(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス機関、ガソリン機関あるいはディーゼル機関における燃料・空気混合気のための点火装置であって、
該点火装置がグロープラグ（１０）として形成されており、点火源として使用されるグローペンシル（４）を備え、
保護スリーブ（１）が前記グローペンシル（４）を点火されるべき燃料・空気混合気から分離しており、
前記グローペンシル（４）が、前記保護スリーブ（１）の点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分（１１）を、発熱領域としての当該部分（１１）が燃料・空気混合気の点火に必要となる温度になるように熱する装置において、
前記保護スリーブ（１）の中で前記グローペンシル（４）は、加熱ポジション（１２）および熱による負荷がより小さいもう１つのポジション（１３）の、２つの異なるポジションをとることができることを特徴とする点火装置。
【請求項２】
前記グローペンシル（４）がキャリッジ（２）に固定されており、該キャリッジ（２）はアクチュエータ（３）によって前記グローペンシル（４）を、前記保護スリーブ（１）内において前記２つのポジション（１２，１３）の間で、前記保護スリーブ（１）の軸方向に移動可能にすることを特徴とする請求項１に記載の点火装置。
【請求項３】
前記キャリッジ（２）が軸方向において一方の端部で前記保護スリーブ（１）にかみ合い、もう一方の端部で進退自在に前記アクチュエータ（３）の中に進入することができ、前記グローペンシル（４）に電力が供給されなくなると即座に、前記キャリッジ（２）は、前記グローペンシル（４）を前記加熱ポジション（１２）から前記熱による負荷がより小さいポジション（１３）に移動させ、必要な際にはまた前記グローペンシル（４）に電力が供給された際には、該グローペンシル（４）を再び前記加熱ポジション（１２）へと移動させることを特徴とする請求項２に記載の点火装置。
【請求項４】
前記キャリッジ（２）を動かすために、前記アクチュエータ（３）が、ソレノイド、空気圧シリンダー、または電動機のいずれかとして形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の点火装置。
【請求項５】
前記保護スリーブ（１）が、ニッケル合金鋼で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項６】
前記保護スリーブ（１）が、酸化物分散合金鋼で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項７】
前記保護スリーブ（１）は、点火されるべき燃料・空気混合気と接触する外面（１１）すなわち発熱領域では、セラミック材でできているかあるいはセラミック材でコーティングされていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項８】
前記グローペンシル（４）が、窒化ケイ素セラミックスで作られていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項９】
前記グローペンシル（４）が、安定化ジルコニアまたは酸化物セラミックスを用いた繊維強化プラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の点火装置。
【請求項１０】
ガス機関あるいはガソリン機関、またはディーゼル機関における請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の点火装置の使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書きに記載のガス機関、ガソリン機関あるいはディーゼル機関における燃料・空気混合気のための点火装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス機関においては燃料・空気混合気が燃焼され、燃料・空気混合気はガス機関の少なくともひとつの点火装置によって点火される。従来技術から知られているガス機関においては、当該点火装置あるいは各点火装置は点火プラグとして作られており、当該点火プラグは分けられていない燃焼室あるいは主燃焼室から隔絶された予燃焼室の中に突き出ていて、燃料・空気混合気に燃焼室もしくは予燃焼室において点火する。その際点火のために高い点火エネルギーが必要とされ、その点火エネルギーはエンジン出力の増大で過度に上昇する。
【０００３】
特許文献１より、燃料・空気混合気の点火のために高い点火エネルギーを達成し得るガス機関が知られている。特許文献１のガス機関では燃料・空気混合気の点火は点火装置によって行われており、点火温度を達成させる点火装置のグロープラグが間接的もしくは直接的に、点火されるべき燃料・空気混合気もしくは点火されるべき燃料・空気混合気から出たガスと接触している。グロープラグはシールドもしくは保護スリーブを有しており、それらがグロープラグのグローペンシルを囲繞し、適当な隙間もしくは穴が開いている。その結果、やむを得ない空気循環による熱の放出を軽減し、グローペンシルの表面温度を上げることができる。それによりスタートの過程や部分負荷が少ない場合に、常にガスの自然点火温度に達し、また負荷がより大きい場合にはグロープラグの火力をゼロにまで落とすことができるようになり、結果、グロープラグの加熱コイルが熱によって常に負荷をかけられるわけではなくなるため、グロープラグの寿命を明らかに延ばすことができる。
【０００４】
さらに特許文献２より、燃焼室あるいは予燃焼室に突き出た少なくとも１つのグロープラグを有するガス機関が知られている。前記あるいは各グロープラグはグローペンシルの形をした点火源として使用される加熱素子を備え、スリーブ状の収容装置がグローペンシルを点火されるべき燃料・空気混合気と分けており、グローペンシルがそれぞれのスリーブ型の収容装置の点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分を収容装置もしくは保護スリーブの前記部分が燃料・空気混合気の点火に対して必要となる点火温度になるように熱する。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２１７９９６号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０５０４３５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このことから本発明は、寿命もしくは耐用年数をさらに飛躍的に増大させた新式のグロープラグを提供するという課題を有している。この課題は、請求項１に記載のグロープラグによって解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るガス機関あるいはディーゼル機関における燃料・空気混合気のための点火装置においては、点火装置はグロープラグとして形成され、点火源として使用されるグローペンシルを備えており、保護スリーブがグローペンシルを点火されるべき燃料・空気混合気から分離しており、グローペンシルはそれぞれの保護スリーブの点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分を、発熱領域としてのこの部分が燃料・空気混合気の点火に必要となる温度になるように熱する。また保護スリーブの中でグローペンシルは、加熱ポジションおよび熱による負荷がより小さいもう１つのポジションの、２つの異なるポジションをとることができる。これらの点からグロープラグの寿命は、従来技術と比べるとさらに飛躍的に延びる。電力が供給されていない状態でグローペンシルすなわち高精度の部品が発熱領域から退避されることにより、グロープラグの駆動の安全性が高まり、保守整備コストが下がる。グローペンシルの異なったポジションが動かない保護スリーブ内部にあることにより、その時々の予燃焼室の容積も圧縮比も変わることはない。
【０００７】
本発明に係るグロープラグにおいては、保護スリーブとグローペンシルとは別々の構成部材群として形成されている。このようにグローペンシルと保護スリーブとを分けて製造することが可能である。グローペンシルを保護スリーブの中に配置することも、また保護スリーブから取り外すことも可能である。グローペンシルあるいは保護スリーブが壊れた場合、それぞれ他の部材群を再利用することができる。
【０００８】
本発明が好ましく形成された場合、保護スリーブの壁厚は０．５から３ミリメートルの間、好適には０．８から１．５ミリメートルの間である。そして室温で保護スリーブの熱伝導係数が最大２０Ｗ／ｍＫ、好適には最大１５Ｗ／ｍＫである。更に保護スリーブは、１０００℃、特に１１００℃まで、好適には１２００℃まで耐熱性と耐食性を有する材料から作られている。
【０００９】
グローペンシルは好適には、窒化ケイ素セラミックスあるいは安定化ジルコニアまたは酸化物セラミックスを用いた繊維強化プラスチックで作られており、特にグローペンシルと保護スリーブとの間にわずかな隙間を有する係合がなされるように、保護スリーブの中に設置されている。
【００１０】
本発明の好ましいさらなる態様は、従属請求項と以下の説明によってもたらされる。本発明の実施例は図に関連して以下に詳述されるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。図に示されるのは、以下のとおりである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明は、ガス機関とりわけガソリン機関あるいはディーゼル機関のためのグロープラグに関するものである。本発明に係るグロープラグは燃焼室に突き出ており、燃料・空気混合気に点火する。その際燃焼室は非分離の燃焼室あるいは分離した燃焼室として形成されており、該燃焼室が主燃焼室と予燃焼室とに分けられている場合、グロープラグは燃焼室の予燃焼室に突き出ている。
【００１２】
図１と図２は本発明に係るグロープラグ１０の実施の形態を示している。該グロープラグは加熱装置として形成されたグローペンシル４を備え、該グローペンシルはスリーブ状の収容装置すなわち保護スリーブ１の中に配置もしくは設置されている。保護スリーブ１は、燃焼室内の腐食性の気体とグローペンシル４とを隔てている、もしくは分離している。
【００１３】
要約すれば燃料・空気混合気のための点火装置においては、点火装置はグロープラグ１０として形成され、点火源として使用されるグローペンシル４を備えており、保護スリーブ１がグローペンシル４を点火されるべき燃料・空気混合気から分離しており、そしてグローペンシル４はそれぞれの保護スリーブ１の点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分１１を、発熱領域としてのこの部分１１が燃料・空気混合気の点火に必要となる温度になるように熱する。保護スリーブ１内のグローペンシル４は、加熱ポジション１２および熱による負荷がより小さいもう１つのポジション１３という形で、２つの異なるポジション１２、１３をとることができる。
【００１４】
グローペンシル４は、燃料・空気混合気の点火に必要なエネルギーを熱出力の形態で備えている。グローペンシル４はその際加熱ポジションにおいて、保護スリーブ１の点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分、すなわち発熱領域１１を、当該領域において接する燃料・空気混合気の点火に必要な温度まで熱する。グローペンシル４は電気抵抗加熱装置として実現することができ、キャリッジ２に固定される。キャリッジ２は保護スリーブ１におけるグローペンシル４のガイドとなり、アクチュエータ３によって保護スリーブ１内において２つのポジション１２と１３の間で保護スリーブ１の軸方向に動くことが可能である。
【００１５】
キャリッジ２は軸方向において一方の端部で保護スリーブ１と係合し、もう一方の端部で進退自在にアクチュエータ３の中に進入することができる。グローペンシル４に電力が供給されなくなると即座に、キャリッジ２はグローペンシル４を加熱ポジション１２から熱による負荷がより小さいポジション１３に移動させ、必要な際にはまたグローペンシル４に電力が供給された際には、該グローペンシル４を再び加熱ポジション１２へと移動させる。
【００１６】
アクチュエータ３は、ソレノイド、空気圧シリンダー、または電動機のいずれかとして形成されている。
【００１７】
好適には保護スリーブ１は、冒頭部ですでに記述したように、熱伝導率の低い熱伝達物質で作られている。例えば保護スリーブ１はニッケル合金鋼あるいは酸化物分散合金鋼で形成され得る。
【００１８】
保護スリーブ１は好適には、壁厚が０．８から１．５ミリメートルの間である。点火されるべき燃料・空気混合気と接触する外面１１すなわち発熱領域では、保護スリーブ１は好適にはセラミック材でできているかあるいは、保護スリーブ１はセラミック材でコーティングされている。発熱領域１１の壁は通例、保護スリーブ１の他の部分の壁厚よりも薄く作られている。
【００１９】
材料を好適に結合させることにより、グロープラグ１０の全体の熱効率は最適化される。
【００２０】
言い換えれば、本発明に係るグロープラグ１０においては、グローペンシル４の形の加熱素子がキャリッジ２に載置されており、該キャリッジ２はグローペンシル４を、燃焼室あるいは予燃焼室に突き出た保護スリーブ１から一定の範囲で進退させる。保護スリーブ１から後退されるのは、機関が始動し、グローペンシル４の自発的なさらなる発熱がもはや必要なくなった後であり、グローペンシルは高熱の領域から、熱による負荷が実質的に減少したポジション１３に引き込まれる。グローペンシル４が再び加熱ポジション１２に就く必要が生じた場合、該グローペンシルは、加熱ポジション１２に達するまで保護スリーブの中に前進する。本発明に係るグロープラグの構成要素は、熱伝導率の低い熱伝達物質あるいは熱伝導率の低いその他の物質でできた固定された保護スリーブ１、キャリッジ２、駆動機３そしてもちろんグローペンシル４である。燃焼室に突き出た保護スリーブ１は、グローペンシル４によって内部から熱せられる。グローペンシル４は、キャリッジ２に載置されている。キャリッジ２は、グローペンシル４に電力が供給されなくなると即座に、グローペンシル４を加熱ポジション１２から熱による負荷のない最終ポジション１３に移動させるよう配置されている。キャリッジ２の操作は、好適にはソレノイドによって行われるが、空気圧シリンダーあるいは電動機によっても行われ得る。
【００２１】
図１と図２の本発明に係るグロープラグは、ガス機関においてもディーゼル機関においても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るグロープラグの概略図であって、グローペンシルが加熱ポジションにあることを示す図である。
【図２】図１に基づいた本発明に係るグロープラグの概略図であって、図１とは反対にグローペンシルが熱による負荷がより小さいポジションにあることを示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  保護スリーブ
２  キャリッジ、ガイド
３  アクチュエータ、駆動機
４  グローペンシル、加熱素子
１０  グロープラグ
１１  点火されるべき燃料・空気混合気と接触している部分、発熱領域
１２  加熱ポジション
１３  熱による負荷がより小さいポジション
【図１】
0004838289.tif 000002
【図２】
0004838289.tif 000003