JPS6172874A - プラズマ・ジエツト点火装置 - Google Patents

プラズマ・ジエツト点火装置

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JPS6172874A
JPS6172874A JP19453484A JP19453484A JPS6172874A JP S6172874 A JPS6172874 A JP S6172874A JP 19453484 A JP19453484 A JP 19453484A JP 19453484 A JP19453484 A JP 19453484A JP S6172874 A JPS6172874 A JP S6172874A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は点火装置に関し、特に内燃機関等の如き動力源
の燃焼室内の燃料を点火するためのプラズマのジェット
を生成してこれを放出するためのプラズマ・ジェット点
火装置に関する。
内燃機関等の動力源は、その主なエネルギの供給源とし
て燃料の燃焼に依存する。このような燃焼は、通常、燃
料が種々の点火装置によって点火される1つ以上燃焼室
内で生じる。このような動力源に対して最も頻繁に使用
される燃料は、ガソリンおよびディーゼル油の如き炭化
水素に基く燃料である。過去においては、これらの燃料
を使用する動力源の効率は、今日における程重要ではな
かった。世界の諸般がこのような多くの燃料が得られる
原油を高価かつ供給量の乏しいものとした。
従来の点火装置のため必要とされる色々なオクタンおよ
びセタン価への原油の生成の要求もまたその価格を増加
させるものである。更に、環境的な関心もまた、このよ
うな動力源が改善された効率を提供しかつ環境的に有害
な排出物の減少をもたらすことを要求している。このよ
うな現在の状況が要求することは、良好な効率の機関お
よび比較的安価な燃料に対する要望である。
排気ガスから運動エネルギおよび熱エネルギを回収する
ための特殊な材料および構造的な変更の使用により効率
は改善され排出物は減少することができる。多くの試み
および設計がこのような問題の特質に対して向けられた
。効率の改善および排出物の減少のための他の手段は、
薄い空気と燃料の混合気の燃焼のための効率のよい点火
装置の使用により達成することができる燃焼法の改善に
よるものである。今日の点火装置は、燃焼可能な混合気
に対して約0.1ジユールの高電圧/低エネルギの火花
を放電する従来周知の火花点火プラグを使用している。
この火花は小さな体積の混合気を点火させ、これが更に
火炎の伝播速度において混合気全体に拡がって混合気の
残部に点火する。
この混合気は通常、濃厚な空気/燃料の混合気内の高オ
クタン価のガソリン燃料を含んでいる。薄い空気/燃料
の混合気は、火炎の伝播速度が減少すするため充分には
燃焼しない。この装置の実際の燃焼速度および点火の遅
れは、燃料の物理化学的佳作用に依存する故に、点火の
遅れおよび燃焼速度ににおける僅かな改善のためには非
常に複雑な燃焼室が必要とされてきた。更に、高オクタ
ン価または高セタン価の燃料が必要とされ、これらは更
に高価であり品薄である。更に、従来の火花点火プラグ
式点火装置は適正な燃焼のためには比較的濃度の高い空
気/燃料の混合気を必要とするため、有効な運転のため
にはこの空気/燃料の混合気を正確に維持することが重
要である。このように、従来の点火装置は、圧縮比が低
いか高い両方の内燃機関等の有効な運転範囲を制限する
ものである。
燃料の点火の遅れを減少させかつ比較的早い燃焼速度を
促進することができる点火装置は、燃料経済性を向上さ
せ、排出物を減少し、空気/燃料の混合気に即しかつま
た使用することができる燃料の種類に即した機関の有効
な運転範囲を拡張することに彦ろう。薄い空気/燃料の
混合気により機関を運転すると、上記の多くの利点が得
られる。
空気が過剰であると、通常は排気ガスとして放出される
炭化水素および一酸化炭素の略々完全な燃焼をもたらす
。薄い混合気により装入物の希釈度を更に大きくすると
、燃焼室内で得られるピーク温度は比較的低くなる結果
となる。このため、窒素酸化物の汚染物質の形成が減少
する。空気/燃料の混合気の比熱の割合は、薄い混合気
が使用される程増大する。このことは、ある圧縮比率に
おける熱効率が更に高くなることを意味する。出力は、
薄い混合気中の空気/燃料の混合比を変更するだけで制
御することができる。このため、一般に圧力の降下を生
じる結果効率の低下を招くスロットル弁の使用が避けら
れる。このように、薄い混合気の使用は、汚染物質の減
少および効率の向上をもたらす結果となるのである。
以上指摘したように、従来の火花点火プラグは薄い混合
気の燃焼を有効に行表うものではなく、着火不良が発生
するかあるいは燃焼が行なわれない。従来の火花点火プ
ラグの一般的な火花は非常にバラ付きが多くなり、火花
の略々周囲における非常に少量の燃料しか点火しない。
火花から生じる最初の小さ々火炎前頭は薄い混合気中で
は伝播速度が低下して、その結果燃焼室内の薄い混合気
の体積中への火花前頭の伝播が不充分に々るため、点火
の遅れが大きくなって燃焼が悪くなる。このよう々混合
気の燃焼が不充分となるため、火炎の伝播速度を大きく
し々ければならない。
成層チャージ式機関は、比較的薄い空気/燃料の混合気
を燃焼させる利点を得ようとする試みのため用いられた
1つの構造である。この構造の基礎をなすものは、非常
に濃い空気/燃料の混合気が最初に火炎となるよう着火
される初期燃焼室を設けることである。化学的燃焼から
生じる圧力のため、この火炎は次に主燃焼室に入り主燃
焼室内にある比較的薄い混合気を着火する。この方法は
、初期燃焼室内の化学的々燃焼室を必要とし、この初期
燃焼室が設けられる結果となった色々な内燃機関の基本
的設計の再構成を必要とするものである。これらの機関
もまた、濃い混合気の初期燃焼の使用を可能にする機関
の提供のため余分彦構成要素、弁および他の設計変更を
必要とするものである。
薄い混合気を燃焼させるための別の装置はプラズマ・ジ
ェットの使用に基くものである。基本的には、これらの
色々な装置は、主燃焼室内に導入されるプラズマのジェ
ットを形成する。このジェットが燃焼室内の燃料の燃焼
を生じる。この基本的彦構造は、少量のガス等が導入さ
れる初期キャビティを提供する。このガスは高いエネル
ギの放電に曝される。このため、ガスはプラズマとして
も知られる高温のイオン化したガスとなる。大きく急激
な圧力の形成の故に、このプラズマはキャビティ内のオ
リフィスから噴出してプラズマのジェット即ち噴霧状に
主燃焼室内に入る。成層型の機関における火炎とは異な
り、このジェットは超音速で燃焼室内に進入する。この
ジェットの燃焼室内への速度および進入状態の故に物理
化学的作用が薄い混合気の点火状態を改善するのである
更に、このジェットは燃焼室内に乱流を生じ、これが更
に薄い混合気の燃焼を強化するものである。
プラズマ・ジェットの点火に対するこのような流体物理
的作用が適当が時間量にわたる然るべき影響を及ぼし、
これにより燃焼室内の薄い混合気の完全な点火および燃
焼を強化するのである。プラズマ・ジェットの熱の故に
、また薄い燃料混合気と反応して燃焼状態を促進するプ
ラズマにおける遊離基の生成の故に、点火における化学
的な作用が生じるのである。プラズマ・ジェットの点火
作用はまた発生のタイミングに対してそれ程鋭敏ではな
く、このためこのことはタイミングに誤差があると効率
が低下する従来の火花点火プラグに勝る更々る改善とな
る。
当技術においては、プラズマ・ジェット式点火装置は内
燃機関に用いる際多くの利点を有することになろうと考
えられてきた。プラズマ・ジェット点火装置は、比較的
容易に内燃機関に取付けるようにすることができる。こ
れらの装置は、制御可能な点火要因を生じ、点火流体物
理的特性を改善し、かつ薄い混合気の燃焼が可能で従来
の機関の運転範囲を拡張するという優れた手段を提供す
るものである。熱論、この装置は、燃料の節減および汚
染物質の低減に即した薄い混合気の燃焼というあらゆる
利点を提供するものである。プラズマ・ジェット点火装
置はまたタイミングに対する感度も比較的低いものであ
る。
既にプラズマ媒質、およびプラズマを生成するエネルギ
の大きさおよび持続時間について指摘したように、プラ
ズマ・キャビティの大きさおよびオリフィスの大きさは
全てプラズマ・ジェットの点火の効率に影響を及ぼす。
プラズマ・ジェットが主燃焼室に入る時、プラズマ・ジ
ェットの初期速度はジェットの透過状態および乱流音生
じ燃焼を強化するプラズマ・ジェットの能力を支配する
この速度は、プラズマ形成キャビティおよび出力オリフ
ィスの寸法によって制御される。プラズマに対して与え
られるエネルギの持続時間と量もまたこの初期速度を支
配する。強化される燃焼のための上記の透過度および乱
流の利点を得ることができる充分な圧力のプラズマ・ジ
ェットを生成するためには、従来点火プラグに対するよ
シも大きなエネルギを点火プラグの電極から放出しなけ
ればならない。このような高いエネルギは、電極をより
早く腐食させかつ前記オリフィスおよびプラグのキャビ
ティ形状を腐食させようとする傾向を有する。プラズマ
・ジェットのプラグ従来の機関内に定置し得るようにし
なければならないことが、前記キャビティおよびオリフ
ィスの大きさに対す(1ω る制約となる。更に、プラズマを形成するため余りにも
高いエネルギ・レベルを使用すると、温度を上昇させ、
ある場合にはこの温度の上昇が窒素酸化物の生成を導く
本発明は、内燃機関に容易に使用することができるプラ
ズマ・ジェット点火装置を提供する。この点火装置は、
低レベルの空気/燃料の混合気を点火することになるプ
ラズマのジェットを提供することにより燃焼状態を改善
し、汚染物質を低減させる。本発明はまた、プラズマ・
ジェットが良好な初期速度を得て、その結果ジェットが
燃焼室内に適当に透過を生じて燃料の混合気の非常に効
率のよい燃焼を生じるようにプラズマ・ジェットを加速
する外部の磁界手段をもたらすものである。
ジェットを加速するため外部の装置を使用する故に、キ
ャビティの寸法およびオリフィスの寸法はそれ程制約を
受けない。更に、電極の放電のため必要な初期エネルギ
もそれ程大きくする必要がない。このことは、電極の寿
命が延びること、および温度がそれ程高くないため汚染
物質の形成を低減すること全意味する。本発明のこれ以
上の長所および特徴については、以降の開示から認識さ
れよう。
プラズマ媒質からプラズマを生成し、このプラズマをジ
ェットとして放出するためのプラズマ・ジェット点火装
置。本装置は、プラズマの生成場所においてプラズマ媒
質からプラズマを生成するためエネルギを放出する電極
の放電装置と、プラズマ・キャビティを画成する磁界生
成装置とからなる。このキャビティは、プラズマ生成場
所に隣接する入力口と、出力オリフィスとを有する。こ
の入力口は、プラズマ前記生成場所と前記キャビティ間
に流通を生じる。前記磁界生成装置は、前記出力オリフ
ィスからプラズマのジェットが出るように出力オリフィ
スの外側で前記キャビティ内のプラズマを加速するよう
に磁界を生成するためのものである。
従って、本発明の目的は、改善されたプラズマ・ジェッ
ト点火装置の提供にある。
本発明の関連する目的および長所については、以下の図
面および詳細な記述から明らかになるであろう。
本発明の原理の理解を促す目的から、次に図面に示され
本文に記された実施態様について参照する。然るに、本
発明の範囲はこれにより限定されることを意図するもの
ではなく、例示された装置における変更および更なる修
正、ならびに、本文に示される如き本発明の原理の更な
る応用は本発明が関与する技術に習熟する者において通
常着想されるものと考えられることが理解されよう。
第1図においては、プラズマ媒質からのプラズマを生成
しかつこのプラズマをジェットとして放出するためのプ
ラズマ・ジェット点火装置10の望ましい実施態様が示
されている。この装置10は、燃焼室内の燃料を点火す
るため内燃機関の燃焼室内に対するプラズマのジェット
を生じるため内燃機関において使用することができる。
以下本文に記述される如き構造は、第1図に示されるプ
ラズマ・ジェット点火プラグ11によって従来の点火プ
ラグを置換するように使用することができる。プラグ1
1の上部は従来の点火プラグの構造を有するが、その底
部のみを本発明の理解のために図示し彦ければならない
。プラグ11の全体的彦外側形状は従来の点火プラグと
類似しているため、これを従来の内燃機関の従来の点火
プラグの受部に定置することができる。
このプラグ11は、金属から作られ、内燃機関の燃焼室
に隣接する場所においてプラグ11を取付けるための手
段を有するハウジング12ヲ有する。このような手段は
、従来の点火プラグの受部のねじと螺合する外ねじ部1
3である。熱論、必要な他のどんなねじ寸法でも使用す
ることができる。前記ハウジングは、電極の放電装置1
5がエネルギを放出するためハウジング12内に配置さ
れる中心口14を有する。この電極の放電装置15は、
ノ1ウジンダ12の開口14内に収受されるセグミツク
材料の円筒であるセラミック胴部16を有する。この胴
部16は、電極18が配置される中心口17を有する。
この電極18は、それから電気的エネルギが放出され、
電極端部19と接地電極21との間の火花間隙20にお
いて火花が生じる放電端部19を有する。この火花間隙
20もまた、電極の放電からのエネルギがプラズマ媒質
からプラズマを生じるプラズマ生成場所22に隣接して
いる。電極の放電装置は更に、電極に対して電気エネル
ギを提供してプラズマ生成場所におけるエネルギの放出
を生じる電極18に対して24で概略的に示される如く
電気的に係合する第2図に示されるような電気的装置2
3を含んでいる第2図に示されるように、電気エネルギ
の供給源は従来周知の12ボルトの電源50である。こ
の電源50は、トリガー電源54と回線53によって電
気的に係合状態にある。回線55は、配電器45に対し
接続され次いで電極と接続された高エネルギの点火コイ
ル56に対してトリガー54を電気的に接続している。
本実施態様におけるこの電気的装置の機能については、
以下に更に詳細に説明することにする。
電極の放電装置は、第1図および第2図に示される如き
プラズマ媒質導入装置25を含んでいる。′このプラズ
マ媒質装置25は、ハウジング12に配置されたプラズ
マ媒質の通路26を有する。この通路26は、プラズマ
生成場所22に隣接して配置されるプラズマ媒質の出力
口27を有する。この通路26の反対側の第2の端部2
8は、プラズマ媒質の供給源を含むプラズマ媒質供給源
29と連通状態に配置されている。これにより、プラズ
マ生成場所に対しプラズマ媒質を導入するため、プラズ
マ媒質の供給源29とプラズマ生成場所22間に流通状
態が確保、  される。第2図に示されるように、プラ
ズマ媒質の通路26は、第1のソレノイド9弁47を有
し、次いで、本例においては、キャビティ30内への較
正された噴射のためのプラズマ媒質の較正量を保持する
噴射量が較正されたキャビティ52を有する。また、通
路26がプラグ12に入る手前の管路に第2のソレノイ
ド9弁48がある。本例におけるこのプラズマ媒質導入
装置の機能については以下において更に詳細に説明する
望ましい実施態様においては、使用されるプラズマ媒質
は水素ガスである。他の種類のプラズマ媒質も熱論使用
可能である。水素ガスは、燃料の点火の遅れを減少させ
かつ水素から発生したプラズマによって生じる燃焼を促
進することが判った。
窒素は、有害な酸化物の排出物を低減することが望まし
い場合に、プラズマ媒質として使用することができる。
燃料と水の混合物は、水素の粒子状の排出物を低減する
第1図に示されるように、ハウジング12はその下方端
部にプラズマを生成するキャビティ30を有する。この
キャビティの内壁面31は、磁界生成装置33によって
画成されている。磁界生成装置の一部として含まれる実
際の内壁面は、本例においては、ハウジング12の一体
の内壁面である。別の構造としては、ノ・ウジング12
に対してその下方部分34において固定されるシュラウ
)’32の一部としての内壁面を提供することである。
このプラズマ・キャビティのシュラウ)”32は、プラ
ズマ生成場所22に隣接して開口部35を有する。この
開口部35は、電極の放電装置の71ウジング12に対
して固定されるようになっている。この内壁面即ちシュ
ラウド9は、これにより本発明の達成が可能となる2つ
の試みを提供する。1つの試みは、ノヘウジング12の
残部と一体の磁界生成装置の形成である。他の試みとし
ては、以下に説明するように本発明の磁界生成装置によ
り提供される燃焼促進作用がこれらのプラグに対しても
実現できるように、従来周知のプラズマ・ジェットのプ
ラグ構造に対して取付けられるシュラウド″32のイ吏
用である。
ハウジングかあるいはシュラウド壁面のいずれにより画
成されるかの如伺に拘らず、前記キャビティ30は、プ
ラズマ生成場所22に隣接して入力口即ち開口部35ヲ
有する。このキャビティもまたオリフィス36により示
されるように出力オリフィスの放出装置を有する。入力
口即ち開口部35は、プラズマ生成場所22と、キャビ
ティ30とキャビティの放出オリフィス装置36間の連
通状態を提供する。
第1図に示されるキャビティ30は前記オリフィス36
に向って円錐形状部37を有し、またこのオリフィス3
6はキャビティ30に向って円錐形状部38を有する。
ハウジング12が内燃機関内に置かれる時、出力オリフ
ィス36は、プラズマ・ジェットが前記キャビティから
前記燃焼室内に入るように燃焼室と連通状態となる。本
例においては、キャビティ30は約50 mm  の容
積を有し、オリフィス36は1mmの開口径部39を有
する。キャビティ寸法およびオリフィス径の変更は可能
であり、このような変更はプラズマ・ジェットの速度お
よび透過状態に影響を及ぼすことになり、このような変
更は本発明の範囲内に意図されるものである。
本発明は、プラズマ生成場所22からキャビティ30を
経てジェットとしてオリフィス36から出るプラズマの
ジェットを加速する磁界を形成するための磁界生成装置
33を提供する。この磁界生成装置33は、キャビティ
30の周囲に配置されてこれを画成する磁界コイル40
を含んでいる。この磁界コイル40は、本例においては
セラミック・キャップ41内に埋設されている。熱論、
このキャップ41はプラグのハウジング12と一体にす
ることができ、あるいはシュラウド932の一部とする
ことができる。
前記の磁界生成装置33は更に、キャビティ30から 
   ′オリフィス36を通るようにプラズマを加速さ
せるよう所要の磁界を形成するため電気エネルギを磁界
コイル40に導入するためにこの磁界コイル40と43
において電気的に係合する磁界の電気エネルギ装置42
を含んでいる。この電気エネルギ装置42ハ、回線59
によってトリガー装置54に対する磁界コイル40の電
気的保合状態を有する。これらの電気エネルギ装置42
の本例における機能については、以下に記述することに
する。
本発明の望ましい実施態様はまた、磁界生成装置による
プラズマの加速を生じる電極の放電装置によるエネルギ
の放出を行なうプラズマ媒質導入装置に対してプラズマ
媒質半導体を調時するためのタイミング装置44.45
を有する。このタイミング装置は、配電器44と45を
含む。タイミング装置44はプラズマ媒質導入装置25
と係合している。1つの保合状態は回線46による第1
のソレノイド9弁47に対するものであり、第2の係合
状態は回線49によるソレノイド9弁48に対するもの
である。タイミング装置44は、動力線51を介して従
来の12ボルトの電源50によって給電される。配電器
45は回線57によって高エネルギの点火コイル56と
電気的に係合され、また回線58によって電極18と電
気的に係合される。本例における前記のタイミング装置
については、以下において更に詳細に説明する。
望ましい実施態様の作用について次に説明する。
本発明は、例えば燃焼室に対してプラズマのジェットを
噴射するための装置およびシステムを提供するものであ
る。このジェットは、静的圧力および加速用磁界の合成
作用によって加速が行なわれる。ある作用サイクルの始
め即ち燃料にタイミング用タイミング装置44が第1の
ソレノイド9弁47をトリガーし、水素であるプラズマ
媒質が較正された噴射キャビティ52に対してプラズマ
媒質の供給源29から流入する。この時、調時弁48は
既に遮断されている。本例においては、噴射キャビティ
は約0.05ミリグラムの水素を保有する。配電器45
はこの時弁47を遮断し、ソレノイド弁48をトリガー
し、較正量の水素が通路26を流過し、出力口27から
50 mm3のプラズマ生成キャビティ30内に導入さ
れる。配電器45は電極の放電装置に対する電気装置2
3をトリガーするようにタイミング装置44に対して調
時されている。このタイミングは機関の負荷に依存する
が、通常は水素がプラズマ生成キャビティ30に進入し
た後備かな時間に過ぎない。望ましい実施態様において
は、このため約0.7ジユールの高エネルギの火花をプ
ラズマ生成場所22にオケる電極18によって放出させ
る。この高エネルギの火花は、水素をプラズマとして知
られる高温のイオン化ガスにさせる。本例においては、
電気エネルギが放出される約50ミリ秒の非常に短い処
理時間の故に、キャビティ30内で温度および圧力の急
激な上昇が生じる。この圧力はキャビティの外側の圧力
よりも非常に高いため、生成したプラズマがキャビティ
30からオリフィス36を経て噴射される。
最も効率のよい透過状態が生′じるようにジェットの透
過状態を改善し制御するため、磁界生成装置33がプラ
ズマの形成期間中に付勢される。磁界の電気エネルギ装
置42は、トリガー電圧ソース54を経て電源50に対
して接続されている。磁界電気エネルギ装置42は、電
極の放電の時点において、キャビティ30の周囲に巻付
けられた磁界コイル40に対して放電されるコンデンサ
に蓄積された約10ジユールの大量のエネルギを生じる
。このため、良好な透過状態が得られるようにプラズマ
・ジエツットを加速する然るべき磁界を形成する。望゛
ましい実施態様として本文に述べた寸法においては、本
発明により燃焼室内で略々5G:rfLの深さまでプラ
ズマ・ジェット噴射された。これにより火炎速度、乱流
の増加および多重地点における点火を惹起す結結果とな
る比較的大きな火炎前頭の故に、良好な燃焼が結果とし
て生じる。
本発明については図面および本文の記述において詳細に
示し記したが、これは例示であって性格において限定的
なものでなく、単に望ましい実施態様を示し記したこと
、本発明の主旨に該当する全て変更および修正が保護の
対象、とな、るべきことが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるプラズマ・ジェット点火装置の一
典型例を示す部分側面図、および第2図は本発明の一典
型例によるプラズマ・ジェット点火装置を示すブロック
図である。 10・・・プラズマ・ジェット点火装置、11・・・点
火プラグ、12・・・ノ・ウジング、13・・・外ねじ
部、14・・・中心口、15・・・電極の放電装置、1
6・・・胴部、17・・・中心口、18・・・電極、1
9・・・電極端部、20・・・火花間隙、21・・・接
地電極、22・・・プラズマ生成場所、23・・・電気
装置、25・・・プラズマ媒質導入装置、26・・・通
路、27・・・プラズマ媒質の出力口、28・・・第2
の端部、29・・・プラズマ媒質供給源、30・・・キ
ャビティ、31・・・内壁面、32・・・シュラウ)”
、33・・・磁界生成装置、35・・・開口部、36・
・・オリフィス、37 、38・・・円錐形状部、39
・・・開口径部、40・・・磁界コイル、41・・・セ
ラミック・キャップ、42・・・電気エネルギ装置、4
4・・・タイミング装置、45・・・配電器、46・・
・回線、47・・・第1のソレノイド弁。 48・・・第2のソレノイド弁、49・・・回線、50
・・・電源、51・・・動力線、52・・・キャビティ
、53・・・回線、54・・・トリガー電源、56・・
・点火コイル、57〜58・・・回線。 CI!(ト) 〇− 包 手続補正書(方式) 昭和60年 2月ノρ日 特許庁長官 志  賀    学殿 3、補正をする者 事件との関係  出 願 人 住所 機業 ルイシ“ト・7ソ。 4、代理人 7す!l−への遠り(1プ1.内分1=iす変歪1し)
手続補正書 昭和60年1り月々2日 縁り長官 宇賀道部 殿 昭和59年特許願第194534  号4明の名称 プラズマ・ジェット点火装置 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 氏 名  ルイジ・トツジ A代理人 正の対象 月細書の〔特許請求の範囲〕の欄 正の内容 91目丘の4山h (別 紙) 本願特許請求の範囲の記載を下肥の通シに補正する。 「1.  プラズマ媒体からプラズマを発生しかつ該プ
ラズマをジェットして放出するためのプラズマ・ジェッ
ト点火装置において、 プラズマ発生位置において前記プラズマ媒体からプラズ
マを発生させるようにエネルギを放出する電極放電装置
と、 出力オリフィスを有するプラズマ・キャビティを形成す
る手段と、プラズマのジェットが前記出力オリフィスか
ら放出するように該出力オリフィスから前記キャビティ
内のプラズマを加速させる磁界を発生する磁界生成装置
とを備えて成るプラズマ・ジェット点火装置。 2、前記電極放電装置は、プラズマ媒体を前記プラズマ
発生位置に導入するため、該プラズマ発生位置と流通す
る状態にあるプラズマ媒体通路を有するプラズマ媒体導
入装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のプラズマ・ジェット点火装置。 3 前記磁界生成装置は前記プラズマ・キャビティの外
部の周囲に配置された磁界コイルを有し、前記磁界生成
装置は更に電気エネルギを前記磁界コイルに導入して前
記磁界を生成するため前記磁界コイルと接続した磁界の
電気エネルギ装置を含むことを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 4 前記電極放電装置は放電端部を有し、該放電端部は
前記プラズマ発生位置に隣接して配置され、前記電極放
電装置は更に、前記電極と電気的に接続して前記電極に
対して電気エネルギを形成し、前記プラズマ発生位置に
おいてエネルギの放出を生じる電気的装置を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラズマ・ジェ
ット点火装置。 5 前記プラズマ媒体導入装置は、前記プラズマ発生位
置に隣接して配置されたプラズマ媒体の出力口と、プラ
ズマ媒体供給源と、前記プラズマ媒体供給源と流通状態
の第1の端部と前記プラズマ媒体出力口と流通状態の第
2の端部とを有する前記プラズマ媒体通路とを含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載のプラズマ・ジ
ェット点火装置。 6、前記磁界発生装置によるプラズマの加速による電極
放電装置によるエネルギの放出によるプラズマ媒体導入
装置によるプラズマ媒体半導体を調時するための調時装
置を有していることを特徴とする特許請求の範囲第2項
記載のプラズマ・ジェット点火装置。 7、内燃機関の燃焼室内の燃料を点火するため内燃機関
の燃焼室内にプラズマのジェットを生じるだめ内燃機関
において使用されるプラズマ・ジェット点火装置におい
て、 前記燃焼室に隣接してハウジングを取付けるだめの装置
を有するノ・ウジングを設け、該ハウジングはその内部
に配置されたプラズマ生成キャビティを画成する内壁面
を有し、プラズマ媒体を前記プラズマ生成キャビティ内
に導入するためのプラズマ媒体導入装置と、前記プラズ
マ生成キャビティ内にエネルギを放出するため前記プラ
ズマ媒体からプラズマを生成するための電極放電装置と
、 前記プラズマ生成キャビティから前記燃焼室内に対して
プラズマ・ジェットの形態で前記プラズマを噴射するた
め、前記燃焼室と流通状態にある放出オリフィス装置と
、 前記プラズマ生成キャビティから円筒状の前記燃焼室に
対する前記プラズマの前記の噴射を加速する磁界を形成
するための磁界生成装置とを設けることを特徴とするプ
ラズマ・ジェット点火装置。 8 前記磁界生成装置は、前記プラズマ生成キャビティ
の外部の周囲に配置された磁界コイルを含み、前記磁界
生成装置は更に前記磁界を生じるため前記磁界コイルに
対して電気エネルギを導入するため前記磁界コイルと接
続した磁界の電気エネルギ装置を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第7項記載のプラズマ・ジェット点火装
置。 9、前記電極放電装置は放電端部を有する電極を含み、
前記放電端部は前記内壁面に隣接する前記キャビティ内
に配置され、 前記電極放電装置は更に、前記電極に対して電気エネル
ギを形成して前記放電端部に隣接する前記燃焼室内に電
気エネルギの放出を生じることを特徴とする特許請求の
範囲第8項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 10、前記プラズマ媒体半導体装置は前記内壁面に配置
されるプラズマ媒体出力口と、プラズマ媒体供給源と、
前記プラズマ媒体供給源と連通する第1の端部と前記プ
ラズマ媒体の出力口と連通ずる第2の端部とを有するプ
ラズマ媒体通路とを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第9項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 11、前記磁界生成装置によるプラズマの加速による電
極放電装置によるエネルギの放出によるプラズマ媒体導
入装置によるプラズマ媒体半導体を調時するための調時
装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第9項記
載のプラズマ・ジェット点火装置。 12、プラズマ媒体からプラズマを生成しかつ該プラズ
マをジェットとして噴射するためのプラズマ・ジェット
点火装置のためのプラズマ・ジェット点火装置シュラウ
ドであって、エネルギを放出して前記点火装置がプラズ
マ生成場所における前記プラズマ媒体からプラズマを生
成するための電極放電装置を含むシュラウドにおいて、 プラズマ・キャビティのシュラウドゝを有する磁界生成
装置を設け、前記キャビティのシュラウド9は前記プラ
ズマ生成場所に隣接する開口部分を有し、該開口部分は
前記電極放電装置に対して固定されるようになっており
、前記キャビティのシュラウド9は更に出力オリフィス
を有し、前記開口部分は前記プラズマ発生位置と前記キ
ャビティ間に連通状態を提供し、 前記磁界生成装置は、前記出力オリフィスからプラズマ
のジェットが出てくるように前記出力オリフィスからの
前記キャビティのシュラウド内のプラズマを加速するた
め磁界を生成するためのものであることを特徴とするプ
ラズマ・ジェット点火装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プラズマ媒質からプラズマを生じかつ前記プラズマ
    をジェットとして放出するためのプラズマ・ジェット点
    火装置において、 プラズマ発生場所における前記プラズマ媒質からプラズ
    マを生じるためエネルギを放出するための電極放電装置
    と、 プラズマ・キャビティを画成する磁界生成装置とを設け
    、該キャビティは前記プラズマ生成場所に隣接する入力
    口と出力オリフィスを有し、前記入力口は前記のプラズ
    マ生成場所と前記キャビティ間に流通状態を提供し、 前記磁界生成装置は、プラズマのジェットが前記出力オ
    リフィスから出てくるように該出力オリフィスから前記
    キャビティ内のプラズマを加速させる磁界を生成するも
    のであることを特徴とするプラズマ・ジェット点火装置
    。 2、前記電極放電装置は、プラズマ媒質を前記プラズマ
    生成場所に導入するため、このプラズマ生成場所と流通
    する状態にあるプラズマ媒質通路を有するプラズマ媒質
    導入装置を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のプラズマ・ジェット点火装置。 3、前記磁界生成装置は前記プラズマ・キャビテティの
    外部の周囲に配置された磁界コイルを含み、前記磁界生
    成装置は更に電気エネルギを前記磁界コイルに導入して
    前記磁界を生成するため前記磁界コイルと係合した磁界
    の電気エネルギ装置を含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 4、前記電極放電装置は放電端部を有し、該放電端部は
    前記プラズマ生成場所に隣接して配置され、 前記電極放電装置は更に、前記電極と電気的に係合して
    前記電極に対して電気エネルギを提供し、前記プラズマ
    生成場所においてエネルギの放出を生じる電気的装置を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラ
    ズマ・ジェット点火装置。 5、前記プラズマ媒質導入装置は、前記プラズマ生成場
    所に隣接して配置されたプラズマ媒質の出力口と、プラ
    ズマ媒質供給源と、前記プラズマ媒質供給源と流通状態
    の第1の端部と前記プラズマ媒質出力口と流通状態の第
    2の端部とを有する前記プラズマ媒質通路とを含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載のプラズマ・ジ
    ェット点火装置。 6、前記磁界生成装置によるプラズマの加速による電極
    放電装置によるエネルギの放出によるプラズマ媒質導入
    装置によるプラズマ媒質の導入を調時するための調時装
    置を更に設けることを特徴とする特許請求の範囲第2項
    記載のプラズマ・ジェット点火装置。 7、内燃機関の燃焼室内の燃料を点火するため内燃機関
    の燃焼室内にプラズマのジェットを生じるため内燃機関
    において使用されるプラズマ・ジェット点火装置におい
    て、 前記燃焼室に隣接してハウジングを取付けるための装置
    を有するハウジングを設け、 該ハウジングはその内部に配置されたプラズマ生成キャ
    ビティを画成する内壁面を有し、 プラズマ媒質を前記プラズマ生成キャビティ内に導入す
    るためのプラズマ媒質導入装置と、前記プラズマ生成キ
    ャビティ内にエネルギを放出するため前記プラズマ媒質
    からプラズマを生成するための電極放電装置と、 前記プラズマ生成キャビティから前記燃焼室内に対して
    プラズマ・ジェットの形態で前記プラズマを噴射するた
    め、前記燃焼室と流通状態にある放出オリフィス装置と
    、 前記プラズマ生成キャビティから円筒状の前記燃焼室に
    対する前記プラズマの前記の噴射を加速する磁界を形成
    するための磁界生成装置とを設けることを特徴とするプ
    ラズマ・ジェット点火装置。 8、前記磁界生成装置は、前記プラズマ生成キャビティ
    の外部の周囲に配置された磁界コイルを含み、前記磁界
    生成装置は更に前記磁界を生じるため前記磁界コイルに
    対して電気エネルギを導入するため前記磁界コイルと係
    合した磁界の電気エネルギ装置を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第7項記載のプラズマ・ジェット点火装
    置。 9、前記電極放電装置は放電端部を有する電極を含み、
    前記放電端部は前記内壁面に隣接する前記キャビティ内
    に配置され、 前記電極放電装置は更に、前記電極に対して電気エネル
    ギを提供して前記放電端部に隣接する前記燃焼室内に電
    気エネルギの放出を生じることを特徴とする特許請求の
    範囲第8項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 10、前記プラズマ媒質半導体装置は前記内壁面に配置
    されるプラズマ媒質出力口と、プラズマ媒質供給源と、
    前記プラズマ媒質供給源と連通する第1の端部と前記プ
    ラズマ媒質の出力口と連通する第2の端部とを有するプ
    ラズマ媒質通路とを含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第9項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 11、前記磁界生成装置によるプラズマの加速による電
    極放電装置によるエネルギの放出によるプラズマ媒質導
    入装置によるプラズマ媒質の導入を調時するための調時
    装置を更に設けることを特徴とする特許請求の範囲第9
    項記載のプラズマ・ジェット点火装置。 12、プラズマ媒質からプラズマを生成しかつ該プラズ
    マをジェットとして噴射するためのプラズマ・ジェット
    点火装置のためのプラズマ・ジェット点火装置シュラウ
    ドにあつて、エネルギを放出して前記点火装置がプラズ
    マ生成場所における前記プラズマ媒質からプラズマを生
    成するための電極放電装置を含むシュラウドにおいて、 プラズマ・キャビティのシュラウドを有する磁界生成装
    置を設け、前記キャビティのシュラウドは前記プラズマ
    生成場所に隣接する開口部分を有し、該開口部分は前記
    電極放電装置に対して固定されるようになつており、前
    記キャビティのシュラウドは更に出力オリフィスを有し
    、前記開口部分は前記プラズマ生成場所と前記キャビテ
    ィ間に連通状態を提供し、 前記磁界生成装置は、前記出力オリフィスからプラズマ
    のジェットが出てくるように前記出力オリフィスからの
    前記キャビティのシュラウド内のプラズマを加速するた
    め磁界を生成するためのものであることを特徴とするプ
    ラズマ・ジェット点火装置。 13、前記磁界生成装置が前記キャビティのシュラウド
    の外部の周囲に配置された磁界コイルを含み、前記磁界
    生成装置は更に、前記磁界コイルに対して電気エネルギ
    を導入して前記磁界を生じるため、前記磁界コイルと係
    合した磁界の電気エネルギ装置を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第12項記載のプラズマ・ジェット点火
    装置。
JP19453484A 1984-09-17 1984-09-17 プラズマ・ジエツト点火装置 Granted JPS6172874A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63167075A (ja) * 1986-12-23 1988-07-11 カミンズ・エンジン・カンパニ−・インコ−ポレ−テツド プラズマジエツト点火装置

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JPS5686365A (en) * 1979-12-15 1981-07-14 Tohoku Electric Power Co Inc Salt injury predicting device
JPS56106067A (en) * 1980-01-28 1981-08-24 Nissan Motor Co Ltd Gas introduction device of plasma ignition plug

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