(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い点火プラグであって、
前記点火プラグの端部の周りに位置する第１の電極と、
前記第１の電極に隣接した第２の電極と、
前記点火プラグの前記端部で横断方向に延在する遮蔽部であって、周辺開口領域を画成する支持体に担持され、前記周辺開口領域は、前記周辺開口領域において前記支持体の半径方向に面する合計領域よりも大きい遮蔽部と、
を有する点火プラグと、
前記点火プラグを収容するエンクロージャであって、前記点火プラグの端部の周りに副燃焼チャンバを画成し、前記遮蔽部、前記第１の電極、前記第２の電極、及び前記第２の電極と前記第１の電極との間に画成された火炎核誘発間隙を囲み、流入の流れが前記遮蔽部に衝突するように導くように構成された噴流路として作用するノズル部を含む、エンクロージャを備え、
前記副燃焼チャンバは、内燃機関の主燃焼チャンバから内部の前記ノズル部を介して混合気を受け取るように構成されている、
内燃機関。
【請求項２】
前記細長い点火プラグは概して中心長手方向軸線の周りに位置し、前記支持体は前記中心長手方向軸線から半径方向に外れている脚部を含む、
請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記脚部は、前記支持体を構成する周方向に離間した複数の脚部からなる第１の脚部である、
請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記遮蔽部は、前記中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円盤形である、
請求項２又は請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記遮蔽部は、前記中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円錐台形である、
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記遮蔽部は穿孔されていない、
請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記第２の電極は前記遮蔽部に担持されている、
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記遮蔽部の横断方向の直径は、前記第１の電極の横断方向の直径よりも大きく、前記点火プラグの横断方向直径よりも小さい、
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記第２の電極は、前記火炎核誘発間隙を画成するように前記第１の電極に隣接し、前記遮蔽部は、前記中心長手方向軸線の方向における流れから前記火炎核誘発間隙を遮蔽する位置にある、
請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記点火プラグと前記遮蔽部との間に配設されている、
請求項２乃至請求項９のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１１】
横断方向に延在する前記遮蔽部は、前記火炎核誘発間隙を前記主燃焼チャンバからの混合気の衝突流から保護するのに十分大きく、横断方向に延在する前記遮蔽部が前記エンクロージャを通って前記副燃焼チャンバに挿入されるのに十分小さい直径を有する、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記ノズル部は、前記副燃焼チャンバを通って前記点火プラグに向けて軸方向に延在している、
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の内燃機関において混合気に点火する方法であって、
点火プラグのプラグ本体の端部にある前記横断方向に延在する遮蔽部に衝突するように前記内燃機関の前記主燃焼チャンバから前記混合気を受け取るステップであって、前記遮蔽部は前記支持体によって前記プラグ本体から長手方向に離間しているキャップを含み、前記支持体は中心長手方向軸線から半径方向に外れている脚部を含む、前記混合気を受け取るステップと、
前記周辺開口領域を通って前記点火プラグの第１の点火体として作用する前記第１の電極と第２の点火体として作用する前記第２の電極との間の前記火炎核誘発間隙へ前記混合気の一部が流入することを許容しながら、横断方向に延在する前記キャップにより前記混合気を横断方向に偏向させるステップであって、前記第１の点火体及び前記第２の点火体は前記流入する混合気の方向で前記キャップに対向して配設された、前記混合気を横断方向に偏向させるステップと、
前記火炎核誘発間隙内で前記混合気に点火するステップとを備える、
方法。
【請求項１４】
前記副燃焼チャンバに受け入れられた前記混合気は、前記中心長手方向軸線に沿って前記横断方向に延在するキャップに向かって、前記副燃焼チャンバと前記主燃焼チャンバとを流体接続する噴流路により導かれる、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記脚部は、前記支持体を構成する周方向に離間した複数の脚部からなる第１の脚部である、
請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記キャップは、前記中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円盤形である、
請求項１３乃至請求項１５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年３月２０日に提出された米国特許出願１４／６６４，４３１号に基づく優先権を主張し、当該米国特許出願の記載内容全体を援用する。
【背景技術】
【０００２】
天然ガスなどの気体燃料で稼働するエンジンには、通常、希薄混合気が供給される。この希薄混合気は、燃焼のためのストイキを超える過剰空気を含む、空気と燃料との混合物である。エンジンによっては、点火プラグ内の複数のチャンバによって希薄混合気のより効率的な燃焼を可能にするものもある。しかし、火炎核近傍のバルクフローと乱流は、火炎核を消炎してしまう傾向にある。バルクフローと乱流により、失火や不点火が増加し得る。場合によっては、予燃焼チャンバ式点火プラグで希薄混合気を用いると、燃焼の安定性に関係する電極消失が課題となり得る。
【発明の概要】
【０００３】
保護を求める主題は、付帯する特許請求の範囲で定義される。
【０００４】
例えば、第１の態様は、内燃機関において混合気に点火する装置であって、概して中心長手方向軸線の周りに位置し、内燃機関に結合するように構成された細長いプラグ本体と、プラグ本体の端部の周囲に位置する第１の点火体と、第１の点火体に隣接した第２の点火体であって、第２の点火体と第１の点火体との間に火炎核誘発間隙を画成する、第２の点火体と、プラグ本体の端部で、中心長手方向軸線から半径方向に外れている脚部を含む支持体を介してプラグ本体から長手方向に離間した、横断方向に延在するキャップであって、支持体がキャップの周囲の周りで周辺開口部を画成し、支持体が半径方向に面する合計領域は周辺開口部の合計領域よりも小さい、キャップとを備える。
【０００５】
第２の態様は、第１の態様において、脚部は、支持体を構成する周方向に離間した複数の脚部からなる第１の脚部である。
【０００６】
第３の態様は、前述のいずれかの態様において、キャップは、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円盤形である。
【０００７】
第４の態様は、前述のいずれかの態様において、キャップは、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円錐台形である。
【０００８】
第５の態様は、前述のいずれかの態様において、キャップは穿孔されていない。
【０００９】
第６の態様は、前述のいずれかの態様において、第２の点火体はキャップに担持されている。
【００１０】
第７の態様は、前述のいずれかの態様において、キャップの横断方向の直径は、第１の点火体の横断方向の直径よりも大きく、プラグ本体の横断方向直径よりも小さい。
【００１１】
第８の態様は、前述のいずれかの態様において、キャップは、長手軸線の方向における流れから火炎核誘発間隙を遮蔽するように位置決めされている。
【００１２】
第９の態様は、前述のいずれかの態様において、第１の点火体及び第２の点火体は、プラグ本体とキャップとの間に配設されている。
【００１３】
第１０の態様は、前述のいずれかの態様において、プラグ本体を収容するエンクロージャであって、プラグ本体の端部の周りに空間を画成し、火炎核誘発間隙を囲むエンクロージャを備える。
【００１４】
第１１の態様は、第１０の態様において、エンクロージャは、流入の流れがキャップに衝突するように導くように構成された噴流路を含む。
【００１５】
第１２の態様は、前述のいずれかの態様の装置を含む内燃機関である。
【００１６】
第１３の態様は、内燃機関において混合気に点火する方法であって、点火プラグのプラグ本体の端部にある横断方向に延在するキャップに衝突するように内燃機関の主燃焼チャンバから混合気を受け取るステップであって、キャップは、中心長手方向軸線から半径方向に外れている脚部を含む支持体を介してプラグ本体から長手方向に離間し、支持体がキャップの周囲の周りで周辺開口部を画成し、支持体が半径方向に面する合計領域は周辺開口部の合計領域よりも小さい、混合気を受け取るステップと、周辺開口部を通って点火プラグの第１の点火体と第２の点火体との間の火炎核誘発間隙へ混合気の一部が流入することを許容しながら、横断方向に延在するキャップにより混合気を横断方向に偏向させるステップであって、第１の点火体及び第２の点火体は流入する混合気の方向でキャップに対向して配設された、混合気を横断方向に偏向させるステップと、火炎核誘発間隙内で混合気に点火するステップとを備える。
【００１７】
第１４の態様は、第１３の態様において、プラグ本体を収容しているエンクロージャは、プラグ本体の端部の周りの火炎核誘発間隙を囲む空間を画成し、混合気を受け取るステップは、チャンバ内に混合気を受け入れるステップを含む。
【００１８】
第１５の態様は、第１３の態様において、空間に受け入れられた混合気は、中心長手方向軸線に沿って横方向に延在するキャップに向かって、チャンバと主燃焼チャンバとを流体接続する噴流路により導かれる。
【００１９】
第１６の態様は、第１３の態様又は第１４の態様において、キャップはチャンバ内に配設されている。
【００２０】
第１７の態様は、第１２の態様乃至第１５の態様のいずれかにおいて、脚部は、支持体を構成する周方向に離間した複数の脚部からなる第１の脚部である。
【００２１】
第１８の態様は、第１２の態様乃至第１６の態様のいずれかにおいて、キャップは、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円盤形である。
【００２２】
第１９の態様は、第１２の態様乃至第１７の態様のいずれかにおいて、キャップは、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円錐台形である。
【００２３】
第２０の態様は、第１２の態様乃至第１８の態様のいずれかにおいて、第２の点火体はキャップに担持されている。
【００２４】
第２１の態様は、内燃機関であって、点火プラグの端部の周りに位置する第１の電極と、第１の電極に隣接した第２の電極と、点火プラグの端部で横断方向に延在する遮蔽部であって、周辺開口領域を画成する支持体に担持され、周辺開口領域は、周辺開口領域において支持体の半径方向に面する合計領域よりも大きい遮蔽部と、を有する細長い点火プラグを備える。
【００２５】
第２１の態様は、第２１の態様において、細長い点火プラグは概して中心長手方向軸線の周りに位置し、支持体は中心長手方向軸線から半径方向に外れている脚部を含む。
【００２６】
第２２の態様は、第２２の態様において、脚部は、支持体を構成する周方向に離間した複数の脚部からなる第１の脚部である。
【００２７】
第２３の態様は、第２２の態様又は第２３の態様において、遮蔽部は、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円盤形である。
【００２８】
第２５の態様は、第２２の態様乃至第２４の態様のいずれかにおいて、遮蔽部は、中心長手方向軸線に対して垂直な放射部を有する円錐台形である。
【００２９】
第２６の態様は、第２２の態様乃至第２５の態様のいずれかにおいて、遮蔽部は穿孔されていない。
【００３０】
第２７の態様は、第２２の態様乃至第２６の態様のいずれかにおいて、第２の電極は遮蔽部に担持されている。
【００３１】
第２８の態様は、第２２の態様乃至第２７の態様のいずれかにおいて、遮蔽部の横断方向の直径は、第１の電極の横断方向の直径よりも大きく、点火プラグの横断方向直径よりも小さい。
【００３２】
第２９の態様は、第２２の態様乃至第２８の態様のいずれかにおいて、第２の電極は、第２の電極と第１の電極との間に火炎核誘発間隙を画成するように第１の電極に隣接し、遮蔽部は、長手軸線方向における流れから火炎核誘発間隙を遮蔽する位置にある。
【００３３】
第３０の態様は、第２２の態様乃至第２９の態様のいずれかにおいて、第１の電極及び第２の電極は、点火プラグと遮蔽部との間に配設されている。
【００３４】
第３１の態様は、第２２の態様乃至第３０の態様のいずれかにおいて、点火プラグを収容するエンクロージャであって、点火プラグの端部の周りに空間を画成し、火炎核誘発間隙を囲むエンクロージャを備える。
【００３５】
第３２の態様は、第３１の態様において、エンクロージャは、流入の流れが遮蔽部に衝突するように導くように構成された噴流路を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】遮蔽キャップを含む内燃機関の一部の側面断面図である。
【００３７】
【図２Ａ】遮蔽キャップを含む第１の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００３８】
【図２Ｂ】例示のフローを示す第１の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００３９】
【図２Ｃ】第１の実施例の点火装置の一部の斜視図である。
【００４０】
【図２Ｄ】遮蔽キャップを含む第２の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００４１】
【図３】遮蔽キャップと周辺遮蔽部とを含む第３の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００４２】
【図４Ａ】遮蔽キャップを含む第４の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００４３】
【図４Ｂ】遮蔽キャップを含む第５の実施例の点火装置の一部の断面図である。
【００４４】
各種図面における同様の符号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
ここでの概念は、遮蔽キャップを有する点火装置（イグナイタ）を用いて行う、エンジンの燃焼チャンバ内の混合気への点火に関する。
【００４６】
図１は、例示の内燃機関１００の一部の断面を示す。例示の内燃機関１００は、往復動機関であり、ヘッド１０２、ブロック１２２及びピストン１０４を含んでいる。ピストン１０４は、ブロック１２２の内側のシリンダ内に配置されている。ピストン１０４は、エンジン稼働中にシリンダ内を往復運動することができる。主燃焼チャンバ１０６は、ヘッド１０２とピストン１０４との間のシリンダの内側に配置された容積部であり、ブロック１２２により区画されている。図１は、単一のピストン１０４を示しているが、内燃機関１００は、複数のピストン１０４を関連部品と共に有していてもよい。
【００４７】
例示の内燃機関１００は、吸気弁１１０を有する吸気路１０８と、排気弁１１４を有する排気路１１２とを含んでいる。吸気路１０８及び排気路１１２は、燃焼チャンバ１０６に隣接するヘッド１０２内にあり、吸気弁１１０及び排気弁１１４は、燃焼チャンバ１０６の壁の一部を形成する。エンジンの作動中、吸気弁１１０が開いて新鮮な混合気が吸気路１０８から燃焼チャンバ１０６へ充填されるようにする。他の例では、吸気弁１１０が空気のみを導入し、燃焼チャンバ内燃料噴射器が燃料を導入して燃焼チャンバ１０６内に混合気を形成する。燃焼の後、排気弁１１４が開き燃焼による残留物を燃焼チャンバ１０６から出して、排気路１１２中に排出する。ここに記載する概念は往復動内燃機関に関連して記載されているが、内燃機関の他の構成にも適用できよう。
【００４８】
例示の内燃機関１００は、例示のキャリア（担持体）１１６と、点火プラグ１２３とを含んでいる。キャリア１１６は、ヘッド１０２内に配置されており、ヘッド１０２へ螺着及び／又は他の方法で結合されている。いくつかの例では、キャリア１１６は、燃焼チャンバ１０６内に延在してもよく、燃焼チャンバ１０６の壁と面一であってもよく、燃焼チャンバ１０６の壁から凹んでいてもよい。例示の点火プラグ１２３は、例示のキャリア１１６内に収容され、螺着及び／又は他の方法でキャリア１１６に結合されている。キャリア１１６は、このようにして、点火プラグ１２３の周りに外側エンクロージャ（包囲構造体）を画成することになる。
【００４９】
点火プラグ１２３は、火炎核を誘発して燃焼チャンバ１０６内の充填物に点火するように構成された装置であり、例えば、スパークプラグ（点火栓）、レーザーイグナイタ、及び／又は他のタイプのイグナイタである。点火プラグ１２３は、概して中心長手方向軸線周りに位置している。例示の点火プラグ１２３は、第１の点火体と、第１の点火体に隣接した第２の点火体とを含んでおり、火炎核誘発間隙を画成する。場合によっては、第１の点火体及び第２の点火体は、中心長手方向軸線を中心に配置される。例示の点火プラグ１２３は、プラグ本体１２４と、プラグ本体１２４の端部にある例示の遮蔽キャップ１３０とを含む。キャップ１３０は、混合気の流れから火炎核誘発間隔を遮蔽するものであり、ここでの混合気の流れは、概して中心長手方向軸線の方向に向けられ、そうでないと火炎核誘発間隙に衝突して、火炎核を消失させてしまう傾向にある。
【００５０】
図１の例示の点火プラグ１２３とキャリア１１６とが「予燃焼チャンバ」型イグナイタとして作用し、そこでは副燃焼チャンバ１２０が火炎核誘発（すなわち第１の点火体及び第２の点火体と火炎核誘発間隙）を取り囲んでいる。副燃焼チャンバ１２０は、キャリア１１６の内側に画成された、囲まれたチャンバ又は空間である。副燃焼チャンバ１２０は、燃焼チャンバ１０６に隣接してはいるが、燃焼チャンバ１０６とは隔てられている。ある例では、副燃焼チャンバ１２０はヘッド１０２自体の内部に形成することができ、キャリア１１６を省くことができる。副燃焼チャンバ１２０は、点火プラグ１２３の一端の周りに画成されている。他の例では、副燃焼チャンバ１２０を、別体のキャリア１１６内ではなく、点火プラグ１２３と一体化することもできる（例えば、共通の又は結合したハウジング又はエンクロージャ（包囲構造体）内に）。副燃焼チャンバ１２０は、キャリア１１６及び点火プラグ１２３の中心長手方向軸線周りに線対称形状を有するように示されているが、他の例では、非対称形状であってもよい。副燃焼チャンバ１２０は内部ノズル部１２８を含み、この内部ノズル部１２８は、中央路１２６から点火プラグ１２３に向けて副燃焼チャンバを通って軸方向に延びている。内部ノズル部１２８は、噴流路として働き、混合気の結合流を、副燃焼チャンバ１２０を通して点火プラグ１２３内に軸方向に噴射する。場合によっては、副燃焼チャンバ１２０は、内部ノズル部１２８と内部チャンバとの間に軸方向に内部拡張部を含み、この拡張部の横断寸法は内部ノズル部１２８（の横断寸法）より大きい。点火プラグ１２３は、図１では予燃焼チャンバの構成における副燃焼チャンバ１２０に接続して記載されているが、その代替として、以下で検討するように、副燃焼チャンバ１２０を用いず、まさに主燃焼チャンバ１０６内に延在させることもできる。
【００５１】
例示のキャリア１１６は、分岐している噴流口１１８を含んでいる。各噴流口１１８は、外側端部を有し、外側端部は、キャリア１１６の外側で終結しており、名目上、燃焼チャンバ１０６の内部に位置している。各噴流口１１８の内側端部は、内部ノズル部１２８を通って副燃焼チャンバ１２０内に開口する中央路１２６に合流する。噴流口１１８は、１つでも２つ以上でもよく、線対称又は非対称な形状でキャリア１１６に配置することができ、中央路１２６から分岐している。場合によっては、噴流口１１８の少なくとも１つは、中心長手方向軸線に平行（正確に又は実質的に）又は中心長手方向軸線に垂直（正確に又は実質的に）である。場合によっては、噴流口１１８の１つは、中心長手方向軸線に一致する。場合によっては、噴流口１１８の少なくとも１つは、中心長手方向軸線に平行でも垂直でもない。噴流口１１８は、副燃焼チャンバ１２０と燃焼チャンバ１０６との間を、充填物、火炎、及び残留物が流れることを許容する。噴流口１１８と中央路１２６とは噴流路として働き、燃焼している混合気を副燃焼チャンバ１２０から発散火炎噴流中へ噴出し、発散火炎噴流中へ噴出したこの燃焼混合気は燃焼チャンバ１０６に達して燃焼チャンバ１０６内の充填物に点火する。噴流口１１８と中央路１２６はさらに、新鮮な混合気を主燃焼チャンバ１０６から点火プラグ本体１２４へ案内する。中央路１２６は、流れを、点火プラグ１２３に向けて副燃焼チャンバ１２０の中央に沿い内部ノズル部１２８を通って結合流に導く。
【００５２】
エンジン１００の作動時、ピストン１０４の圧縮作用により、低温（残留する燃焼ガスと比べて）で新鮮な混合気の一部が、燃焼チャンバ１０６から噴流口１１８を通って中央路１２６内へ強制的に流入する。中央路１２６は流入してくる混合気を受けて、混合気を結合流に合流させ、副燃焼チャンバ１２０の内部ノズル部１２８にその流れを導く。内部ノズル部１２８は、流入してくる低温の新鮮な充填物を、点火プラグ１２３のキャップ１３０の方に主に導く中央高速結合流中へ噴出させる。副燃焼チャンバ１２０は、主燃焼チャンバ１０６からすべての混合気を受け取る。他の例では、副燃焼チャンバ１２０は、副燃焼チャンバ１２０内に受け入れた燃料又は混合気の一部を供給する燃料供給装置を有することもできる。
【００５３】
図２Ａ及び図２Ｂは、例示の点火装置２００の各部の断面図である。図２Ｃは、例示の点火装置２００の点火プラグ１２３の詳細斜視図である。例示の点火装置２００は、エンジン１００等の内燃機関で用いることができる。図２Ａに示す点火装置２００は、キャリア１１６に収容される点火プラグ１２３を含む。点火装置２００は、さらに、副燃焼チャンバ１２０内に配設されたプラグ本体１２４の一端に存在するキャップ１３０を含む。キャップ１３０は、脚部１３８ａ、１３８ｂを含む支持体１３７によってプラグ本体１２４から長手方向に離れている。点火装置２００は、さらに、火炎核誘発間隙１３５を画成する第１の点火体１３６及び第１の点火体１３６に隣接する第２の点火体１３４を含む。実施によっては、第１の点火体１３６及び第２の点火体１３４は、プラグ本体１２４とキャップ１３０との間に配置される。実施によっては、第１の点火体１３６は、プラグ本体１２４に担持されている。実施によっては、第２の点火体１３４は、キャップ１３０に担持されている。実施によっては、点火体１３４及び点火体１３６の両方が、プラグ本体１２４に担持されている。実施によっては、点火体１３４及び点火体１３６の一方又は両方が支持体１３７に担持されている。実施によっては、点火装置２００は、２つ以上の点火体、すなわち３つの点火体、４つの点火体等を含む。場合によっては、点火体１３４及び点火体１３６は、Ｊ型隙間の構成である。実施によっては、第１の点火体１３４及び第２の点火体１３６の一方がレーザヘッドである。
【００５４】
キャップ１３０は、流入する長手方向の流れから火炎核誘発間隙を遮蔽するように構成されている。図２Ｂは点火装置２００を示し、矢印１５０ａ乃至１５０ｃが流れの一部を示している。例えば、先に説明したように、流入する流れは、内部ノズル部１２８からプラグ本体１２４に導かれた流入混合気であってもよい。図２Ｂの矢印１５０ａは流入する長手方向の流れを示す。キャップ１３０は、この流れが火炎核誘発間隙１３５に直接衝突しないように遮断する又は流れの方向を変える。方向を変えた流れを図２Ｂの矢印１５０ｂで示す。流入の流れから火炎核誘発間隙を遮蔽することにより、キャップ１３０は背後の乱流を少なくでき、火炎核誘発間隙１３５の周囲に静穏域を生成することができる。方向を変えた流れの第１の部分は、矢印１５０ｃに示す通り副燃焼チャンバ１２０内を再循環する。方向を変えた流れの第２の部分は、矢印１５０ｄに示す通り比較的低い流速で間隙１３５の周辺領域を再循環する。火炎核誘発間隙の周りの静穏域は火炎核消失の機会を減らして健全な火炎核の成長を可能にし、火炎核誘発間隔領域に対して新鮮な充填物を与えると共に残留物を取り除くことを可能にする。実施によっては、キャップ１３０を用いることにより、少ないレーザ出力で点火を可能にし、消失の機会を減らすことができる。
【００５５】
キャップ１３０は、横断遮蔽面を含む。キャップ１３０は、キャップ１３０の中心から周囲に径方向に延在している放射部１３２を有する。実施によっては、キャップ１３０は、中心長手方向軸線に垂直（正確に又は実質的に）な放射部１３２を有する円錐台形である。実施によっては、キャップ１３０の放射部１３２は、中心長手方向軸線に対して０度でも９０度でもない。キャップ１３０の形状はさらに、円盤形、半球形、円筒形、円錐形、角柱形、多角体形、不整形、その他の形、又はこれらの組み合わせであってもよい。実施によっては、キャップ１３０は孔設されていない。場合によっては、キャップ１３０の横断方向直径Ｄ１（図２Ｄに例示）は、第１の点火体１３６の横断方向直径Ｄ２（図２Ｄを参照）より大きく、点火プラグ１２３の横断方向直径Ｄ３（図２Ｄを参照）より小さい。場合によっては、比較的小型の点火プラグ１２３の場合、点火プラグ１２３の直径Ｄ３は、キャップの直径Ｄ１よりも小さい。このような構成により、キャップ１３０の直径Ｄ１の大きさは、火炎核誘発間隙１３５を衝突流から保護するのに十分であり、キャップ１３０がキャリア１１６を通って受入チャンバ（副燃焼チャンバ１２０、主燃焼チャンバ１０６、他のチャンバ等）に挿入され得るほど十分に小さい。
【００５６】
場合によっては、キャップ１３０の形状は、中心長手方向軸線の横方向へ空気力学的に導かれるように混合気の流入の流れを発生させ、増強させ、又は増幅させる形状である。流入混合気は、キャップ１３０から副燃焼チャンバ１２０内へ横方向に方向を変えることができる。方向を変えられた混合気の一部は、周辺開口部１３９（下記の通り）を通って火炎核誘発間隙１３５の周辺領域に入り、そこで点火される。方向を変えられた混合気の他の部分は、副燃焼チャンバ１２０の外側周囲のまわりを環状渦流で循環することもできる。例えば、副燃焼チャンバ１２０の壁は、内部ノズル部１２８からの流れの主要な方向に垂直（正確に及び／又は実質的に）に又は概して内部ノズル部１２８からの流れの主要な方向（すなわち流れの主要な方向に対向しない）に再流入するように、循環流を導くことができる。このように流れを再結合することは、流入する流れに実質的に対向しないので、内部ノズル部１２８から点火プラグ１２３に向かう流速を実質的に維持し、点火プラグ１２３の前にある残留物を一掃する。得られた循環は、副燃焼チャンバ１２０内に環状渦流を生み、副燃焼チャンバ１２０内に制御できる程度の乱流を起こす。循環流からの乱流は、副燃焼チャンバ１２０内で混合するために、炎誘発領域から副燃焼チャンバ１２０内に火炎を掃き出し、副燃焼チャンバ１２０内で混合気に点火する。また、中心流と渦流とが出会うことで、流れの混合が乱流を生み燃焼を加速させることができる。最終的に、環状渦流は、残留燃焼ガスを、火炎核誘発間隙１３５から離れた副燃焼チャンバ１２０内の循環の内部に閉じ込める。
【００５７】
プラグ本体１２４にキャップ１３０を接続する例示の支持体１３７は、キャップ１３０とプラグ本体１２４との間に延在する２つの脚部１３８ａ、１３８ｂを含む。例示の脚部１３８ａ、１３８ｂは、中心長手方向軸線から半径方向に外れている。他の実施において、支持体１３７は、１つ、３つ、６つ、その他の数など、異なる数の脚部を含むこともできる。実施によっては、支持体１３７は、半径方向に外れた複数の脚部を含む。例えば、支持体１３７は、円周方向に離れて位置する複数の脚部を含むことができる。実施によっては、異なる脚部が異なる位置や形状を有することができる。例えば、脚部は、各脚部間で同じ間隔で離れていたり、異なる間隔で離れて位置したりしてもよい。また、異なる脚部を異なる半径方向位置でキャップ１３０及び／又はプラグ本体１２４に接続してもよい。脚部は湾曲していたり、傾斜していたり、真直であってもよいし、不整形であってもよい。脚部は中心長手方向軸線に平行（正確に又は実質的に）であってもよいし、中心長手方向軸線に対して傾斜していてもよい。
【００５８】
支持体１３７は、キャップ１３０の周囲に周辺開口部１３９を画成する。例えば、図２Ａに示す支持体１３７は、脚部１３８ａ、１３８ｂによって分断された周辺開口部１３９を画成する。火炎核誘発間隙の周辺領域の大部分は、周辺チャンバ（例えば、図２Ａの副燃焼チャンバ１２０、図２Ｄの主燃焼チャンバ１０６）に開口している。例えば、脚部１３８ａ、１３８ｂの外面の領域は、支持体１３７により画成された周辺開口部１３９の領域より小さい。このため、充填物、火炎、及び残留物は、火炎核誘発間隙１３５と周辺チャンバとの間を流れることができる。火炎核は、キャップ１３０により衝突流から保護されているが、火炎核成長時は実質的には遮られていない。火炎核は成長して副燃焼チャンバ１２０まで届くことができ、副燃焼チャンバ１２０内で空気／燃料の燃焼を開始することができる。場合によっては、支持体１３７の径方向に面する全領域は、周辺開口部１３９の全領域より小さい。場合によっては、周辺開口部１３９の領域は支持体１３７の外向き面の全領域よりも広い。
【００５９】
図２Ｄに示す例示の点火装置２５０は、キャップ１３０が円盤形の物体であって、中心長手方向軸線に垂直（正確に又は実質的に）な放射部１３２を有すること、そして、キャップ１３０と火炎核誘発間隙１３５とを含む点火プラグ１２３の端部が燃焼チャンバ１０６内に配設されていることを除き、図２Ａ乃至図２Ｃの点火装置２００と実質的に同様である。点火装置２５０は副燃焼チャンバを含まない。このように、キャップ１３０は、開放されており、主燃焼チャンバとは異なる第２の圧縮チャンバを生成しない。点火装置２５０におけるキャップ１３０は、燃焼チャンバ１０６内からの衝突流から火炎核誘発間隙１３５を遮蔽する。例えば、キャップ１３０は主燃焼チャンバ１０６内のバルク流体フローから火炎核誘発間隙１３５を保護することができる。
【００６０】
図３は、例示の点火装置３００の一部分の断面図である。点火装置３００は、例示の周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂを含むことを除いて、図１及び図２に示す点火装置と実質的に同様である。点火装置３００は、脚部３０４ａ、３０４ｂによりプラグ本体１２４に支持されたキャップ１３０を含む。脚部３０４ａ、３０４ｂは、中心長手方向軸線に平行（実質的に又は正確に）である。周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、キャップ１３０の周りで半径方向に離間するものであり、キャップ１３０からプラグ本体１２４に向かって長手方向に延在している。周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、衝突流から火炎核誘発間隙をさらに遮蔽している。例えば、周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、横方向の流れから火炎核誘発間隙を遮蔽することができる。例示の点火装置３００は、２つの脚部３０４ａ、３０４ｂと２つの遮蔽部３０２ａ、３０２ｂとを示すが、他の実施では、もっと多くのあるいはもっと少ない脚部及び／又は遮蔽部を含むこともできる。実施によっては、周辺遮蔽部の一部又はすべてが、プラグ本体１２４からキャップ１３０に向かって長手方向に延在している。周辺遮蔽部は、平面、湾曲、傾斜、又は不整の各形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。実施によっては、周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、中心長手方向軸線に対して傾斜している。周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、中心長手方向軸線の周囲に等間隔又は不等間隔で離れて位置することもできる。周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、支持体の半径方向内側及び／又は支持体の半径方向外側に位置してもよい。実施によっては、周辺遮蔽部３０２ａ、３０２ｂは、異なる半径方向にずれている。実施によっては、一つの遮蔽部が、中心長手方向軸線の一部を部分的に囲むか、又は中心長手方向軸線を完全に囲んでいる。
【００６１】
図４Ａ、図４Ｂは、それぞれ、点火装置４００、４５０の断面図である。点火装置４００は、キャップ１３０が円錐形であり、キャップ１３０を支持する脚部４０２ａ、４０２ｂが、傾斜した形状で、プラグ本体１２４において比較的大きく半径方向に外れており、キャップ１３０において比較的小さく半径方向に外れていることを除き、本開示で先に述べた点火装置に実質的に同様である。脚部４０２ａ、４０２ｂの傾斜した形状及びキャップ１３０の円錐形は、横方向に火炎核誘発間隙から離れて接近する長手方向の流れの方向を変えやすくすることができる。点火装置４５０は、脚部４５２ａ、４５２ｂが火炎核誘発間隙に隣接して位置していることを除き、本開示で先に述べた点火装置と実質的に同様である。脚部４５２ａ、４５２ｂを火炎核誘発間隙の近くに配置することにより、脚部４５２ａ、４５２ｂは、さらに遮蔽を提供することができ、静穏域を閉じ込めることができる。このように、支持体とその脚部は、ここには示されないものも含む、異なる特徴を与えられる異なる方法で構成され、位置決めされ、又は形状とすることができる。
【００６２】
多数の実施例を述べたが、様々な変更がなされてもよいことが理解されるであろう。したがって、その他の例も以下の特許請求の範囲内である。
【符号の説明】
【００６３】
１００  内燃機関
１０６  主燃焼チャンバ
１１８  噴流口
１２０  副燃焼チャンバ
１２３  点火プラグ
１２４  プラグ本体
１２６  中央路
１２８  内部ノズル部
１３０  遮蔽キャップ
１３２  放射部
１３４  第２の点火体
１３５  火炎核誘発間隙
１３６  第１の点火体
１３７  支持体
１３８ａ、１３８ｂ  脚部
１３９  周辺開口部
２００、２５０、３００、４００、４５０  点火装置
３０２ａ、３０２ｂ  周辺遮蔽部
３０４ａ、３０４ｂ、４０２ａ、４０２ｂ、４０２ａ、４０２ｂ  脚部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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