(57)【要約】【課題】  燃焼室内における複数のターゲットにレーザ光を照射可能に、かつ該レーザ光を照射タイミングをずらして照射可能にして着火性能を向上させるとともに、レーザ光照射設備が故障した場合においても故障を補完してエンジンの運転を可能としたレーザ着火式エンジンを提供する。【解決手段】  レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から、燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記レーザ発振装置からのレーザ光を複数に分岐させるレーザ光分岐装置を備えるとともに、前記ターゲットを複数設けて各ターゲットに前記レーザ光分岐装置で分岐された複数のレーザ光がそれぞれ照射されるように構成したことを特徴とする。【選択図】    図１
2006132493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から、燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記レーザ発振装置からのレーザ光を複数に分岐させるレーザ光分岐装置を備えるとともに、前記ターゲットを複数設けて各ターゲットに前記レーザ光分岐装置で分岐された複数のレーザ光がそれぞれ照射されるように構成したことを特徴とするレーザ着火式エンジン。
【請求項２】
前記レーザ発振装置からのレーザ光を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置を設けるとともに前記レーザ光分岐装置を各シリンダに設け、前記レーザ光シリンダ分配装置で各シリンダに分配されたレーザ光を前記レーザ光分岐装置で分岐して、各シリンダに複数設けられた前記ターゲットに照射するように構成したことを特徴とする請求項１記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項３】
レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から、燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記レーザ発振装置を複数個設けるとともに、前記各レーザ発振装置からのレーザ光を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置を前記各レーザ発振装置に対応して設け、前記複数のレーザ光シリンダ分配装置から該分配装置のそれぞれで分配されたレーザ光が導入され、該複数のレーザ光を前記シリンダ内に設けられた１つのターゲットに切り換え照射するレーザ光切換装置を備えたことを特徴とするレーザ着火式エンジン。
【請求項４】
１個または複数個の前記レーザ発振装置からのレーザ光を、照射タイミングをずらして
前記シリンダ内に設けられたターゲットに切り換え照射せしめるコントローラを備えたこ
とを特徴とする請求項１または３のいずれかの項に記載のレーザ着火式エンジン。
【請求項５】
レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンの運転方法において、複数個設けられた前記レーザ発振装置からのレーザ光を各レーザ発振装置に対応して設けられた複数のレーザ光分配手段によって該レーザ光分配手段毎に複数のシリンダに分配し、前記複数のレーザ光分配手段のそれぞれからの複数のレーザ光を、前記シリンダ内に設けられた１つのターゲットに切り換え照射することを特徴とするレーザ着火式エンジンの運転方法。
【請求項６】
レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から、燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンの運転方法において、１個または複数個の前記レーザ発振装置からのレーザ光を、照射タイミングをずらして前記シリンダ内に設けられたターゲットに切り換え照射することを特徴とするレーザ着火式エンジンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてガスエンジン等の予混合燃焼レーザ着火式エンジンに適用され、レーザ発振装置からのレーザ光を、光ファイバーを通してレーザ光集光手段に伝送し、該レーザ光集光手段から燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジン及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、副室に装着した点火プラグによって該副室内の濃混合比ガスに点火して着火し、該着火火炎を主燃焼室内の希薄混合気中に噴出せしめて主燃焼させる点火プラグ着火方式、あるいは副室に装着したパイロット燃料噴射弁によって該副室内の混合ガス中にパイロット燃料を噴射して着火し、該着火火炎を主燃焼室内の希薄混合気中に噴出せしめて主燃焼させるパイロット燃料噴射着火方式に代えて、レーザ光を燃焼室に設けられたターゲットに照射してプラズマを発生させ、燃焼室内のガスを着火燃焼させるレーザ着火方式を用いて、希薄混合ガスの着火燃焼を促進するとともに、ＮＯｘの発生量を抑制する技術が提案されている。
【０００３】
かかるレーザ着火方式を備えた予混合希薄燃焼ガスエンジンとして、特許文献１（特開平７−２１７５２１号公報）、及び特許文献２（特開平９−４２１３８号公報）の技術が提案されている。
特許文献１の技術においては、レーザ光の光路内に複数のウェッジ基板を設置し、それぞれのウェッジ基板を異なる回転数で回転させることにより、レーザ光を広い範囲に揺動させて照射するように構成している。
また、特許文献２の技術においては、レーザ発振装置とピストン表面上に設けた１個のターゲットとの間のレーザ光の光路内に、エンジン回転によってレーザ光を常時ターゲット上に照射できるように焦点可変装置を装備している。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１７５２１号公報
【特許文献２】特開平９−４２１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来技術にあっては、つぎのような解決すべき問題点を有している。
即ち前記特許文献１（特開平７−２１７５２１号公報）の技術にあっては、ウェッジ基板を回転させながらレーザ光を通し、燃焼室内のピストン上面の限られた範囲にあるターゲットにレーザ光を揺動させて照射するように構成されているにとどまり、また特許文献２（特開平９−４２１３８号公報）の技術にあっては、開示されているレーザ着火式エンジンにおいては、エンジン回転によってレーザ光を常時１つのターゲット上に精度良く照射できる焦点可変装置をそなえているにとどまり、燃焼室内における複数のターゲットにレーザ光を照射可能にし、さらには該レーザ光を照射タイミングをずらして照射可能にして着火性能を向上させる手段はそなえていない。
また、かかる従来技術にあっては、レーザ光発振装置を含むレーザ光照射設備が故障した際には、故障に補完手段をそなえていないため、エンジンを停止しなければならないと
いう問題点も抱えている。
【０００６】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、燃焼室内における複数のターゲットにレーザ光を照射可能に、かつ該レーザ光を照射タイミングをずらして照射可能にして着火性能を向上させるとともに、レーザ光照射設備が故障した場合においても、故障を補完してエンジンの運転を可能としたレーザ着火式エンジン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】
【０００７】
本発明はかかる目的を達成するもので、レーザ発振装置からのレーザ光を光ファイバーを通してシリンダヘッドに装着されたレーザ光導入手段に伝送し、該レーザ光導入手段から、燃焼室内のターゲットに照射して発生させたプラズマにより該燃焼室内のガスに着火するように構成されたレーザ着火式エンジンにおいて、前記レーザ発振装置からのレーザ光を複数に分岐させるレーザ光分岐装置を備えるとともに、前記ターゲットを複数設けて各ターゲットに前記レーザ光分岐装置で分岐された複数のレーザ光がそれぞれ照射されるように構成したことを特徴とする。
かかる発明において、好ましくは、前記レーザ発振装置からのレーザ光を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置を設けるとともに、前記レーザ光分岐装置を各シリンダに設け、前記レーザ光シリンダ分配装置で各シリンダに分配されたレーザ光を前記レーザ光分岐装置で分岐して、各シリンダに複数設けられた前記ターゲットに照射するように構成する。
【０００８】
かかる発明によれば、レーザ発振装置からのレーザ光を、好ましくはレーザ光シリンダ分配装置によって各シリンダに分配し、各シリンダ毎に設けられたレーザ光分岐装置で複数のレーザ光に分岐して燃焼室内の複数のターゲットに照射するので、燃焼室内の複数箇所に配置されたターゲットへのレーザ光の照射により、燃焼室内の複数箇所が燃焼室内ガスの着火点となって燃焼室内ガスが均等に着火され、着火不良の発生が回避されるとともにターゲット１つ当たりのガスへの着火燃焼時間を早くできて、着火燃焼性能が向上する。
【０００９】
また本発明は、前記レーザ着火式エンジンにおいて、レーザ発振装置を複数個設けるとともに、前記各レーザ発振装置からのレーザ光を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置を前記各レーザ発振装置に対応して設け、前記複数のレーザ光シリンダ分配装置から該分配装置のそれぞれで分配されたレーザ光が導入され、該複数のレーザ光を前記シリンダ内に設けられた１つのターゲットに切り換え照射するレーザ光切換装置を備えたことを特徴とする。
そして、前記発明にかかるレーザ着火式エンジンの運転方法の発明として、複数個設けられた前記レーザ発振装置からのレーザ光を各レーザ発振装置に対応して設けられた複数のレーザ光分配手段によって該レーザ光分配手段毎に複数のシリンダに分配し、前記複数のレーザ光分配手段のそれぞれからの複数のレーザ光を、前記シリンダ内に設けられた１つのターゲットに切り換え照射する運転方法を提案する。
【００１０】
かかる発明によれば、レーザ発振装置を複数個設けるとともにレーザ光を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置等からなるレーザ光照射設備を複数台備えているので、前記レーザ光発振装置を含むレーザ光照射設備のうちの１台が故障した際には、レーザ光切換装置によって正常なレーザ光照射設備を使用するように切り換えてエンジンを運転することができ、前記レーザ光照射設備が故障した際にもエンジンを停止することなく正常に運転でき、エンジンの稼動性が向上する。
【００１１】
また、本発明は、１個または複数個の前記レーザ発振装置からのレーザ光を、照射タイミングをずらして、前記シリンダ内に設けられたターゲットに切り換え照射せしめるコントローラを備えたことを特徴とする。
そして、前記発明にかかるレーザ着火式エンジンの運転方法の発明として、１個または複数個の前記レーザ発振装置からのレーザ光を、照射タイミングをずらして前記シリンダ内に設けられたターゲットに切り換え照射することを特徴とするレーザ着火式エンジンの運転方法を提案する。
【００１２】
かかる発明によれば、燃焼室内に設置された１個のターゲット、あるいは燃焼室内の複数箇所に配置されたターゲットに、レーザ光を照射タイミングをずらして複数回照射することにより、最初のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼に引き続いて、第２回目以降のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼を行うこと、すなわち複数回の着火燃焼を行うことができて、いわゆる後高の燃焼モードによる燃焼をなすことが可能となり、燃料の燃え切りが良好となって燃焼性能およびサイクル効率が向上するとともに、ＮＯｘの発生量も低減できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レーザ発振装置からのレーザ光を、レーザ光分岐装置で複数のレーザ光に分岐して燃焼室内の複数のターゲットに照射するので、燃焼室内の複数箇所が燃焼室内ガスの着火点となって燃焼室内ガスが均等に着火され、着火不良の発生が回避されるとともにターゲット１つ当たりのガスへの着火燃焼時間を早くできて、着火燃焼性能が向上する。
また本発明によれば、レーザ光発振装置を含むレーザ光照射設備のうちの１台が故障した際には、レーザ光切換装置によって正常なレーザ光照射設備を使用するように切り換えてエンジンを運転することができ、前記レーザ光照射設備が故障した際にもエンジンを停止することなく正常に運転でき、エンジンの稼動性が向上する。
さらに本発明によれば、最初のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼に引き続いて、第２回目以降のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼を行う複数回の着火燃焼を行うことができて、いわゆる後高の燃焼モードによる燃焼をなすことが可能となり、燃料の燃え切りが良好となって燃焼性能およびサイクル効率が向上するとともに、ＮＯｘの発生量も低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１５】
図４は、本発明が適用される単室式レーザ着火式ガスエンジンの燃焼室周りの断面図である。
図４において、１２はガスエンジン（以下エンジンという）のシリンダヘッド、１０はピストン、１１はシリンダライナ、１３は該シリンダヘッド１２、ピストン１０及びシリンダライナ１１により区画形成された燃焼室、２２はコネクチングロッド、２３はクランク軸である。
また１５は吸気ポート、１４は該吸気ポート１５を開閉する吸気弁、１７は排気ポート、１６は該排気ポート１７を開閉する排気弁である。  
【００１６】
１はレーザ光（レーザパルス）０２を発振するレーザ発振装置、２は前記レーザ発振装置１から発振されるレーザ光０２のパルス間隔、レーザ光エネルギー（レーザ光の強さ）等を制御するレーザ制御装置である。６は前記シリンダヘッド１２内に設置されたレーザ光の集光レンズ、９は該集光レンズ６を支持する支持部材である。３５は前記集光レンズ６側と燃焼室１３側とを遮蔽するレーザ光導入ガラス体で、耐熱性を有する透明ガラスからなる。
５０は前記レーザ発振装置１からのレーザ光０２を前記集光レンズ６側に伝送するための光ファイバーである。
【００１７】
５１はエンジンの回転数を検出する回転数検出器、５２はエンジンの負荷を検出する負荷検出器、５３はクランク角センサを構成するタイミング円板で回転軸２３ａを介して前記クランク軸２３のクランク角を検出するものである。
３はコントローラで、前記回転数検出器５１からエンジン回転数の検出値が、前記負荷検出器５２からエンジン負荷の検出値が、前記クランク角センサ（タイミング円板）５３からエンジンのクランク角の検出値が夫々入力されて、前記エンジン回転数の検出値あるいは前記エンジン負荷の検出値に基づき、該エンジン回転数あるいはエンジン負荷に対応するレーザ光０２のパルス間隔、レーザ光エネルギー（レーザ光の強さ）等を算出するとともに、前記クランク角検出値に基づき各シリンダの着火順序に従ってレーザ光の発振タイミングを算出して、前記レーザ制御装置２に入力するものである。
【００１８】
かかる構成からなるレーザ着火式ガスエンジンの運転時において、前記回転数検出器５１からのエンジン回転数の検出値、前記負荷検出器５２からのエンジン負荷の検出値、前記クランク角センサ５３からのクランク角の検出値は、コントローラ３に入力される。
そして該コントローラ３においては、前記エンジン回転数の検出値、エンジン負荷の検出値、及びクランク角の検出値に基づき、前記レーザ制御装置２にレーザ発振装置１からのレーザ光０２の発振タイミングの制御信号を出力する。
そして前記レーザ制御装置２は、前記コントローラ３から該レーザ制御装置２に入力されるレーザ光０２の発振タイミングの制御信号に基づき、前記レーザ発振装置１からレーザ光０２を発振せしめる。該レーザ光０２は前記光ファイバー５０を通して伝送され、シリンダヘッド１２内を通る先端部から集光レンズ６に入り、該集光レンズ６で集光されレーザ光導入ガラス体３５を透過して、前記燃焼室１３内のターゲット５に照射される。かかるレーザ光０２の照射により燃焼室１３内の混合ガス中に高温のプラズマを発生させ、該ガスを着火燃焼せしめる。
【実施例１】
【００１９】
本発明は、前記のようなレーザ着火式ガスエンジンにおけるレーザ光伝送システムの改良に係るものである。
図１は本発明の第１実施例に係るレーザ着火式エンジンのレーザ光伝送システムの構成図である。
図１において、１はレーザ光（レーザパルス）０２を発振するレーザ発振装置、２は前記レーザ発振装置１から発振されるレーザ光０２のパルス間隔、レーザ光エネルギー（レーザ光の強さ）等を制御するレーザ制御装置である。５０は前記レーザ発振装置１からのレーザ光０２を後述するように伝送する光ファイバーである。
５１はエンジンの回転数を検出する回転数検出器、５２はエンジンの負荷を検出する負荷検出器、５３はクランク角センサを構成するタイミング円板で回転軸２３ａ（図４参照）を介して前記クランク軸２３のクランク角を検出するものである。
【００２０】
３はコントローラで、前記回転数検出器５１からエンジン回転数の検出値が、前記負荷検出器５２からエンジン負荷の検出値が、前記クランク角センサ（タイミング円板）５３からエンジンのクランク角の検出値が夫々入力されて、前記エンジン回転数の検出値あるいは前記エンジン負荷の検出値に基づき、該エンジン回転数あるいはエンジン負荷に対応するレーザ光０２のパルス間隔、レーザ光エネルギー（レーザ光の強さ）等を算出するとともに、前記クランク角検出値に基づき各シリンダの着火順序に従ってレーザ光の発振タイミングを算出して、前記レーザ制御装置２に入力するものである。
以上に示すレーザ光の発振及び制御システムは、図４のレーザ着火式ガスエンジンと同様である。
【００２１】
７は前記レーザ発振装置１からのレーザ光０２を各シリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置で、複数のミラーの組合せ、プリズム等のレーザ光０２を複数に分光せしめる分光手段により該レーザ光０２を分光して各シリンダに分配するものである。即ち、該レーザ光シリンダ分配装置７においては、レーザ光０２を、前記コントローラ３からのエンジンの着火順序信号を受けて、該着火順序に従って各シリンダに分配し、光ファイバー５０を通して各シリンダのターゲット分配装置４に伝送する。
１２はシリンダヘッド、１０はピストン、１１はシリンダライナ、１３は該シリンダヘッド１２、ピストン１０及びシリンダライナ１１により区画形成された燃焼室で、前記ピストン１０の上面には前記燃焼室１３内に臨んで複数（この例では２個）のターゲット５が設置されている。
【００２２】
４は各シリンダに設けられたターゲット分配装置（レーザ光分岐装置）で、前記レーザ光シリンダ分配装置７により各シリンダに分配されて光ファイバー５０を通して伝送されたレーザ光０２を前記ターゲット５の数に分配する。該ターゲット分配装置４においてはレーザ光０２を、前記レーザ光シリンダ分配装置７と同様に、複数のミラーの組合せ、プリズム等によりレーザ光０２を、前記ターゲット５の数と同数に分光せしめる。
６０はシリンダヘッド１２内に設置されたレーザ光導入装置で、前記ターゲット分配装置４からのレーザ光０２が光ファイバー５０を通して導入される集光レンズ、耐熱性を有する透明ガラスからなり前記集光レンズ６側と燃焼室１３側とを遮蔽するレーザ光導入ガラス体３５等によって構成される。
【００２３】
かかる第１実施例において、前記コントローラ３においては、エンジン回転数の検出値、エンジン負荷の検出値、及びクランク角の検出値に基づき、前記レーザ制御装置２にレーザ発振装置１からのレーザ光０２の発振タイミングの制御信号を出力する。該レーザ制御装置２においては、前記コントローラ３から該レーザ制御装置２に入力されるレーザ光０２の発振タイミングの制御信号に基づき、前記レーザ発振装置１からレーザ光０２を発振せしめる。
レーザ発振装置１からのレーザ光０２は、光ファイバー５０を通してレーザ光シリンダ分配装置７に入光される。
【００２４】
該レーザ光シリンダ分配装置７においては、前記レーザ光０２を、前記コントローラ３からのエンジンの着火順序信号を受けて、該着火順序に従って分光して各シリンダに分配し、光ファイバー５０を通して各シリンダのターゲット分配装置４に伝送する。
該ターゲット分配装置４においては、前記レーザ光シリンダ分配装置７により各シリンダに分配され光ファイバー５０を通して伝送されたレーザ光０２を前記ターゲット５の数に分配する。
該ターゲット分配装置４にて分配されたレーザ光０２は、光ファイバー５０を通して前記ターゲット５に対応して設けられた各レーザ導入装置６０の集光レンズ６に入光される。
そして該レーザ光０２は、該集光レンズ６で集光されレーザ光導入ガラス体３５を透過して、前記燃焼室１３内のターゲット５に照射される。かかるレーザ光０２の照射により燃焼室１３内の混合ガス中に高温のプラズマを発生させ、該ガスを着火燃焼せしめる。
【００２５】
かかる第１実施例によれば、レーザ発振装置１からのレーザ光０２を、レーザ光シリンダ分配装置７によって各シリンダに分配し、各シリンダ毎に設けられたターゲット分配装置４でターゲット５と同数のレーザ光に分岐して燃焼室１３内の複数のターゲット５に照射するので、燃焼室１３内の複数箇所（この例では２箇所）に配置されたターゲット５へのレーザ光０２の照射により、該燃焼室１３内の複数箇所（この例では２箇所）が燃焼室内ガスの着火点となって燃焼室内ガスが均等に着火される。
これにより、着火不良の発生が回避されるとともにターゲット（５）１つ当たりのガスへの着火燃焼時間を早くできて、着火燃焼性能が向上する。
【実施例２】
【００２６】
図２は本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
この第２実施例においては、レーザ発振装置１ａ，１ｂを複数個（この例では２個）設けるとともに、前記各レーザ発振装置１ａ，１ｂからのレーザ光０２を複数のシリンダに分配するレーザ光シリンダ分配装置７ａ，７ｂを前記各レーザ発振装置１ａ，１ｂに対応して同数個設け、前記複数（この例では２個）のレーザ光シリンダ分配装置７ａ，７ｂから該分配装置７ａ，７ｂのそれぞれで分配されたレーザ光０２を、各シリンダ毎に設けられたレーザ光切換装置１６０に伝送している。
【００２７】
該レーザ光切換装置１６０においては、一方側のレーザ発振装置１ａ及びレーザ光シリンダ分配装置７ａからなるレーザ光照射設備から光ファイバー５０ａを通してきたレーザ光０２と、他方側レーザ発振装置１ｂ及びレーザ光シリンダ分配装置７ｂからなるレーザ光照射設備から光ファイバー５０ｂを通してきたレーザ光０２とを、必要に応じて切り換えて前記各レーザ導入装置６０の集光レンズ６に入光するようになっている。
従って、かかる第２実施例においては、前記レーザ光切換装置１６０により、複数のレーザ光０２を適宜選択して、シリンダ内に設けられた１つのターゲット５に切り換え照射することが可能となる。
【００２８】
従って、かかる第２実施例によれば、たとえば一方側のレーザ発振装置１ａ、レーザ光
シリンダ分配装置７ａからなるレーザ光照射設備が故障した際には、レーザ光切換装置１
６０によって、たとえばレーザ発振装置１ｂ、レーザ光シリンダ分配装置７ｂからなる正
常なレーザ光照射設備を使用するように切り換えてエンジンを運転することができ、レー
ザ光照射設備が故障した際にもエンジンを停止することなく正常に運転できる。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。
【実施例３】
【００２９】
本発明の第３実施例は、図２に示される第２実施例の場合においては、複数個（この例では２個）設けられたレーザ発振装置１ａ，１ｂからのレーザ光０２を各レーザ発振装置１ａ，１ｂに対応して設けられた複数（この例では２個）のレーザ光シリンダ分配装置７ａ，７ｂによって該レーザ光シリンダ分配装置７ａ，７ｂ毎に複数のシリンダに分配し、コントローラ３によって、前記複数のレーザ光シリンダ分配装置７ａ，７ｂのそれぞれからの複数のレーザ光０２を照射タイミングをずらして前記レーザ光切換装置１６０に入光し、該レーザ光切換装置１６０から、前記レーザ発振装置１ａ及びレーザ光シリンダ分配装置７ａを通したレーザ光０２と、レーザ発振装置１ｂ及びレーザ光シリンダ分配装置７ｂを通したレーザ光０２とを照射タイミングをずらして前記ターゲット５に照射する。
【００３０】
また、図１に示される第１実施例の場合においては、レーザ発振装置１からのレーザ光０２をレーザ光シリンダ分配装置７によって複数のシリンダに分配し、コントローラ３によって、前記各シリンダのレーザ光０２を、照射タイミングをずらして、前記ターゲット分配装置４に入光し、該ターゲット分配装置４から燃焼室１３内の２つのターゲット５に照射する。
あるいは、前記ターゲット分配装置４を通さずに、照射タイミングをずらして１つのターゲット５に照射することもできる。
【００３１】
かかる第３実施例によれば、燃焼室１３内に設置された１個のターゲット５、あるいは燃焼室内の複数箇所に配置されたターゲット５に、レーザ光０２を照射タイミングをずらして複数回照射することにより、最初のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼に引き続いて、第２回目以降のレーザ光照射による燃焼室内ガスの着火燃焼を行うこと、すなわち複数回の着火燃焼を行うことができる。
これにより、図３の（Ｂ）に示されるような、いわゆる後高の燃焼モードによる燃焼をなすことが可能となり（図３の（Ａ）は従来技術）、燃料の燃え切りが良好となって燃焼性能およびサイクル効率が向上するとともに、ＮＯｘの発生量も低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、燃焼室内における複数のターゲットにレーザ光を照射可能に、かつ該レーザ光を照射タイミングをずらして照射可能にしたことにより、着火性能を向上させることができるとともに、レーザ光照射設備が故障した場合においても故障を補完してエンジンの運転が可能なレーザ着火式エンジンを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例に係るレーザ着火式エンジンのレーザ光伝送システムの構成図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す図１対応図である。
【図３】本発明の第３実施例における筒内圧力線図で、（Ａ）は従来技術、（Ｂ）は本発明の場合を示す。
【図４】本発明が適用される単室式レーザ着火式エンジンの燃焼室周りの断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    レーザ発振装置
２    レーザ制御装置
０２    レーザ光
３    コントローラ
４    ターゲット分配装置
５    ターゲット
７、７ａ、７ｂ    レーザ光シリンダ分配装置
１０    ピストン
１２    シリンダヘッド
１３    燃焼室
１４    吸気弁
１６    排気弁
５０    光ファイバー
５１    回転数検出器
５２    負荷検出器
５３    クランク角センサ
６０    レーザ光導入装置
１６０    レーザ光切換装置
【図１】
2006132493.tif 000003
【図２】
2006132493.tif 000004
【図３】
2006132493.tif 000005
【図４】
2006132493.tif 000006