JP7086052B2 - 電気的性能が向上したコロナ点火装置 - Google Patents
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Description
本願は、2016年8月18日に出願された米国一部継続出願第15/240,652号の利益を主張し、その内容全体は、引用によって本明細書に援用される。
1.発明の分野
本発明は、一般に、無線周波電場を放出して、燃料-空気混合物をイオン化し、コロナ放電を提供するためのコロナ点火器、および当該点火器を形成する方法に関する。
コロナ放電点火システムは、中心電極を有する点火器を含み、中心電極は、高い無線周波電圧電位に充電されて、燃焼室内で強い無線周波電場を生じさせる。電場により、燃焼室内の燃料と空気との混合物の一部はイオン化して絶縁破壊を開始させ、燃料-空気混合物の燃焼を促進させる。電場は、好ましくは、燃料-空気混合物が誘電特性を維持して、非熱的プラズマとも称されるコロナ放電が生じるように制御される。燃料-空気混合物のイオン化された部分は、火炎前面を形成し、火炎前面は、その後自律的になって燃料-空気混合物の残りの部分を燃焼させる。好ましくは、電場は、点火器の電極と接地シリンダ壁、ピストンまたは他の部分との間に熱的プラズマおよび電気アークを生じさせる全ての誘電特性を燃料-空気混合物が失うことのないように制御される。コロナ放電点火システムの一例は、フリーン(Freen)による米国特許第6,883,507号に開示されている。
本発明の一局面は、中心電極と、中心電極を取り囲む絶縁体と、絶縁体を取り囲む導電性構成要素とを備えるコロナ点火器を提供する。中心電極は、導電性材料で形成され、高い無線周波電圧を受信して無線周波電場を放出する。絶縁体は、電気絶縁材料で形成され、中心軸に沿って絶縁体上端から絶縁体ノーズ端部まで長手方向に延在している。絶縁体は、絶縁体上端から絶縁体ノーズ端部まで延在する絶縁体外面を含み、絶縁体外面は、中心軸に対して垂直に中心軸を横切って延在する絶縁体外径を提供する。また、絶縁体は、絶縁体本体領域と絶縁体ノーズ領域とを含む。絶縁体外面は、中心軸から離れて外向きに延在する下方レッジを絶縁体本体領域と絶縁体ノーズ領域との間に含む。下方レッジは、絶縁体外径の増大を示す。
コロナ点火器20の例示的な実施形態を図1~図8に示す。コロナ点火器20は、高い無線周波電圧を受信するための中心電極22を含む。中心電極22は、無線周波電場を放出して、燃料-空気混合物をイオン化し、コロナ放電を提供するためのコロナ促進先端部24を含む。絶縁体26は、中心電極22を取り囲んでいる。絶縁体26は、絶縁体本体領域28と、絶縁体外径Dioを提供する絶縁体ノーズ領域30とを含む。コロナ点火器20は、導電性構成要素も備え、当該導電性構成要素は、金属シェル34と、導電内径Dcを提供する中間部分36とを含む。絶縁体ノーズ領域30の一部に沿った絶縁体外径Dioは、導電内径Dcよりも大きい。絶縁体外径Dioは、金属シェル34から遠ざかって高電圧コロナ促進先端部24に向かう方向に大きくなって、動作中にコロナ点火器20に電気的利点を提供する。
Claims (1)
- 無線周波電場を放出して、燃料-空気混合物をイオン化し、コロナ放電を提供するためのコロナ点火器であって、
導電性材料で形成され、高い無線周波電圧を受信して前記無線周波電場を放出するための中心電極と、
電気絶縁材料で形成され、前記中心電極を取り囲み、中心軸に沿って絶縁体上端から絶縁体ノーズ端部まで長手方向に延在する、圧縮状態にある絶縁体とを備え、
前記絶縁体は、前記絶縁体上端から前記絶縁体ノーズ端部まで延在する絶縁体外面を含み、
前記絶縁体外面は、前記中心軸に対して垂直に前記中心軸を横切って延在する絶縁体外径を提供し、
前記絶縁体は、絶縁体本体領域と絶縁体ノーズ領域とを含み、
前記絶縁体外面は、前記中心軸から離れて外向きに延在する下方レッジを前記絶縁体本体領域と前記絶縁体ノーズ領域との間に含み、
前記下方レッジは、前記絶縁体外径の増大を示し、
前記コロナ点火器はさらに、
導電性構成要素を備え、前記導電性構成要素は、前記絶縁体ノーズ領域が前記導電性構成要素よりも外側に延在するように前記絶縁体本体領域の少なくとも一部を取り囲み、
前記導電性構成要素は、前記絶縁体本体領域の少なくとも一部を取り囲み、シェル上端からシェル点火端部まで延在するシェルを含み、
前記シェルは、前記中心軸の方に面し、前記絶縁体外面に沿って前記シェル上端から前記シェル点火端部まで延在するシェル内面を提供し、
前記導電性構成要素は、導電性材料で形成され、前記絶縁体本体領域の一部を取り囲み、中間上端から中間点火端部まで長手方向に延在する中間部分を含み、
前記中間部分は、前記中心軸の方に面し、前記絶縁体外面に沿って前記中間上端から前記中間点火端部まで長手方向に延在する中間内面を含み、
前記中間内面は、前記中心軸に対して垂直に前記中心軸を横切って延在する導電内径を提供し、
前記導電内径は、前記下方レッジと前記絶縁体ノーズ端部との間に位置する前記絶縁体の一部に沿った前記絶縁体外径未満であり、
前記中間部分は、前記絶縁体上端と前記下方レッジとの間に配設され、
前記中間部分は、金属の層であり、
前記金属の層は、前記絶縁体を前記シェルにろう付けする、コロナ点火器。
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