導電ケーブル組立体を備えた一体化された燃料噴射器及び点火器
本開示は、弁と弁を作動させるためのケーブル組立体とを含む燃料噴射器組立体に向けられる。ケーブルは、複数のストランドを含むことができ、各ストランドは、光ファイバ、導電体、又は弁アクチュエータが弁を作動させるときに生じる引張力に耐えることが可能な引張部材、若しくはこれらの任意の組合せとすることができる。ケーブルはまた、ケーブルがチャネルの中で動く際にケーブルをチャネル内の少なくとも概して中央に維持するためにケーブルから延びるブリッスルを備えたブラシベアリングを含むことができる。ブリッスルは導電性とすることができ、且つ弁を通して噴射器から燃料を付勢するために燃料の少なくとも一部をイオン化するのに弁の近くの電極対に電圧を伝えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本出願は、2009年8月27日に出願されたOXYGENATED FUEL PRODUCTIONと題する米国特許仮出願第61/237,425号、2009年8月27日に出願されたMULTIFUEL MULTIBURSTと題する米国特許仮出願第61/237,466号、2009年8月27日に出願されたFULL SPECTRUM ENERGYと題する米国特許仮出願第61/237,479号、2009年10月19日に出願されたMULTIFUEL STORAGE, METERING AND IGNITION SYSTEMと題する米国特許出願第12/581,825号、2009年12月7日に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTUREと題する米国特許出願第12/653,085号、2009年12月7日に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTUREと題するPCT出願第PCT/US09/67044号、2010年2月13日に出願されたFULL SPECTRUM ENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCEと題する米国特許仮出願第61/304,403号、及び2010年3月9日に出願されたSYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING HIGH VOLTAGE RF SHIELDING, FOR EXAMPLE, FOR USE WITH A FUEL INJECTORと題する米国特許仮出願第61/312,100号に基づく優先権及びその利益を主張するものである。これらの出願の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
以下の開示は、一般に、光ファイバ及び/又は導電ケーブル組立体と、燃料噴射弁を作動させるためのセンタリング(centering)・ブラシ・ベアリング及び関連する構成要素に関する。
【背景技術】
【0003】
燃料噴射器は、燃焼機関の燃焼室の中に燃料を噴射するのに用いられる。燃料は、一般に、加圧された燃料を収容するチャンバと燃焼室との間の弁が開かれるときに、エンジンのストロークに対する特定の時点で加圧され燃焼室の中に放出される。制御技術における最近の進歩は、燃焼室内の温度、光、圧力、又は運動のような燃焼イベントを監視することから大きな効率及び電力生産利得を可能にした。しかしながら、従来の燃料噴射弁及び燃焼室は、燃焼イベントの監視を備えておらず、多くの既存のエンジンでは、監視機器と共に用いるために容易に適合させることができない。多くの燃料噴射器構成では、それを通して燃料噴射器が燃焼室に入るボアのサイズは小さく、燃焼イベントを監視するのに用いることができる機器のタイプを制限する。したがって、燃料を燃焼室に送達し、且つ燃焼室内の燃焼イベントを計測する改善された方法に対する必要性がある。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】本開示の実施形態に係る燃料噴射器の略側断面図である。
【図2A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図2B】本開示の実施形態に係る図2Aのケーブルの断面図である。
【図2C】
【図3A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図3B】本開示の実施形態に係る図3Aのケーブルの断面図である。
【図4A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図4B】本開示の実施形態に係る図4Aのケーブルの断面図である。
【図5】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図6】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図7】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図8A】本開示の実施形態に係る止め部を有するケーブルの縦方向断面図である。
【図8B】本開示の実施形態に係る図8Aのケーブルの横方向断面図である。
【図8C】本開示の実施形態に係る図8Aのケーブルの横方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本出願は、2008年1月7日に出願されたMULTIFUEL STORAGE, METERING, AND IGNITION SYSTEMと題する米国特許出願第12/006,774号(現在は米国特許第7,628,137号)の主題のその全体を参照により本明細書に組み込む。本出願は、以下の米国特許出願、すなわち、2010年7月21日に本出願と同時に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE(代理人整理番号69545−8031US)、FUEL INJECTOR ACTUATOR ASSEMBLIES AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE(代理人整理番号69545−8032US)、SHAPING A FUEL CHARGE IN A COMBUSTION CHAMBER WITH MULTIPLE DRIVERS AND/OR IONIZATION CONTROL(代理人整理番号69545−8034US)、CERAMIC INSULATOR AND METHODS OF USE AND MANUFACTURE THEREOF(代理人整理番号69545−8036US)、METHOD AND SYSTEM OF THERMOCHEMICAL REGENERATION TO PROVIDE OXYGENATED FUEL, FOR EXAMPLE, WITH FUEL−COOLED FUEL INJECTORS(代理人整理番号69545−8037US)、及びMETHODS AND SYSTEMS FOR REDUCING THE FORMATION OF OXIDES OF NITROGEN DURING COMBUSTION IN ENGINES(代理人整理番号69545−8038US)の各々の主題のそれらの全体を参照により本明細書に組み込む。
【0006】
本開示は、光ファイバ及び/又は導電ケーブルと光学的燃焼計測ユニットとを含む燃料噴射器組立体を提供するためのデバイス、システム、及び方法を説明する。本開示は、ケーブルを燃料噴射器のチャネル内に維持するためにケーブルから延びる概して剛性のブリッスルを備えるベアリング、並びに関連するシステム、組立体、構成要素、及び方法をさらに説明する。本開示の種々の実施形態の十分な理解を提供するために、或る詳細が以下の説明に及び図1〜図8Cに記載される。しかしながら、本開示の種々の実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、燃焼システムの内燃機関、噴射器、点火器、及び/又は他の態様としばしば関連付けられる周知の構造体及びシステムを説明する他の詳細は以下に記載されない。したがって、以下に記載される詳細のうちの幾つかは、当該技術分野の当業者が開示された実施形態を作製し及び用いることを可能にするのに十分な様式で以下の実施形態を説明するために提供されることが理解されるであろう。以下で説明される詳細及び利点のうちの幾つかは、しかしながら、本開示の或る実施形態を実施するのに必要ではない場合がある。
【0007】
図面に示された詳細、寸法、角度、形状、及び他の機能部の多くは、本開示の特定の実施形態の単なる例証である。したがって、他の実施形態は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく他の詳細、寸法、角度、及び機能部を有することができる。加えて、以下で説明される詳細のうちの幾つかを無しにして、本開示のさらなる実施形態を実施できることが、当該技術分野の当業者には分かるであろう。
【0008】
本明細書の全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」という言及は、実施形態と組み合わせて説明される特定の機能部、構造体、又は特徴が本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通して種々の場所での「一実施形態において」又は「実施形態において」というフレーズの出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を言及するわけでない。そのうえ、特定の機能部、構造体、又は特徴は、あらゆる適切な様式で1つ又は複数の実施形態において組み合わされてもよい。本明細書で提供される見出しは、便宜のためだけのものであって、特許請求される開示の範囲又は意味を説明するものではない。
【0009】
図1は、本開示の幾つかの実施形態に係る燃料噴射器組立体100の略側断面図である。組立体100は、本体110を長手方向に通して延びるチャネル114を有する誘電性本体110を含む。チャネル114は、燃料を燃料リザーバ118からチャネル114に沿って燃焼室116の中に運ぶために燃料燃焼室116と燃料リザーバ118との間に延びる。燃料噴射器組立体100はまた、本体110を取り囲むハウジング112を含むことができる。ハウジング112は、組立体100を強化するために電磁シールド又は機械的補強とすることができる。ハウジング112は、随意的なものであり、付加的な強度及び/又は静電遮蔽が有利な用途で含めることができる。組立体100は、チャネル114内に収容された導電ケーブル組立体120をさらに含むことができ、これは、ケーブル本体121と、チャネル114と燃料燃焼室116との間に位置決めされるケーブル本体121の端の弁122とを含むことができる。組立体100はまた、ソレノイド、ばね、又は他のアクチュエータのような弁アクチュエータ124を含むことができ、これは、ケーブル本体121に接続され、燃焼室116の中に燃料を噴射するために弁122を前後に動かして弁122を作動させる。弁112は、燃焼室内の温度、光、圧力、音、又は動きのうちの少なくとも1つを検出することによって燃料燃焼室116における燃焼イベントを検出することができる光学ヘッドのようなセンサ126を含むことができる。ケーブル120は、ケーブル本体121を通して燃焼イベントを表す信号を中継することができる。
【0010】
燃焼室116は、燃焼室116における燃焼される燃料の定時バースト(timed bursts)によって駆動されるピストン(図示せず)を収容する。燃料噴射器組立体100は、正確に計られた量の(precisely timed quantities of)燃料を燃焼室に送達して燃焼室の中の酸素と混合させるように構成される。ピストンは、燃料−酸素混合気を加圧することができ、動力をクランク軸(図示せず)に送達するピストンを動かすために点火プラグ(又は均等物)が燃焼室116の中の燃料を点火する。燃料の送達を支援するために、組立体100は、燃料の一部をイオン化することによってプラズマを生み出し、燃料を燃焼室116の中に迅速に且つ効率よく強制することができる。プラズマを生み出すために、イオン化電源130からチャネル114内の電極に電流を送達することができる。幾つかの実施形態において、弁122と弁122の近くのエンジン区域131は、電極として動作することができる。燃料噴射器、燃焼室、及び関係するデバイス、技術、及び方法のさらなる詳細は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第12/653,085号で与えられる。
【0011】
図2A〜図7は、本開示の幾つかの実施形態に係るケーブル本体121の種々の等角図及び断面図を例証する。図2Aは、ケーブル200aの等角図を示し、図2B及び図2Cは、ケーブル200aの断面図を示す。図2Bは、光ファイバ構成要素202、クラッディング204、及びシース206を含む単一のステム管210を示す。光ファイバ構成要素202は、多数の光ファイバ・コアを含むことができ、且つ種々の配置ではステム管210に対し中心をずらして配置することができる。光ファイバ構成要素202は、シリカ、フルオロジルコネート、フルオロアルミネート、カルコゲナイド・ガラス、サファイア、又はリン酸塩ガラスのような光信号を伝えてゆくあらゆる材料で作製することができる。光ファイバ構成要素202は、異なる波長及びタイプの光信号を伝えるように適合させることができる。また、クラッディング204は、異なる材料で及び光ファイバ・コア202の材料との種々の組合せで作製することができる。シース206は、導電性又は非導電性とすることができ、且つ耐荷力のあるもの(load−bearing)とすることができる。幾つかの実施形態において、シース206は省くことができ、光ファイバ構成要素202は、ファイバーグラス、ポリイミド、ポリアミド−イミド、フッ化アルミニウム、石英、及びサファイアのような比較的強い材料で作製することができ、且つ弁122が作動される際にステム管210の中で生じる引張力に耐えるように構成することができる。
【0012】
ケーブル200aは、図2Cに示すようにケーブル200aに沿って延びる多数のステム管210を有することができる。プラスチック又は他の絶縁材で作製される枠(encasement)212は、チャネル114(図1)を通して流れる燃料又はステム管210に損傷を及ぼす可能性がある任意の他の環境危険からステム管210を保護するためにステム管210を取り囲むことができる。枠212は、単一のステム管210を含むステム管210のあらゆる群を取り囲むことができる。枠212は随意的なものであって、省くことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200aは、ステム管210の間に延び且つケーブル200aの中心点201から半径方向に延びるブリッスル214aを有するブラシ・ベアリング214を含む。幾つかの実施形態において、ステム管210は、螺旋構成にねじられ、したがって、ブリッスル214aもまた、中央点201の周りに螺旋を形成する。ブラシ・ベアリング214は、弁又は他のデバイスを作動させるためにケーブル200aが長手方向に振動する又は動かされる際にケーブル200aをチャネル114内の少なくとも概して中央に維持することができる。ブラシ・ベアリング214は、チャネル114(図1)の中心線上の弁122(図1)の動きを維持する一方向のベアリングを提供することができる。ベアリング214はまた、チャネル114の中のステム管に対する保護を提供することができる。ブリッスル214aは、モータ及び発電機のロータに対して用いられるものと同様の炭素ブラシ及び/又は銅入り炭素ブラシで作製することができる。
【0013】
ステム管210は、ケーブル200aが弁又は他のデバイスを作動させるために用いられるときに生じる引張荷重に耐えることができる導電性光学ストランドとすることができる。例えば、ステム管210は、導電性の導光管として動作し且つ燃料噴射弁又は他のデバイスを作動させるために用いるのに十分なだけの引張強度を有するフッ化アルミニウムのような材料で作製することができる。ケーブル200aは、したがって、センサ126から光信号を搬送するため、電極に電圧を搬送して燃料にプラズマを生じさせるため、及び弁122を作動させるために用いることができる。電圧は、高周波を含む適切な周波数でのDC電圧又はAC電圧とすることができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、これらの特徴の異なる組合せを有することができる。例えば、ケーブル200aは、光信号を搬送するための光ファイバを含む第1のステム管210aと、引張部材である第2のステム管210bとを含むことができる。第1のステム管210a又は第2のステム管210bのいずれかはまた、電極対に電圧を搬送して燃料の一部をイオン化するために導電性とすることができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、両方とも、弁122の作動によって生じる引張荷重に耐えるのに十分なだけの強度を有する光ファイバで作製される。
【0014】
導電ケーブル組立体をねじること又は編組することで、ケーブル組立体の断面積にわたる電圧が拡散し、「表皮効果」として知られている現象に関連する問題が低減する。高周波では、導体中の電気信号は、主として導体の最外部、すなわち表皮で搬送される傾向がある。この現象は、導体の抵抗と反比例する導体の有効断面積を減らすため、抵抗の増加を引き起こす。表皮効果は、ワイヤのアレイにおける各ワイヤがワイヤの異なる部分においてワイヤの外側と内側との間で交互になるように編組又は他の方法でリッツアレイに編まれるワイヤによって克服することができる。一般に、各ワイヤは、ワイヤが同じく表皮効果を経験する複合ワイヤに互いに短絡するのを防ぐために、残りから電気的に分離される。
【0015】
図3Aは、別のケーブル200bの等角図を例証し、図3Bは、本開示の幾つかの実施形態に係るケーブル200bの断面図を表す。ケーブル200bは、4つのステム管210と、図2A〜図2Cに示されたケーブル200aと類似したブラシ・ベアリング214とを含むことができる。ブラシ・ベアリング214は、第1のブリッスル区域214aと、第1のブリッスル区域214aに対し或る角度をなしてステム管210の間に延びる第2のブリッスル区域214bとを含むことができる。ストランドは、巻かれて2つのブリッスル区域に図3Bに示された中央点201を中心として二重螺旋を形成させることができる。第1のブリッスル214aと第2のブリッスル214bは、同じ材料又は異なる材料で作製することができる。
【0016】
幾つかの実施形態において、第1のステム管210aは導光管とすることができ、第2のステム管210bは導電性とすることができ、第3のステム管210cは、弁アクチュエータ124がケーブル200bを引っ張るときに生じる引張荷重に耐えることが可能な引張部材とすることができる。したがって、センサ126からの光信号を第1のステム管210aによって搬送することができ、プラズマを生み出すための電気を第2のステム管210bによって搬送することができ、引張荷重を第3のステム管210cによって搬送することができる。第4のステム管210dは、光ファイバ、導電体、又は引張部材とすることができ、若しくはこれらの特徴のあらゆる組合せを有することができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、特定の用途によって必要とされる場合に、及び設計の好ましさ(preferences)に従って、すべて、これらの特徴の異なる組合せを有することができる。例えば、光学的、電気的、及び機械的特性をもつ材料は、ケーブル200bがより小さい直径を有することを可能にする場合があり、しかしケーブル200bの直径を増加させてもよいが、これらの特性のうちの1つ又は2つのみを有する材料よりも高価となる場合がある。ステム管210は、ここでは同様の直径を有するものとして示されるが、所与の用途は異なるステム管210が異なる直径を有することを要求する可能性がある。
【0017】
図4A、図4B、及び図5は、それぞれ代替的な配置を有するケーブル200c及び200dを示す。ケーブル200c及び200dは、中央ステム管210eと、幾つかの周辺ステム管210fとを含む。これらのケーブル200c及び200dの多くの特徴は、ブラシ・ベアリング214を含む図2A〜図3Bの上記で解説されたケーブル200a及び200bの特徴と概して類似している。種々の数及び配置のステム管210及びブリッスルを含む種々の他の構成が可能であることが理解される。
【0018】
図6は、ステム管210gの第1の群が第1の直径を有し、ステム管210hの第2の群が第2のより大きい直径を有する、別のケーブル200eを示す。ケーブル200eは、ステム管210gの第1の群の周りの第1の枠212aと、ステム管210hの第2の群の周りの第2の枠212bとを含むことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200eは枠212を含まない。それらのより大きいサイズに起因して、ステム管210hの第2の群は引張部材とすることができ、ステム管210gの第1の群は光学及び/又は電気ストランドとすることができる。少なくとも1つの導電ストランドを含む本明細書で示されるあらゆる構成において、ステム管210は、上記で解説された表皮効果を緩和するためにリッツアレイに配置することができる。ステム管210のサイズ、形状、及び数は、多くの変数に依存し、本開示は、ストランドの特定の配置又は数に限定されない。
【0019】
図7は、ステム管210の3つの群を含むまた別のケーブル200fを示す。ケーブル200fは、ステム管210の第1の群220と、第1の群220の周りに概して同軸に巻かれるステム管210の第2の群222と、第2の群222の周りに概して同軸に巻かれる第3の群224とを含む。幾つかの実施形態において、第1の群220におけるステム管210は光ファイバを収容し、第2の群222におけるステム管210は導電性であり、第3の群224におけるステム管210は引張部材を含む。群は、第3の群224における引張部材によって搬送される引張力が第2の群222又は第1の群220におけるステム管210に移行しないように機械的に絶縁することができる。同様に、1つの群におけるステム管210は、他の群におけるステム管210から電気的に及び/又は光学的に絶縁することができる。他の実施形態において、引張荷重が第1の群220における又は第2の群222におけるステム管210によって搬送されるので、第3の群は省くことができる。各群は、ケーブル200fにおける表皮効果を緩和するためにリッツアレイに編組されたもの又は編まれたものとすることができる複数のステム管210を含むことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200fの導電性の部分は、DC電圧を伝達するのに用いられる。したがって、表皮効果は一般にDC電圧では存在しないので、単一のステム管210を用いることができ、又はステム管210は、編組されていないものとすることができる。図7に示された実施形態は、図2〜図6を参照して上記で示され説明された実施形態と類似したブリッスル(図示せず)を含んでもよい。
【0020】
図1に戻って参照すると、チャネル114は、ワイヤ133を通して電源130に接続される導電スリーブ132を含むことができる。スリーブ132は、本体110に対し静止したものとすることができ、一方、ケーブル本体121は、弁122が作動される際にチャネル114の中で前後に移動する。電源130と電極122、131との間に電気路を形成するために、ブリッスル123aの第1の部分は導電性とすることができる。導電ブリッスル123aは、閉位置から開位置へのケーブル本体121のストロークを通してブリッスル123aがスリーブ132と接触するのに十分なだけスリーブ132と重なることができる。電圧をブリッスル123aを通して印加することができ、且つケーブル本体121によって導電ブリッスル123aと弁122との間でさらに搬送することができる。幾つかの実施形態において、スリーブ132と接触しないブリッスル123bの第2の部分は、必ずしも弁112とイオン化電源130との間の電気路の一部ではない。したがって、ブリッスル123bは、必ずしもそれらの電気特性のためではなく摩擦を減少させる材料を選択することができる。例えば、ブリッスル123bは、非導電ナイロン又はポリアミド−イミドで作製することができる。チャネル114における摩耗を緩和するために、チャネル114は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,742,265号で開示された材料と類似した合金で作製されるめっき又はライナで裏打ちすることができる。この配置は、ワイヤ133の疲労を避けるためにケーブル120が動く間にワイヤ133が静止したままであるようにする。また、ワイヤ133と共に動くことによって引き起こされる疲労をワイヤ133が経験しないので、開と閉との間のケーブル120のストロークは、他の設計よりもかなり大きくすることができる。より大きいストロークは、組立体100が、大型船及び建設機械などのような、燃焼室116に比較的大量の燃料が噴射されることを要求する大きいエンジンで用いられることを可能にする。
【0021】
図8A〜図8Cは、本開示の他の実施形態を例証する。図8Aは、ケーブル組立体300とアクチュエータ302の断面図を示す。ケーブル組立体300は、中央ケーブル区域310と、中央ケーブル区域310の一部の周りの止め部320と、止め部320及び中央ケーブル区域310と少なくとも概して同軸に層状にされた外側ケーブル区域330とを含む。ケーブル組立体300は、ケーブル組立体300を作動させるアクチュエータ302内に置かれる。アクチュエータ302は、ケーブル組立体300を作動させるためにソレノイド、磁石、ばね、又は任意の他の等価な装置を含むことができる。アクチュエータ302は、図1に示されたアクチュエータ124と概して類似したものとすることができる。アクチュエータ302は、アクチュエータ302に対するケーブル組立体300の可動範囲を制限するためにそれに対してケーブル組立体300が当接する、ショルダ304を含むことができる。アクチュエータ302がケーブル組立体300をアクチュエータ302の中に引き込むときに生じる圧力を分散させるのに大きい接触面積を提供するために、ショルダ304は、止め部320の傾斜と少なくとも概して合致するように傾斜をつけることができる。幾つかの実施形態において、ショルダ304は、アクチュエータ302の物理的ハウジングの一部ではなく、アクチュエータ302からの作動力に耐えるのに十分なだけの剛性を有するカラーのような別個の部品である。ケーブル組立体300と、ケーブル組立体300の端の弁(又は他の機器)の動きの制限は、ケーブル組立体300が作動される度に、弁が正確な一定した距離だけ開かれることを可能にする。
【0022】
止め部320は、中心ケーブル区域310に固定することができ、外側ケーブル区域330と接触する外面上に止め322を含むことができる。止め322は、アクチュエータ302がケーブル組立体300を作動させるときに、止め部320がショルダ304と当接し、且つケーブル組立体300がショルダ304に対して動くのを止めるように、外側ケーブル区域330を止め部320に固定する。幾つかの実施形態において、止め322は方向付けられる。例えば、図8Aに示すように、止め322は、アクチュエータ302から遠ざかる向きに方向付けられる。他の実施形態において、止め322は方向付けられない。止め部320は、止め部320が中心ケーブル区域310及び外側ケーブル区域330に対して動くのを防ぐために接着剤又は他の技術を含むことができる。止め部320は、誘電体材料又は導電性材料で作製することができる。止め部320は、少なくとも概して剛性であって、止め部320がショルダ304に押しつけられるときにアクチュエータ302によって引き起こされる圧縮力に耐えるものとすることができる。止め部320はまた、ケーブル組立体に区域剛性を付加する。したがって、内側ケーブル区域310と外側ケーブル区域330は、止め部320がケーブル組立体300の少なくとも一部の剛性の尺度を提供するので、概して可撓性の材料で作製することができる。付加的な剛性が望まれる部分には、堅くする及び/又は表面エネルギーを低下させる及び/又は外側ケーブル区域330とチャネルとの間の滑り摩擦を減少させるために滑らかな表面を提供するのに種々の熱可塑性又は熱硬化性ポリマーが用いられてもよい。
【0023】
中心ケーブル区域310と外側ケーブル区域330の各々は、概して図2〜図7に関して上記で説明されたようにステム管を収容することができる。幾つかの実施形態において、外側ケーブル区域330は引張部材を含み、中心ケーブル区域310は、光ファイバと導電ステム管、又は光ファイバ構成要素と導電シースとの組合せを含む。事実上ステム管のあらゆる組合せ及び配置が可能である。図8Bは、図8Aに示すようなケーブル組立体300の断面図を例証する。ケーブル組立体300は、複数のステム管350と、止め部320と、止め322とを含む(外側ケーブル区域330は図示されない)。ステム管350は、光ファイバ構成要素、導電構成要素、及び引張部材をあらゆる組合せ及び配置で含むことができる。例えば、第1のステム管350aは、光ファイバとすることができ、第2のステム管350bは、導電シースを有する光ファイバとすることができ、第3のステム管350cは、必ずしも電気的に又は光学的に伝導性ではない引張部材とすることができ、第4のステム管350dは導電引張部材とすることができる。ステム管350は、ケーブル組立体300が高周波のAC電圧を伝達するのに用いられるときに起こる「表皮効果」を緩和するために、リッツアレイに巻くことができる。ステム管350はまた、ケーブル組立体300の中央に1つ又は複数のステム管350eを含むことができる。幾つかの実施形態において、ステム管350のうちの幾つかは、第1の波長の光信号を搬送することができ、一方、ステム管350の別の群は、第2の波長の光信号を搬送する。例えば、ステム管350aは、可視スペクトルの光を搬送することができ、ステム管350bは、赤外線信号を搬送することができ、ステム管350cは、紫外線信号を搬送することができる。他の組合せが可能である。導電性のステム管350はまた、異なる特徴を有することができる。例えば、ステム管350の群は、高周波AC電圧と共に用いることができ、したがってリッツアレイに配置することができ、一方、ステム管350の別の群は、DC電圧と共に用いられ、したがってリッツアレイに編組される又は編まれる必要はない。ケーブル組立体300はまた、図2〜図7を参照して上記に示されたものと類似したブリッスル(図示せず)を含むことができる。ブリッスルは、止め部320への干渉を避けるためにケーブル組立体300に沿って止め部320とは異なる場所に位置決めすることができる。
【0024】
止め322は、止め部320の円周の周りの4つの主要な方向に図8Bに示される。他の実施形態において、止め322は、ケーブル組立体300の円周の周りに連続して、又は異なる分布で配置される。異なる用途は、アクチュエータ302(図8A)からの力を多かれ少なかれ要求する可能性があり、したがって、止め322は、適度な量の力に耐えるように調整することができる。
【0025】
図8Cは、中央ステム管360と、幾つかの周辺ステム管362と、止め部と、止め部上の止め322とを含むケーブル組立体300の別の実施形態を例証する。中央ステム管360は、光ファイバとすることができ、又はシース内の光ファイバを含むことができる。周辺ステム管362は、非円形の断面形状を有する。周辺ステム管362は導電性とすることができ、それらはアクチュエータによってケーブル組立体300に課される引張荷重に耐えることが可能な引張部材であってもよい。図8Cは、6つの周辺ステム管362を示すが、他の実施形態は、より多い又は少ない周辺ステム管362を含むことができる。種々の他の構成及び断面形状が可能である。
【0026】
本開示の範囲から逸脱することなく種々の変化及び修正を加えることができることが分かるであろう。例えば、ステム管210の数、レイアウト、及び材料は、代替的な材料及び処理手段を含むように変えられ又は変化されてもよい。組立体100は、示され説明された構成の代替的な、且つ依然として本開示の精神内にある構成を含んでもよい。
【0027】
文脈上明らかに他の意味に解すべき場合を除き、説明及び請求項の全体を通して、「備える」、「備えている」などの言葉は、排他的な又は網羅的な意味ではなく包括的な意味で、つまり、「〜を含むがこれらに限定されない」の意味で解釈されるべきである。単数形又は複数形を用いる言葉はまた、それぞれ複数形又は単数形を含む。請求項が2つ又はそれ以上のアイテムのリストに関して「又は」という言葉を用いるとき、該言葉は以下の言葉の解釈のうちのすべて、すなわち、リストにおけるアイテムのいずれか、リストにおけるアイテムのすべて、及びリストにおけるアイテムの任意の組合せを包含する。
【0028】
上記で説明された種々の実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。本明細書で言及される及び/又は出願データ用紙(Application data Sheet)に記載される米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許刊行物のすべては、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。本開示の態様は、本開示のまたさらなる実施形態を提供するために、種々の構成をもつ燃料噴射器及び点火装置、並びに種々の特許、出願、及び公開の概念を採用するように必要な場合に修正することができる。
【0029】
上記の詳細な説明に照らして、開示内容にこれらの及び他の変化を加えることができる。一般に、以下の請求項において、用いられる用語は、開示内容を明細書及び請求項で開示される具体的な実施形態に限定するように解釈されるべきではないが、請求項に従って作動するすべてのシステム及び方法を含むように解釈されるべきである。したがって、本発明は、開示内容によって限定されないが、代わりに、その範囲は以下の請求項によって広く定められるべきである。
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照
本出願は、2009年8月27日に出願されたOXYGENATED FUEL PRODUCTIONと題する米国特許仮出願第61/237,425号、2009年8月27日に出願されたMULTIFUEL MULTIBURSTと題する米国特許仮出願第61/237,466号、2009年8月27日に出願されたFULL SPECTRUM ENERGYと題する米国特許仮出願第61/237,479号、2009年10月19日に出願されたMULTIFUEL STORAGE, METERING AND IGNITION SYSTEMと題する米国特許出願第12/581,825号、2009年12月7日に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTUREと題する米国特許出願第12/653,085号、2009年12月7日に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTUREと題するPCT出願第PCT/US09/67044号、2010年2月13日に出願されたFULL SPECTRUM ENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCEと題する米国特許仮出願第61/304,403号、及び2010年3月9日に出願されたSYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING HIGH VOLTAGE RF SHIELDING, FOR EXAMPLE, FOR USE WITH A FUEL INJECTORと題する米国特許仮出願第61/312,100号に基づく優先権及びその利益を主張するものである。これらの出願の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
以下の開示は、一般に、光ファイバ及び/又は導電ケーブル組立体と、燃料噴射弁を作動させるためのセンタリング(centering)・ブラシ・ベアリング及び関連する構成要素に関する。
【背景技術】
【0003】
燃料噴射器は、燃焼機関の燃焼室の中に燃料を噴射するのに用いられる。燃料は、一般に、加圧された燃料を収容するチャンバと燃焼室との間の弁が開かれるときに、エンジンのストロークに対する特定の時点で加圧され燃焼室の中に放出される。制御技術における最近の進歩は、燃焼室内の温度、光、圧力、又は運動のような燃焼イベントを監視することから大きな効率及び電力生産利得を可能にした。しかしながら、従来の燃料噴射弁及び燃焼室は、燃焼イベントの監視を備えておらず、多くの既存のエンジンでは、監視機器と共に用いるために容易に適合させることができない。多くの燃料噴射器構成では、それを通して燃料噴射器が燃焼室に入るボアのサイズは小さく、燃焼イベントを監視するのに用いることができる機器のタイプを制限する。したがって、燃料を燃焼室に送達し、且つ燃焼室内の燃焼イベントを計測する改善された方法に対する必要性がある。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】本開示の実施形態に係る燃料噴射器の略側断面図である。
【図2A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図2B】本開示の実施形態に係る図2Aのケーブルの断面図である。
【図2C】
【図3A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図3B】本開示の実施形態に係る図3Aのケーブルの断面図である。
【図4A】本開示の実施形態に係るケーブルの等角図である。
【図4B】本開示の実施形態に係る図4Aのケーブルの断面図である。
【図5】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図6】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図7】本開示の実施形態に係るケーブルの断面図である。
【図8A】本開示の実施形態に係る止め部を有するケーブルの縦方向断面図である。
【図8B】本開示の実施形態に係る図8Aのケーブルの横方向断面図である。
【図8C】本開示の実施形態に係る図8Aのケーブルの横方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本出願は、2008年1月7日に出願されたMULTIFUEL STORAGE, METERING, AND IGNITION SYSTEMと題する米国特許出願第12/006,774号(現在は米国特許第7,628,137号)の主題のその全体を参照により本明細書に組み込む。本出願は、以下の米国特許出願、すなわち、2010年7月21日に本出願と同時に出願されたINTEGRATED FUEL INJECTORS AND IGNITERS AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE(代理人整理番号69545−8031US)、FUEL INJECTOR ACTUATOR ASSEMBLIES AND ASSOCIATED METHODS OF USE AND MANUFACTURE(代理人整理番号69545−8032US)、SHAPING A FUEL CHARGE IN A COMBUSTION CHAMBER WITH MULTIPLE DRIVERS AND/OR IONIZATION CONTROL(代理人整理番号69545−8034US)、CERAMIC INSULATOR AND METHODS OF USE AND MANUFACTURE THEREOF(代理人整理番号69545−8036US)、METHOD AND SYSTEM OF THERMOCHEMICAL REGENERATION TO PROVIDE OXYGENATED FUEL, FOR EXAMPLE, WITH FUEL−COOLED FUEL INJECTORS(代理人整理番号69545−8037US)、及びMETHODS AND SYSTEMS FOR REDUCING THE FORMATION OF OXIDES OF NITROGEN DURING COMBUSTION IN ENGINES(代理人整理番号69545−8038US)の各々の主題のそれらの全体を参照により本明細書に組み込む。
【0006】
本開示は、光ファイバ及び/又は導電ケーブルと光学的燃焼計測ユニットとを含む燃料噴射器組立体を提供するためのデバイス、システム、及び方法を説明する。本開示は、ケーブルを燃料噴射器のチャネル内に維持するためにケーブルから延びる概して剛性のブリッスルを備えるベアリング、並びに関連するシステム、組立体、構成要素、及び方法をさらに説明する。本開示の種々の実施形態の十分な理解を提供するために、或る詳細が以下の説明に及び図1〜図8Cに記載される。しかしながら、本開示の種々の実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、燃焼システムの内燃機関、噴射器、点火器、及び/又は他の態様としばしば関連付けられる周知の構造体及びシステムを説明する他の詳細は以下に記載されない。したがって、以下に記載される詳細のうちの幾つかは、当該技術分野の当業者が開示された実施形態を作製し及び用いることを可能にするのに十分な様式で以下の実施形態を説明するために提供されることが理解されるであろう。以下で説明される詳細及び利点のうちの幾つかは、しかしながら、本開示の或る実施形態を実施するのに必要ではない場合がある。
【0007】
図面に示された詳細、寸法、角度、形状、及び他の機能部の多くは、本開示の特定の実施形態の単なる例証である。したがって、他の実施形態は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく他の詳細、寸法、角度、及び機能部を有することができる。加えて、以下で説明される詳細のうちの幾つかを無しにして、本開示のさらなる実施形態を実施できることが、当該技術分野の当業者には分かるであろう。
【0008】
本明細書の全体を通して、「一実施形態」又は「実施形態」という言及は、実施形態と組み合わせて説明される特定の機能部、構造体、又は特徴が本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体を通して種々の場所での「一実施形態において」又は「実施形態において」というフレーズの出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を言及するわけでない。そのうえ、特定の機能部、構造体、又は特徴は、あらゆる適切な様式で1つ又は複数の実施形態において組み合わされてもよい。本明細書で提供される見出しは、便宜のためだけのものであって、特許請求される開示の範囲又は意味を説明するものではない。
【0009】
図1は、本開示の幾つかの実施形態に係る燃料噴射器組立体100の略側断面図である。組立体100は、本体110を長手方向に通して延びるチャネル114を有する誘電性本体110を含む。チャネル114は、燃料を燃料リザーバ118からチャネル114に沿って燃焼室116の中に運ぶために燃料燃焼室116と燃料リザーバ118との間に延びる。燃料噴射器組立体100はまた、本体110を取り囲むハウジング112を含むことができる。ハウジング112は、組立体100を強化するために電磁シールド又は機械的補強とすることができる。ハウジング112は、随意的なものであり、付加的な強度及び/又は静電遮蔽が有利な用途で含めることができる。組立体100は、チャネル114内に収容された導電ケーブル組立体120をさらに含むことができ、これは、ケーブル本体121と、チャネル114と燃料燃焼室116との間に位置決めされるケーブル本体121の端の弁122とを含むことができる。組立体100はまた、ソレノイド、ばね、又は他のアクチュエータのような弁アクチュエータ124を含むことができ、これは、ケーブル本体121に接続され、燃焼室116の中に燃料を噴射するために弁122を前後に動かして弁122を作動させる。弁112は、燃焼室内の温度、光、圧力、音、又は動きのうちの少なくとも1つを検出することによって燃料燃焼室116における燃焼イベントを検出することができる光学ヘッドのようなセンサ126を含むことができる。ケーブル120は、ケーブル本体121を通して燃焼イベントを表す信号を中継することができる。
【0010】
燃焼室116は、燃焼室116における燃焼される燃料の定時バースト(timed bursts)によって駆動されるピストン(図示せず)を収容する。燃料噴射器組立体100は、正確に計られた量の(precisely timed quantities of)燃料を燃焼室に送達して燃焼室の中の酸素と混合させるように構成される。ピストンは、燃料−酸素混合気を加圧することができ、動力をクランク軸(図示せず)に送達するピストンを動かすために点火プラグ(又は均等物)が燃焼室116の中の燃料を点火する。燃料の送達を支援するために、組立体100は、燃料の一部をイオン化することによってプラズマを生み出し、燃料を燃焼室116の中に迅速に且つ効率よく強制することができる。プラズマを生み出すために、イオン化電源130からチャネル114内の電極に電流を送達することができる。幾つかの実施形態において、弁122と弁122の近くのエンジン区域131は、電極として動作することができる。燃料噴射器、燃焼室、及び関係するデバイス、技術、及び方法のさらなる詳細は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第12/653,085号で与えられる。
【0011】
図2A〜図7は、本開示の幾つかの実施形態に係るケーブル本体121の種々の等角図及び断面図を例証する。図2Aは、ケーブル200aの等角図を示し、図2B及び図2Cは、ケーブル200aの断面図を示す。図2Bは、光ファイバ構成要素202、クラッディング204、及びシース206を含む単一のステム管210を示す。光ファイバ構成要素202は、多数の光ファイバ・コアを含むことができ、且つ種々の配置ではステム管210に対し中心をずらして配置することができる。光ファイバ構成要素202は、シリカ、フルオロジルコネート、フルオロアルミネート、カルコゲナイド・ガラス、サファイア、又はリン酸塩ガラスのような光信号を伝えてゆくあらゆる材料で作製することができる。光ファイバ構成要素202は、異なる波長及びタイプの光信号を伝えるように適合させることができる。また、クラッディング204は、異なる材料で及び光ファイバ・コア202の材料との種々の組合せで作製することができる。シース206は、導電性又は非導電性とすることができ、且つ耐荷力のあるもの(load−bearing)とすることができる。幾つかの実施形態において、シース206は省くことができ、光ファイバ構成要素202は、ファイバーグラス、ポリイミド、ポリアミド−イミド、フッ化アルミニウム、石英、及びサファイアのような比較的強い材料で作製することができ、且つ弁122が作動される際にステム管210の中で生じる引張力に耐えるように構成することができる。
【0012】
ケーブル200aは、図2Cに示すようにケーブル200aに沿って延びる多数のステム管210を有することができる。プラスチック又は他の絶縁材で作製される枠(encasement)212は、チャネル114(図1)を通して流れる燃料又はステム管210に損傷を及ぼす可能性がある任意の他の環境危険からステム管210を保護するためにステム管210を取り囲むことができる。枠212は、単一のステム管210を含むステム管210のあらゆる群を取り囲むことができる。枠212は随意的なものであって、省くことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200aは、ステム管210の間に延び且つケーブル200aの中心点201から半径方向に延びるブリッスル214aを有するブラシ・ベアリング214を含む。幾つかの実施形態において、ステム管210は、螺旋構成にねじられ、したがって、ブリッスル214aもまた、中央点201の周りに螺旋を形成する。ブラシ・ベアリング214は、弁又は他のデバイスを作動させるためにケーブル200aが長手方向に振動する又は動かされる際にケーブル200aをチャネル114内の少なくとも概して中央に維持することができる。ブラシ・ベアリング214は、チャネル114(図1)の中心線上の弁122(図1)の動きを維持する一方向のベアリングを提供することができる。ベアリング214はまた、チャネル114の中のステム管に対する保護を提供することができる。ブリッスル214aは、モータ及び発電機のロータに対して用いられるものと同様の炭素ブラシ及び/又は銅入り炭素ブラシで作製することができる。
【0013】
ステム管210は、ケーブル200aが弁又は他のデバイスを作動させるために用いられるときに生じる引張荷重に耐えることができる導電性光学ストランドとすることができる。例えば、ステム管210は、導電性の導光管として動作し且つ燃料噴射弁又は他のデバイスを作動させるために用いるのに十分なだけの引張強度を有するフッ化アルミニウムのような材料で作製することができる。ケーブル200aは、したがって、センサ126から光信号を搬送するため、電極に電圧を搬送して燃料にプラズマを生じさせるため、及び弁122を作動させるために用いることができる。電圧は、高周波を含む適切な周波数でのDC電圧又はAC電圧とすることができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、これらの特徴の異なる組合せを有することができる。例えば、ケーブル200aは、光信号を搬送するための光ファイバを含む第1のステム管210aと、引張部材である第2のステム管210bとを含むことができる。第1のステム管210a又は第2のステム管210bのいずれかはまた、電極対に電圧を搬送して燃料の一部をイオン化するために導電性とすることができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、両方とも、弁122の作動によって生じる引張荷重に耐えるのに十分なだけの強度を有する光ファイバで作製される。
【0014】
導電ケーブル組立体をねじること又は編組することで、ケーブル組立体の断面積にわたる電圧が拡散し、「表皮効果」として知られている現象に関連する問題が低減する。高周波では、導体中の電気信号は、主として導体の最外部、すなわち表皮で搬送される傾向がある。この現象は、導体の抵抗と反比例する導体の有効断面積を減らすため、抵抗の増加を引き起こす。表皮効果は、ワイヤのアレイにおける各ワイヤがワイヤの異なる部分においてワイヤの外側と内側との間で交互になるように編組又は他の方法でリッツアレイに編まれるワイヤによって克服することができる。一般に、各ワイヤは、ワイヤが同じく表皮効果を経験する複合ワイヤに互いに短絡するのを防ぐために、残りから電気的に分離される。
【0015】
図3Aは、別のケーブル200bの等角図を例証し、図3Bは、本開示の幾つかの実施形態に係るケーブル200bの断面図を表す。ケーブル200bは、4つのステム管210と、図2A〜図2Cに示されたケーブル200aと類似したブラシ・ベアリング214とを含むことができる。ブラシ・ベアリング214は、第1のブリッスル区域214aと、第1のブリッスル区域214aに対し或る角度をなしてステム管210の間に延びる第2のブリッスル区域214bとを含むことができる。ストランドは、巻かれて2つのブリッスル区域に図3Bに示された中央点201を中心として二重螺旋を形成させることができる。第1のブリッスル214aと第2のブリッスル214bは、同じ材料又は異なる材料で作製することができる。
【0016】
幾つかの実施形態において、第1のステム管210aは導光管とすることができ、第2のステム管210bは導電性とすることができ、第3のステム管210cは、弁アクチュエータ124がケーブル200bを引っ張るときに生じる引張荷重に耐えることが可能な引張部材とすることができる。したがって、センサ126からの光信号を第1のステム管210aによって搬送することができ、プラズマを生み出すための電気を第2のステム管210bによって搬送することができ、引張荷重を第3のステム管210cによって搬送することができる。第4のステム管210dは、光ファイバ、導電体、又は引張部材とすることができ、若しくはこれらの特徴のあらゆる組合せを有することができる。幾つかの実施形態において、ステム管210は、特定の用途によって必要とされる場合に、及び設計の好ましさ(preferences)に従って、すべて、これらの特徴の異なる組合せを有することができる。例えば、光学的、電気的、及び機械的特性をもつ材料は、ケーブル200bがより小さい直径を有することを可能にする場合があり、しかしケーブル200bの直径を増加させてもよいが、これらの特性のうちの1つ又は2つのみを有する材料よりも高価となる場合がある。ステム管210は、ここでは同様の直径を有するものとして示されるが、所与の用途は異なるステム管210が異なる直径を有することを要求する可能性がある。
【0017】
図4A、図4B、及び図5は、それぞれ代替的な配置を有するケーブル200c及び200dを示す。ケーブル200c及び200dは、中央ステム管210eと、幾つかの周辺ステム管210fとを含む。これらのケーブル200c及び200dの多くの特徴は、ブラシ・ベアリング214を含む図2A〜図3Bの上記で解説されたケーブル200a及び200bの特徴と概して類似している。種々の数及び配置のステム管210及びブリッスルを含む種々の他の構成が可能であることが理解される。
【0018】
図6は、ステム管210gの第1の群が第1の直径を有し、ステム管210hの第2の群が第2のより大きい直径を有する、別のケーブル200eを示す。ケーブル200eは、ステム管210gの第1の群の周りの第1の枠212aと、ステム管210hの第2の群の周りの第2の枠212bとを含むことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200eは枠212を含まない。それらのより大きいサイズに起因して、ステム管210hの第2の群は引張部材とすることができ、ステム管210gの第1の群は光学及び/又は電気ストランドとすることができる。少なくとも1つの導電ストランドを含む本明細書で示されるあらゆる構成において、ステム管210は、上記で解説された表皮効果を緩和するためにリッツアレイに配置することができる。ステム管210のサイズ、形状、及び数は、多くの変数に依存し、本開示は、ストランドの特定の配置又は数に限定されない。
【0019】
図7は、ステム管210の3つの群を含むまた別のケーブル200fを示す。ケーブル200fは、ステム管210の第1の群220と、第1の群220の周りに概して同軸に巻かれるステム管210の第2の群222と、第2の群222の周りに概して同軸に巻かれる第3の群224とを含む。幾つかの実施形態において、第1の群220におけるステム管210は光ファイバを収容し、第2の群222におけるステム管210は導電性であり、第3の群224におけるステム管210は引張部材を含む。群は、第3の群224における引張部材によって搬送される引張力が第2の群222又は第1の群220におけるステム管210に移行しないように機械的に絶縁することができる。同様に、1つの群におけるステム管210は、他の群におけるステム管210から電気的に及び/又は光学的に絶縁することができる。他の実施形態において、引張荷重が第1の群220における又は第2の群222におけるステム管210によって搬送されるので、第3の群は省くことができる。各群は、ケーブル200fにおける表皮効果を緩和するためにリッツアレイに編組されたもの又は編まれたものとすることができる複数のステム管210を含むことができる。幾つかの実施形態において、ケーブル200fの導電性の部分は、DC電圧を伝達するのに用いられる。したがって、表皮効果は一般にDC電圧では存在しないので、単一のステム管210を用いることができ、又はステム管210は、編組されていないものとすることができる。図7に示された実施形態は、図2〜図6を参照して上記で示され説明された実施形態と類似したブリッスル(図示せず)を含んでもよい。
【0020】
図1に戻って参照すると、チャネル114は、ワイヤ133を通して電源130に接続される導電スリーブ132を含むことができる。スリーブ132は、本体110に対し静止したものとすることができ、一方、ケーブル本体121は、弁122が作動される際にチャネル114の中で前後に移動する。電源130と電極122、131との間に電気路を形成するために、ブリッスル123aの第1の部分は導電性とすることができる。導電ブリッスル123aは、閉位置から開位置へのケーブル本体121のストロークを通してブリッスル123aがスリーブ132と接触するのに十分なだけスリーブ132と重なることができる。電圧をブリッスル123aを通して印加することができ、且つケーブル本体121によって導電ブリッスル123aと弁122との間でさらに搬送することができる。幾つかの実施形態において、スリーブ132と接触しないブリッスル123bの第2の部分は、必ずしも弁112とイオン化電源130との間の電気路の一部ではない。したがって、ブリッスル123bは、必ずしもそれらの電気特性のためではなく摩擦を減少させる材料を選択することができる。例えば、ブリッスル123bは、非導電ナイロン又はポリアミド−イミドで作製することができる。チャネル114における摩耗を緩和するために、チャネル114は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,742,265号で開示された材料と類似した合金で作製されるめっき又はライナで裏打ちすることができる。この配置は、ワイヤ133の疲労を避けるためにケーブル120が動く間にワイヤ133が静止したままであるようにする。また、ワイヤ133と共に動くことによって引き起こされる疲労をワイヤ133が経験しないので、開と閉との間のケーブル120のストロークは、他の設計よりもかなり大きくすることができる。より大きいストロークは、組立体100が、大型船及び建設機械などのような、燃焼室116に比較的大量の燃料が噴射されることを要求する大きいエンジンで用いられることを可能にする。
【0021】
図8A〜図8Cは、本開示の他の実施形態を例証する。図8Aは、ケーブル組立体300とアクチュエータ302の断面図を示す。ケーブル組立体300は、中央ケーブル区域310と、中央ケーブル区域310の一部の周りの止め部320と、止め部320及び中央ケーブル区域310と少なくとも概して同軸に層状にされた外側ケーブル区域330とを含む。ケーブル組立体300は、ケーブル組立体300を作動させるアクチュエータ302内に置かれる。アクチュエータ302は、ケーブル組立体300を作動させるためにソレノイド、磁石、ばね、又は任意の他の等価な装置を含むことができる。アクチュエータ302は、図1に示されたアクチュエータ124と概して類似したものとすることができる。アクチュエータ302は、アクチュエータ302に対するケーブル組立体300の可動範囲を制限するためにそれに対してケーブル組立体300が当接する、ショルダ304を含むことができる。アクチュエータ302がケーブル組立体300をアクチュエータ302の中に引き込むときに生じる圧力を分散させるのに大きい接触面積を提供するために、ショルダ304は、止め部320の傾斜と少なくとも概して合致するように傾斜をつけることができる。幾つかの実施形態において、ショルダ304は、アクチュエータ302の物理的ハウジングの一部ではなく、アクチュエータ302からの作動力に耐えるのに十分なだけの剛性を有するカラーのような別個の部品である。ケーブル組立体300と、ケーブル組立体300の端の弁(又は他の機器)の動きの制限は、ケーブル組立体300が作動される度に、弁が正確な一定した距離だけ開かれることを可能にする。
【0022】
止め部320は、中心ケーブル区域310に固定することができ、外側ケーブル区域330と接触する外面上に止め322を含むことができる。止め322は、アクチュエータ302がケーブル組立体300を作動させるときに、止め部320がショルダ304と当接し、且つケーブル組立体300がショルダ304に対して動くのを止めるように、外側ケーブル区域330を止め部320に固定する。幾つかの実施形態において、止め322は方向付けられる。例えば、図8Aに示すように、止め322は、アクチュエータ302から遠ざかる向きに方向付けられる。他の実施形態において、止め322は方向付けられない。止め部320は、止め部320が中心ケーブル区域310及び外側ケーブル区域330に対して動くのを防ぐために接着剤又は他の技術を含むことができる。止め部320は、誘電体材料又は導電性材料で作製することができる。止め部320は、少なくとも概して剛性であって、止め部320がショルダ304に押しつけられるときにアクチュエータ302によって引き起こされる圧縮力に耐えるものとすることができる。止め部320はまた、ケーブル組立体に区域剛性を付加する。したがって、内側ケーブル区域310と外側ケーブル区域330は、止め部320がケーブル組立体300の少なくとも一部の剛性の尺度を提供するので、概して可撓性の材料で作製することができる。付加的な剛性が望まれる部分には、堅くする及び/又は表面エネルギーを低下させる及び/又は外側ケーブル区域330とチャネルとの間の滑り摩擦を減少させるために滑らかな表面を提供するのに種々の熱可塑性又は熱硬化性ポリマーが用いられてもよい。
【0023】
中心ケーブル区域310と外側ケーブル区域330の各々は、概して図2〜図7に関して上記で説明されたようにステム管を収容することができる。幾つかの実施形態において、外側ケーブル区域330は引張部材を含み、中心ケーブル区域310は、光ファイバと導電ステム管、又は光ファイバ構成要素と導電シースとの組合せを含む。事実上ステム管のあらゆる組合せ及び配置が可能である。図8Bは、図8Aに示すようなケーブル組立体300の断面図を例証する。ケーブル組立体300は、複数のステム管350と、止め部320と、止め322とを含む(外側ケーブル区域330は図示されない)。ステム管350は、光ファイバ構成要素、導電構成要素、及び引張部材をあらゆる組合せ及び配置で含むことができる。例えば、第1のステム管350aは、光ファイバとすることができ、第2のステム管350bは、導電シースを有する光ファイバとすることができ、第3のステム管350cは、必ずしも電気的に又は光学的に伝導性ではない引張部材とすることができ、第4のステム管350dは導電引張部材とすることができる。ステム管350は、ケーブル組立体300が高周波のAC電圧を伝達するのに用いられるときに起こる「表皮効果」を緩和するために、リッツアレイに巻くことができる。ステム管350はまた、ケーブル組立体300の中央に1つ又は複数のステム管350eを含むことができる。幾つかの実施形態において、ステム管350のうちの幾つかは、第1の波長の光信号を搬送することができ、一方、ステム管350の別の群は、第2の波長の光信号を搬送する。例えば、ステム管350aは、可視スペクトルの光を搬送することができ、ステム管350bは、赤外線信号を搬送することができ、ステム管350cは、紫外線信号を搬送することができる。他の組合せが可能である。導電性のステム管350はまた、異なる特徴を有することができる。例えば、ステム管350の群は、高周波AC電圧と共に用いることができ、したがってリッツアレイに配置することができ、一方、ステム管350の別の群は、DC電圧と共に用いられ、したがってリッツアレイに編組される又は編まれる必要はない。ケーブル組立体300はまた、図2〜図7を参照して上記に示されたものと類似したブリッスル(図示せず)を含むことができる。ブリッスルは、止め部320への干渉を避けるためにケーブル組立体300に沿って止め部320とは異なる場所に位置決めすることができる。
【0024】
止め322は、止め部320の円周の周りの4つの主要な方向に図8Bに示される。他の実施形態において、止め322は、ケーブル組立体300の円周の周りに連続して、又は異なる分布で配置される。異なる用途は、アクチュエータ302(図8A)からの力を多かれ少なかれ要求する可能性があり、したがって、止め322は、適度な量の力に耐えるように調整することができる。
【0025】
図8Cは、中央ステム管360と、幾つかの周辺ステム管362と、止め部と、止め部上の止め322とを含むケーブル組立体300の別の実施形態を例証する。中央ステム管360は、光ファイバとすることができ、又はシース内の光ファイバを含むことができる。周辺ステム管362は、非円形の断面形状を有する。周辺ステム管362は導電性とすることができ、それらはアクチュエータによってケーブル組立体300に課される引張荷重に耐えることが可能な引張部材であってもよい。図8Cは、6つの周辺ステム管362を示すが、他の実施形態は、より多い又は少ない周辺ステム管362を含むことができる。種々の他の構成及び断面形状が可能である。
【0026】
本開示の範囲から逸脱することなく種々の変化及び修正を加えることができることが分かるであろう。例えば、ステム管210の数、レイアウト、及び材料は、代替的な材料及び処理手段を含むように変えられ又は変化されてもよい。組立体100は、示され説明された構成の代替的な、且つ依然として本開示の精神内にある構成を含んでもよい。
【0027】
文脈上明らかに他の意味に解すべき場合を除き、説明及び請求項の全体を通して、「備える」、「備えている」などの言葉は、排他的な又は網羅的な意味ではなく包括的な意味で、つまり、「〜を含むがこれらに限定されない」の意味で解釈されるべきである。単数形又は複数形を用いる言葉はまた、それぞれ複数形又は単数形を含む。請求項が2つ又はそれ以上のアイテムのリストに関して「又は」という言葉を用いるとき、該言葉は以下の言葉の解釈のうちのすべて、すなわち、リストにおけるアイテムのいずれか、リストにおけるアイテムのすべて、及びリストにおけるアイテムの任意の組合せを包含する。
【0028】
上記で説明された種々の実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。本明細書で言及される及び/又は出願データ用紙(Application data Sheet)に記載される米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許刊行物のすべては、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。本開示の態様は、本開示のまたさらなる実施形態を提供するために、種々の構成をもつ燃料噴射器及び点火装置、並びに種々の特許、出願、及び公開の概念を採用するように必要な場合に修正することができる。
【0029】
上記の詳細な説明に照らして、開示内容にこれらの及び他の変化を加えることができる。一般に、以下の請求項において、用いられる用語は、開示内容を明細書及び請求項で開示される具体的な実施形態に限定するように解釈されるべきではないが、請求項に従って作動するすべてのシステム及び方法を含むように解釈されるべきである。したがって、本発明は、開示内容によって限定されないが、代わりに、その範囲は以下の請求項によって広く定められるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケーブル組立体であって、
第1の端と第2の端とを有し、且つ光ファイバと導電シースとを含む、ステム管と、
前記ステム管から延び、前記ステム管をチャネル内で少なくとも概して位置合わせされた状態に維持するように構成される、導電ブリッスルと、
前記第1端に接続され、第2の電極の近くに位置決めされ、前記第1の電極と前記第2の電極との間にイオン化電圧を送達するように構成される、第1の電極と、
前記ステム管の前記第1の端で、圧力、温度、光、又は運動のうちの少なくとも1つを検出し、且つ前記光ファイバに沿って関連する信号を中継するように構成される、センサと、
前記ケーブルの前記第2の端に接続され、前記ステム管に張力をかけることによって前記ステム管を作動させるように構成されるケーブルアクチュエータと、
を備えるケーブル組立体。
【請求項2】
前記チャネルが、燃焼室に隣接する燃料噴射器内にあり、前記センサが、前記燃焼室における燃焼イベントを検出するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項3】
前記ステム管に沿って延び、前記ケーブルアクチュエータが前記ステム管に張力をかけるときに生じる引張荷重を支えるように構成される、引張部材をさらに備える請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項4】
前記光ファイバが、前記ケーブルアクチュエータが前記ケーブルを引っ張ることによって前記燃料噴射器を作動させるときに生じる引張荷重を支えるように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項5】
前記ステム管が、リッツアレイに配置される複数のステム管を備え、前記リッツアレイが、前記電極対に前記電圧を送達するように構成される編組構成である請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項6】
前記ブリッスルが、概して剛性であり、前記チャネル内の概して中央に前記ケーブルを維持する請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項7】
前記ケーブルが、前記光ファイバの周りに同軸に配置され、前記電極対に前記電圧を送達するように構成される導電ストランドをさらに備える、請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項8】
前記電圧がAC電圧を含む請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項9】
前記電圧がDC電圧を含む請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項10】
前記ブリッスルが、前記ケーブルを前記チャネル内の少なくとも概して中央に維持するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項11】
前記ブリッスルが、前記ケーブルの周りに螺旋又は二重螺旋に巻かれる請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項12】
前記チャネルの少なくとも一部の導電スリーブ・ライニングをさらに備え、前記ブリッスルの少なくとも一部が、導電性であり、且つ前記導電スリーブと前記電極対との間の電圧のための電気路の一部を形成する請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項13】
前記導電スリーブが、前記チャネルの第2の部分ではなく前記チャネルの第1の部分を裏打ちし、前記チャネルの前記第2の部分に接触するブリッスルが、導電性ではなく、前記チャネルと前記ブリッスルとの間に低い摩擦を有する請求項12に記載のケーブル組立体。
【請求項14】
前記ケーブルが、前記弁が閉じられるときの第1の位置と前記弁が開かれるときの第2の位置との間で動き、前記導電スリーブが、前記第1の位置と前記第2の位置との両方において前記導電ブリッスルの少なくとも一部と接触する請求項13に記載のケーブル組立体。
【請求項15】
前記導電スリーブに前記電圧を送達するように構成される電気負荷をさらに備え、前記電気負荷は、前記ケーブルが前記第1の位置と前記第2の位置との間で動く際に前記導電スリーブに対して静止したままである、請求項12に記載のケーブル組立体。
【請求項16】
前記ステム管が、中央ステム管の群及び外側ステム管の群に配置される複数のステム管を備え、前記ケーブル組立体が、前記中央ステム管に及び前記外側ステム管に固定される止め部をさらに備え、前記止め部は前記中央ステム管と前記外側ステム管との間にあり、且つ前記止め部は、前記チャネル内の前記ケーブル組立体の前記運動を制限するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項17】
前記ステム管に固定され、前記チャネルに対して固定されるショルダと係合するように構成される止め部をさらに備え、前記止め部は、前記チャネル内の前記ケーブル組立体の可動範囲を制限するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項18】
燃料噴射器であって、
燃料リザーバと燃料燃焼室との間に延びるチャネルを備えた誘電性本体と、
前記チャネル内に位置決めされるケーブル組立体であり、
光ファイバと、
導電ストランドと、
前記光ファイバ及び前記導電ストランドから半径方向に延び、ケーブルを前記チャネル内の概して中央に維持するために前記誘電性本体と接触する、複数の概して剛性のフィラメントと、
を含むケーブル組立体と、
前記ケーブルに作動可能に結合され、前記チャネルと前記燃料燃焼室との間に位置決めされる弁と、
前記ケーブルに接続され、前記弁を作動させるため及び燃料が前記チャネルから前記燃料燃焼室に入るようにするために前記ケーブルを前記チャネルの中で動かすように構成される弁アクチュエータと、
前記弁上に位置決めされ、前記燃料燃焼室における燃焼イベントを検出するように構成されるセンサであり、前記第1の束及び第2の束のうちの少なくとも1つに接続され、前記燃焼イベントを報告するために前記光ファイバに沿って信号を中継するように構成されるセンサと、
を備える燃料噴射器。
【請求項19】
前記チャネルの一部における導電ライニングをさらに備え、前記フィラメントの少なくとも一部が、導電性であって前記導電ライニングと接触する請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項20】
前記導電ライニングと接触する電気負荷をさらに備え、前記電気負荷と、前記導電ライニングと、前記導電フィラメントと、前記弁とが、電気路を形成し、前記電気路を通して電気が送達され、前記チャネルの中にプラズマが生成されて、前記燃料燃焼室に前記燃料が送達される請求項19に記載の燃料噴射器。
【請求項21】
前記フィラメントが前記ケーブルの周りに螺旋を形成するように前記光ファイバと前記導電ストランドが巻かれる請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項22】
前記光ファイバと前記導電ストランドのうちの少なくとも1つが、前記弁アクチュエータによって引き起こされる前記ケーブルにおける引張荷重を支えるように構成される、請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項23】
前記光ファイバと前記導電ストランドのうちの少なくとも1つが、編組されたリッツアレイに配置される複数のステム管を備える請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項24】
弁作動機構であって、
弁と、
前記弁に位置決めされる、熱、光、圧力、又は動きのうちの少なくとも1つを感知するための手段と、
前記弁に接続されるケーブルであり、
熱、圧力、及び前記弁とは反対の動きのうちの少なくとも1つを感知し、
前記感知するための手段からコントローラに光信号を搬送し、
前記ケーブルに沿って電気を伝導するように構成されるケーブルと、
前記ケーブルを引っ張って前記弁を閉位置と開位置との間で動かすことによって前記弁を作動させるための手段と、
前記ケーブルを前記ボア内の少なくとも概して中央に維持するために前記ケーブルから突き出る複数のブリッスルを備えるブラシベアリングであり、前記ケーブルが前記ボア内で前記開位置と前記閉位置との間で動くのを許容するブラシベアリングと、
を備える弁作動機構。
【請求項25】
前記ケーブルが、
前記弁を作動させるための前記手段によって引き起こされる引張力に耐え、
感知するための前記手段から光信号を搬送するように構成される少なくとも1つの光ファイバを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項26】
前記光ファイバが、光学コアと、前記光学コアを取り囲む導電シースとを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項27】
前記光ファイバが、ファイバーグラス、ポリイミド、ポリアミド−イミド、フッ化アルミニウム、石英、及びサファイアのうちの少なくとも1つで作製される請求項25に記載の弁作動機構。
【請求項28】
前記ケーブルが、
前記光信号を搬送するように構成される光ファイバと、
前記ケーブルに沿って電気を伝導し、且つ作動させるための前記手段によって引き起こされる引張荷重を支えるように構成される導電ストランドと、
を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項29】
前記弁が、燃料噴射器のための弁を備え、感知するための前記手段が、前記弁を通して燃焼イベントを検出するための手段を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項30】
前記開位置と前記閉位置とのうちの少なくとも1つの方に前記弁を偏らせるための手段をさらに備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項31】
前記ケーブルがリッツアレイに配置される複数のストランドを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項32】
前記ケーブルがストランドの複数の同軸の層を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項33】
前記ブリッスルの少なくとも一部と前記ボアの少なくとも一部が導電性である請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項34】
前記ケーブルが少なくとも2つの束を備え、前記ブラシベアリングの前記ブリッスルが前記束の間に延びる請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項35】
リッツ線を製造する方法であって、
光学コアと前記光学コアを取り囲む導電シースとを個々に含む複数のステム管から、リッツ線を形成すること、
前記リッツ線に対して横方向に延びるブリッスルを有するブラシベアリングを前記リッツ線に形成すること、
前記リッツ線の第1の端に弁を取り付けること、
前記弁にセンサを取り付けること、前記センサは、前記ファイバに沿ってセンサからの光信号を伝えるために前記光ファイバに結合され、
前記リッツ線を弁アクチュエータに結合すること、
前記弁アクチュエータが前記弁を作動させるときに前記ハウジングから流体を噴射するために作動するように構成される前記弁を備えたハウジングのチャネルの中に前記リッツ線を位置決めすることを含み、
前記ブラシベアリングが、前記リッツ線を前記チャネル内の少なくとも概して中央に支えるように構成される方法。
【請求項36】
前記リッツ線を形成することが、前記複数のステム管を編組することを含み、前記ブラシベアリングを形成することが、前記リッツ線内で前記ブリッスル編むことを含む、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記リッツ線をイオン化源と電極対に結合することをさらに含み、前記イオン化電源が、前記リッツ線に沿って電圧を送達し、且つ前記流体の少なくとも一部をイオン化するように構成される請求項35に記載の方法。
【請求項38】
前記ブラシベアリングを形成することが、前記ブリッスルを前記リッツ線の周りに螺旋に形成することを含む、請求項35に記載の方法。
【請求項1】
ケーブル組立体であって、
第1の端と第2の端とを有し、且つ光ファイバと導電シースとを含む、ステム管と、
前記ステム管から延び、前記ステム管をチャネル内で少なくとも概して位置合わせされた状態に維持するように構成される、導電ブリッスルと、
前記第1端に接続され、第2の電極の近くに位置決めされ、前記第1の電極と前記第2の電極との間にイオン化電圧を送達するように構成される、第1の電極と、
前記ステム管の前記第1の端で、圧力、温度、光、又は運動のうちの少なくとも1つを検出し、且つ前記光ファイバに沿って関連する信号を中継するように構成される、センサと、
前記ケーブルの前記第2の端に接続され、前記ステム管に張力をかけることによって前記ステム管を作動させるように構成されるケーブルアクチュエータと、
を備えるケーブル組立体。
【請求項2】
前記チャネルが、燃焼室に隣接する燃料噴射器内にあり、前記センサが、前記燃焼室における燃焼イベントを検出するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項3】
前記ステム管に沿って延び、前記ケーブルアクチュエータが前記ステム管に張力をかけるときに生じる引張荷重を支えるように構成される、引張部材をさらに備える請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項4】
前記光ファイバが、前記ケーブルアクチュエータが前記ケーブルを引っ張ることによって前記燃料噴射器を作動させるときに生じる引張荷重を支えるように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項5】
前記ステム管が、リッツアレイに配置される複数のステム管を備え、前記リッツアレイが、前記電極対に前記電圧を送達するように構成される編組構成である請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項6】
前記ブリッスルが、概して剛性であり、前記チャネル内の概して中央に前記ケーブルを維持する請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項7】
前記ケーブルが、前記光ファイバの周りに同軸に配置され、前記電極対に前記電圧を送達するように構成される導電ストランドをさらに備える、請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項8】
前記電圧がAC電圧を含む請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項9】
前記電圧がDC電圧を含む請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項10】
前記ブリッスルが、前記ケーブルを前記チャネル内の少なくとも概して中央に維持するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項11】
前記ブリッスルが、前記ケーブルの周りに螺旋又は二重螺旋に巻かれる請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項12】
前記チャネルの少なくとも一部の導電スリーブ・ライニングをさらに備え、前記ブリッスルの少なくとも一部が、導電性であり、且つ前記導電スリーブと前記電極対との間の電圧のための電気路の一部を形成する請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項13】
前記導電スリーブが、前記チャネルの第2の部分ではなく前記チャネルの第1の部分を裏打ちし、前記チャネルの前記第2の部分に接触するブリッスルが、導電性ではなく、前記チャネルと前記ブリッスルとの間に低い摩擦を有する請求項12に記載のケーブル組立体。
【請求項14】
前記ケーブルが、前記弁が閉じられるときの第1の位置と前記弁が開かれるときの第2の位置との間で動き、前記導電スリーブが、前記第1の位置と前記第2の位置との両方において前記導電ブリッスルの少なくとも一部と接触する請求項13に記載のケーブル組立体。
【請求項15】
前記導電スリーブに前記電圧を送達するように構成される電気負荷をさらに備え、前記電気負荷は、前記ケーブルが前記第1の位置と前記第2の位置との間で動く際に前記導電スリーブに対して静止したままである、請求項12に記載のケーブル組立体。
【請求項16】
前記ステム管が、中央ステム管の群及び外側ステム管の群に配置される複数のステム管を備え、前記ケーブル組立体が、前記中央ステム管に及び前記外側ステム管に固定される止め部をさらに備え、前記止め部は前記中央ステム管と前記外側ステム管との間にあり、且つ前記止め部は、前記チャネル内の前記ケーブル組立体の前記運動を制限するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項17】
前記ステム管に固定され、前記チャネルに対して固定されるショルダと係合するように構成される止め部をさらに備え、前記止め部は、前記チャネル内の前記ケーブル組立体の可動範囲を制限するように構成される請求項1に記載のケーブル組立体。
【請求項18】
燃料噴射器であって、
燃料リザーバと燃料燃焼室との間に延びるチャネルを備えた誘電性本体と、
前記チャネル内に位置決めされるケーブル組立体であり、
光ファイバと、
導電ストランドと、
前記光ファイバ及び前記導電ストランドから半径方向に延び、ケーブルを前記チャネル内の概して中央に維持するために前記誘電性本体と接触する、複数の概して剛性のフィラメントと、
を含むケーブル組立体と、
前記ケーブルに作動可能に結合され、前記チャネルと前記燃料燃焼室との間に位置決めされる弁と、
前記ケーブルに接続され、前記弁を作動させるため及び燃料が前記チャネルから前記燃料燃焼室に入るようにするために前記ケーブルを前記チャネルの中で動かすように構成される弁アクチュエータと、
前記弁上に位置決めされ、前記燃料燃焼室における燃焼イベントを検出するように構成されるセンサであり、前記第1の束及び第2の束のうちの少なくとも1つに接続され、前記燃焼イベントを報告するために前記光ファイバに沿って信号を中継するように構成されるセンサと、
を備える燃料噴射器。
【請求項19】
前記チャネルの一部における導電ライニングをさらに備え、前記フィラメントの少なくとも一部が、導電性であって前記導電ライニングと接触する請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項20】
前記導電ライニングと接触する電気負荷をさらに備え、前記電気負荷と、前記導電ライニングと、前記導電フィラメントと、前記弁とが、電気路を形成し、前記電気路を通して電気が送達され、前記チャネルの中にプラズマが生成されて、前記燃料燃焼室に前記燃料が送達される請求項19に記載の燃料噴射器。
【請求項21】
前記フィラメントが前記ケーブルの周りに螺旋を形成するように前記光ファイバと前記導電ストランドが巻かれる請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項22】
前記光ファイバと前記導電ストランドのうちの少なくとも1つが、前記弁アクチュエータによって引き起こされる前記ケーブルにおける引張荷重を支えるように構成される、請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項23】
前記光ファイバと前記導電ストランドのうちの少なくとも1つが、編組されたリッツアレイに配置される複数のステム管を備える請求項18に記載の燃料噴射器。
【請求項24】
弁作動機構であって、
弁と、
前記弁に位置決めされる、熱、光、圧力、又は動きのうちの少なくとも1つを感知するための手段と、
前記弁に接続されるケーブルであり、
熱、圧力、及び前記弁とは反対の動きのうちの少なくとも1つを感知し、
前記感知するための手段からコントローラに光信号を搬送し、
前記ケーブルに沿って電気を伝導するように構成されるケーブルと、
前記ケーブルを引っ張って前記弁を閉位置と開位置との間で動かすことによって前記弁を作動させるための手段と、
前記ケーブルを前記ボア内の少なくとも概して中央に維持するために前記ケーブルから突き出る複数のブリッスルを備えるブラシベアリングであり、前記ケーブルが前記ボア内で前記開位置と前記閉位置との間で動くのを許容するブラシベアリングと、
を備える弁作動機構。
【請求項25】
前記ケーブルが、
前記弁を作動させるための前記手段によって引き起こされる引張力に耐え、
感知するための前記手段から光信号を搬送するように構成される少なくとも1つの光ファイバを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項26】
前記光ファイバが、光学コアと、前記光学コアを取り囲む導電シースとを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項27】
前記光ファイバが、ファイバーグラス、ポリイミド、ポリアミド−イミド、フッ化アルミニウム、石英、及びサファイアのうちの少なくとも1つで作製される請求項25に記載の弁作動機構。
【請求項28】
前記ケーブルが、
前記光信号を搬送するように構成される光ファイバと、
前記ケーブルに沿って電気を伝導し、且つ作動させるための前記手段によって引き起こされる引張荷重を支えるように構成される導電ストランドと、
を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項29】
前記弁が、燃料噴射器のための弁を備え、感知するための前記手段が、前記弁を通して燃焼イベントを検出するための手段を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項30】
前記開位置と前記閉位置とのうちの少なくとも1つの方に前記弁を偏らせるための手段をさらに備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項31】
前記ケーブルがリッツアレイに配置される複数のストランドを備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項32】
前記ケーブルがストランドの複数の同軸の層を備える請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項33】
前記ブリッスルの少なくとも一部と前記ボアの少なくとも一部が導電性である請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項34】
前記ケーブルが少なくとも2つの束を備え、前記ブラシベアリングの前記ブリッスルが前記束の間に延びる請求項24に記載の弁作動機構。
【請求項35】
リッツ線を製造する方法であって、
光学コアと前記光学コアを取り囲む導電シースとを個々に含む複数のステム管から、リッツ線を形成すること、
前記リッツ線に対して横方向に延びるブリッスルを有するブラシベアリングを前記リッツ線に形成すること、
前記リッツ線の第1の端に弁を取り付けること、
前記弁にセンサを取り付けること、前記センサは、前記ファイバに沿ってセンサからの光信号を伝えるために前記光ファイバに結合され、
前記リッツ線を弁アクチュエータに結合すること、
前記弁アクチュエータが前記弁を作動させるときに前記ハウジングから流体を噴射するために作動するように構成される前記弁を備えたハウジングのチャネルの中に前記リッツ線を位置決めすることを含み、
前記ブラシベアリングが、前記リッツ線を前記チャネル内の少なくとも概して中央に支えるように構成される方法。
【請求項36】
前記リッツ線を形成することが、前記複数のステム管を編組することを含み、前記ブラシベアリングを形成することが、前記リッツ線内で前記ブリッスル編むことを含む、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記リッツ線をイオン化源と電極対に結合することをさらに含み、前記イオン化電源が、前記リッツ線に沿って電圧を送達し、且つ前記流体の少なくとも一部をイオン化するように構成される請求項35に記載の方法。
【請求項38】
前記ブラシベアリングを形成することが、前記ブリッスルを前記リッツ線の周りに螺旋に形成することを含む、請求項35に記載の方法。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【公表番号】特表2013−506072(P2013−506072A)
【公表日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−526764(P2012−526764)
【出願日】平成22年7月21日(2010.7.21)
【国際出願番号】PCT/US2010/042815
【国際公開番号】WO2011/028330
【国際公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【出願人】(511201174)マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー (23)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月21日(2010.7.21)
【国際出願番号】PCT/US2010/042815
【国際公開番号】WO2011/028330
【国際公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【出願人】(511201174)マクアリスター テクノロジーズ エルエルシー (23)
【Fターム(参考)】
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