(57)【要約】【課題】ガスエンジン、ディーゼルエンジンの双方に適用可能で、ターゲットの損耗が回避され、かつレーザ光をターゲットに正確に照射するためのタイミング制御が容易化されたレーザ着火式エンジンを提供する。【解決手段】レーザ光をシリンダヘッドに装着されたレーザ光集光装置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燃焼室内の混合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、前記燃焼室内に加圧水を噴射してターゲットを水噴霧ターゲットに形成する水噴射装置を設け、レーザ発信装置からのレーザ光をレーザ光集光装置から水噴霧ターゲットに照射するように構成してなることを特徴とする。【選択図】      図１
2005042581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発信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集光装置に伝送し、該レーザ光集光装置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前記燃焼室内の混合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、前記燃焼室内に加圧水を噴射して前記ターゲットとして水噴霧ターゲットを形成する水噴射装置を設け、前記レーザ発信装置からのレーザ光を前記レーザ光集光装置から前記水噴霧ターゲットに照射するように構成してなることを特徴とする水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項２】
前記水噴射装置は前記加圧水の圧力により針弁を針弁ばねのばね力に抗して押し上げ、ノズルチップに形成された噴孔から前記加圧水を噴射する自動弁にて構成され、前記レーザ光集光装置は前記光ファイバーからのレーザ光を集光する集光レンズと該集光レンズを経たレーザ光を前記水噴霧ターゲットの方向に偏向しかつ燃焼室のガスシール機能を有するシールガラスとにより構成してなることを特徴とする請求項１記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項３】
水を加圧して前記水噴射装置に送給するとともに噴射タイミングを調整可能にされたタイミング制御式の水噴射ポンプを設けるとともに、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出器と、前記エンジンのクランク角を検出するクランク角検出器と、前記回転数検出器からのエンジン回転数の検出値及び前記クランク角検出器からのクランク角の検出値に基づき前記水噴射ポンプの噴射タイミング及び前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信タイミングを制御するコントローラとを備えたことを特徴とする請求項１記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項４】
前記コントローラは、前記水噴射装置から噴射された水噴霧ターゲット中に水滴が存在している間に前記レーザ光を該水噴霧ターゲットに照射するようにタイミング制御を行うことを特徴とする請求項３記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項５】
前記エンジンからの排気通路に設けられて排ガスからの凝縮水を回収する凝縮水回収装置と、該凝縮水回収装置からの凝縮水を加圧して前記水噴射装置に送給するとともに噴射タイミングを調整可能にされたタイミング制御式の水噴射ポンプとを有してなることを特徴とする請求項１記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項６】
前記水噴射装置を中央部に配置するとともに、該水噴射装置の外側に前記レーザ光集光装置を配置して支持本体内に組み込み一体化し、該支持本体を前記シリンダヘッドに固着してなることを特徴とする請求項１記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【請求項７】
前記水噴射装置及びレーザ光集光装置を、前記燃焼室内に液体燃料を噴射する燃料噴射弁とともに支持本体内に組み込み一体化し、該支持本体を前記シリンダヘッドに固着してなることを特徴とする請求項１記載の水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてガスエンジン等の予混合燃焼エンジンに適用され、レーザ発信装置から発信されたレーザ光を燃焼室内に形成された水噴霧ターゲットに照射して発生するプラズマにより、該燃焼室内の混合ガスに着火するように構成された水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、希薄混合ガスの着火燃焼を促進するため、通常、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、並びに、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が多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、前記点火プラグ着火方式は運転時間の経過とともに点火プラグギャップが増大して着火性能が低下し易く，かつ筒内有効平均圧力の上昇が制限されるという課題があり、また前記パイロット燃料噴射着火方式は、前記課題は解決可能であるが、高圧の燃料噴射システムを必要とするため、構造が複雑かつ高コストとなり，またＴＤＣ（上死点）近傍でパイロット燃料を噴射して燃焼させることからＮＯｘの発生量が多くなるという課題を有している。
【０００４】
そこで、予混合希薄燃焼ガスエンジンにおいては、前記点火プラグ着火方式及びパイロット燃料噴射着火方式に代わる着火方式として、レーザ光を燃焼室表面に固定されたターゲットに照射してプラズマ着火を発生させるレーザ着火方式が提案されている。
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、レーザ発信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。
【０００５】
また、特許文献２（特開平８−９３６２０号公報）の技術にあっては、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された液体燃料の燃料噴霧中に、レーザ発信装置からのレーザ光を照射して該燃料噴霧を直接着火燃焼せしめることにより、着火燃焼性能を向上させるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−４２１３８号公報
【特許文献２】特開平８−９３６２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１の技術にあっては、ピストン表面上に固定した耐熱金属製の固体ターゲットに常時強いレーザ光を照射できるようにしているが、
固体ターゲットの表面がレーザ光によるプラズマで高温になるため、該固体ターゲットが損耗しターゲットとしての機能を果たさなくなるという事態が発生し易い。
また、かかる従来技術にあっては、ピストン表面上に固体ターゲットを固定しているため、レーザ光を往復動しているピストン表面上の固体ターゲットに、最大の着火性能が得られるように正確に照射するためのタイミング制御が煩雑とならざるを得ない。
【０００８】
また、特許文献２の技術にあっては、燃料噴射弁から燃焼室内に噴射された液体燃料の燃料噴霧中にレーザ光を照射して該燃料噴霧を直接着火燃焼せしめるようになっていることから、直接燃料噴射式ディーゼルエンジンには適用可能であるが、希薄混合ガスを燃焼室内に導入して予混合燃焼させるガスエンジンには適用できない。
また、かかる従来技術をディーゼルエンジンに適用する場合においては、燃料噴霧に直接レーザ光を照射するため、燃焼室内における着火火炎が該燃料噴霧の近傍に偏って発生し、燃焼室内において均一な着火火炎の形成が成され難く、十分な着火燃焼性能が得られない。
等に問題点を有している。
【０００９】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ガスエンジン、ディーゼルエンジンの双方に適用可能で、ターゲットの損耗が回避され、かつレーザ光をターゲットに正確に照射するためのタイミング制御が容易化されたレーザ着火式エンジンを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、レーザ発信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集光装置に伝送し、該レーザ光集光装置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前記燃焼室内の混合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、前記燃焼室内に加圧水を噴射して前記ターゲットとして水噴霧ターゲットを形成する水噴射装置を設け、前記レーザ発信装置からのレーザ光を前記レーザ光集光装置から前記水噴霧ターゲットに照射するように構成してなることを特徴とする。
そして、具体的には、前記水噴射装置は前記加圧水の圧力により針弁を針弁ばねのばね力に抗して押し上げ、ノズルチップに形成された噴孔から前記加圧水を噴射する自動弁にて構成され、前記レーザ光集光装置は前記光ファイバーからのレーザ光を集光する集光レンズと該集光レンズを経たレーザ光を前記水噴霧ターゲットの方向に偏向しかつ燃焼室のガスシール機能を有するシールガラスとにより構成するのがよい。
【００１１】
またかかる発明において、好ましくは、水を加圧して前記水噴射装置に送給するとともに噴射タイミングを調整可能にされたタイミング制御式の水噴射ポンプを設けるとともに、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出器と、前記エンジンのクランク角を検出するクランク角検出器と、前記回転数検出器からのエンジン回転数の検出値及び前記クランク角検出器からのクランク角の検出値に基づき前記水噴射ポンプの噴射タイミング及び前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信タイミングを制御するコントローラとを備える。
そして、前記コントローラは、前記水噴射装置から噴射された水噴霧ターゲット中に水滴が存在している間に前記レーザ光を該水噴霧ターゲットに照射するようにタイミング制御を行うように構成するのがよい。
【００１２】
かかる発明によれば、コントローラにおいて、回転数検出器からのエンジン回転数の検出値及びクランク角検出器からのクランク角の検出値に基づき水噴射ポンプの噴射タイミング及び前記レーザ発信装置からのレーザ光の発信タイミングを制御して、エンジン回転数に対応した水噴射タイミングをクランク角で検出し、水噴射ポンプから高圧の加圧水を、前記水噴射タイミングで以ってシリンダヘッド内部の水噴射装置に送り、該水噴射装置から燃焼室内に噴射して水噴霧ターゲットを形成する。
そして、前記クランク角検出器からのクランク角検出値により前記水噴射装置からの水噴射から一定期間遅れて、レーザ発信装置からレーザ光集光装置を経たレーザ光を前記水噴霧ターゲットに向けて照射してプラズマを発生させ、該プラズマにより燃焼室内の混合ガスを着火燃焼せしめる。
【００１３】
前記水噴射ポンプの噴射タイミング及びレーザ発信装置のレーザ光の発信タイミングは、前記コントローラにより、前記水噴射装置から燃焼室内に噴射された水噴霧中の水分が蒸発せずに微小水滴の状態で存在する間に、前記レーザ発信装置からのレーザ光をレーザ光集光装置から前記水噴霧に向けて照射するようなタイミングに制御する。
これにより、燃焼室内における水噴霧ターゲットを、高温プラズマの発生条件である微小水滴の状態に保持して該水噴霧ターゲットにレーザ光を照射して、確実な着火燃焼を実現できる。
【００１４】
従ってかかる発明によれば、燃焼室内に形成された水噴霧ターゲットにレーザ発信装置のレーザ光を照射してレーザ光着火燃焼をなさしめるので、従来の固体ターゲットのようなターゲットの損耗及び交換が皆無となって、ターゲットの機能を安定的に保持して良好なレーザ光着火燃焼をなすことができる。
また、燃焼室内空間に形成された水噴霧ターゲットに向けてレーザ光を照射するので、所要の着火性能を得るためのレーザ光の許容照射範囲が広くなって簡単なタイミング制御で以って良好な着火性能を得ることができ、従来技術のような、往復動しているピストン表面上の固体ターゲットに正確に照射するための高精度で煩雑なタイミング制御が不要となる。
また、かかる発明によれば、燃焼室内空間に水噴霧ターゲットを容易に形成できて、ガスエンジン、ディーゼルエンジンの双方に適用可能なレーザ着火式エンジンが得られる。
【００１５】
加えてかかる発明によれば、コントローラにより、燃焼室内への水噴射タイミング及び該水噴射により形成された水噴霧ターゲットへのレーザ光照射タイミングを、燃焼室内における水噴霧ターゲットを微小水滴に保持された状態で該水噴霧ターゲットにレーザ光を照射するように制御することにより、常時高温プラズマの発生条件を満足した高性能のレーザ光着火燃焼を実現できる。
【００１６】
またかかる発明において、好ましくは、前記エンジンからの排気通路に設けられて排ガスからの凝縮水を回収する凝縮水回収装置と、該凝縮水回収装置からの凝縮水を加圧して前記水噴射装置に送給するとともに噴射タイミングを調整可能にされたタイミング制御式の水噴射ポンプとを有する。
このように構成すれば、通常排ガス量の１０％程度を占める排ガスからの凝縮水を水噴霧ターゲットとして活用することができ、排水処理が不要となって排ガスからの凝縮水の有効利用が可能となる。
【００１７】
またかかる発明において、好ましくは、前記水噴射装置を中央部に配置するとともに、該水噴射装置の外側に前記レーザ光集光装置を配置して支持本体内に組み込み一体化し、該支持本体を前記シリンダヘッドに固着する。
このように構成すれば、支持本体に、水噴射装置の外側に前記レーザ光集光装置を周方向に沿って多数配設することが可能となり、コンパクトな構造で以ってレーザ光集光装置を多数設置可能となり、レーザ光集光装置のある円周上の多点から水噴霧ターゲットにレーザ光を照射することができる。
【００１８】
またかかる発明において、好ましくは、前記水噴射装置及びレーザ光集光装置を、前記燃焼室内に液体燃料を噴射する燃料噴射弁とともに支持本体内に組み込み一体化し、該支持本体を前記シリンダヘッドに固着してなる。
このように構成すれば、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁の支持本体に前記水噴射装置及びレーザ光集光装置を組み込み一体化して、該支持本体を前記シリンダヘッドに固着するので、コンパクトな構造のレーザ着火式ディーゼルエンジンが得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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。
【００２０】
図１は本発明の実施例に係る水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式ガスエンジンのシリンダ中心線に沿う断面図、図２はレーザ光集光装置近傍の拡大断面図（図１のＺ部拡大図）である。図３は前記実施例に係る水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式ガスエンジンの全体構成図である。図４は本発明が適用されるディーゼルエンジンの要部構造を示す図１のＡ―Ａ断面相当図である。
【００２１】
本発明の実施例を示す図１、２、３において、３１はガスエンジン（以下エンジンという）のシリンダヘッド、３３はピストン、３４はシリンダライナ、３２は該シリンダヘッド３１、ピストン３３及びシリンダライナ３４により区画形成された燃焼室、３５はコネクチングロッド、３６はクランク軸である。
また、４１は給気ポート、３９は該給気ポート４１を開閉する給気弁、４２は排気ポート、４０は該排気ポート４２を開閉する排気弁である。
【００２２】
さらに、図３において、４３は前記排気ポート４２を通った排ガスにより駆動される過給機、４５は該過給機４３出口側の排気管４４に設けられた排ガスクーラ、４６は前記排気管４４の該排ガスクーラ４５直下流に設置された凝縮水溜めである。前記排ガスクーラ４５は冷却水によって排気管４４内の排ガスを冷却し、該冷却によって生成された凝縮水は前記凝縮水溜め４６に貯留されるようになっている。
２１は水噴射ポンプで、前記凝縮水溜め４６内の凝縮水を凝縮水管４８を通して吸入し、水噴射管４７を通して後述するレーザ・水供給装置０６０内の水噴射装置７０に送給するものである。２２は該水噴射管４７を開閉する開閉弁、２３は前記水噴射ポンプの噴射タイミング及び噴射量を制御するポンプ制御装置である。
【００２３】
図１において、０６０は前記シリンダヘッド３１のシリンダ中心１００の位置に装着されたレーザ・水供給装置で、次のように構成されている。
６１は上部本体、６３は下部本体、０６１はスリーブで、前記スリーブ０６１がシリンダヘッド３１の取付穴３３ａに圧入され、前記上部本体６１を前記スリーブ０６１にねじ込み、図示しないボルトにてシリンダヘッド３１締め付けることにより、前記上部本体６１及び下部本体６３を前記取付穴３３ａ内に固定するようになっている。
【００２４】
７０は前記上部本体６１及び下部本体６３のシリンダ中心１００の位置に配設された水噴射装置、６０は該水噴射装置７０の外側に円周方向に沿って複数個配設されたレーザ光集光装置である。該レーザ光集光装置６０は、図のようにシリンダ中心１００にある該水噴射装置７０の外側に円周方向等間隔に２個設けても、あるいは３個以上円周方向等間隔または不等間隔に設けてもよい。
このように構成すれば、上部本体６１及び下部本体６３に、水噴射装置７０の外側に前記レーザ光集光装置６０を周方向に沿って多数配設することが可能となり、コンパクトな構造で以って該レーザ光集光装置６０を多数設置可能となり、レーザ光集光装置６０のある円周上の多点から、水噴射装置７０からの水噴霧ターゲット８０にレーザ光０２を照射することができる。
【００２５】
前記水噴射装置７０は、この実施例においては、通常のディーゼルエンジン用自動弁式燃料噴射弁と同一構造を備えており、７１は前記下部本体６３の弁座部に着脱される針弁、７２は針弁ばね、７３は該針弁ばね７２のばね力調整用の調整ねじ、７５は前記下部本体６３の端部に複数穿孔された噴孔、７６は水溜め、７４は該水溜め７６に接続される水通路である。
該水噴射装置７０は、前記水通路７４を通って水溜め７６に供給された加圧水の圧力により前記針弁７１を針弁ばね７２のばね力に抗して押し上げ、ノズルチップの機能を有する下部本体６３の端部に穿孔された噴孔７５から前記加圧水を噴射する自動弁にて構成されている。
【００２６】
前記レーザ光集光装置６０の詳細を示す図２において、０６３は前記シリンダヘッド３１の取付穴３１ａ内にねじ込まれた（６７はねじ部）薄肉円筒状のスリーブで、該スリーブ０６３内にはレーザ光通路６５ａを有する耐熱性樹脂材からなる光学系充填物６５が充填され、該光学系充填物６５には集光レンズ０６２が固定されている。６４は前記集光レンズ０６２を経たレーザ光０２を後述する水噴霧ターゲット８０の方向に偏向しかつ燃焼室３２のガスシール機能を有する石英ガラス等の透明な耐熱ガラスからなるシールガラス、０６５はガスケットである。
７は光ファイバーで、後述するレーザ発信装置１から照射（発信）されたレーザ光０２を前記レーザ光集光装置６０に伝播するもので、端部が前記各レーザ光集光装置６０のスリーブ０６３に固定されている。
【００２７】
図３において、１はレーザ光（レーザパルス）０２を発信するレーザ発信装置、２は前記レーザ発信装置１から発信されるレーザ光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。
５１はエンジンの回転数を検出する回転数検出器、３８はクランク角検出用のタイミング円板で回転軸３７を介して前記クランク軸３６に連結されて、クランク角を検出している。
３は後述する制御動作を行うコントローラで、前記回転数検出器５１からエンジンの回転数の検出値が、前記タイミング円板３８からエンジンのクランク角の検出値が夫々入力されて、前記ポンプ制御装置２３、レーザ制御装置２および必要に応じて前記開閉弁２２に制御信号を出力するものである。
【００２８】
かかる構成からなる水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式ガスエンジンにおいて、前記コントローラ３により（あるいは手動により）前記開閉弁２２が開かれると、前記凝縮水溜め４６に貯留された凝縮水は、ポンプ制御装置２３により噴射タイミング及び噴射量が制御される水噴射ポンプ２１により該開閉弁２２及び水噴射管４７を通してレーザ・水供給装置０６０内の水噴射装置７０に供給される。
【００２９】
一方、前記回転数検出器５１からのエンジンの回転数の検出値、前記タイミング円板３８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、回転数検出器５１からのエンジン回転数の検出値及びタイミング円板（クランク角検出器）３８からのクランク角の検出値に基づき、前記ポンプ制御装置２３に、前記エンジン回転数の検出値に対応する水噴射ポンプ２１の噴射タイミング及び噴射量の制御信号を出力するとともに、レーザ制御装置２にレーザ発信装置１からのレーザ光０２の発信タイミングの制御信号を出力する。
【００３０】
前記コントローラ３からポンプ制御装置２３に出力される前記水噴射ポンプ２１の噴射タイミングの制御信号、及びレーザ制御装置２に出力されるレーザ発信装置１からのレーザ光０２の発信タイミングの制御信号は、前記水噴射装置７０の噴孔７５から燃焼室３２内に噴射された水噴霧ターゲット８０中の水分が蒸発せずに微小水滴の状態で存在する間に、前記レーザ発信装置１からのレーザ光０２を各ーザ光集光装置６０から前記水噴霧ターゲット８０に向けて照射するようなタイミングに制御する。
【００３１】
かかる制御により、前記水噴射ポンプ２１から前記噴射タイミングで以って圧送され、前記水噴射装置７０の水通路７４を通って水溜め７６に達した加圧水は、該加圧水の圧力により前記針弁７１を針弁ばね７２のばね力に抗して押し上げ、前記下部本体６３の端部に穿孔された噴孔７５から燃焼室３２内に噴射されて水噴霧ターゲット８０を形成する。
そして、前記クランク角検出値により前記水噴射装置７０からの水噴射から一定期間遅れた前記レーザ光０２の照射タイミングで以ってレーザ発信装置１からのレーザ光０２が、各レーザ光集光装置６０から前記水噴霧ターゲット８０に向けて照射される。
【００３２】
即ち、前記レーザ光０２は、各シリンダの光ファイバー７出口から集光レンズ０６２を通して集光されてシールガラス６４に達し、該シールガラス６４内を透過したレーザ光０２は燃焼室３２内にある水噴霧ターゲット８０に照射される。従って、かかるタイミング動作により、燃焼室３２内における水噴霧ターゲット８０を、高温プラズマの発生条件である微小水滴の状態に保持し、該水噴霧ターゲット８０に各レーザ光集光装置６０からレーザ光０２を照射してプラズマを発生させることにより、確実な着火燃焼を実現できる。
【００３３】
かかる実施例によれば、燃焼室３２内空間に形成された水噴霧ターゲット８０に向けてレーザ光０２を照射するので、所要の着火性能を得るためのレーザ光０２の許容照射範囲が広くなる。これにより、簡単なタイミング制御で以って良好な着火性能を得ることができ、高精度で煩雑なタイミング制御が不要となる。
また、前記水噴霧ターゲット８０にレーザ光０２を照射してレーザ光着火燃焼をなさしめるので、該水噴霧ターゲット８０がターゲットの機能を安定的に保持することができ、これにより、良好なレーザ光着火燃焼をなすことができる。
【００３４】
図４に示される実施例は、かかる構成からなる水噴霧ターゲット８０を備えたレーザ着火システムをディーゼルエンジンに適用した例を示し、図において、
０８０は燃料噴射弁で、８１は前記下部本体６３の弁座部に着脱される針弁、８２は針弁ばね、８３は該針弁ばね８２のばね力調整用の調整ねじ、８５は前記下部本体６３の端部に複数穿孔された噴孔、８６は油溜め、８４は該油溜め８６に接続される燃料通路である。
該燃料噴射弁０８０の構造及び機能は従来のものと同一であり、前記燃料通路８４を通って油溜め８６に供給された燃料の圧力により前記針弁８１を針弁ばね８２のばね力に抗して押し上げ、前記噴孔８５から燃料を、前記のようにしてレーザ着火している燃焼室３２内に噴射する。
水噴射の噴孔７５を前記左右の燃料噴孔８５に対して９０°回転した方向にあけるようにしてもよい。
かかる実施例によれば、ディーゼルエンジンの燃料噴射弁０８０の支持本体に前記水噴射装置７０及びレーザ光集光装置６０を組み込み一体化して、該支持本体を前記シリンダヘッド３１に固着するので、コンパクトな構造のレーザ着火式ディーゼルエンジンが得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、燃焼室内に形成された水噴霧ターゲットにレーザ発信装置のレーザ光を照射してレーザ光着火燃焼をなさしめるので、従来の固体ターゲットのようなターゲットの損耗及び交換が皆無となって、ターゲットの機能を安定的に保持して良好なレーザ光着火燃焼をなすことができる。
また、燃焼室内空間に形成された水噴霧ターゲットに向けてレーザ光を照射するので、所要の着火性能を得るためのレーザ光の許容照射範囲が広くなって簡単なタイミング制御で以って良好な着火性能を得ることができる。
また、本発明によれば、燃焼室内空間に水噴霧ターゲットを容易に形成できて、ガスエンジン、ディーゼルエンジンの双方に適用可能なレーザ着火式エンジンが得られる。
【００３６】
加えて本発明によれば、コントローラにより、燃焼室内への水噴射タイミング及び該水噴射により形成された水噴霧ターゲットへのレーザ光照射タイミングを、燃焼室内における水噴霧ターゲットを微小水滴に保持された状態で該水噴霧ターゲットにレーザ光を照射するように制御することにより、常時高温プラズマの発生条件を満足した高性能のレーザ光着火燃焼を実現できる。
【００３７】
さらに本発明によれば、エンジンの排ガスからの凝縮水を回収する凝縮水回収装置と該凝縮水を加圧して水噴射装置に送給する噴射タイミングを調整可能にされたタイミング制御式の水噴射ポンプとを設けたので、通常排ガス量の１０％程度を占める排ガスからの凝縮水を水噴霧ターゲットとして活用することができ、排水処理が不要となって排ガスからの凝縮水の有効利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式ガスエンジンのシリンダ中心線に沿う断面図である。
【図２】レーザ光集光装置近傍の拡大断面図（図１のＺ部拡大図）である。
【図３】前記実施例に係る水噴霧ターゲットを備えたレーザ着火式ガスエンジンの全体構成図である。
【図４】本発明が適用されるディーゼルエンジンの要部構造を示す図１のＡ―Ａ断面相当図である。
【符号の説明】
１  レーザ光発信装置
２  レーザ制御装置
０２  レーザ光
３  コントローラ
７  光ファイバー
２１  水噴射ポンプ
２２  開閉弁
２３  ポンプ制御装置
３１  シリンダヘッド
３２  燃焼室
３３  ピストン
３４  シリンダライナ
３６  クランク軸
３８  タイミング円板
４３  過給機
４５  排ガスクーラ
４６  凝縮水溜め
４７  水噴射管
５１  回転数検出器
０６０  レーザ・水供給装置
６０  レーザ光集光装置
０６２  集光レンズ
６４  シールガラス
６５  光学系充填物
７０  水噴射装置
８０  水噴霧ターゲット
【図１】
2005042581.tif 000003
【図２】
2005042581.tif 000004
【図３】
2005042581.tif 000005
【図４】
2005042581.tif 000006