｕｅｌ×Ａ_{ｉｎｌｅｔ}
と、室表面６０４に働く力
Ｆ_{ｃｈａｍｂｅｒ}＝Ｐ_{ｃｈａｍｂｅｒ}×Ａ_{ｃｈａｍｂｅｒ}
とによって決定される。これは、Ｆ_{ｉｎｌｅｔ}＞Ｆ_{ｃｈａｍｂｅｒ}である時に、結果の力が、スラリー燃料がポンプ室１２０に入ることを燃料供給弁が許す第１の位置に弁ゲート３０８を駆り立てることを意味する。

【0126】

ポンプ室１２０が一杯になる時に、スラリー燃料は、供給弁燃料入口３０２とポンプ室１２０とスプール弁導管６０６との両方に存在する。圧力が弁ゲート３０８の両側で等しくなる時には、
Ｆ_{ｉｎｌｅｔ}＜Ｆ_{ｃｈａｍｂｅｒ}
である。

【0127】

したがって、弁ゲート３０８への結果の力は、弁ゲート３０８に、図６ｃに示されているように第１の位置から第２の位置へ移動させる。移動する弁ゲート３０８の慣性は、弁ゲート３０８が燃料供給弁座６００に着座し、燃料スラリーの流れを遮断することを保証する。いくつかの実施形態では、任意選択で、柔らかいばね（図示せず）が、可動要素を第２の位置に向かって駆り立てるために設けられ得る。柔らかいばねは、ゲートを図６ａおよび図６ｃに示された元の位置に戻すためにゲート３０８に弱い力を働かせるように構成される。

【0128】

ポンプ室１２０は、今や、スラリー燃料で満杯であり、供給弁燃料出口３０４およびノズル１０８は、ポンプ室１２０と流体連通している。これは、ポンプピストン２００が、燃焼の準備ができているノズル１０８にスラリー燃料を噴射できることを意味する。

【0129】

これは、スラリー燃料の圧力が、燃料供給弁１２２を作動させるのに使用され得ることを意味する。これは、スラリー燃料が、ノズル１０８から駆動される時にのみ燃料噴射弁１０２内の高圧にさらされることを意味する。これは、非ニュートン・スラリー燃料が燃料系統内で有害に振る舞う機会を制限する。

【0130】

燃料噴射弁１０２の他のステップおよび燃料噴射弁１０２の構造的特徴は、前の実施形態に関して前に議論したものと同一である。

【0131】

図８は、別の実施形態による燃料噴射弁の断面概略側面図を示す。図８の燃料噴射弁８００は、スラリー燃料噴射弁であり、それ自体が本発明の実施形態である燃料供給弁８２２が組み込まれている。燃料供給弁８２２の断面概略側面図が、図９に示されている。燃料噴射弁８００の概要をまず提供し、その後、その構成部品のより 詳細な説明を提供する。

【0132】

燃料噴射弁８００は、図２の燃料噴射弁１０２に類似し、ここでの議論は、簡潔さのために、主にこの２つの間の相違に焦点を合わせる。

【0133】

燃料噴射弁８００は、それを介してスラリー燃料が使用中のエンジンの燃焼室に向かって噴射弁８００を出るノズル８０８を含む。エンジンは、船舶用機関など、上で議論したタイプのエンジンのいずれかとすることができる。

【0134】

燃料噴射弁８００は、ハウジング８１０、ハウジング８１０内のポンプキャビティ８６０、およびポンプキャビティ８６０をポンプ室８２０および作動室８１２に分割する流体作動可能ポンプ要素８０５をも含む。ポンプ室８２０は、燃料供給弁８２２からスラリー燃料を受け取るためのものである。作動室８１２は、スラリー燃料をポンプ室８２０から使用中のノズル８０８に注入するためにポンプ要素８０５に作用するために作動液を受けるためのものである。これらのプロセスを、下でより詳細に説明する。

【0135】

流体作動可能ポンプ要素８０５は、シャトルピストン８０５であり、このシャトルピストン８０５は、ポンプキャビティ８６０内で摺動可能に可動である。シャトル密封油が、ポンプキャビティ８６０内に開いたシャトル密封油入口８０９からシャトルピストン８０５とポンプキャビティ８６０の表面との間の隙間に送達される。シャトル密封油は、シャトルピストン８０５を潤滑し、作動室８１２をポンプ室８２０から分離するのを助ける。

【0136】

シャトルピストン８０５は、ポンプ室８２０内に摺動可能に取り付けられ、使用中のスラリー燃料に力を働かせるように配置されたポンプピストン８０１と、ポンプピストン８０１に結合され、使用中のポンプピストン８０１に力を伝達するように配置された作動ピストン８０７とを含む。この実施形態では、ポンプピストン８０１および実際にはシャトルピストン８０５全体がそれに沿って移動する軸は、噴射器８００の縦軸からオフセットされている。いくつかの実施形態で、流体作動可能ポンプ要素８０５は、シャトルピストン以外とすることができ、ポンプキャビティ８６０内で摺動可能に可動ではない場合がある。たとえば、いくつかの実施形態で、ポンプ要素８０５は、ダイヤフラム・ポンプのダイヤフラムとすることができる。いくつかの実施形態で、ポンプ要素８０５は、機械式ドライバによって作動可能など、流体作動可能以外とすることができる。

【0137】

燃料噴射弁８００は、ポンプ室８２０を燃料供給弁８２２の燃料入口８０２と流体連通した状態に選択的に配置するために燃料供給弁８２２をさらに含む。燃料供給弁８２２を、これから図８の参照を継続して、より詳細に説明する。

【0138】

燃料供給弁８２２は、燃料入口８０２を含み、燃料入口８０２は、スラリー燃料リザーバとの流体連通用である。スラリー燃料リザーバは、図８には示されていないが、たとえば、スラリー燃料リザーバ（１つまたは複数）の上で説明した配置のいずれをも使用することができる。

【0139】

燃料供給弁８２２は、燃料噴射弁８００のノズル８０８との流体連通のための燃料出口８０４をも含む。この実施形態では、燃料出口８０４は、１つまたは複数のノズル燃料導管８２４を介してニードル燃料室８４４と流体連通している。ＭＲＣが相対的に低い発熱特性を有するので、ある量の出力を生成するのに、相対的により多くの燃料が必要である。複数のノズル燃料導管８２４の提供は、より多くのＭＲＣがノズル８０８に達することを可能にし、したがって、噴射サイクルあたりのエネルギを増加させる。１つのエンジン内での複数の燃料噴射弁８００の提供も、より多くのＭＲＣが燃料噴射弁８００のそれぞれのノズル８０８に達することを可能にし、したがってエンジンのサイクルあたりのエネルギを増加させることができる。

【0140】

ニードル燃料室８４４およびノズル燃料導管（１つまたは複数）８２４の配置は、図２の燃料噴射弁１０２の配置に実質的に対応し、したがって、簡潔さのために説明はしない。

【0141】

燃料供給弁８２２は、ポンプ室８２０との流体連通のためのポンプ室ポート８０６をも含む。この実施形態では、ポンプ室ポート８０６は、ポンプ室８２０と永久に流体連通しているが、他の実施形態では、ポンプ室ポート８０６とポンプ室８２０との間の流体の流れを制御するために、弁を設けることができる。

【0142】

燃料噴射弁８００は、それを介して作動液が作動室８１２内に受けられ、これによってポンプ室８２０から使用中のノズル８０８にスラリー燃料を注入するためにポンプ要素８０５に作用する、作動液入口８５０を有する。燃料噴射弁８００は、スラリー燃料によるポンプ室８２０の充填およびポンプ要素８０５の移動の際に作動室８１２の体積が減少する時に、作動液がそれを介して燃料噴射弁８００から放出され得る作動液出口８５２をも有する。燃料噴射弁８００は、縦穴８３２と縦穴８３２内に着座する弁ニードル８３４との間の隙間に作動室８１２を流体的に接続する作動液導管８５４をさらに有する。ニードル弁８３４は、ニードル燃料室１４４およびノズル８０８から使用中のエンジンの燃焼室に向かうスラリー燃料の流れを制御するために、縦穴８３２に対して相対的に可動である。

【0143】

燃料供給弁８２２は、燃料入口８０２が第１のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポート８０６と流体連通している第１の位置と、燃料出口８０４が第２のスラリー燃料流路に沿ってポンプ室ポート８０６と流体連通している第２の位置との間で可動の弁ゲート８７５を含む。この実施形態では、燃料供給弁８２２は、燃料入口８０２に弁座８０３を含み、弁ゲート８７５は、弁座８０３と協力する弁頭８７５である。しかし、他の実施形態では、燃料供給弁８２２、および具体的には弁ゲート８７５は、本明細書で説明されるものとは異なる形態をとることができる。

【0144】

弁ゲート８７５は、図８に示された第１の位置と第２の位置との間での弁座８０３に対する相対的な移動のために取り付けられる。この実施形態では、移動は直線移動である。この実施形態では、移動は滑動移動である。より具体的には、この実施形態の燃料供給弁８２２は、弁ゲート８７５を含み、燃料供給弁８２２の弁穴８８０内で摺動可能に可動な弁体８７０を有する。さらに、この実施形態では、弁体８７０は、弁穴８８０内で自由に移動できる。したがって、いくつかの実施形態で、燃料供給弁８２２は、流体作動可能なポペット弁と考えることができる。しかし、他の実施形態では、燃料供給弁８２２は、ポペット弁以外とすることができ、かつ／または弁ゲートの移動は、回転移動もしくは回転移動と並進移動との組み合わせ、たとえばピボット回転移動もしくはカム移動など、直線移動以外もしくは滑動移動以外とすることができる。

【0145】

第１の位置で、弁ゲート８７５は、スラリー燃料が燃料入口８０２からポンプ室ポート８０６へおよびポンプ室８２０に向かって流れることを可能にするために、弁座８０３から間隔を置かれる。その一方で、第２の位置では、弁ゲート８７５は、スラリー燃料が燃料入口８０２からポンプ室ポート８０６へおよびポンプ室８２０に向かって流れるのを妨げまたは防止するために、弁座８０３に当接する。すなわち、燃料入口８０２は、弁ゲート８７５が第２の位置にある時に、ポンプ室ポート８０６およびポンプ室８２０と流体連通していないか、実質的に流体連通していない。したがって、燃料供給弁８２２は、燃料供給弁８２２および燃料噴射弁８００全体へのスラリー燃料の流れの制御用である。

【0146】

この実施形態では、ポンプ室ポート８０６は、弁ゲート８７５が第１の位置にある時および弁ゲート８７５が第２の位置にある時に、燃料出口８０４と流体連通している。しかし、他の実施形態では、弁が、燃料出口８０４を選択的に閉鎖するように構成され得る。たとえば、弁ゲート８７５は、第１の位置にある時に燃料出口８０４を封鎖することができる。

【0147】

燃料供給弁８２２の弁ゲート８７５は、流体作動可能である。より具体的には、弁ゲート８７５は、エンジンからの弁作動液によって動作可能である。エンジンは、燃料噴射弁８００がスラリー燃料をその燃焼室に噴射するために設置されるエンジンとすることができる。具体的には、燃料供給弁８２２は、弁作動液室８７２を含み、弁作動液室８７２には、弁作動液が、第１の位置と第２の位置との間で弁ゲート８７５を駆動するために弁ゲート８７５に力を働かせるために受け取られ得る。より具体的には、弁作動室８７２は、弁座８０３から弁ゲート８７５の反対側にある。したがって、弁作動室８７２に弁作動液を供給することは、第２の位置に向かう弁ゲート８７５の移動を引き起こす。弁作動液は、サーボ油などの油とすることができる。

【0148】

この実施形態では、弁作動液室８７２は、ポンプ室ポート８０６から分離される。より具体的には、弁ゲート８７５自体が、弁作動液室８７２とポンプ室ポート８０６との間の流路を閉鎖する。これは、スラリー燃料が弁作動液によって汚染されるのを回避するのを助け、スラリー燃料が弁作動液を汚染し、燃料供給弁８２２を劣化させるのを回避するのを助ける。

【0149】

この実施形態では、弁体８７０は、弁穴８８０内の弁体８７０の移動を潤滑するため、かつ、弁作動液からスラリー燃料を密封するのをさらに助けるために、弁体８７０と弁穴８８０との間に弁作動液を受けるために、その中に１つまたは複数の溝８７１を有する。溝（１つまたは複数）８７１は、弁作動室８７２と流体連通しており、その結果、弁作動液は、弁作動室８７２から溝（１つまたは複数）８７１に流れられるようになる。１つまたは複数の溝８７１は、弁体８７０の円周に沿って完全に延びる円周溝とすることができる。

【0150】

燃料供給弁８２２は、弁作動室８７２への弁作動液の入力を制御するための制御弁８９２を含む。より具体的には、燃料供給弁８２２は、弁作動液がそれを介して弁作動室８７２に出入りして流動可能な弁作動液導管８９０を含み、制御弁８９２は、弁作動液導管８９０を介する弁作動液の流れを制御するためのものである。他の実施形態では、弁作動液は、弁作動室８７２から弁作動液導管８９０以外の経路によって流動可能とすることができ、この経路は、制御弁８９２または別の弁によって制御され得る。

【0151】

制御弁８９２は、弁作動液室８７２との流体連通のための第１のポート、弁作動液の供給源８９４との流体連通のための第２のポート、およびドレイン管８９６との流体連通のための第３のポートを有し、制御弁８９２は、第２のポートおよび第３のポートのどちらが第１のポートと流体連通するのかを選択するためのものである。弁作動液の供給源８９４は、その中に燃料噴射弁８００が設置されるエンジンなどのエンジンのサーボ油系とすることができる。他の実施形態では、制御弁８９２は、異なる個数のポートを有することができる。たとえば、いくつかの実施形態では、組みわされた供給源８９４およびドレイン管８９６を設けることができ、その結果、第３のポートは省略され得るようになる。

【0152】

この実施形態では、制御弁８９２は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）によるなど、電気的または電子的に制御可能である。しかし、他の実施形態では、他の形態の制御が使用され得る。

【0153】

図８の燃料供給弁８２２の動作を、これから図１０を参照して説明するが、図１０は、１つのエンジンサイクル中のエンジン（その中に燃料噴射弁８００が設置され 使用中）のクランク角に対するポンプ室８２０内のスラリー燃料の圧力のグラフを示す。図１０は、エンジンサイクル中の異なる時の弁ゲート８７５の位置をも示す。この実施形態では、制御弁８９２は、弁ゲート８７５がエンジンサイクル内の種々の時に適切に位置決めされることを保証するために、エンジンのクランク角に依存して制御される。

【0154】

弁ゲート８７５が図８に示されているように第１の位置にあり、エンジンが図１０に示されているようにクランク角Ａ_１を有する状態で、スラリー燃料は、燃料供給弁８２２を介して燃料入口８０２からポンプ室ポート８０６へおよびポンプ室８２０に向かって流れる。スラリー燃料の圧力は、相対的に低いが、ポンプ室８２０を拡大するために燃料ポンプピストン８０１を押すには十分である。スラリー燃料の圧力は、たとえば、３０バール未満または任意選択で２０バールと３０バールの間とすることができる。ポンプピストン８０１および作動ピストン８０７がそのように押される時に、作動室８１２内の作動液の一部が、作動液出口８５２を介して燃料噴射弁８００から流れる。

【0155】

ポンプ室８２０が、スラリー燃料を充填され終えた時に、弁作動液が、制御弁８９２の制御の下で弁作動液導管８９０を介して弁作動室８７２に駆動される。これは、エンジンのクランク角Ａ_２で燃料入口８０２を閉じるために、弁ゲート８７５を第１の位置（図１０のＰ_１）から第２の位置（図１０のＰ_２）に駆動する。弁作動室８７２内の弁作動液は、好ましくは、燃料入口８０２内のスラリー燃料より高い圧力にある。たとえば、弁作動液は、１８０バールと２００バールとの間など、１００バール超の圧力にあるものとすることができる。

【0156】

弁ゲート８７５が第２の位置に来た後に、高圧作動液は、作動液入口８５０を介して作動室８１２に素早く流れさせられる（エンジン制御ユニットによるなど）。作動液は、ポンプ室８２０内のスラリー燃料よりはるかに高い圧力にあるので、作動液は、図１０のグラフに示されているように、ポンプ室８２０内のスラリー液を加圧させ、ノズル燃料導管８２４を介してニードル燃料室８４４に押しやらせるために、ポンプ要素８０５に力を働かせる。これは、スラリー燃料が燃料噴射弁８００から出てエンジン燃焼室に向かって押し出されることを可能にするために、可動弁ニードル８３４に、開位置に移動させる。それと同時に、隙間に蓄積している可能性がある炭質のまたは他の堅い摩耗させる粒子を取り除きまたはフラッシュするのを助けるために、作動液の一部は、作動液導管８５４に沿って縦穴８３２とその中に配置された弁ニードル８３４との間の隙間に向かって駆動される。

【0157】

弁ゲート８７５が、噴射器のこの作動の間に第２の位置にあるので、スラリー燃料は、ポンプ室８２０から燃料入口８０２に押し出され得ない。これをよりよく保証するために、弁ゲート８７５がエンジンのクランク角Ａ_２において第２の位置に達することと、高圧作動液がエンジンの後続のクランク角Ａ_３において作動室８１２に素早く流されることとの間に、少なくとも５０ｍｓまたは少なくとも１００ｍｓなど、所定の遅延（図１０のＴなど）があってもよい。

【0158】

噴射器８００のこの作動のタイミングは、エンジン燃焼室内のピストンがおおむね上死点（ＴＤＣ）（図１０のエンジンのクランク角Ａ_４）にある時に、ポンプ室８２０内のスラリー燃料がピーク圧力を経験するようなものとすることができる。しかし、いくつかの実施形態では、ＴＤＣとピーク圧力との間に小さいタイミング・オフセットがあってもよい。燃焼室へのスラリー燃料の噴射は、ＴＤＣに先行しまたはＴＤＣに遅れることができる。いくつかの実施形態では、タイミング・オフセットは、エンジン制御ユニットによってまたは操作員がエンジン制御ユニットを適切に動作させることによってなど、選択可能または変更可能である。

【0159】

その後、作動室８１２への高圧作動液の流れは、止められ（エンジン制御ユニットによるなど）、その結果、燃料噴射弁８００から出る、ニードル燃料室８４４からのスラリー燃料の流れを防止しまたは妨げるために、他の実施形態を参照して前に説明したように、ニードル弁８３４は、ばね８４２の付勢力の下で閉位置に移動する。

【0160】

さらに、弁作動室８７２への弁作動液の流れは、エンジン制御ユニットによるなど、制御弁８９２の操作を介して止められる。その後、燃料入口８０２内のスラリー燃料の相対的に低い圧力は、燃料入口８０２を開き、もう一度サイクルを開始するために、エンジンのクランク角Ａ_５で第２の位置から第１の位置へ弁ゲート８７５を駆動するのに十分である。弁ゲート８７５のこの移動中に、弁作動液の少なくとも一部が、弁作動液導管８９０および制御弁８９２を介して弁作動室８７２からドレイン管８９６に放出される。したがって、スラリー燃料は、弁ゲート８７５が第１の位置に移動することに対する大きい抵抗を経験しない。ドレイン管８９６は、弁作動液の供給源８９４に弁作動液を戻すことができる。

【0161】

この実施形態では、弁ゲート８７５を第１の位置に向かって駆り立てるばねまたは他の付勢デバイスはない。しかし、そのような付勢デバイスは、他の実施形態に存在することができる。

【0162】

図６ａ～図６ｃの流体作動可能な燃料供給弁１２２とは対照的に、弁ゲート８７５を第１の位置から第２の位置に駆動するのに使用されるのが、スラリー燃料ではなく別の流体であることを了解されたい。弁ゲート８７５を第１の位置から第２の位置に移動するためにスラリー燃料が弁ゲート８７５に作用する必要を回避することによって、スラリー燃料の圧力を相対的に低くすることができる。これは、燃料供給弁の中または付近でのスラリー燃料からの固体粒子の凝集を回避するのを助ける。

【0163】

さらに、いくつかの実施形態では、第１の位置から第２の位置への弁ゲート８７５の移動中に、弁ゲート８７５は、燃料入口８０２からのスラリー燃料の流れに対抗する力を実質的に働かせない。別の実施形態に関して前に説明したように、これは、スラリー燃料が相対的に低い圧力に維持され得、したがって、非ニュートン・スラリー燃料の沈澱または固体燃料粒子の凝集の機会が減らされることを意味する。しかし、他の実施形態では、第１の位置から第２の位置への弁ゲート８７５の移動中に、弁ゲート８７５は、燃料入口８０２からのスラリー燃料の流れに対抗する力を働かせる。

【0164】

別の実施形態では、上で説明した実施形態のうちの１つまたは複数が組み合わされる。ある実施形態の特徴を、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。

【0165】

本発明の実施形態が、図示の例を特に参照して議論された。しかし、本発明の範囲内で、説明された例に対して変形形態および修正形態を作ることができることを了解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】