(57)【要約】  空気／燃料混合気は、内燃機関の燃焼室から、第１の点火本体と第２の点火本体との間の火炎核発生間隙の周辺のエンクロージャに受け入れられる。エンクロージャで受け入れられた空気／燃料混合気は火炎核発生間隙に向けられる。その後、混合気は火炎核発生間隙内で点火される。
2015528875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において混合気に点火するシステムであって：
シェルを備えるプラグ本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体により担持される第１の点火本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体に担持され、前記第１の点火本体に隣接する第２の点火本体であって、前記第２の点火本体と前記第１の点火本体の間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備え、前記シェルの内部に含む流体の体積を超える容積を持つ、前記シェルの端部の周りにあるチャンバ、を画成するエンクロージャであって、前記チャンバは、前記噴流路を通って流入する流れを前記チャンバ内で循環させ、前記噴流路に隣接する前記流入する流れと再合流させ、前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記流入する流れの方向に向けるようになされた、エンクロージャとを備える；
点火システム。
【請求項２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え、前記チャンバは外側チャンバを備え；
前記システムは前記外側チャンバ内に内側エンクロージャをさらに備え、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体とを取り囲む内側チャンバを画成し、前記内側エンクロージャは、前記内側エンクロージャの前記噴流路を通って流入する流れを主に前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるようになされた噴流路を備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外側エンクロージャの噴流路は、流入する流れを前記内側エンクロージャに衝突させるよう方向付けて設けられた中央路を備え；
前記内側エンクロージャの前記噴流路は、前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを主に前記火炎核発生間隙に向けるよう方向付けて設けられた中央噴流路を備える；
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の点火本体は前記第１の点火本体を取り囲み、前記第１の点火本体を越えて軸線方向前方に延びる筒状部を備える；
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記内側エンクロージャは；
前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを前記第２の点火本体の外部に向け、前記内側エンクロージャ内でスワールを生じさせるようなされた周辺噴流路を備える；
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の点火本体は、前記間隙内の流れを後方に流れるようにし、前記間隙内の流れを前記周辺噴流路からの流れによる乱流から保護するよう構成された；
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記内側エンクロージャは円錐形であり、前記中央流路からの流れを横方向に転換させ前記外側チャンバの側壁に向けるようになされた；
請求項２乃至請求項６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記外側チャンバは、前記中央流路からの流れに前記外側チャンバ内で全体的に渦輪流を生じさせるとともに、前記外側チャンバ内で乱流を生じさせる形状を有する；
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記エンクロージャを備える筒状の収容ハウジングを備え、前記収容ハウジングは前記プラグ本体を収容してこれに結合し、前記内燃機関に結合するようになされている；
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の点火本体は切れ目のない連続チューブである；
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
内燃機関において空気／燃料混合気に点火する方法であって：
前記空気／燃料混合気を前記内燃機関の燃焼室から前記燃焼室に隣接するエンクロージャへ流入する空気／燃料混合気の流れとして受け入れるステップと；
前記エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を第１点火本体及び第２の点火本体へ向け、前記エンクロージャ内を循環させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れと再合流させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れに対し垂直な方向、又はほぼ前記流入する空気／燃料混合気の流れの方向に向けるステップと；
前記空気／燃料混合気に、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間の火炎核発生間隙内で点火するステップとを備える；
点火方法。
【請求項１２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャであり、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を、前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるステップは、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を前記外側エンクロージャ内の内側エンクロージャに衝突させるステップを備え；
前記内側エンクロージャに衝突する前記空気／燃料混合気を前記内側エンクロージャ内で受け入れるステップと、前記内側エンクロージャで受け入れた前記空気／燃料混合気を前記火炎核発生間隙へ向けるステップを備える；
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を内側エンクロージャに衝突させるステップは、燃焼残留物を、前記内側エンクロージャを通して流路の周りに移動させるステップを備える；
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内側エンクロージャに衝突させられた前記空気／燃料混合気に、前記外側エンクロージャ内で渦輪を生じさせるステップを備える；
請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記内側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を火炎核発生間隙に向けるステップは、前記内側エンクロージャの中央流路をで前記空気／燃料混合気を主に前記火炎核発生間隙に向けるステップを備え；
前記内側エンクロージャの周辺流路で前記内側エンクロージャに受け入れた前記空気／燃料混合気を前記第２の点火本体の外側の周りでスワールを生じさせるステップと；
前記火炎核発生間隙内の空気／燃料混合気を、前記第２の点火本体でスワールする空気／燃料混合気による乱流から保護するステップを備える；
請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記火炎核発生間隙内で空気／燃料混合気に点火することにより形成された火炎核を前記燃焼室から離して内側エンクロージャの後方へ移送するステップと；
前記内側エンクロージャの後方から前記内側エンクロージャの前方へ空気／燃料混合気に前記火炎核を用いて点火するステップと；
前記内側エンクロージャから前記外側エンクロージャへ燃焼する空気／燃料混合気を噴出して、前記外側エンクロージャ内の空気／燃料混合気に点火するステップと；
前記外側エンクロージャから前記燃焼室へ燃焼する空気／燃料混合気を噴出するステップを備える；
請求項１２乃至請求項１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間の火炎核発生間隙内で空気／燃料混合気に点火するステップは、前記内側エンクロージャ内の点火後で前記燃焼室内の点火前の前記内側エンクロージャ内の最大平均圧力と、前記内側エンクロージャへの流量面積の積が１２００バール−ｍｍ２以上となるようにするステップを備える；
請求項１２乃至請求項１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記燃焼室のラムダが１．８以上であり、前記内側エンクロージャに補助的な燃料は供給されない；
請求項１２乃至請求項１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
内燃機関であって：
プラグ本体と；
前記プラグ本体に担持される第１の点火本体と；
前記第１の点火本体に隣接して前記プラグ本体に担持される第２の点火本体であって、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備えるエンクロージャであって、前記噴流路を通って流入する流れの一部を前記エンクロージャ内で循環させ、前記噴流路を通る前記流入する流れと再合流させ、前記噴流路を通る前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記噴流路を通る前記流入する流れの方向に向けるようになされた、前記エンクロージャとを備える；
内燃機関。
【請求項２０】
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え；
前記外側エンクロージャ内に内側エンクロージャを備え、前記内側エンクロージャは噴流路を備え、前記第１点火本体及び前記第２の点火本体を取り囲む内側チャンバを画成する；
請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２１】
前記エンクロージャを備えて、前記プラグ本体を収容してこれに結合するようになされた、筒状の収容ハウジングを備える；
請求項１９又は請求項２０の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項２２】
前記外側エンクロージャの前記噴流路は前記内燃機関の燃焼室からの空気／燃料混合気を前記内側エンクロージャに衝突させ、燃焼残留物を隣接する前記内側エンクロージャから追い出すようになされている；
請求項２０乃至請求項２２の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項２３】
前記内側エンクロージャの前記噴流路は：
空気／燃料混合気を主に前記火炎核発生間隙に向けるようになされている中央噴流路と；
空気／燃料混合気を主に前記第２の点火本体の外側に向けるようになされている周辺噴流路を備える；
請求項２０乃至請求項２３の何れか一項に記載の内燃機関。
【請求項２４】
内燃機関であって：
少なくとも一つのヘッドと；
ブロックと；
前記ブロック内のシリンダ内に配置された少なくとも一つのピストンであって、燃焼室が前記ヘッドと前記ピストンの一つとの間のシリンダ内に配置され、前記ブロック内にある少なくとも一つのピストンと；
請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の内燃機関内の混合気に点火する少なくとも一つのシステムであって、前記ヘッド内に配置される前記システムを備える；
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
この出願は、米国で２０１３年６月１０日に出願された米国特許出願第１３／９１３，８４０号に基づいており、その全内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
【技術分野】
【０００２】
天然ガス等の気体燃料で作動するエンジンは、一般に、希薄混合気が供給される。希薄混合気は、燃焼のための化学量論量を超える過剰空気を含む、空気と燃料の混合気である。希薄燃料混合気は、失火、不完全燃焼、低燃費等の燃焼不良をもたらすことが多い。燃焼を改善する努力をしても、結果としてデトネーション（異常燃焼、ノッキング）を招いたり、高エネルギースパークを用いることとなり、スパークプラグの寿命を短くしたりする。こうした事象を招く一つの要因として、従来のスパークプラグでは、作動中のエンジンのシリンダ内で希薄燃料混合気の点火を効果的かつ一貫して行う能力が低いことが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】図１は、副室内の予燃焼チャンバ点火プラグを含む内燃機関の一部の側面断面図である。
【０００４】
【図２】図２は、一の実施例である予燃焼チャンバスパークプラグの一部の片側断面図である。
【０００５】
【図３Ａ】図３Ａは、一の実施例である予燃焼チャンバ点火プラグと副室の一部の片側断面図であって、点火前の予燃焼チャンバと副室への流入を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、一の実施例である予燃焼チャンバ点火プラグと副室の一部の片側断面図であって、点火後の予燃焼チャンバと副室への流出を示す図である。
【０００６】
【図４Ａ】図４Ａは、点火プラグ及び副室の別の例の片側断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、端部キャップが無い例を示す片側断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、点火プラグ及び副室の別の例の片側断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、点火プラグ及び副室の別の例の片側断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、副室内に延びる点火装置の点火本体を示す図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、点火プラグ及び副室の別の例の片側断面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、点火プラグ及び副室の別の例の片側断面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、スロットが形成されたディスク型端部キャップの斜視図である。
【０００７】
【図５】図５は、一の実施例であるプラグ担体の一部を示す外観斜視図であり、複数の開口を示す図である。
【０００８】
【図６】図６は、一の実施例であるＭ１８サイズの点火プラグにおける、クランク角に対する主燃焼室内及び点火プラグ内の平均圧力を示すグラフである。
【０００９】
上記図面における同様の符号は同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここに記載する概念は、副室を用いてエンジンの燃焼室内の空気／燃料混合気を点火することに関する。
【００１１】
図１は、一の実施例である内燃機関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（エンジン本体）１２２及びピストン１０４を含む。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る。ピストン１０４は、エンジンの作動中、シリンダ内を往復動することができる。燃焼室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。
【００１２】
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とを含む。吸気路１０８及び排気路１１２は燃焼室１０６に隣接するヘッド１０２内にあり、吸気弁１１０及び排気弁１１４が燃焼室１０６の壁の一部を形成する。エンジンの作動中、吸気弁１１０が開いて新鮮な空気／燃料混合気が吸気路１０８から燃焼室１０６へ充填される。他の例では、吸気弁１１０が空気のみを導入し、燃焼室内燃料噴射器が燃料を導入して燃焼室１０６内に空気／燃料混合気を形成する。燃焼の後、排気弁１１４が開き燃焼による残留物を燃焼室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。
【００１３】
例示の内燃機関１００は、一の実施例である点火プラグ担体１１６ハウジングと、点火プラグ１２４とを含む。点火プラグ担体１１６はヘッド１０２内に配置された筒状ハウジングであり、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、点火プラグ担体１１６は燃焼室１０６内に延在してもよく、燃焼室１０６の壁と面一であってもよく、燃焼室１０６の壁から凹んでいてもよい。例示の点火プラグ１２４は例示の点火プラグ担体１１６内に収容され、螺着及び／又は他ほかの方法で担体に結合される。担体１１６はこのようにして、点火プラグ１２４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。
【００１４】
副室１２０は、担体１１６内の外側チャンバであり、燃焼室１０６に隣接するがこれとは別体である。いくつかの例では、副室１２０をヘッド１０２自体に形成可能であり、担体１１６をなくすことができる。また、副室１２０は点火プラグ１２４の内部にも隣接するがこれとは別体である。他の例における副室１２０は、別体の担体にではなく、点火プラグ１２４に一体化することができる（例えば共通の又は結合されたハウジング又はエンクロージャ内で）。副室１２０は担体１１６と点火プラグ１２４との中心線に対称な形を有して示されるが、他の例では非対称形であってもよい。図中、副室１２０の最大横方向内側寸法（例えば直径）は点火プラグ１２４及びシェル（外殻）の最大横方向内側寸法より大きい。また、副室１２０の内部容積はプラグ１２４の流体収容容積より大きい。ある例では、副室１２０の内部容積を、プラグ１２４の流体収容容積の１０倍、２０倍又は３０倍もの容積にすることができる。
【００１５】
例示の点火プラグ担体１１６は開口１１８を含む。開口１１８は担体１１６の外部で終端を成す外端部を含み、公称的に言えば、燃焼室１０６の内側に配置される。開口１１８の内端部は、副室１２０に開口する中央流路１２６へ収束する。開口１１８の数は１つ以上とすることができ、中央流路１２６から発散的に分岐して担体１１６に対称又は非対称のパターンで配置することができる。開口１１８により、充填物、火炎、及び残留物を副室１２０と燃焼室１０６との間に流すことができる。以下、詳細に検討するように、副室１２０内の空気／燃料混合気が点火された後、開口１１８及び中央流路１２６は噴流路として作動し副室１２０からの燃焼している空気／燃料混合気を噴出して発散（広がる）噴流炎とし、噴流炎は燃焼室１０６の奥深くに達して燃焼室１０６内の充填物に点火する。また、開口１１８と中央流路１２６は、燃焼室１０６からの新鮮な空気／燃料混合気をプラグ１２４中に噴出する。中央流路１２６はその流れを、副室１２０の中央に沿う集約した流れとして噴出し、それを主として点火プラグ１２４へ向ける。
【００１６】
点火プラグ１２４は、燃焼室の充填物に点火するための火炎核を発生するように構成された装置であって、スパークプラグ、熱面点火装置、レーザ点火装置及び／又は他のタイプの点火装置等がある。図１のプラグ１２４は、火炎核発生位置を取り囲む内側チャンバを画成するエンクロージャを含む点で「予燃焼チャンバ」タイプのプラグである。このエンクロージャ自体は副室１２０中で囲まれるため、内側エンクロージャである。しかし、点火プラグ１２４は、オープンエンドプラグを含め、他の構成も可能である。また、スパーク面は、フロー制限端部キャップがあってもなくても、点火プラグ用キャビティ（空洞）内に収容したり、副室１２０内に延在させたりしてもよい。
【００１７】
図２は、プラグ１２４として使用できる一の実施例である点火プラグ２００の断面図である。他の構成の点火プラグも使用できる。
【００１８】
例示の点火プラグ２００は細長く、長手方向縦の中央軸線２０６を中心とする。例示の点火プラグ２００において、中央点火本体２０８は長手方向の軸線２０６に沿って延びており、プラグ本体又はベース２１２からさらに延びている。例示の点火プラグ２００における第２の点火本体２１０は筒状であり、シェル２１４の内部に配置される。点火プラグがスパーク（火花点火）プラグである例では、ベース２１２は絶縁体であり、中央点火本体２０８及び第２の点火本体２１０は、両点火本体間の最も狭いポイントでスパーク間隙（即ち、点火が始まる部位の点火間隙）を形成する２つの電極である。点火プラグが熱面点火装置である例では、中央点火本体２０８及び第２の点火本体２１０の何れか又は両方が、両点火本体間の間隙に火炎核を発生させる熱面となる。
【００１９】
筒状の点火本体２１０は中央点火本体２０８を囲み、中央点火本体２０８の端部を越えて軸線方向前方に延びる筒状部分を有する。この筒状部分は速度コントロールチューブ２２４を形成する。速度コントロールチューブ２２４は筒状構造であり、図２では、中央点火本体２０８の端部を越えて延びていることが示されている。速度コントロールチューブ２２４は、流れを集め、この集めた流れを、中央点火本体２０８と筒状点火本体２１０との間の火炎核発生間隙（即ちスパーク間隙）へ向けるように構成される。速度コントロールチューブ２２４及び筒状点火本体２１０は、円筒形、多角形、又はその他の形状にすることができる。中央点火本体２０８の形状も同様に、円筒形、多角形又はその他の形状である。また、点火本体は軸線方向の長さに沿って様々な形状をとることができる。筒状の点火本体２１０と中央点火本体２０８とは同一形状であっても、互いに対応する形状であってもよく、またそうでなくてもよい。また、速度コントロールチューブ２２４及び筒状の点火本体２１０は両方とも切れ目がなく連続していることが示されているが、切れ目のないことが必要なのではない。ある例では、筒状の点火本体２１０は中央点火本体２０８の周りに集中するが接触しない全体的に筒形を形成する複数の接地電極から形成され得る。点火本体の他の配置（即ち中央点火本体を囲む筒状の点火本体以外）はここに記載する概念の範囲内にあり、Ｊ型の点火本体を有する標準のＪ間隙プラグも含まれる。また、点火本体（筒状、Ｊ型又はその他）は速度コントロールチューブ２２４を備えていてもいなくてもよい。
【００２０】
プラグ２００はエンクロージャの一部であるシェル２１４を含む。シェル２１４は、火炎核発生間隙の前にある前方領域２１８と、火炎核発生間隙の後ろにある後方領域２１６とを含む、流体収容容積部であるプラグ２００の予燃焼チャンバを画成する。シェル２１４はベース２１２に取り付けられ、端部キャップ２０４即ちノズルを保持するが、後述するように、端部キャップ２０４無しで機能するものであってもよい。端部キャップ２０４はエンクロージャの別の部分と、点火プラグ２００の前方領域２１８の前端とを構成する。ある例では、端部キャップ２０４は、図示のようにシェル２１４に別体の部品として取り付けられるのではなく、シェル２１４と一体化してもよい（単一部品として形成）。シェル２１４及び端部キャップ２０４は、（後述するように）副室１２０内の再循環を容易にするため、副室１２０に突出する雄型円錐形を画成する。他の例では、端部キャップ２０４の形状が平坦であっても、ドーム型であっても、その他の形状であってもよい。端部キャップ２０４は中央開口２２２と複数の周辺開口２０２を有する。中央開口２２２は、前方領域２１８へ流入する流れを主に速度コントロールチューブ２２４の内部及び火炎核発生間隙に向けるよう構成される。周辺開口２０２は、予燃焼チャンバへ流入する流れを主に筒状の点火本体２１０の外側に向け、予燃焼チャンバ周りにスワールを生じさせるように構成される周辺噴流路である。このように、ある例では、中央開口２２２は軸線方向に向けられて長手方向の軸線２０６と一直線となり、周辺開口は長手方向の軸線２０６に対し平行でも垂直でもない。各周辺開口２０２は同じ大きさ（即ち、同じ断面流量面積を有する）であっても異なる大きさであってよい。同様に、中央開口２２２も周辺開口２０２と同じ大きさであっても異なる大きさであってもよい。以下、詳細に検討するように、予燃焼チャンバの充填物が点火された後、開口２０２、２２２は噴流路として作動し燃焼している空気／燃料混合気を予燃焼チャンバから噴出して噴流炎とし、噴流炎は副室１２０の奥深くに達して副室１２０内の充填物に点火する。点火前には、開口２０２、２２２は噴流路として作動して副室１２０からの新鮮な空気／燃料混合気を噴出して予燃焼チャンバへの噴流にする。
【００２１】
筒状点火本体２１０は、図示のようにシェル２１４の内部側壁に取り付けられたディスク２２０に支持されている。他の例では、筒状点火本体２１０を、予燃焼チャンバの後方端部から延びる１つ以上の脚で支持することもできる。その他の構成もここに記載の概念に含まれる。
【００２２】
図３Ａ及び図３Ｂは例示の点火プラグ２００と例示の副室１２０の一部を示す。図３Ａでは、空気／燃料混合気の点火の前に副室１２０及び点火プラグ２００に流入する流れを矢印で示す。図３Ｂでは空気／燃料混合気の点火の後の点火プラグ２００及び副室１２０から流出する流れを矢印で示す。
【００２３】
エンジン作動中、ピストン１０４の圧縮作用は、（残留する残留物燃焼ガスに対して相対的に）低温の新鮮な空気／燃料混合気の一部を燃焼室１０６から副室１２０へ開口１１８及び中央流路１２６を通して流すようにする（図３Ａ）。中央流路１２６は、流れを副室に向けるノズルとして、いくつかの例では集束ノズルとして作動する。よって、例えば、中央流路１２６は開口１１８の組み合わされた流量面積以下の断面流量面積を有する。中央流路１２６は、流入する低温の新鮮な充填物を噴出して中央の高速流とし、この中央の高速流は主に端部キャップ２０４に衝突するよう向けられ、プラグ２００の中央開口２２２及び周辺開口２０２に流れる。中央の流れは副室１２０の他のどの場所の流れより速度が速く、残留燃焼ガスを、点火プラグ２００及びその開口２０２、２２２の前から排除して、低温の新鮮な空気／燃料混合気を前方領域２１８及び火炎発生間隙に供給する性向がある。副室１２０に入る新鮮な空気／燃料混合気の一部は予燃焼チャンバに入らず、副室１２０内を循環し点火プラグ２００の前から押しのけられた残留物を捕捉して点火プラグ２００の端部から離れた循環ループに入れる（図３Ａ）。
【００２４】
副室１２０の内部壁は、流入する流れの一部を副室１２０内の渦輪（トロイダル渦又はドーナツ形渦）へ向けるように構成される。点火プラグ２００の入口に隣接する副室１２０の上端は副室１２０の側壁に至る滑らかなカーブで移行する壁を有する。点火本体２１０に収容されずに点火プラグ２００に衝突又は停滞する中央流路１２６からの流れは、点火プラグ２００の円錐形の端部により横方向に逸らされ、上壁部及び副室１２０の外周の周りの側壁に至る滑らかなカーブにより渦輪となって循環するよう導かれる。点火プラグ２００の円錐形の端部、及び側壁に至る滑らかなカーブは、流れの分離と、この渦輪を形成する際の他の流れの乱流とを減らすように構成される。ある例では、上端壁はプラグ２００及び副室１２０の中央軸線に垂直であり、側壁の外周の周りへ流れを導くが、別の形状であってもよい。側壁は滑らかなカーブで副室１２０の下端部へ移行する。下端部の壁は、循環する流れを方向転換し、逆に上方に流れるように促進する方法で、中央流路１２６からの流れへ誘導する。例えば、壁は循環する流れを導き、流れの主方向に（精確に及び／又は実質的に）垂直に、又は流路１２６からの流れのほぼ主な方向（即ち、流れの主方向に反対ではない方向）で流路１２６からの流れに再流入させる。この方法で流れを再合流させることは流入する流れに実質的に逆ではないので、中央流路１２６から点火プラグ２００への流れの速度を維持する。この維持された速度は、実質的にプラグ２００の前の残留物を一掃して点火プラグ２００に低温の新鮮な空気／燃料混合気を供給する。ある例では、下端壁は中央軸線に垂直であり、循環する流れを（精確に又は実質的に）垂直方向に向けて中央流路１２６からの流れに流入させる。他の例では、壁は中央軸線及び中央流路１２６からの流れの主な方向に対してゼロではない角度を有する（及び流れをゼロではない角度で導く）。得られた循環は、副室１２０内に制御される程度の乱流をもたらす、副室１２０内の流れの渦輪を生成する。また、中央の流れと渦流が合流するので、両流れの混合により乱流が生成される。最終的に、渦輪は残った燃焼ガスを副室１２０内の循環内に閉じ込め、点火プラグ２００から離す。
【００２５】
点火プラグ２００はその端部に配置された窪み（即ち椀部）を有する。点火に先立ち、窪みは点火プラグ２００から離れる横方向の流れを部分的にブロックすることにより端部キャップ２０４の外側で、衝突する中央流れを集め、この領域でより高い圧力を生成する。より高いこの圧力は、中央流れの高い速度と一緒になって中央の流れを点火装置前方領域２１８へ送りやすくし、副室１２０における一般的な圧力より高い圧力を予燃焼チャンバ内で生成する（予燃焼チャンバ内の圧力は依然として燃焼室１０６の圧力より低いことに留意）。プラグ２００に衝突する空気／燃料混合気は中央開口２２２及び複数の開口２０２を通って点火装置前方領域２１８に流入する。中央開口２２２は空気／燃料混合気を主に速度コントロールチューブ２２４の内部に向け、速度コントロールチューブはその流れを中央点火本体２０８と筒状点火本体２１０との間の火炎核発生間隙内に向ける。速度コントロールチューブ２２４は（中央点火本体２０８から離れる横方向の流れをブロックすることにより）中央開口２２２からの流れを集め、チューブ２２４の内部の流れを停滞させ、チューブ２２４の外側の周りの圧力及び筒状の点火本体２１０の出口における圧力より高い圧力を生成する。中央開口２２２からの流れの速度は圧力差と共に、速度コントロールチューブ２２４及び筒状点火本体２１０に導かれて火炎発生間隙を通り後方室２１６に向かう、後方の優先的な速度の流れを生成する（図３Ａ）。この火炎発生間隙を通る流れは前回の燃焼で生じた残留物を後方に追いやって火炎発生間隙領域の外へ出し、残留物を効果的に一掃して火炎発生間隙に新鮮な空気／燃料混合気の正常な供給を提供する。残留物を（端部キャップから離れるように）後方に追いやって火炎発生間隙から出すことは、ある例では、非常に低い変動係数（ＣＯＶ）をもたらすことができる。
【００２６】
火炎発生間隙内の空気／燃料混合気は火炎核発生間隙内で点火される（例えば、中央点火本体２０８と筒状点火本体２１０との間のスパークアーク、中央点火本体２０８及び／又は筒状点火本体２１０の熱面、及び／又は他の方法による）。間隙内の空気／燃料混合気の速度により、最初の火炎核が後方領域２１６に移送される。火炎発生間隙から火炎核を後方領域に移動させることは、ある例においては、核が迅速に火炎発生表面から移動するという理由と、中央開口２２２からの流れが低温の（燃焼物より低温の）空気／燃料混合気の一定の源であるという理由の両方により、点火本体の火炎発生表面の温度を下げることができる。火炎発生表面の温度を下げることにより、火炎発生プラグの寿命を縮める主因である、高温の酸化環境下における火炎発生表面の高温酸化を減らすことができる。また、火炎核を火炎発生間隙から除去することは、成長する火炎核に対する点火本体２０８、２１０の急冷効果を下げ、よってより強い核及び健全な燃焼を促進する。
【００２７】
周辺開口２０２は流入する空気／燃料混合気にスワール（渦巻き）運動を導入し、流れを、主に筒状点火本体２１０及び速度コントロールチューブ２２４の外側に向ける。従って、スワールを持つ空気／燃料混合気は速度コントロールチューブ２２４及び筒状点火本体２１０の外側を通って後方室２１６へ流れ、後方室２１６で火炎核により点火される。速度コントロールチューブ２２４及び筒状点火本体２１０は、火炎発生間隙の流れを遮蔽し、核が出来上がり筒状点火本体２１０の後方から出るまで、外側の流れを囲むスワール運動による流れの乱流から保護するよう作用する。空気／燃料混合気のスワール運動により生じる乱流は、空気／燃料混合気を点火装置前方領域２１８で消費する前に大部分を後方室２１６で消費しながら、後方室２１６の周りに成長する火炎核を分配する。これは空気／燃料混合気の燃焼が後方室２１６から点火装置前方領域２１８に進む時、点火装置前方領域２１８内の圧力の急速な上昇をもたらす。ある例では、点火装置前方領域２１８内の空気／燃料混合気の燃焼による平均最大圧力上昇は１５バールを超え、ある例では、点火前の燃焼室の平均最大圧力を上回ること２０バール又は３０バールを超える。そのような圧力は、点火の予燃焼チャンバ又は副室１２０への燃料供給又は燃料濃縮を行わずに達成できる。燃焼により予燃焼チャンバで生じた増加圧力は、燃焼する空気／燃料混合気を火炎として開口２０２、２２２から噴出させ、副室１２０に入るようにする（図３Ｂ）。前方領域２１８での空気／燃料混合気の燃焼の間、エンクロージャは成長する火炎を副室１２０及び燃焼室１０６の乱流（及び比較的静止度の低い流れパターン）から保護する。
【００２８】
副室１２０は流れが火炎源を保護するよう制御され、火炎が燃焼室１０６の乱流から保護されて成長できる大きな容積を提供する。火炎が副室１２０に噴出されると、副室１２０内の渦流及び乱流が燃焼を促進し、副室１２０の周りに成長する火炎を分配する。副室１２０内の成長する火炎により発生した増加圧力は、火炎を開口１１８から噴出させ、燃焼室１０６に流入させる。副室１２０内の火炎により発生したより大きな噴流炎は、点火開口２０２、２２２から噴出する噴流炎に比べて、燃焼室１０６内の空気／燃料混合気のより速く、より完全な燃焼を生じさせる。
【００２９】
可燃燃料が開口１１８のみを通して流入する、受動的に燃料が供給される副室１２０を示しているが、他の例では、副室１２０に対して、搬送チューブを介して混合気を濃縮するための副室１２０又は予燃焼チャンバスパークプラグ容積部への燃料の能動的な注入を含めるようにすることができる。しかし、多くの例では、副室内の乱流発生は、副室での急速燃焼及び高い圧力上昇を達成するのに燃料供給又は燃料濃縮が不必要な、十分に速くて乱流が強化された燃焼を発生させるのに十分である。
【００３０】
とりわけ、点火は、火炎核の後方室領域２１６への流れ、及び火炎が点火装置前方領域２１８、そして副室１２０を通って燃焼室１０６に戻る流れにより遅延され得る。この点火遅延時間の増加が、より完全な燃焼をもたらすため、このプロセスは再現性が高く、変化が少なく、よってより低いＣＯＶを得ることができる。点火における遅延の更なる利点は、シリンダ圧力が、点火遅延の無い場合よりも低い時に、火炎発生が燃焼サイクルにおいてより早くに開始できることである。シリンダの圧力がより低い時に火炎発生を開始することは点火プラグ２００の火炎発生表面の寿命を延ばす。シリンダ圧力が低いほど、火炎発生の開始に必要な電圧は低く、パワーが小さいほど、スパーク表面の腐食（又は浸食）は少なくなる。いくつかの実施において、火炎発生は従来の火炎発生プラグより１０から１２°早いクランク角で開始することができる。
【００３１】
図４Ａから図４Ｇは点火プラグ１２４として使用可能ないくつかの他の実施例である点火プラグと、副室のいくつかの他の実施例の断面図である。以下の記載を除き、追加の実施例である、図４Ａから図４Ｇの点火プラグ及び副室は、実質的に図１から図３の実施例と同様であり、同様に作動する。
【００３２】
例示の点火プラグの構造はそれぞれ端部において僅かに異なる。図４Ａは点火プラグの中央線に収束する複数の集束開口４０２を有する端部キャップを示す。点火後、開口４０２は予燃焼チャンバからの燃焼する空気／燃料混合気を噴出して発散する噴流炎とし、噴流炎が副室４２０の奥深くに達して副室４２０内の充填物に点火する噴流路として作動する。点火前に、開口４０２は低温の新鮮な空気／燃料混合気の流れを集束して主に筒状本体２２４に向けられる噴流にする。開口４０２の外側開口は点火プラグの一端の椀部内にあり、新鮮な空気／燃料混合気が点火装置前方領域２１８に入るのを容易にする。周辺開口を含んでいても、なくしてもよい。
【００３３】
図４Ｂは、端部キャップが無く、開口端を有する点火プラグを示す。シェル２１４は点火プラグの内部にキャビティを画成するが、キャビティは囲い込まれていない。開口端は、点火前に前方領域２１８及び筒状本体２２４に直接流入する低温の新鮮な空気／燃料混合気に対して実質的に流れを制限しない。上述のように、十分に高い圧力が流入する流れを拒絶して、一部を横方向に向けなおして副室４２０内に渦輪を発生させるまで、流入する新鮮な充填物が前方及び後方領域２１８、２１６内の圧力を高める。（ここに記載する本構成又は他の構成の）いくつかの例では、中央点火本体２０８の周りの筒状本体２２４及び筒状点火本体２１０を保持する径方向のスポークに傾斜をつけたり又は角度をつけたりすることにより、後方室２１６内にスワールを誘発させることができる。スワールは、結果として副室４２０内の充填物に点火する点火プラグ内の空気／燃料混合気の急速かつ完全な燃焼を容易にする特定された程度の乱流を提供する。
【００３４】
図４Ｃは、副室の中央流路１２６から流入する流れに対し雌型の集束円錐を与える端部キャップ４０４を有する点火プラグを示す。円錐形端部キャップ４０４は単一の中央開口を画成するが、周辺開口を設けても設けなくてもよい。点火前、円錐形端部キャップ４０４は、低温の新鮮な空気／燃料混合気を集束して予燃焼チャンバ内に噴出する噴流路であり、空気／燃料混合気の大部分は主に筒状本体２２４に向けられる。円錐形端部キャップ４０４はまた、流入する新鮮な充填物の一部を横方向に向けて副室４２０内を再循環させる。点火後、中央開口は、予燃焼チャンバ内に存在する火炎を副室４２０の奥深くへ噴出し、副室４２０内の空気／燃料混合気に点火する噴流路である。図４Ｄに示すように、他の例では、端部キャップ４０６は副室４２０の中央流路１２６から流入する流れに対する雄型の発散型（広がる）円錐を与える。
【００３５】
図４Ｅは、副室４２０内に延びる点火本体２０８、２１０を有する点火プラグを示す。筒状本体２２４は副室４２０の中央流路から流入する新鮮な充填物の一部を筒状本体２２４の外側及び横方向に向けて再循環させ、副室４２０内に渦輪を生成する。筒状の点火本体２１０はベース２１２へ向けて後方に延在させることができ、残留物（点火前）及び火炎核（点火後）を放出するための横方向の孔を有する、又はベースへ向けて後方に延在する１つ以上の間を隔てた脚を有することができる。
【００３６】
図４Ｆは、端部キャップとしてのスロット付ディスク４１０を有する点火プラグを示す。スロット付ディスク４１０の一例を図４Ｈに示す。ディスク４１０は流入する低温の新鮮な空気／燃料混合気を筒状体２２４に向ける中央開口を有する。ディスク４１０は中央開口を囲む複数のスロット又は孔も有する。スロットに傾斜をつけて、または角度をつけて、流入する新鮮な充填物内にスワールを発生させる。点火後、スロット及び中央開口は、予燃焼チャンバからの燃焼する空気／燃料混合気を噴出して噴流炎とし、噴流炎が副室４２０の奥深くに達して副室４２０内の充填物に点火する噴流路となる。流入する新鮮な充填物の一部はディスク４１０により横方向に向けられて副室４２０に入り、再循環して渦輪を生成する。図４Ｇは、開口端と、筒状本体２２４および筒状点火本体２１０を支持するスロット付ディスク４１０とを備える点火プラグを示す。
【００３７】
図４Ａから図４Ｇを参照すると、例示の副室４２０は、図３のように僅かなテーパがつけられてはおらず、円筒状であるが、同じ循環流の渦輪を達成する。開口４１８は、副室から燃焼室への火炎の流速ロス、及び空気／燃料混合気の予燃焼チャンバへの流入ロスを減らすような形状となっている。また、開口４１８は、ピストンの先端における角度を補完する出口角を有することが可能である。ある例では、出口角は流れをピストンの面に並行に及び／又は浅い角度でピストンの面に向けて方向付けることが可能である。開口４１８は、開口４１８を通って流入する流れを中央流路１２６に滑らかに移行させる角度で中央流路１２６と合流し、例えば予燃焼チャンバへの速度ロスを減らすことが可能である。開口４１８はカーブを有し（図４Ａから図４Ｅ）てもよく、または製造目的のため１つ以上の真直部分で構成してもよい。（図４Ｆ、４Ｇ）。
【００３８】
図５は担体の外観図であり、開口４１８が異なる大きさ（即ち流量面積）の１つ以上の外観輪郭５１８ａ、５１８ｂを備えることができることを示す。この例では、外観輪郭５１８ａの流量面積は外形５１８ｂの流量面積より小さい。２つの大きさの外観輪郭しか示していないが、それより少なくても、多くてもよい。小さい方の外観輪郭５１８ａは大径の開口５１８ｂよりも短い距離で火炎を燃焼室に噴出する。これは、一つには、小さい方の外観輪郭５１８ａからの噴流は質量及び運動量が小さいからである。また、開口５１８ａ、５１８ｂに異なる角度を持たせて、噴流炎を燃焼室１０６の異なる領域に向けることができる。複数の距離又は複数の角度を有する噴流炎は、燃焼室をより良く噴流炎で満たし、燃焼室１０６内の燃料／空気混合気のより完全な燃焼を可能にする。
【００３９】
ここに記載する副室及び点火装置アセンブリは、燃焼室及び点火プラグ内でより希薄な混合気を使用することを可能にする。いくつかの実施では、点火プラグに補助的な燃料を供給せずに、非常に希薄な空気／燃料混合気の一貫した燃焼を可能にする。いくつかの実施では、アセンブリは、１．６以上（即ち、１．７、１．８．１．９又はそれ以上）の燃焼室内のλと点火プラグのλとを、点火プラグに補助的な燃料を供給することなく確実に点火させることを可能にする。ここで、λは化学量論比に対する実際の空気対燃料比として定義される（即ち、化学量論比はλ＝１である）。副室及び予燃焼チャンバアセンブリも、より速い燃焼を可能にする。いくつかの実施では、エンジンの燃焼が、内径が１６０ｍｍ超のエンジンでクランク角が２０°未満で生じることができる。
【００４０】
点火プラグに補助的な燃料を供給せずに非常に希薄な空気／燃料混合気を確実に点火させる点火プラグの能力は、そのプラグにより示される点火の際の圧力上昇により証明される。図６は１５００ｒｐｍで作動するエンジンにおける一の例であるＭ１８サイズの点火プラグのクランク角に対する、主燃焼室及び点火プラグにおける平均圧力のグラフであって、有効圧縮比は１２であり、図示平均有効圧（ＩＭＥＰ）は約１８バールである。点火プラグの予燃焼チャンバエンクロージャに入る（即ち、開口２０２、２２２等の開口を経由して）流量面積は６０ｍｍ２である。予燃焼チャンバエンクロージャも副室も補助的な燃料供給はなく、よって燃焼室から受け取った空気／燃料混合気のみに点火している。
【００４１】
予燃焼チャンバエンクロージャの圧力上昇は、燃焼室の圧力上昇を追跡し、点火前はわずかなずれで後を追っている。上死点（ＴＤＣ、即ち０°）の数度前のポイント６０２において予燃焼チャンバエンクロージャ内で点火がされたとき、点火は燃焼室ではまだ開始されていない。ポイント６０２の予燃焼チャンバエンクロージャでの点火から、予燃焼チャンバエンクロージャの圧力は燃焼室の圧力を超えて上昇しポイント６０６で最大平均圧力に達する。その平均最大圧力は燃焼室における点火前の燃焼室の最大平均圧力よりおよそ２０バール高い。この圧力上昇は予燃焼チャンバエンクロージャ内の強くて健全な点火及び燃焼を示す。ポイント６０４において、火炎が副室から燃焼室に噴出された時、燃焼室の点火が開始され、圧力が増加して燃焼室内の最大点火後圧力に達する。予燃焼チャンバエンクロージャへの流量面積（上記の通り６０ｍｍ２）は燃焼室の圧力上昇に影響し、また点火プラグの内外へ交互に流れる空気／燃料混合気の流量に影響する。予燃焼チャンバでの点火の強さの一つの評価基準は、この流量面積と予燃焼チャンバ内の圧力上昇の積である。ある例では、点火プラグは、補助的な燃料供給無しで、予燃焼チャンバエンクロージャの点火後で燃焼室の点火前の予燃焼チャンバエンクロージャの最大平均圧力と予燃焼チャンバエンクロージャへの流量面積の積が１２００バール−ｍｍ２以上を達成可能とする。
【００４２】
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。従って、その他の例も以下の特許請求の範囲内である。
【図１】
2015528875.tif 000003
【図２】
2015528875.tif 000004
【図３Ａ】
2015528875.tif 000005
【図３Ｂ】
2015528875.tif 000006
【図４Ａ】
2015528875.tif 000007
【図４Ｂ】
2015528875.tif 000008
【図４Ｃ】
2015528875.tif 000009
【図４Ｄ】
2015528875.tif 000010
【図４Ｅ】
2015528875.tif 000011
【図４Ｆ】
2015528875.tif 000012
【図４Ｇ】
2015528875.tif 000013
【図４Ｈ】
2015528875.tif 000014
【図５】
2015528875.tif 000015
【図６】
2015528875.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月19日(2014.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において混合気に点火するシステムであって：
シェルを備えるプラグ本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体により担持される第１の点火本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体に担持され、前記第１の点火本体に隣接する第２の点火本体であって、前記第２の点火本体と前記第１の点火本体の間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備え、前記シェルの内部に含む流体の体積を超える容積を持つ、前記シェルの端部の周りにあるチャンバ、を画成するエンクロージャであって、前記チャンバは、前記噴流路を通って流入する流れを前記チャンバ内で循環させ、前記噴流路に隣接する前記流入する流れと再合流させ、前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記流入する流れの方向に向けるようになされた、エンクロージャとを備える；
点火システム。
【請求項２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え、前記チャンバは外側チャンバを備え；
前記システムは前記外側チャンバ内に内側エンクロージャをさらに備え、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体とを取り囲む内側チャンバを画成し、前記内側エンクロージャは、前記内側エンクロージャの前記噴流路を通って流入する流れを主に前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるようになされた噴流路を備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記外側エンクロージャの噴流路は、流入する流れを前記内側エンクロージャに衝突させるよう方向付けて設けられた中央路を備え；
前記内側エンクロージャの前記噴流路は、前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを主に前記火炎核発生間隙に向けるよう方向付けて設けられた中央噴流路を備える；
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２の点火本体は前記第１の点火本体を取り囲み、前記第１の点火本体を越えて軸線方向前方に延びる筒状部を備える；
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のシステム。
【請求項５】
前記内側エンクロージャは；
前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを前記第２の点火本体の外部に向け、前記内側エンクロージャ内でスワールを生じさせるようなされた周辺噴流路を備える；
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の点火本体は、前記間隙内の流れを後方に流れるようにし、前記間隙内の流れを前記周辺噴流路からの流れによる乱流から保護するよう構成された；
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記内側エンクロージャは円錐形であり、前記中央流路からの流れを横方向に転換させ前記外側チャンバの側壁に向けるようになされた；
請求項２乃至請求項６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記外側チャンバは、前記中央流路からの流れに前記外側チャンバ内で全体的に渦輪流を生じさせるとともに、前記外側チャンバ内で乱流を生じさせる形状を有する；
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記エンクロージャを備える筒状の収容ハウジングを備え、前記収容ハウジングは前記プラグ本体を収容してこれに結合し、前記内燃機関に結合するようになされている；
請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の点火本体は切れ目のない連続チューブである；
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
内燃機関において空気／燃料混合気に点火する方法であって：
前記空気／燃料混合気を前記内燃機関の燃焼室から前記燃焼室に隣接するエンクロージャへ流入する空気／燃料混合気の流れとして受け入れるステップと；
前記エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を第１点火本体及び第２の点火本体へ向け、前記エンクロージャ内を循環させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れと再合流させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れに対し垂直な方向、又はほぼ前記流入する空気／燃料混合気の流れの方向に向けるステップと；
前記空気／燃料混合気に、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間の火炎核発生間隙内で点火するステップとを備える；
点火方法。
【請求項１２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャであり、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を、前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるステップは、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を前記外側エンクロージャ内の内側エンクロージャに衝突させるステップを備え；
前記内側エンクロージャに衝突する前記空気／燃料混合気を前記内側エンクロージャ内で受け入れるステップと、前記内側エンクロージャで受け入れた前記空気／燃料混合気を前記火炎核発生間隙へ向けるステップを備える；
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を内側エンクロージャに衝突させるステップは、燃焼残留物を、前記内側エンクロージャを通して流路の周りに移動させるステップを備える；
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内側エンクロージャに衝突させられた前記空気／燃料混合気に、前記外側エンクロージャ内で渦輪を生じさせるステップを備える；
請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記内側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を火炎核発生間隙に向けるステップは、前記内側エンクロージャの中央流路をで前記空気／燃料混合気を主に前記火炎核発生間隙に向けるステップを備え；
前記内側エンクロージャの周辺流路で前記内側エンクロージャに受け入れた前記空気／燃料混合気を前記第２の点火本体の外側の周りでスワールを生じさせるステップと；
前記火炎核発生間隙内の空気／燃料混合気を、前記第２の点火本体でスワールする空気／燃料混合気による乱流から保護するステップを備える；
請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
内燃機関であって：
少なくとも一つのヘッドと；
ブロックと；
前記ブロック内のシリンダ内に配置された少なくとも一つのピストンであって、燃焼室が前記ヘッドと前記ピストンの一つとの間のシリンダ内に配置され、前記ブロック内にある少なくとも一つのピストンと；
請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の、前記内燃機関内の混合気に点火する少なくとも一つのシステムを備える；
内燃機関。
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月30日(2015.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において混合気に点火するシステムであって：
前記内燃機関に結合するようになされたプラグ本体であって、シェルを備えるプラグ本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体により担持される第１の点火本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体に担持され、前記第１の点火本体に隣接する第２の点火本体であって、前記第２の点火本体と前記第１の点火本体の間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備え、前記シェルの内部に含む流体の体積を超える容積を持つ、前記シェルの端部の周りにあるチャンバ、を画成するエンクロージャであって、前記チャンバは、前記噴流路を通って流入する流れを前記チャンバ内で循環させ、前記噴流路に隣接する前記流入する流れと再合流させ、前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記流入する流れの方向に向けるようになされた、エンクロージャとを備える；
点火システム。
【請求項２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え、前記チャンバは外側チャンバを備え；
前記システムは前記外側チャンバ内に内側エンクロージャをさらに備え、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体とを取り囲む内側チャンバを画成し、前記内側エンクロージャは、前記内側エンクロージャの前記噴流路を通って流入する流れを主に前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるようになされた噴流路を備える；
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記エンクロージャを備える筒状の収容ハウジングを備え、前記収容ハウジングは前記プラグ本体を収容してこれに結合し、前記内燃機関に結合するようになされている；
請求項１又は請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
内燃機関において混合気に点火するシステムであって：
前記内燃機関に結合するようになされたプラグ本体であって、シェルを備えるプラグ本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体により担持される第１の点火本体と；
前記シェル内で前記プラグ本体に担持され、前記第１の点火本体に隣接する第２の点火本体であって、前記第２の点火本体と前記第１の点火本体の間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備え、前記シェルの内部に含む流体の体積を超える容積を持つ、前記シェルの端部の周りにあるチャンバ、を画成するエンクロージャであって、前記チャンバは、前記噴流路を通って流入する流れを前記チャンバ内で循環させ、前記噴流路に隣接する前記流入する流れと再合流させ、前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記流入する流れの方向に向けるようになされた、エンクロージャとを備え；
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え、前記チャンバは外側チャンバを備え；
前記システムは前記外側チャンバ内に内側エンクロージャをさらに備え、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体とを取り囲む内側チャンバを画成し、前記内側エンクロージャは、前記内側エンクロージャの前記噴流路を通って流入する流れを主に前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるようになされた噴流路を備え；
前記外側エンクロージャの噴流路は、流入する流れを前記内側エンクロージャに衝突させるよう方向付けて設けられた中央路を備え；
前記内側エンクロージャの前記噴流路は、前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを主に前記火炎核発生間隙に向けるよう方向付けて設けられた中央噴流路を備える；
点火システム。
【請求項５】
前記第２の点火本体は前記第１の点火本体を取り囲み、前記第１の点火本体を越えて軸線方向前方に延びる筒状部を備える；
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記内側エンクロージャは；
前記内側エンクロージャに衝突する流れを受け入れ、前記受け入れた流れを前記第２の点火本体の外部に向け、前記内側エンクロージャ内でスワールを生じさせるようなされた周辺噴流路を備える；
請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の点火本体は、前記間隙内の流れを後方に流れるようにし、前記間隙内の流れを前記周辺噴流路からの流れによる乱流から保護するよう構成された；
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記内側エンクロージャは円錐形であり、前記中央流路からの流れを横方向に転換させ前記外側チャンバの側壁に向けるようになされた；
請求項４乃至請求項７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記外側チャンバは、前記中央流路からの流れに前記外側チャンバ内で全体的に渦輪流を生じさせるとともに、前記外側チャンバ内で乱流を生じさせる形状を有する；
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の点火本体は切れ目のない連続チューブである；
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
内燃機関において空気／燃料混合気に点火する方法であって：
前記空気／燃料混合気を前記内燃機関の燃焼室から前記燃焼室に隣接するエンクロージャへ流入する空気／燃料混合気の流れとして受け入れるステップと；
前記エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を第１点火本体及び第２の点火本体へ向け、前記エンクロージャ内を循環させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れと再合流させ、前記流入する空気／燃料混合気の流れに対し垂直な方向、又はほぼ前記流入する空気／燃料混合気の流れの方向に向けるステップと；
前記空気／燃料混合気に、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間の火炎核発生間隙内で点火するステップとを備える；
点火方法。
【請求項１２】
前記エンクロージャは外側エンクロージャであり、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を、前記第１の点火本体及び前記第２の点火本体に向けるステップは、前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を前記外側エンクロージャ内の内側エンクロージャに衝突させるステップを備え；
前記内側エンクロージャに衝突する前記空気／燃料混合気を前記内側エンクロージャ内で受け入れるステップと、前記内側エンクロージャで受け入れた前記空気／燃料混合気を前記火炎核発生間隙へ向けるステップを備える；
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記外側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を内側エンクロージャに衝突させるステップは、燃焼残留物を、前記内側エンクロージャを通して流路の周りに移動させるステップを備える；
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記内側エンクロージャに衝突させられた前記空気／燃料混合気に、前記外側エンクロージャ内で渦輪を生じさせるステップを備える；
請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記内側エンクロージャ内に受け入れた前記空気／燃料混合気を火炎核発生間隙に向けるステップは、前記内側エンクロージャの中央流路で前記空気／燃料混合気を主に前記火炎核発生間隙に向けるステップを備え；
前記内側エンクロージャの周辺流路で前記内側エンクロージャに受け入れた前記空気／燃料混合気を前記第２の点火本体の外側の周りでスワールを生じさせるステップと；
前記火炎核発生間隙内の空気／燃料混合気を、前記第２の点火本体でスワールする空気／燃料混合気による乱流から保護するステップを備える；
請求項１２乃至請求項１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記火炎核発生間隙内で空気／燃料混合気に点火することにより形成された火炎核を前記燃焼室から離して内側エンクロージャの後方へ移送するステップと；
前記内側エンクロージャの後方から前記内側エンクロージャの前方へ空気／燃料混合気に前記火炎核を用いて点火するステップと；
前記内側エンクロージャから前記外側エンクロージャへ燃焼する空気／燃料混合気を噴出して、前記外側エンクロージャ内の空気／燃料混合気に点火するステップと；
前記外側エンクロージャから前記燃焼室へ燃焼する空気／燃料混合気を噴出するステップを備える；
請求項１２乃至請求項１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間の火炎核発生間隙内で空気／燃料混合気に点火するステップは、前記内側エンクロージャ内の点火後で前記燃焼室内の点火前の前記内側エンクロージャ内の最大平均圧力と、前記内側エンクロージャへの流量面積の積が１２００バール−ｍｍ２以上となるようにするステップを備える；
請求項１２乃至請求項１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記燃焼室のラムダが１．８以上であり、前記内側エンクロージャに補助的な燃料は供給されない；
請求項１２乃至請求項１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
内燃機関であって：
プラグ本体と；
前記プラグ本体に担持される第１の点火本体と；
前記第１の点火本体に隣接して前記プラグ本体に担持される第２の点火本体であって、前記第１の点火本体と前記第２の点火本体との間に火炎核発生間隙を画成する、第２の点火本体と；
噴流路を備えるエンクロージャであって、前記噴流路を通って流入する流れの一部を前記エンクロージャ内で循環させ、前記噴流路を通る前記流入する流れと再合流させ、前記噴流路を通る前記流入する流れの方向に垂直な方向、又はほぼ前記噴流路を通る前記流入する流れの方向に向けるようになされた、前記エンクロージャとを備える；
内燃機関。
【請求項２０】
前記エンクロージャは外側エンクロージャを備え；
前記外側エンクロージャ内に内側エンクロージャを備え、前記内側エンクロージャは噴流路を備え、前記第１点火本体及び前記第２の点火本体を取り囲む内側チャンバを画成する；
請求項１９に記載の内燃機関。
【請求項２１】
前記エンクロージャを備えて、前記プラグ本体を収容してこれに結合するようになされた、筒状の収容ハウジングを備える；
請求項１９又は請求項２０に記載の内燃機関。
【請求項２２】
前記外側エンクロージャの前記噴流路は前記内燃機関の燃焼室からの空気／燃料混合気を前記内側エンクロージャに衝突させ、燃焼残留物を隣接する前記内側エンクロージャから追い出すようになされている；
請求項２０又は請求項２１に記載の内燃機関。
【請求項２３】
前記内側エンクロージャの前記噴流路は：
空気／燃料混合気を主に前記火炎核発生間隙に向けるようになされている中央噴流路と；
空気／燃料混合気を主に前記第２の点火本体の外側に向けるようになされている周辺噴流路を備える；
請求項２０乃至請求項２２の何れか一項に記載の内燃機関。
【国際調査報告】
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