CA1069168A

CA1069168A - Electric arc ignition device

Info

Publication number: CA1069168A
Application number: CA252,702A
Authority: CA
Inventors: Francois Lalonde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1976-05-17
Publication date: 1980-01-01

Abstract

Dispositif d'allumage, par arc électrique, de produits inflammables. Le dispositif comporte une source d'alimentation à courant continu, un ensemble oscillateur constitué d'une première inductance et d'un circuit d'amplification relié en parallèle à la source d'alimentation, cet ensemble étant apte à générer une oscillation de fréquence donnée. Une seconde inductance est connectée en série avec des électrodes espacées l'une de l'autre et entre lesquelles est produit l'arc électrique à la fréquence donnée et sous une tension induite dans la seconde inductance par la première inductance, ces première et seconde inductances étant enroulées autour d'un noyau commun.Ignition device, by electric arc, of flammable products. The device comprises a DC power source, an oscillator assembly consisting of a first inductance and an amplification circuit connected in parallel to the power source, this assembly being capable of generating an oscillation of given frequency. . A second inductor is connected in series with electrodes spaced from each other and between which the electric arc is produced at the given frequency and under a voltage induced in the second inductor by the first inductor, these first and second inductors being wrapped around a common core.

Description

La presente invention a trai-t de Eaçon generale ~
l'allumage de produits combusti~bles ou i.nflammables, et vise en particul~er un dispositif d'allumage a fonctionnement entiarement electronique et susceptible d'enflammer de tels produits lorsque ceux-ci sont inséres entre des electrodes Oa est formé un arc électrique.
On a bien essaye ~usqu'ici d~adapter la technique de l'electron~que aux dispositifs d'allumage, en particulier à ceux ~ :~
du type "briquet de poche", mais cette adaptation s'est resumee :~
a substituer a la pierre à briquet qui produit, essentiellement -par friction, des etincelles necessaires a la mise en combustion de l'essence dont sont pourvus les dispositifs conventionnels pour l'allumage de produits inflammables. Plusieurs arrangements à fonctionnemen-t electronique ont ete proposes pour produire les etincelles requises en remplacement de cette pierre de briquet, et certains sont décrits, par exemple, dans le brevet U.S. No. 3,311,789 de Remy, delivre le 28 mars 1967; dans le brevet 3,372,306 de Kaozumi, émis le 5 mars 1968, ou encore ;~
~i~ dans le brevet U.S. No. 3,779,692 de Ballantyne, d~livré le -' 20 18 décembre 1973. Ainsi, il subsiste dans les dispositifs d'allumage connus, o~ l'etincelle est produite au moyen d'un ~`
système électronique, la nécessit~ dlutiliser non seulement de l'essence pour realiser cet allumage, mais égale~ent de régler éiectroniquement ~l'instant d'allumage sur celui d'éjection ; de l'essence utilisee. - ;
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Le dispositif de la présente invention pallie aux -inconvénients des dispositifs d~allumage connus en preconisant l'allumage de produits inflammables au moyen dlun arc electrique forme entre deux ou plusieurs electrodes spatialement eloignees l'une de llautre et a commande entiarement électronique~
Selon la presente invention, le dispositif d~allumage de produits inflammables par arc electri~ue, comporte un -~

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interrupteur manuel; une source clJalirnentation basse tension ~
courant continu montée en serie avec l'interrupteur; un ensemble oscillateur reli~ en parallèle avec la source d'alimenta-tion en série avec l~interrupteur, et constitue dJune premiere inductance et d'un transistor a~ant une base, un emetteur et un collecteur, les bornes de la premiere inductance étant reliées respectivement a la base et au collec-teur du transistor alors que l'~metteur de ce transistor est raccorde a une seconde inductance de sorte à génerer de fa~on continue une tension alternative de frequence variant entre 1 Khertz et 5 Khertz. La seconde inductance est enroulee autour d'un noyau commun a la premiere inductance et connectée en série avec des électrodes espacées l'une de l'autre ;
e-t entre lesquelles est produit l'arc électri~ue, à la fréquence et sous une tension induite dans la seconde inductance par la première inductance, de sorte a créer un arc électrique continu entre les électrodes par actionnement de l~interrupteur pour -l'allumage desdits produits par contact avec l'arc électrique.
A titre non limitatif, mentionnons qu'une application .
particulièrement intéressante du dispositif d~allumage selon la présente invention réside en un briquet de poche de faibles dimensions ou autres dispositifs semblables se présentant sous la forme d'articles portables tels que, par exemple, des allume-gaz de cuisine ou de camping et qui ont l'avantage de fonctionner meme par temps tres venteux.
Un mode de réalisation préféré de la presente invention sera ci-apres décrit en se référant à l'unique dessin ci-annex~.
Se référant au dessin, le mode de réalisation du dispositie d~allumage selon l~in~ention se pr~sente sous la forme d~un briquet de poche ou de table o~ les composantes `

électroniques sont réunies dans un boltier 1, duquel émergen-t les électrodes 2 et 3, et entre lesquelles est produit l~arc "' ~4 ~ ' ~,~J ~ - 2 -~ ~069~;8 ~lectrique 4 qui sert a 11allumage par contac~ des produits combustibles. L'electrode 2 est reliée ~ la borne négative d'une source d~alimentation ~ courant cont~nu S alors que l~lectrode 3 est reliée en s~rie a une inductance Ll par l'intermédiaire d~un c~ble coaxial 5~ cette inductance Ll fournissant la haute tens~on alternative necessaire a la product~on de l'arc ~lectrique , . . ~ .
4. L'autre.borne de l~inductance Ll est pour sa part reliée la borne positive de la source S par le truchemen~ de l'inter-_ . ., _ .. ... _ _ . _ .. _ _ .. ..... .. _ .. _ _ .
~ rupteur I.
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, La haute tension alternative de l'inductance Ll est obtenue par un ensemble oscillateur constitué d'une inductance L2 montée sur un noyau 6 en ferrite, par exemple, et commun aux deux inductances et d'un circuit d'amplification pour le maintien de l'oscillation creée dans l'inductance L2, ce circuit d'amplification comportant dans le mode de réalisa-tion illustré, un simple transis~
tor T.
Ainsi que représenté, la base du transistor T est reliée a une des bornes de l'inductance L2 alors que le collecteur est relié à l'autre borne de cette inductance par l'intermédiaire d'une résistance Rl, cette dernière faisant partie d'un diviseur de tension constitué des résistances Rl et R2 pour une adéquate polarisation du transistor. De plus, l'émetteur du transistor T
est branché sur l'inductance Ll en sorte à procurer une polarisation : adéquate au bon fonctionnement de ce transistor.
D'autre part, il es bien connu que la fréquence ~`i d'oscillation est principalement déterminée par la valeur de l'in-ductance L2 ainsi que de la capacitance du circuit en général, cette : capacitance étant dans l'arrangement illustré, distribuée et déter- -minee par la valeur capacitive du noyau 6, de la jonction collec-teur-base du transistor T et de L2. Dans la présente réalisation, il sufit donc de varier le nombre de tours de l'inductance L2 pour obtenir et la fréquence et la tension inductive désirées de l'arc électrique 4. A titre indicati, mentionnons que le dispo-.¢~
sitif d'allumage présente un bon fonctionnement lorsque la frequence ~- d'oscillation se situe entre 1 Khertz et 50 Khertz, environ, et que ~1 .
la tension aux bornes des électrodes est approximativement de ~; 4 Kvolts. Toutefois, par souci d'économie du courant fourni par la source S qui peut, par exemple,etre une pile rechargeable de 3.6 ;
~ 30 volts, a base de nickel-cadmium, on emploie de préférence une s . ...
fréquence dlosci~ation d'environ 3.5 Khertz. Il est a noter que, d'apres l'objet de la présente invention, cette fréquence d'oscil-:

lation peut varier à l'usage sans que le fonctionnement du dispo~
sitif d'allumage ~ soit perturbe pour autant. ;
Par ailleurs, l'interrupteur I est un interrupteur a commande manuelle et insere de pr~ference entre la borne positive ~ ., de la source S et la borne inférieure de l'inductance Ll pour commander la formation de l'arc électrique et ce des qu'il est actionné par l'usager. ;
Une capacitance de couplage (non représenté) peut être inséré entre l'émetteur et le collecteur du transistor T.
Il est bien entendu que des modifications peuvent être apportées a l'arrangement du dispositif d'allumage selon la présente . :
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invention sans déroger de la portée générale de l'invention. Ainsi, -~; .

. au transistor T de type PNP, tel qu'illustré, peut etre substitué ~
;! un transistor de type NPN sans modifier de façon substantielle le . ..

fonctionnement du dispositif, puisqu'en ce cas-ci il suffit simple~
ment d'en modifier la polarisation. . -~ .
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' ,,,' ,; , , , ,'' ' ' , ' ' '~ ' The present invention deals with general Eaçon ~
the ignition of combustible or i.nammable products, and aims to particul ~ er a fully functioning ignition device electronic and capable of igniting such products when these are inserted between electrodes Oa an arc is formed electric.
We have tried so far to adapt the technique of the electron ~ than to the ignition devices, in particular to those ~: ~
of the "pocket lighter" type, but this adaptation is summarized: ~
to replace the lighter stone which produces, essentially -by friction, sparks necessary for combustion gasoline with which conventional devices are fitted for igniting flammable products. Several arrangements to electronic operation have been proposed to produce the sparks required to replace this stone lighter, and some are described, for example, in the patent US No. 3,311,789 to Remy, issued March 28, 1967; in the Kaozumi patent 3,372,306, issued March 5, 1968, or again; ~
~ i ~ in US Patent No. 3,779,692 to Ballantyne, d ~ delivered on - '20 December 18, 1973. Thus, it remains in the devices known ignition sources, o ~ the spark is produced by a ~ `
electronic system, the need to use not only gasoline to achieve this ignition, but equal ~ ent of electronically set ~ the instant of ignition to that of ejection ; of petrol used. -;
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The device of the present invention overcomes the -disadvantages of known ignition devices by advocating ignition of flammable products by means of an electric arc forms between two or more spatially distant electrodes one of the other and fully electronic control ~
According to the present invention, the ignition device of flammable products by electric arc ~ eu, has a - ~

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manual switch; a low voltage clJalirnentation source ~
direct current fitted in series with the switch; a set oscillator connected ~ in parallel with the power source series with the switch, and constitutes a first inductance and a transistor having a base, an emitter and a collector, the terminals of the first inductor being connected respectively at the base and at the collector of the transistor while the ~ emitter of this transistor is connected to a second inductor so to generate a continuous alternating frequency voltage varying between 1 Khertz and 5 Khertz. The second inductance is wrapped around a core common to the first inductor and connected in series with electrodes spaced from each other;
and between which is produced the electric arc ~ ue, at the frequency and under a voltage induced in the second inductance by the first inductance, so as to create a continuous electric arc between the electrodes by actuation of the switch for -the ignition of said products by contact with the electric arc.
As a non-limiting example, it should be mentioned that an application .
particularly interesting ignition device according to the present invention resides in a weak pocket lighter dimensions or other similar devices presented under the form of portable articles such as, for example, lighters cooking or camping gases that have the advantage of working even in very windy weather.
A preferred embodiment of this invention will be described below with reference to the single drawing attached ~.
Referring to the drawing, the embodiment of the ignition device according to the invention is present under the shape of a pocket or table lighter where the components `

electronics are brought together in a boltier 1, from which the electrodes 2 and 3, and between which the arc is produced "'~ 4 ~' ~, ~ J ~ - 2 -~ ~ 069 ~; 8 ~ electric 4 which is used for ignition by contac ~ of the products combustibles. The electrode 2 is connected to the negative terminal of a power source ~ DC current S while electrode 3 is connected in series to an inductance Ll via of a coaxial cable 5 ~ this inductance Ll providing the high alternative voltage necessary for the production of the electric arc ,. . ~.
4. The other.borne of the Ll choke is for its part connected the positive terminal of the source S through the inter ~
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~ breaker I.
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, The high alternating voltage of the inductor Ll is obtained by an oscillator assembly consisting of an inductance L2 mounted on a ferrite core 6, for example, and common to both inductors and an amplification circuit for maintaining the oscillation created in the L2 inductor, this amplification circuit comprising in the illustrated embodiment, a simple transis ~
wrong.
As shown, the base of transistor T is connected has one of the terminals of inductance L2 while the collector is connected to the other terminal of this inductance via of a resistance Rl, the latter being part of a divider voltage consisting of resistors Rl and R2 for an adequate transistor bias. In addition, the emitter of transistor T
is connected to the inductor Ll so as to provide a polarization : adequate for the proper functioning of this transistor.
On the other hand, it is well known that the frequency ~ `i of oscillation is mainly determined by the value of the in-ductance L2 as well as the capacitance of the circuit in general, this : capacitance being in the arrangement illustrated, distributed and deter- -undermined by the capacitive value of the core 6, of the collective junction tor-base of transistor T and of L2. In the present realization, it is therefore enough to vary the number of turns of the inductor L2 to obtain both the desired frequency and inductive voltage from the electric arc 4. As an indication, it should be noted that the provision . ¢ ~
ignition sitive works well when the frequency ~ - of oscillation is between 1 Khertz and 50 Khertz, approximately, and that ~ 1.
the voltage across the electrodes is approximately ~; 4 Kvolts. However, for the sake of economy of the current supplied by the source S which can, for example, be a rechargeable battery of 3.6 ;
~ 30 volts, based on nickel-cadmium, preferably a s. ...
dlosci ~ ation frequency of about 3.5 Khertz. It is to highlight that, according to the object of the present invention, this frequency of oscillation-:

lation can vary in use without the operation of the dispo ~
ignition sitive ~ either disturbed. ;
Furthermore, the switch I is a switch a manual control and preferably inserted between the positive terminal ~., of the source S and the lower limit of the inductance Ll for control the formation of the electric arc and what it is operated by the user. ;
A coupling capacitance (not shown) can be inserted between the emitter and the collector of transistor T.
It is understood that modifications may be made to the arrangement of the ignition device according to this. :
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invention without departing from the general scope of the invention. So, - ~; .

. PNP type transistor T, as illustrated, can be substituted ~
;! an NPN transistor without substantially modifying the. ..

operation of the device, since in this case it is simple enough ~
ment to modify the polarization. . - ~.
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Claims

The embodiments of the invention about which an exclusive right of property or privilege is claimed are defined as follows:

1. Device for igniting flammable products by electric arc, comprising a manual switch; a source dc low voltage power supply connected in series with said switch; an oscillator assembly connected in parallel link with said power source in series with said inter-breaker, and consisting of a first inductor and a transis-tor having a base, a transmitter and a collector, the terminals of the first inductor being connected respectively to the base and to the collector of said transistor while the emitter of this tran-sistor is connected to a second inductor so as to generate continuously an alternating voltage of varying frequency between 1 Khertz and 5 Khertz; said second inductor being rolled around a core common to said first inductor and connected in series with electrodes spaced from each other and between which said electric arc is produced, at said frequency and under a voltage induced in the second inductor by said first inductor, so as to create an electric arc continuous between said electrodes by actuation of said interrup-tor for the ignition of said products by contact with said arc electric.

2. An ignition device according to claim 1, characterized in that a voltage divider is inserted between the terminals of said power source, this divider being made up of two resistive elements in series and whose point of junction is connected to one of the terminals of said first induct-tance.

3. An ignition device according to claim 1 or 2, characterized in that said second inductor is connected to a terminal of said electrodes by means of a coaxial cable.

4. An ignition device according to claim 1 or 2, characterized in that said frequency is about 3.5 Khertz and that said voltage between the electrodes is approximately 4 Kvolts.

5. Device for igniting flammable products by electric arc, comprising a manual switch; a source dc low voltage power supply connected in series with said switch; electrodes spaced from each other and between which said electric arc forms; a transistor;
a first inductor mounted in series with said electrodes, said first inductor and the electrodes being connected in parallel with said power source and said switch mounted in series; a second inductor wound around a core common to said first inductor and having a terminal connected to the base of said transistor and another terminal connected to the collector of this transistor through a resistive voltage divider which is connected to said power source and to said switch connected in series, the emitter of said transistor being connected to said first inductor; said transistor and said second inductor constituting a frequency oscillator circuit laughing between 1 Khertz and 5 Khertz and so as to maintain a voltage drop of approximately 4 Kvolts to form said electric arc stick between said electrodes, so as to ignite said produced by simple contact with said electric arc thus formed even when said switch is actuated.