JPH08165978A - レーザ着火方法 - Google Patents
レーザ着火方法Info
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- JPH08165978A JPH08165978A JP33299794A JP33299794A JPH08165978A JP H08165978 A JPH08165978 A JP H08165978A JP 33299794 A JP33299794 A JP 33299794A JP 33299794 A JP33299794 A JP 33299794A JP H08165978 A JPH08165978 A JP H08165978A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P23/00—Other ignition
- F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は低出力のレーザ光で容易に確
実に主燃料に着火できるレーザ着火方法を提供するにあ
る。 【構成】 レーザ光を透過させる光学窓を清浄に保つ為
に、窓洗浄装置から光学窓に噴射する燃料と同じ液体を
エンジンの圧縮行程直後と、圧縮行程終了時の燃料噴射
直前との２回に分けて噴射し、２回目の噴射は液体が窓
に達しないように噴射圧を下げて噴射し、この液体にレ
ーザを集光照射して着火させ、この火炎を種火として次
に噴射する主燃料を着火燃焼させる。
実に主燃料に着火できるレーザ着火方法を提供するにあ
る。 【構成】 レーザ光を透過させる光学窓を清浄に保つ為
に、窓洗浄装置から光学窓に噴射する燃料と同じ液体を
エンジンの圧縮行程直後と、圧縮行程終了時の燃料噴射
直前との２回に分けて噴射し、２回目の噴射は液体が窓
に達しないように噴射圧を下げて噴射し、この液体にレ
ーザを集光照射して着火させ、この火炎を種火として次
に噴射する主燃料を着火燃焼させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体燃料エンジンのレー
ザ着光方法に関する。
ザ着光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４〜５を参照し従来のレーザ着火装置
について説明する。図４は従来例のレーザ光ガイド部先
端詳細図、図５は従来例のレーザ点火装置の全体構成図
である。図において５は燃焼室、６は主燃料ノズル、１
５はピストンで何れも内燃機関の公知の要素である。１
はレーザ光、４はレーザ光ガイドで中心をレーザ光が貫
通する穴を有する。３は光学窓ガラスでレーザ光ガイド
４の燃焼室側の端に設けられ透明で且燃焼室５と外気と
を隔離している。２はレンズでレーザ光ガイド４の中に
設けられている。７は主燃料噴霧で主燃料ノズル６から
クランク角に同期して噴射される。１はレーザ光で燃料
に同期して図示しないレーザ源から発せられた光学窓ガ
ラス３を通して燃焼室５内へ照射されるパルス状着火用
レーザ光である。
について説明する。図４は従来例のレーザ光ガイド部先
端詳細図、図５は従来例のレーザ点火装置の全体構成図
である。図において５は燃焼室、６は主燃料ノズル、１
５はピストンで何れも内燃機関の公知の要素である。１
はレーザ光、４はレーザ光ガイドで中心をレーザ光が貫
通する穴を有する。３は光学窓ガラスでレーザ光ガイド
４の燃焼室側の端に設けられ透明で且燃焼室５と外気と
を隔離している。２はレンズでレーザ光ガイド４の中に
設けられている。７は主燃料噴霧で主燃料ノズル６から
クランク角に同期して噴射される。１はレーザ光で燃料
に同期して図示しないレーザ源から発せられた光学窓ガ
ラス３を通して燃焼室５内へ照射されるパルス状着火用
レーザ光である。
【０００３】洗浄用ノズル１１の噴口は、光学窓ガラス
３の燃焼室側の前記窓ガラスの端面１２に向けて設けら
れ、該洗浄用ノズルは電磁弁１０に接続され、さらに該
電磁弁には洗浄用ポンプ９と燃料タンク８が接続されて
いる。洗浄用噴霧１３はピストン１５の下死点に同期し
て洗浄用ノズル１１から光学窓ガラスの端面１２に向け
て噴射される。ピストン１５の下死点信号１４は電磁弁
１０に入力される。
３の燃焼室側の前記窓ガラスの端面１２に向けて設けら
れ、該洗浄用ノズルは電磁弁１０に接続され、さらに該
電磁弁には洗浄用ポンプ９と燃料タンク８が接続されて
いる。洗浄用噴霧１３はピストン１５の下死点に同期し
て洗浄用ノズル１１から光学窓ガラスの端面１２に向け
て噴射される。ピストン１５の下死点信号１４は電磁弁
１０に入力される。
【０００４】ピストン１５の前記下死点信号が入力され
て電磁弁１０が開き、燃料タンク８の燃料を洗浄用ポン
プ９が吸出し、電磁弁１０を通って洗浄用ノズル１１か
ら洗浄用噴霧１３として光学窓ガラス３の端面１２に噴
射され、これを洗浄する。主燃料ノズル６はクランク角
に同期して主燃料を噴霧７として噴射し、さらにこれと
同期して図示しないレーザ源から発せられたパルス状の
レーザ光１がレーザ光ガイド４の中を通りレンズ２で集
光され、光学窓ガラス３を通り窓ガラスの端面１２から
レーザ光１が照射される。
て電磁弁１０が開き、燃料タンク８の燃料を洗浄用ポン
プ９が吸出し、電磁弁１０を通って洗浄用ノズル１１か
ら洗浄用噴霧１３として光学窓ガラス３の端面１２に噴
射され、これを洗浄する。主燃料ノズル６はクランク角
に同期して主燃料を噴霧７として噴射し、さらにこれと
同期して図示しないレーザ源から発せられたパルス状の
レーザ光１がレーザ光ガイド４の中を通りレンズ２で集
光され、光学窓ガラス３を通り窓ガラスの端面１２から
レーザ光１が照射される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、レーザ光に
よる燃料着火は、エネルギ密度の高いレーザにより燃料
が絶縁破壊をおこし、高温のプラズマが発生し周囲の燃
料を燃焼させることを利用しているが、燃料が気化し微
細となり密度が小さくなると、絶縁破壊をおこしにくく
なり着火性が悪くなる。このためレーザ光の出力を増す
必要がある。
よる燃料着火は、エネルギ密度の高いレーザにより燃料
が絶縁破壊をおこし、高温のプラズマが発生し周囲の燃
料を燃焼させることを利用しているが、燃料が気化し微
細となり密度が小さくなると、絶縁破壊をおこしにくく
なり着火性が悪くなる。このためレーザ光の出力を増す
必要がある。
【０００６】本発明の目的は、低出力のレーザ光を利用
し、容易に確実に主燃料に着火できるレーザ着火方法を
提供するにある。
し、容易に確実に主燃料に着火できるレーザ着火方法を
提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザ着火方法
は内燃機関のシリンダ内に燃料噴射ノズルを配し同燃料
噴射ノズルから噴射される主燃料噴霧に光学窓を介して
入射したレーザ光を介して着火させるものにおいて、シ
リンダ内の別の位置に洗浄用ノズルを配設し、該洗浄用
ノズルから光学窓に燃料と同じ液体を機関の圧縮行程開
始直後に吹きつけ、さらに前記洗浄用ノズルより燃料噴
射の直前に窓洗浄時より噴射圧力を下げて、前記燃料と
同じ液体が窓に到着しないように再度噴射し、この燃料
噴霧にレーザ光を照射して着火させ、その火炎を種火と
してその後主燃料噴射ノズルより噴射される主燃料噴霧
に着火させることを特徴としている。
は内燃機関のシリンダ内に燃料噴射ノズルを配し同燃料
噴射ノズルから噴射される主燃料噴霧に光学窓を介して
入射したレーザ光を介して着火させるものにおいて、シ
リンダ内の別の位置に洗浄用ノズルを配設し、該洗浄用
ノズルから光学窓に燃料と同じ液体を機関の圧縮行程開
始直後に吹きつけ、さらに前記洗浄用ノズルより燃料噴
射の直前に窓洗浄時より噴射圧力を下げて、前記燃料と
同じ液体が窓に到着しないように再度噴射し、この燃料
噴霧にレーザ光を照射して着火させ、その火炎を種火と
してその後主燃料噴射ノズルより噴射される主燃料噴霧
に着火させることを特徴としている。
【０００８】
【作用】前記のとおり構成し、圧縮行程の始めに洗浄用
ノズル１１から高圧で噴射された燃料と同じ液体噴霧１
３が光学窓の窓ガラス３に達し、該ガラスを洗浄する。
次に圧縮行程の終了時は洗浄用ノズル１１から燃料噴射
直前に再び同一液体が噴射される。この時の噴射は最初
に噴射された液体に比べ噴射圧が低い状態で噴射される
ため、窓ガラスまで達しない。
ノズル１１から高圧で噴射された燃料と同じ液体噴霧１
３が光学窓の窓ガラス３に達し、該ガラスを洗浄する。
次に圧縮行程の終了時は洗浄用ノズル１１から燃料噴射
直前に再び同一液体が噴射される。この時の噴射は最初
に噴射された液体に比べ噴射圧が低い状態で噴射される
ため、窓ガラスまで達しない。
【０００９】この液体の着火用噴霧１３′は、噴射圧が
低いためその粒径が大きく密度も高いため、レーザ光を
照射した場合にプラズマを発生し易く、低出力のレーザ
でも容易に着火燃焼する。この火炎を種火としてその直
後に噴射された主燃料噴霧７は容易に着火燃焼するの
で、低出力のレーザを使用しても失火が防止できる。
低いためその粒径が大きく密度も高いため、レーザ光を
照射した場合にプラズマを発生し易く、低出力のレーザ
でも容易に着火燃焼する。この火炎を種火としてその直
後に噴射された主燃料噴霧７は容易に着火燃焼するの
で、低出力のレーザを使用しても失火が防止できる。
【００１０】
【実施例】以下図１〜３を参照し本発明の実施例につい
て説明する。図１は実施例の全体構成図、図２は実施例
のレーザ光ガイド先端部詳細図、図３は洗浄液の噴射圧
図を示す。圧縮行程の始めに洗浄用ノズル１１から高圧
で噴射された燃料と同じ液体の洗浄用噴霧１３が光学窓
の窓ガラス３に達し該ガラスを洗浄する。次にピストン
１５が圧縮行程時上昇し、上死点付近で主燃料噴射直前
にコントローラ１４の指示で窓洗浄時より低い圧力で着
火用噴霧１３′が噴射される。このためこの噴霧１３′
は窓ガラスに達しない。
て説明する。図１は実施例の全体構成図、図２は実施例
のレーザ光ガイド先端部詳細図、図３は洗浄液の噴射圧
図を示す。圧縮行程の始めに洗浄用ノズル１１から高圧
で噴射された燃料と同じ液体の洗浄用噴霧１３が光学窓
の窓ガラス３に達し該ガラスを洗浄する。次にピストン
１５が圧縮行程時上昇し、上死点付近で主燃料噴射直前
にコントローラ１４の指示で窓洗浄時より低い圧力で着
火用噴霧１３′が噴射される。このためこの噴霧１３′
は窓ガラスに達しない。
【００１１】この時、該着火用噴霧１３′にタイミング
と焦点をあわせてレーザ光１が照射される。これにより
該着火用噴霧１３′は着火燃焼する。このときの噴霧１
３′は低圧噴射のため粒が大きく低出力レーザでも容易
に着火燃焼する。さらにこの直後に主燃料ノズル６より
クランク角に同期して主燃料噴霧７が噴射され、噴霧１
３′により発生した火炎１６を種火として容易に着火、
燃焼する。なおポンプ９′と電磁弁１０′は着火用の噴
霧形成の為のもので、コントローラ１４により操作され
前記のような低圧噴射を行なうものである。
と焦点をあわせてレーザ光１が照射される。これにより
該着火用噴霧１３′は着火燃焼する。このときの噴霧１
３′は低圧噴射のため粒が大きく低出力レーザでも容易
に着火燃焼する。さらにこの直後に主燃料ノズル６より
クランク角に同期して主燃料噴霧７が噴射され、噴霧１
３′により発生した火炎１６を種火として容易に着火、
燃焼する。なおポンプ９′と電磁弁１０′は着火用の噴
霧形成の為のもので、コントローラ１４により操作され
前記のような低圧噴射を行なうものである。
【００１２】
【発明の効果】低圧で噴射した着火用噴霧１３′にレー
ザ光を照射するようにしたので該噴霧粒が大きくその密
度も高いので低出力のレーザでも容易に前記噴霧１３′
は着火燃焼する。またこの時燃焼した火炎に主燃料ノズ
ルを噴射することで、この火炎を種火として主燃料に着
火できるため、レーザ光を直接主燃料に照射する従来例
に比べ着火効率が改善される。
ザ光を照射するようにしたので該噴霧粒が大きくその密
度も高いので低出力のレーザでも容易に前記噴霧１３′
は着火燃焼する。またこの時燃焼した火炎に主燃料ノズ
ルを噴射することで、この火炎を種火として主燃料に着
火できるため、レーザ光を直接主燃料に照射する従来例
に比べ着火効率が改善される。
【図１】本発明の実施例に係る全体構成図、
【図２】同上レーザ光ガイド部先端詳細図、
【図３】洗浄液の噴射圧力を示す図、
【図４】従来例の図２応当図、
【図５】従来例の図１応当図。
１…レーザ光、２…レンズ、３…光学窓ガラス、４…レ
ーザ光ガイド、５…燃焼室、６…主燃料ノズル、７…主
燃料噴霧、８…燃料タンク、９，９′…ポンプ、１０，
１０′…電磁弁、１１…洗浄ノズル、１２…窓ガラスの
端面、１３…洗浄用噴霧、１３′…着火用噴霧、１４…
コントローラ、１５…ピストン、１６…着火用噴霧によ
り生じた火炎。
ーザ光ガイド、５…燃焼室、６…主燃料ノズル、７…主
燃料噴霧、８…燃料タンク、９，９′…ポンプ、１０，
１０′…電磁弁、１１…洗浄ノズル、１２…窓ガラスの
端面、１３…洗浄用噴霧、１３′…着火用噴霧、１４…
コントローラ、１５…ピストン、１６…着火用噴霧によ
り生じた火炎。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲永 紀康 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関のシリンダ内に燃料噴射ノズル
を配し同燃料噴射ノズルから噴射される主燃料噴霧に光
学窓を介して入射したレーザ光を介して着火させるもの
において、シリンダ内の別の位置に洗浄用ノズルを配設
し、該洗浄用ノズルから光学窓に燃料と同じ液体を機関
の圧縮行程開始直後に吹きつけ、さらに前記洗浄用ノズ
ルより燃料噴射の直前に窓洗浄時より噴射圧力を下げ
て、前記燃料と同じ液体が窓に到着しないように再度噴
射し、この燃料噴霧にレーザ光を照射して着火させ、そ
の火炎を種火としてその後主燃料噴射ノズルより噴射さ
れる主燃料噴霧に着火させることを特徴とするレーザ着
火方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33299794A JPH08165978A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | レーザ着火方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33299794A JPH08165978A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | レーザ着火方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165978A true JPH08165978A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18261145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33299794A Withdrawn JPH08165978A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | レーザ着火方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08165978A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305929B1 (en) * | 1999-05-24 | 2001-10-23 | Suk Ho Chung | Laser-induced ignition system using a cavity |
| FR2850713A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-08-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de nettoyage d'un injecteur de carburant |
| US7806094B2 (en) | 2007-12-19 | 2010-10-05 | Ge Jenbacher Gmbh & Co. Ohg | Laser ignition apparatus |
| US9027523B2 (en) | 2011-11-07 | 2015-05-12 | Nippon Soken, Inc. | Laser ignition apparatus |
| JP2016033334A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 三菱重工業株式会社 | レーザ点火プラグを備えたエンジン |
| WO2020004181A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光学窓の清浄化装置、エンジンおよびその光学窓の清浄化方法 |
| KR102697154B1 (ko) * | 2024-05-22 | 2024-08-22 | 국방과학연구소 | 레이저 점화 장치와 포미창 청소 장치를 가지는 화포 |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP33299794A patent/JPH08165978A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6305929B1 (en) * | 1999-05-24 | 2001-10-23 | Suk Ho Chung | Laser-induced ignition system using a cavity |
| FR2850713A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-08-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de nettoyage d'un injecteur de carburant |
| US7806094B2 (en) | 2007-12-19 | 2010-10-05 | Ge Jenbacher Gmbh & Co. Ohg | Laser ignition apparatus |
| EP2072803A3 (de) * | 2007-12-19 | 2011-01-26 | GE Jenbacher GmbH & Co OHG | Vorrichtung zur Zündung eines Brennstoff/Luftgemischs im Brennraum einer Brennkraftmaschine |
| US9027523B2 (en) | 2011-11-07 | 2015-05-12 | Nippon Soken, Inc. | Laser ignition apparatus |
| JP2016033334A (ja) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 三菱重工業株式会社 | レーザ点火プラグを備えたエンジン |
| WO2020004181A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2020-01-02 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光学窓の清浄化装置、エンジンおよびその光学窓の清浄化方法 |
| JPWO2020004181A1 (ja) * | 2018-06-27 | 2021-05-13 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光学窓の清浄化装置、エンジンおよびその光学窓の清浄化方法 |
| US11389840B2 (en) | 2018-06-27 | 2022-07-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Cleaning apparatus for optical window, engine, and method for cleaning optical window of engine |
| KR102697154B1 (ko) * | 2024-05-22 | 2024-08-22 | 국방과학연구소 | 레이저 점화 장치와 포미창 청소 장치를 가지는 화포 |
| US12253318B1 (en) | 2024-05-22 | 2025-03-18 | Agency For Defense Development | Cannon having laser ignition system and breech window cleaning system |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |