CN109974030A - 一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法及其应用，电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高电压的高压发生装置，高压发生装置的输出端连接有用于高压放电产生电弧的至少一对放电电极，其特征在于，其中任一的放电电极上设置有具有一定面积或长度的放电发生区，另一放电电极的放电端与该放电发生区上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧，通过在所述电弧的周边设置有磁场，利用磁场对电弧中的电荷施加洛伦兹力从而使得电弧的一端在所述放电发生面上运动。本发明的优点是：电弧通过运动方式提高了与待引燃物的接触面积，提高了点火效率，而且运动的电弧在视觉上能够消费者带来更新颖的视觉感受，易受消费者欢迎。

Description

一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种电弧点火装置，具体是指一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法及其应用。

背景技术

电弧式打火机也常称为电弧式点烟器，是一种利用高压放电原理形成电弧进行点火的装置，其结构一般包括壳体、电弧点火组件和用于控制电弧点火组件进行点火动作的电弧点火开关，所述的电弧点火组件包括有电池、高压发生装置和电弧发生头，所述电池的输出端与高压发生装置供电连接，所述的电弧发生头包括有至少一组放电电极组，每组放电电极组均包括有相互放电配合的两只放电电极，该放电电极电连接于高压发生装置的输出端，所述电弧点火开关输出的点火开关信号用于电池向放电电极组供电线路的通断电连接。

现有技术中，中国专利公开号CN203642228U、CN104482560A均公开了传统形式的电弧打火机。

但是其存在的问题是：(1)线状的电弧往往呈线型状态将待引燃物点火，点火加热不均匀，例如以点烟为例，圆柱形的烟头端在插入到两个放电电极之间产生的电弧中进行点火时，电弧会在烟头端的先形成一个与电弧形状一致的线性点火区域，然后在利用温度的传递将引燃的区域扩散至整个烟头端，加热效率不高，且容易造成烟头端被电弧割断。

(2)电弧点火的形式不够新颖，而打火机是一种快速消费类的日常生活用品，不易于消费者接受。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法，通过该方法可以使得点火电弧装置的电弧在点火过程中能够被磁场驱动而运动，从而与被点燃物的点火端之间形成更多的电弧点火接触的区域，使得点火更加均匀。

为实现上述目的，本发明的技术方案是电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高电压的高压发生装置，高压发生装置的输出端连接有用于高压放电产生电弧的至少一对放电电极，其中任一的放电电极上设置有放电发生区，另一放电电极的放电端与该放电发生区上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧，通过在所述电弧的周边设置有磁场，利用磁场对电弧中的电荷施加洛伦兹力从而使得电弧的一端在所述放电发生面上运动。

通过本设置，利用该方法能将电弧从原来的点对点固定放电的一条线型的电弧，变成一头能够在放电发生面上运动的动态电弧，从而在对待引燃物进行点火时，电弧能与待引燃物的点火端因电弧运动而有更多的接触面积，从而提高了点火效率，并使得点火更加均匀。

进一步设置是所述的磁场是通过永磁体或电磁体产生。

本发明还提供一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，该电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高压的高压发生装置，高压发生装置的输出端连接有至少一对高压输出导线，其中一高压输出导线的端部构成第一放电点极或者该端部连接有电极构成第一放电电极，所述的另一高压输出导线上设置有第二放电电极，该第二放电电极上设置有放电发生区，且第一放电电极与该放电发生区上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧，所述电弧的周边设置有磁场，利用磁场对电弧中的电荷施加洛伦兹力从而使得电弧的一端在所述放电发生面上运动。

通过本设置，该电弧点火装置能将电弧从原来的点对点固定放电的一条线型的电弧，变成一头能够在放电发生面上运动的动态电弧，从而在对待引燃物进行点火时，电弧能与待引燃物的点火端因电弧运动而有更多的接触面积，从而提高了点火效率，并使得点火更加均匀。

进一步设置是所述的第二放电电极为环形封闭导电件，所述的第一放电电极位于该环形封闭导电件的中心，该环形封闭导电件对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区。通过本设置，该设置使得产生的电弧的另一端能够在受力后沿着环形内壁进行运动，使得电弧点火形式非常新颖。

进一步设置是所述的磁场在环形封闭导电件内的磁力线方向与环形封闭导电件的轴向方向平行，该磁场对第一放电电极与放电发生区之间的电弧的电荷施加与电弧初始方向相垂直的洛伦兹力，从将电弧以第一放电电极为轴心并沿着放电发生区的环形内壁做转动运动。通过本设置，该磁场对电弧中电荷的洛伦兹力将使得电弧的外端沿着环形内壁进行旋转，并且由于磁场不断给电荷进行加速，使得电弧在一圈圈转动过程中形成高速旋转，从而在视觉上形成一个形状与环形内壁的内腔一致并且呈面状的电弧面，不仅在视觉上非常新颖，易受消费者欢迎，二者该电弧面对于待引燃物的头端的点火非常均匀，点火效果好。

进一步设置是所述的环形封闭导电件的形状为圆环形或方环形。本设置优选为圆环形。

进一步设置是所述的环形封闭导电件为表面覆(优选为电镀工艺)有金属导电层的环形永磁体，该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。通过本设置，环形永磁体能在其内腔中形成轴向的磁场，而表面的金属导电层用于高压输出导线接电连接，形成另一相对电极，结构设置非常精简，极大的简化了磁场布置的难度，降低了生产成本。本设置所述的永磁体一般优选采用汝铁硼强磁体。

进一步设置是所述的环形封闭导电件为环形导电磁轭，该环形导电磁轭的外周壁上沿着该环形导电磁轭外周缘螺旋缠绕设置有通电线圈，该通电线圈在该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。通过本设置，通电线圈用于在环形导电磁轭的中心形成轴向的磁场，而环形导电磁轭可以提高磁场强度，同时用于高压输出导线接电连接，形成电弧放电的另一相对电极。

进一步设置是所述的环形封闭导电件外同心套设有内径大于该环形封闭导电件的环形永磁体，该环形永磁体在环形封闭导电件的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。通过本设置，环形永磁体用于在环形封闭导电件内腔中形成轴向的磁场，而环形封闭导电件用于高压输出导线接电连接，形成电弧放电的另一相对电极。

进一步设置是所述的第二放电电极为表面覆有金属导电层的U型永磁体，所述的第一放电电极位于U型永磁体的中轴线中点位置，该U型永磁体对应第一放电电极的U型内壁构成所述的放电发生区；通过本设置，提供一种U型形式的放电发生区，结合不同的磁场，能够驱动电弧在其上运动。

或者所述的第二放电电极为环形导电磁轭，该环形导电磁轭上径向圆周均布设置有多个径向磁体安装孔，该径向磁体安装孔上插设固定有柱型永磁体，所述的第一放电电极位于该环形导电磁轭的中心，该环形导电磁轭对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；通过本设置，提供一种额外形式的磁场布置，用于驱动电弧运动。

或者所述的第二放电电极为环形导电磁轭，该环形导电磁轭上轴向上圆周均布设置有多个轴向磁体安装孔，该轴向磁体安装孔上插设固定有柱型永磁体，所述的第一放电电极位于该环形导电磁轭的中心，该环形导电磁轭对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；提供一种额外形式的磁场布置，用于驱动电弧运动。

或者所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体，该环形磁轭芯体绕设有多段螺线线管线圈，还包括有将所述的环形磁轭芯体以及螺线管线圈整体套设的环形导电外壳，所述的第一放电电极位于环形导电外壳的中心，该环形导电外壳对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；提供一种额外形式的磁场布置，用于驱动电弧运动。

或者所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体，该环形磁轭芯体绕设有多段螺线线管线圈，还包括有同心设置于环形磁轭芯体内侧的导电内环，所述的第一放电电极位于导电内环的中心，该导电内环对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区。提供一种额外形式的磁场布置，用于驱动电弧运动。

综上所述，本发明的优点是：电弧通过运动方式提高了与待引燃物的接触面积，提高了点火效率，而且运动的电弧在视觉上能够消费者带来更新颖的视觉感受，易受消费者欢迎。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1本发明实施例1结构示意图；

图2本发明实施例1的电路图；

图3本发明实施例1的电弧运动演示图；

图4为本发明采用方环形的第二放电电极的电弧运动演示图；

图5本发明实施例2的电弧运动演示图；

图6本发明实施例3的电弧运动演示图；

图7本发明实施例4的第二放电电极布置图；

图8本发明实施例5的第二放电电极布置图；

图9本发明实施例6的第二放电电极布置图；

图10本发明实施例7的第二放电电极布置图；

图11本发明实施例8的第二放电电极布置图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

本实施例提供一种电弧能进行环形跑动的电弧点火装置，该电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高压的高压发生装置1，高压发生装置1的输出端连接有至少一对高压输出导线2，本实施例该高压输出导线2为一对，该高压发生装置1系点火打火机领域的常规配件，可以直接从市场采购，其学名也常称为微型变压器，将直流的低压电流升压，从而获得用于产生电弧放电的高压电流。

另外，其中一高压输出导线的端部构成第一放电点极或者该端部连接有电极构成第一放电电极，本实施例该第一放电电极3直接由该高压输出导线的端部的金属头构成，简化了机构布置。

本实施例所述的另一高压输出导线上设置有第二放电电极4，该第二放电电极4上设置有具有一定面积或长度的放电发生区41，且第一放电电极3与该放电发生区41上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧5，所述电弧的周边设置有磁场B，利用磁场B对电弧中的电荷施加洛伦兹力F从而使得电弧的一端在所述放电发生面上运动。

本实施例所述的第二放电电极4为环形封闭导电件4a，所述的第一放电电极3位于该环形封闭导电件4a的中心，该环形封闭导电件4a对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区41，本实施例所述的磁场在环形封闭导电件4a内的磁力线方向与环形封闭导电件的轴向方向平行，该磁场对第一放电电极与放电发生区之间的电弧的电荷施加与电弧初始方向相垂直的洛伦兹力F，从将电弧以第一放电电极为轴心并沿着放电发生区的内壁做转动运动。根据洛伦兹力定律，洛伦兹力可以用方程，称为洛伦兹力方程，表达为：

F＝QvB

其中，F是洛伦兹力，Q是带电粒子的电荷量，v是带电粒子的速度，B是磁感应强度。上述轴向方向的磁场将使得电弧进行旋转，从而使得电弧形成一个在环形封闭导电件4a中的面状电弧，视觉形式向转动的炫光风车一样，非常新颖，且点火效果好。

本实施例所述的环形封闭导电件的形状为优选为圆环形，当然作为本发明所述的环形封闭导电件也可以采用其他形状例如方环形(见图4)、椭圆形等等。这些方案均属于本发明相同的构思，应落入本申请的保护范围。

作为进一步优选方案，所述的环形封闭导电件4a为表面覆有金属导电层的环形永磁体，该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。本实施例该环形永磁体优选为汝铁硼强磁体材料，所述的金属导电层采用导磁的不锈钢材料。该结构的环形封闭导电件4a可直接从市场上采购圆环形的汝铁硼内芯的磁钢环直接应用，降低了产生生产实施的成本。

另外，图2给了一种常规的电弧点火装置的控制电路，其中S1为点火开关。当然也可以采用其他形式和功能的控制电路对电弧进行控制。这些均属于本领域的常规技术，本实施例不再详细赘述。

实施例2

如图5所示，本实施例2与实施例1的不同之处在于：所述的环形封闭导电件为环形导电磁轭4b，该环形导电磁轭4b的外周壁上沿着该环形导电磁轭4b外周缘螺旋缠绕设置有通电线圈6a，该通电线圈6a在该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。本设置环形导电磁轭优选采用铁磁性的导电材料制成，例如导磁率比较高的软铁、A3钢以及软磁合金。本实施例所述的通电线圈6a可以通过额外设置电池进行供电也可以由给高压发生装置供电的电池进行供电。

实施例3

如图6所示，本实施例3与实施例1的不同之处在于：所述的环形封闭导电件4a外同心套设有内径大于该环形封闭导电件的环形永磁体4c，该环形永磁体4c在环形封闭导电件4a的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行，本实施例该环形为圆环形。

实施例4

如图7所示，本实施例4与实施例1的不同之处在于：所述的第二放电电极为表面覆有金属导电层的U型永磁体4d，所述的第一放电电极3位于U型永磁体4d的中轴线中点位置，该U型永磁体4d对应第一放电电极的U型内壁构成所述的放电发生区41。

实施例5

如图8所示，本实施例5与实施例1的不同之处在于：所述的第二放电电极为环形导电磁轭4e，该环形导电磁轭4e上径向圆周均布设置有多个径向磁体安装孔4f，该径向磁体安装孔4f上插设固定有柱型永磁体4g，所述的第一放电电极3位于该环形导电磁轭4e的中心，该环形导电磁轭4e对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区41。

实施例6

如图9所示，本实施例6与实施例1的不同之处在于：所述的第二放电电极为环形导电磁轭4e，该环形导电磁轭4e上轴向上圆周均布设置有多个轴向磁体安装孔4h，该轴向磁体安装孔4h上插设固定有柱型永磁体4i，所述的第一放电电极3位于该环形导电磁轭4e的中心，该环形导电磁轭4e对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区。

实施例7

如图10所示，本实施例7与实施例1的不同之处在于：所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体4j，该环形磁轭芯体4j绕设有多段螺线管线圈4k，还包括有将所述的环形磁轭芯体4j以及螺线管线圈4k整体套设的环形导电外壳4m，所述的第一放电电极3位于环形导电外壳的中心，该环形导电外壳对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区41；本实施例各个螺线管线圈4k的供电可以单独设置额外的电源分别进行供电和控制，也可以利用所述的电池进行供电，其为本领域的常规技术，本实施例不再详细赘述。

实施例8

如图11所示，本实施例8与实施例1的不同之处在于：所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体4j，该环形磁轭芯体4j绕设有多段螺线线管线圈4k，还包括有同心设置于环形磁轭芯体内侧的导电内环4n，所述的第一放电电极位于导电内环的中心，该导电内环4n对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区41。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的具体实施例。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种利用磁铁驱动电弧点火装置的电弧运动的方法，电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高电压的高压发生装置，高压发生装置的输出端连接有用于高压放电产生电弧的至少一对放电电极，其特征在于，其中任一的放电电极上设置有放电发生区，另一放电电极的放电端与该放电发生区上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧，通过在所述电弧的周边设置有磁场，利用磁场对电弧中的电荷施加洛伦兹力从而使得电弧的一端在所述放电发生面不同点位置上运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的磁场是通过永磁体或电磁体产生。

3.一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：该电弧点火装置包括有电池、以及受电池供电并输出高压的高压发生装置，高压发生装置的输出端连接有至少一对高压输出导线，其中一高压输出导线的端部构成第一放电点极或者该端部连接有电极构成第一放电电极，其特征在于：所述的另一高压输出导线上设置有第二放电电极，该第二放电电极上设置有放电发生区，且第一放电电极与该放电发生区上任何点位置之间均能通过放电产生所述电弧，所述电弧的周边设置有磁场，利用磁场对电弧中的电荷施加洛伦兹力从而使得电弧的一端在所述放电发生面上运动。

4.根据权利要求3所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的第二放电电极为环形封闭导电件，所述的第一放电电极位于该环形封闭导电件的中心，该环形封闭导电件对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区。

5.根据权利要求4所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的磁场在环形封闭导电件内的磁力线方向与环形封闭导电件的轴向方向平行，该磁场对第一放电电极与放电发生区之间的电弧的电荷施加与电弧初始方向相垂直的洛伦兹力，从将电弧以第一放电电极为轴心并沿着放电发生区的内壁做转动运动。

6.根据权利要求5所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的环形封闭导电件的形状为圆环形或方环形。

7.根据权利要求5所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的环形封闭导电件为表面覆有金属导电层的环形永磁体，该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。

8.根据权利要求5所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的环形封闭导电件为环形导电磁轭，该环形导电磁轭的外周壁上沿着该环形导电磁轭外周缘螺旋缠绕设置有通电线圈，该通电线圈在该环形永磁体在环形永磁体的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。

9.根据权利要求5所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：所述的环形封闭导电件外同心套设有内径大于该环形封闭导电件的环形永磁体，该环形永磁体在环形封闭导电件的内腔中产生的磁场的磁力线与该环形永磁体的轴向方向平行。

10.根据权利要求3所述的一种具有电弧运动功能的电弧点火装置，其特征在于：

所述的第二放电电极为表面覆有金属导电层的U型永磁体，所述的第一放电电极位于U型永磁体的中轴线中点位置，该U型永磁体对应第一放电电极的U型内壁构成所述的放电发生区；

或者所述的第二放电电极为环形导电磁轭，该环形导电磁轭上径向圆周均布设置有多个径向磁体安装孔，该径向磁体安装孔上插设固定有柱型永磁体，所述的第一放电电极位于该环形导电磁轭的中心，该环形导电磁轭对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；

或者所述的第二放电电极为环形导电磁轭，该环形导电磁轭上轴向上圆周均布设置有多个轴向磁体安装孔，该轴向磁体安装孔上插设固定有柱型永磁体，所述的第一放电电极位于该环形导电磁轭的中心，该环形导电磁轭对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；

或者所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体，该环形磁轭芯体绕设有多段螺线线管线圈，还包括有将所述的环形磁轭芯体以及螺线管线圈整体套设的环形导电外壳，所述的第一放电电极位于环形导电外壳的中心，该环形导电外壳对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区；

或者所述的第二放电电极包括有环形磁轭芯体，该环形磁轭芯体绕设有多段螺线线管线圈，还包括有同心设置于环形磁轭芯体内侧的导电内环，所述的第一放电电极位于导电内环的中心，该导电内环对应第一放电电极的环形内壁构成所述的放电发生区。