KR101233735B1 - 엔진의 연소 공간내에서 연료의 연소를 개시하기 위한 방법, 연계된 장치 및 엔진 - Google Patents

엔진의 연소 공간내에서 연료의 연소를 개시하기 위한 방법, 연계된 장치 및 엔진 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연소실(5) 내로 극초단파 방사선을 공급함으로써, 엔진(2)의 연소실(5) 내에서 연료의 연소를 점화하기 위해 사용되는 방법에 관한 것으로, 상기 극초단파 방사선은 연소실(5) 외부의 극초단파 소스에서 생성된다. 공급된 극초단파 방사선은 연소실(5) 내에 분포된 연료에 의해 흡수된다. 흡수로부터 상승하는 연료 내의 에너지의 공급은 연소를 챔버(5) 내의 큰 체적, 바람직하게는 전체 연소실(5)에 균질한 방식으로 분포시키며, 필수적으로 동시에 점화된다. 또한, 본 발명은 연계된 점화 장치(1) 및 연계된 엔진(2)에 관한 것이다.
Figure R1020067010667
연소실, 극초단파, 방사선, 엔진, 점화 장치

Description

엔진의 연소 공간내에서 연료의 연소를 개시하기 위한 방법, 연계된 장치 및 엔진 {METHOD FOR IGNITING COMBUSTION OF FUEL IN A COMBUSTION CHAMBER OF AN ENGINE, ASSOCIATED DEVICE AND ENGINE}
본 발명은 엔진의 연소실 또는 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하기 위한 방법, 연계된 점화 장치 및 연계된 엔진에 관한 것이다.
점화 방법이 내연 기관의 효율에 현저한 영향을 미치며, 특히, 주어진 엔진 출력에서 연료 소비 및 오염물 배출의 결정에 크게 기여하기 때문에, 과거에 점화 방법을 최적화하기 위해 방대한 노력이 이루어져 왔다. 현재의 가장 일반적인 점화 장치는 공연 혼합물(fuel-air mixture)을 점화시키는 스파크 플러그를 사용한다. 이들 스파크 플러그는 하나 이상의 전극을 가질 수 있다. 이들 전극 각각은 점화 스파크를 생성하며, 이 점화 스파크는 전극의 인근에서 공연 혼합물을 점화시킨다. 따라서, 연소는 일차적으로 스파크 플러그의 전극 주변에 있는 매우 작은 개시 용량으로 시작된다. 이어서, 연소는 명백히 제한된 속도로 전파하게 된다.
DE 195 27 873 A1 및 US 5,136,944는 점화를 위해 필요한 전력 소비를 감소시키기 위해, 글로우(glow) 부분의 촉매 표면 코팅을 갖는 글로우 플러그를 개시한다. 단점은 한편으로는 필요한 촉매 재료로 인해 제조 비용이 증가되며, 다른 한편으로는 연소 방법이 단지 불충분하게 최적화된다는 것이다. US 4,774,914 및 US 6,595,194는 특히 큰 점화 스파크를 생성하도록 설계되어 있는 점화 장치를 개시한다.
US 4,113,315는 2-챔버 점화 방법을 개시하며, 여기서는 제 1의 작은 점화 공간 내에서 점화 소스에 의해 공연 혼합물이 점화되고, 그후, 보다 큰 제 2 공간, 즉, 실제 실린더 내에서 발생하는 불꽃 전파에 의해 공연 혼합물이 점화된다. US 4,499,872는 이온수 및 연료의 혼합물이 자기장 및 점화 로드를 사용하여 점화되는 2-챔버 점화 방법의 개발을 개시한다. 2-챔버 점화 방법에서는 이들이 고도의 구조(high construction)를 필요로 하며, 따라서, 고도의 제조 비용을 필요로 하는 것이 일반적이다.
US 5,673,554 및 US 5,689,949는 공연 혼합물을 점화시키는 플라즈마를 연소 공간 내에 생성하기 위해 극초단파 에너지가 사용되는 점화 방법을 개시한다. 플라즈마의 형성은 공진 모드의 형성에 관한 좁은 경계 조건들을 고수하는 것에 크게 의존하며, 이는 특히, 상하로 이동하는 엔진 피스톤에 관하여, 현저한 구성 노력을 초래한다. 또한, 극초단파 전송기는 엔진에서 피스톤 운동의 경로를 제한한다. 또한, 이러한 내용은 US 5,845,480에도 적용된다.
US 5,983,871은 플라즈마를 생성하기 위한 극초단파 및 레이저 에너지의 주입의 조합을 개시한다. 이 방식에서, 점화 장치 및 점화 방법과, 관련된 엔진의 복잡성이 또한 증가된다. 이 내용은 분무화된 공연 혼합물의 자기 이온화 및 극초단파 플라즈마에 의한 점화의 조합을 개시하는 US 6,581,581에 적용된다.
공지된 방법에서는 이 방법들이 복잡하고, 따라서, 값비싼, 고도의 정비를 필요로 하는 구조를 필요로 하며, 또한, 단지 제한된 서비스 수명을 갖는다는 것이 공통적이다. 연소 방법의 효율, 및, 따라서, 연소 방법에 의해 구동되는 엔진의 효율도 제한된다. 부가적으로, 오염물의 방출이 적절히 감소되지 않는다. 특히, 연료 소비의 감소 목적을 위해 이루어지는 공연 혼합물의 희박화에 의해, 보다 낮은 연소 온도가 달성되며, 이는 보다 적은 전력을 수반한다. 또한, 연소 온도가 낮으면 오염물 방출을 증가시킨다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 극복하는, 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소의 개시를 위한 방법, 관련 점화 장치 및 관련 엔진을 가용하게 하는 것이다. 특히, 점화는 본 발명에 청구된 바와 같이, 연소 특성이 최적화되도록, 특히, 주어진 출력에서, 연료 소비가 감소되고, 오염물 방출이 감소되도록 이루어진다.
상기 목적은 청구항 1에 규정된 방법 및 종속 청구항에 규정된 장치 및 엔진에 의해 달성된다. 본 발명을 구현하기 위한 특수 데이터는 종속 청구항에 규정되어 있다.
본 발명은 특히, 연소 공간 외부에 있는 극초단파 소스에서 생성된 극초단파 방사선을 연소 공간 내로 주입하는 것에 의하여 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소의 점화 방법에 관한 것으로, 주입된 극초단파 방사선은 연소 공간 내에 분배된 연료에 의해 흡수되고, 흡수로 인해 발생하는 연료로의 에너지 전달로 인해, 연소는 바람직하게는 연소 공간 내의 큰 체적에 걸쳐 균일하게 분포되며, 필수적으로, 동시에 점화되게 되고, 바람직하게는, 전체 연소 공간 내에 균일하게 분포되며, 필수적으로, 동시에 점화된다.
일반적으로, 연소 공간 내에는 연료와 산소 소스의 혼합물, 예로서, 공연 혼합물이 존재한다. 실린더 내의 피스톤을 이동시킴으로써, 또한, 종종 공연 혼합물이 점화 방법 동안 압축된다. 극초단파 방사선의 주입은 가능한 균질한 에너지 밀도 분포가 연소 공간 내에 형성되도록 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 위해, 극초단파 윈도우가 비교적 넓은 면적을 가지거나, 작은 면적의 극초단파 윈도우가 사용될 수 있다. 후자의 경우에, 실질적인 원통형 연소 공간 내로의 극초단파 방사선의 도입 지점에, 확산 수단, 예로서, 등방성 방향 특성으로 연소 공간 내로의 극초단파의 방사를 유발하는 적절한 평탄한, 뾰족한, 선형의 또는 격자형의 구조를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 선택적으로, 연소 공간 내에서 규정 가능한 에너지 밀도 분포가 확산기의 구성에 의해 달성될 수 있다.
극초단파의 파장은 0.1cm 내지 45cm 사이, 특히, 1cm 내지 15cm 사이, 통상적으로는, 3cm 내지 10cm 사이인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 양호한 실시예에서, 극초단파는 펄스형으로 주입되며, 이를 위해, 하나 이상의 극초단파 펄스가 사용될 수 있다. 극초단파 펄스의 전력은 각각의 용례에 의존하며, 예로서, 1kW 내지 70kW 사이일 수 있다. 펄스 지속시간(duration)은 예로서, 1nsec 내지 2msec 사이일 수 있으며, 다수의 극초단파 펄스를 위한 펄스 스페이스(spacing)는 통상적으로 100nsec 내지 2msec 사이이다.
공급된 극초단파 에너지는 직접적으로, 전체 공연 혼합물의 동시적이고 균일한 점화를 위해 사용된다. 펄스 간격 동안의 연소 공간의 체적의 변화는 피스톤 이동 속도에 관하여 비교적 짧은 펄스 지속시간으로 인해, 무시할 수 있을 정도로 작을 수 있다. 극초단파 펄스의 전력은 충분한 점화 에너지가 연소 공간 내로 주입되기에 충분할 정도로 크게 선택되어야만 한다.
공급된 극초단파 에너지는 점화점까지 공연 혼합물 내에 존재하는 연료 액적을 가열하며, 따라서, 혼합물을 점화시킨다. 종래 기술과는 대조적으로, 본 발명에서는 플라즈마의 생성이 피해진다.
공지된 점화 시스템과는 대조적으로, 본 발명에서는 점화가 연소 공간내의 단일의 주어진 장소에서 이루어지지 않으며, 따라서, 점화 이후, 비교적 느리게 전파할 필요가 없고, 전체 공연 혼합물이, 전체 연소 공간 내에서 거의 동시에 균일하게 점화되는 것이 바람직하다.
공지된 점화 방법에서, 내연 기관 내의 공연 혼합물의 연소 방법은 두 개의 단계로 진행된다: 첫 번째로, 비교적 느린, 소위, 층상 단계에서, 층상 불꽃 속도는 엔진 연소 방법의 속도를 현저히 제한하며, 따라서, 효율을 제한한다. 특히, 희박화된 혼합물 조성을 갖는 현대 내연 기관의 통상적인 층상 불꽃 속도는 대략 10cm/sec이다. 층상 단계에는 소위 난류 연소 단계가 이어진다. 가능한 높은 효율의 견지에서, 제 2 난류 연소 단계는 항상 가능한 신속하게 도달되어야 한다. 또한, 이는 종래 기술에서도 얼마간 노력을 집중하는 것으로서 이전과 같이, 제 1 단계가 제 2 단계에 도달하도록 진행되어야만 한다.
대조적으로, 본 발명에 따라서, 제 1, 저속 층상 연소 단계가 완전히 생략되며, 점화는 직접적으로 제 2의 고속 난류 연소 단계로 이어진다.
또한, 본 발명은 본 발명에 청구된 바와 같은 방법을 실행하기 위한 점화 장치에도 관련한다. 전력 공급 소스는 극초단파 펄스를 위해 필요한 에너지를 가용하게 하는 펄스형 고압 전력 팩(pack)인 것이 바람직하다. 극초단파 소스는 예로서, 마그네트론, 클라이스트론(klystron), 자이로트론(gyrotron), 트레블링 웨이브 튜브(TWT) 등일 수 있다. 가능한 극초단파 연결부는 가능한 작은 전력 손실 및 반사를 유지하기 위해, 그 치수에 관하여, 극초단파 소스의 파장에 적응되어야만 한다. 필요시, 극초단파 라인이 유연하게 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 양호한 실시예에서, 극초단파 소스와 극초단파 윈도우 사이에, 결합 수단이 존재하며, 결합 수단은 한편으로는 극초단파 소스로부터 받은 극초단파를 극초단파 윈도우로 전송하지만, 다른 한편으로는, 연소 공간에 의해 반사된 극초단파를 다시 극초단파 소스로 전송하지는 않는다. 특히, 이 결합 수단은 세 개의 포트를 가질 수 있으며, 특히, 제 1 포트에 연결된 극초단파 소스, 그 제 2 포트에 연결된 극초단파 윈도우 및 제 3 포트에 연결된 바람직하게는 패시브 극초단파 소비기(consumer)를 갖는 서큘레이터(circulator)를 가질 수 있다. 서큘레이터는 극초단파 소스로부터 연소 공간으로 극초단파 에너지를 중계하는 기능을 하며, 동시에, 연소 공간에 의해 역으로 방사된 극초단파 에너지를 패시브 극초단파 소비기로 전향시키고, 이 소비기가 연소 공간에 의해 반사된 극초단파 에너지를 흡수한다. 이 방식으로, 극초단파 소스는 반사된 극초단파 방사선에 대해 보호된다. 서큘레이터는 역으로 방사된 극초단파 에너지를 감소시키는 기능을 향상시키기 위해 가스 충전된 방전기(discharger)를 포함할 수 있다.
극초단파 윈도우는 실질적으로 극초단파 에너지를 투과시키며, 특히, 높은 극초단파 전력이 또한 윈도우를 통해 전송될 수 있고, 다른 한편으로는, 이 윈도우는 연소 공간을 외부에 대해 밀봉한다. 극초단파 윈도우의 한가지 가능한 실시예는 세라믹 디스크, 사파이어 글래스 디스크 또는 다른 적절한 재료의 디스크로 구성된다. 극초단파 윈도우는 또한, 바람직하게는 표면 상에, 예로서, 금속성 구조를 적용함에 의해, 예로서, 2차원 또는 심지어 3차원 구조를 가지며, 이 구조에 의해, 연소 공간 내로의 극초단파 에너지의 규정 가능한 방출 특성이 보장된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 방법에 따라 동작하는 점화 장치를 갖는 엔진에 관한 것이다. 한가지 특수한 버전은 연소 공간 내에서 공연 혼합물이 연소되는 오토(Otto) 엔진, 방켈(Wankel) 엔진, SIDI(불꽃 점화 직접 분사) 엔진 또는 디젤 엔진이다.
본 발명은, 전체 연소 공간내에서, 공연 혼합물의 동시에 균일한 점화 및 연소에 의해, 제 1 층상 연소 단계가 형성되지 않고, 제 2 고속 난류 연소 위상이 연소시 직접적으로 시작되는, 본 발명에 청구된 바와 같은 엔진 내의 공연 혼합물의 최적의 연소를 도출한다. 이를 위해, 연소 전반에 걸쳐, 서로 독립적으로 전파하는 작은 공간, 난류 점화 및 연소 영역이 매우 많은 수로 거의 동시에 생성된다. 따라서, 전체 연소 공간 내의 공연 혼합물은 거의 동시에 점화되고, 그후, 연소된다.
다수의 극초단파 펄스를 사용함으로써, 공연 혼합물 내에 존재하는 연료 액적이 연소 온도가 도달될 때까지 점진적으로 가열된다. 이 방식으로, 온도의 점진적 증가가 연소 공간 내에서 전체 혼합물의 보다 균일하고, 따라서, 궁극적으로, 실질적으로 동시적이며 균일한 점화를 초래하기 때문에, 기본적으로, 연소 공간 내의 원하지 않는 상이한 온도 영역들이 피해진다. 또한, 기본적으로, 유사하게, 반복된 펄스에 의해, 원하지 않는 플라즈마 생성이 방지된다.
다수의 예시적 실시예를 도면을 참조로 상세히 설명하는 하기의 상세한 설명 및 종속 청구항으로부터 본 발명의 다른 장점, 특징 및 세부사항을 명백히 알 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 청구항 및 명세서에 언급된 특징은 각각 그들 자체로 독립적으로 또는 임의의 조합으로, 본 발명에 임계적일 수 있다.
도 1은 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 장치의 구조를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2 내지 도 4는 공연 혼합물 내의 연료량의 감소(희박화)의 함수로서의 엔진의 출력을 보여주는 도면.
도 5는 희박화의 함수로서의 엔진의 CO 함량을 보여주는 도면.
도 1은 역시 단지 개략적으로 도시되어 있는 엔진(2)을 위한, 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 장치(1)의 구조를 개략적으로 도시하고 있으며, 단지 실린더(3) 및, 이 실린더 내부에서 상하로 이동하는 피스톤(4)만이 도시되어 있다. 피스톤(4) 및 실린더(3)는 연소 공간(5)에 접경하며, 연소 공간 내에는, 이상적으로는 공연 혼합물이 균일하게 분포된다. 도 1에서, 피스톤(4)은 대략 상사점에 있다.
점화 장치(1)는 무엇보다도 극초단파 소스(7)를 구동하는 에너지를 갖는 펄스형 고압 전력 팩(6)을 포함한다. 바람직하게는 가요성 극초단파 라인(8)의 제 1 부재는 서큘레이터(10)의 제 1 연결 플랜지(9)에 플랜지식으로 연결된다. 제 1 연결 플랜지(9)에 대향한 측부상에서, 서큘레이터(10)는 제 2 연결 플랜지(11)를 가지며, 이 제2 연결 플랜지는 제 2 극초단파 라인(12)에 플랜지식으로 연결되며, 제 2 극초단파 라인(12)은 마찬가지로, 유연한 것이 바람직하며, 극초단파 윈도우(13)에 이어진다.
극초단파 윈도우(13)는 실린더(3)의 재킷 표면상에 고정되어 있어서, 연소 공간(5) 내의 에너지 밀도 분포가 가능한 균일하도록 연소 공간(5) 내로 극초단파가 방사된다. 일 양호한 실시예에서, 극초단파 윈도우(13)는 연소 공간(5)이 외부로부터 밀봉되도록 실린더(3) 내에 삽입된 세라믹 디스크로 구성된다. 극초단파 윈도우(13)는 연소 공간(5)에 대면한 측부상에 연소 공간(5) 내로의 극초단파의 확산 입사 특성이 보장되게 하는 구조체(14)를 가질 수 있다.
제 1 연결 플랜지(9)에 의해 공급되는 극초단파 에너지는 필수적으로 댐핑되지 않은, 화살표(15)로 표시된 에너지 흐름에 따라 서큘레이터(10)에 의해 제 2 연결 플랜지(11)를 경유하여 극초단파 윈도우(13)에 공급되며, 따라서, 연소 공간(5) 내로 주입된다. 연소 공간(5) 내에서 발생하는 반사는 제 2 극초단파 라인(12)을 경유하여, 제 2 연결 플랜지(11)로의 극초단파 에너지의 재방사를 초래할 수 있다. 이 경우에 서큘레이터(10)는 화살표(16)에 따른 극초단파 에너지의 전향, 구체적으로는 제 1 연결 플랜지(9)로 돌아가지 않고, 제 3 극초단파 라인(18)이 연결되어 있는 제 3 연결 플랜지(17)를 경유하는 것을 보증하며, 제 3 극초단파 라인은 반사된 에너지 흐름을 패시브 극초단파 소비기(19)로 안내한다. 서큘레이터(10)의 연결 플랜지들(9, 11, 17)은 또한, 도 1의 도면과는 대조적으로, 120°의 각도 거리로 대칭적으로 배열될 수 있다.
본 발명에 청구된 점화 방법은 내연 기관상에서 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 장치로 테스트되었다. 내연기관은 4개 실린더와 1300cm3의 체적을 갖는 4 행정 오토 엔진이었다. 엔진 출력은 63hp/46.6kW였다. 종래의 점화 시스템을 사용한 동작시, 연료 소비는 대략 100km 당 6.5리터 였다.
이 시리즈 제조(series production) 엔진에서, 스파크 플러그가 제거되고, 그 위치에 밀봉부 및 극초단파 윈도우로서 세라믹 디스크가 사용되었다. 점화 장치(1)의 구조는 도 1의 것에 대응한다. 내연 기관은 기계적으로, 발전기에 연결되었고, 그래서, 엔진 출력을 결정할 수 있었다. 수열량계(water calorimeter) 내에 배치된 오옴 소비기(ohmic consumer)가 발전기에 연결되었다.
도 2 내지 도 4는 3개의 서로 다른 동작 범위, 구체적으로는, 전부하(도 2), 반부하(도 3) 및 1/3 부하(도 4)에서 공연 혼합물의 연료량의 감소(희박화)의 함수로서 엔진 출력을 도시한다. 희박화 계수(leaning factor)는 연료 부분이 감소되는 비율(fraction)로서 규정되었으며, 도 2 내지 도 4에서는 1/1 내지 1/4.5로 수행되었다. 여기서, 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 장치를 사용한 동작시, 전부하에서 혼합물 자체의 연료 부분은 전력을 감소시키지 않고, 3배(a factor of 3)만큼 희박화될 수 있으며, 1/3 부하에서는 심지어 3.5배이다.
도 5는 공연 혼합물의 연료 농도의 함수로서 본 발명에 청구된 바와 같은 엔진의 배기 가스 내에서 일산화탄소(CO) 함량의 감소를 도시한다. 심지어 1 배(factor of 1)에서, 0.05 체적%의 CO 농도는 이 값이 약 0.20 체적%인 종래의 점화 장치를 사용한 표준 엔진에서 보다 명백히 작다. 3배의 희박화에 대해서, CO 함량은 보다 더, 0.02 체적%까지 감소될 수 있다. 이는 10배의 CO 방출의 감소를 의미한다. 대략적으로 동일한 출력에 대하여, 본 발명에 청구된 바와 같은 점화 방법에 의한 소비는 100km 당 단지 2.3리터의 가솔린이었으며, 따라서, 종래의 점화 방법을 사용한 소비의 약 1/3이다.

Claims (15)

  1. 연소 공간 외부의 극초단파 소스(7)에서 생성된 극초단파 방사선을 연소 공간(5) 내로 공급함으로써, 엔진(2)의 연소 공간(5) 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법으로서, 공급된 극초단파 방사선은 연소 공간(5)내에 분포된 연료에 의해 흡수되고, 흡수로 인해 발생하는 연료 안으로의 에너지 전달로 인해 연소가 개시되고, 연소 공간(5)내의 큰 체적에 걸쳐 분포되는, 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법에 있어서,
    상기 극초단파 방사선은 단기간 및 높은 에너지를 갖는 하나 이상의 극초단파 펄스 형태로 1kW 내지 70kW 사이에 있는 극초단파 펄스들의 전력에 의해 공급되고, 점화를 위해 수개의 극초단파 펄스가 공급되고, 에너지의 점진적 전달에 의해 점화 온도까지 연소 공간 내에 분포된 연료의 온도 증가의 레벨링(leveling)을 보장하고, 상기 연소 공간(5) 내의 플라즈마의 형성이 방지되도록 상기 극초단파 방사선의 공급 시간 간격 및 전력을 선택하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 극초단파 펄스들의 수, 상기 극초단파 펄스들의 전력, 펄스 지속시간(duration) 및 펄스 순간(instant) 중의 하나 이상은 엔진(2)의 동작 상태 및 엔진(2)상의 전력 수요에 따라 제어되는 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 1ns 내지 2ms 사이의 펄스 지속시간, 및 100ns 내지 2ms 사이의 펄스 스페이스(spacing)를 갖는, 1 내지 10 개의 극초단파 펄스가 사용되는 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법.
  4. 엔진(2)의 연소 공간(5) 내에서 연료의 연소를 개시하기 위한 장치(1)로서, 연소 공간(5) 외부에 배치된 극초단파 소스(7) 및 상기 극초단파 소스(7)에 연결된 극초단파 윈도우(13)를 구비하고, 극초단파 방사선이 극초단파 윈도우(13)에 의해 연소 공간(5) 내로 공급될 수 있어서 공급된 극초단파 방사선이 연소 공간(5) 내에 분포된 연료에 의해 흡수될 수 있게 하고, 흡수로 인해 발생하는 연로 안으로의 에너지 전달로 인해 연소가 개시되고, 상기 연소 공간(5) 내에서 큰 체적에 걸쳐 분포될 수 있는 점화 장치에 있어서,
    상기 극초단파 방사선은 단기간 및 높은 에너지를 갖는 하나 이상의 극초단파 펄스 형태로 1kW 내지 70kW 사이에 있는 극초단파 펄스들의 전력에 의해 공급되고, 점화를 위해 수개의 극초단파 펄스가 공급되고, 에너지의 점진적 전달에 의해 점화 온도까지 연소 공간 내에 분포된 연료의 온도 증가의 레벨링(leveling)을 보장하고, 상기 연소 공간(5) 내의 플라즈마의 형성이 방지되도록 상기 극초단파 방사선의 공급 시간 간격 및 전력을 선택하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 극초단파 소스(7)는, 상기 극초단파 소스(7)에 의해 극초단파 펄스들로 변환될 수 있는 전기 펄스들을 전달하는 전력 공급 소스(6)에 연결되는, 점화 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 극초단파 소스(7)와 극초단파 윈도우(13) 사이에, 극초단파 라인(8, 12)의 경로에 걸쳐, 결합 수단(10)이 제공되며, 상기 결합 수단은 극초단파 소스(7)로부터 전송된 극초단파를 극초단파 윈도우(13)로 전송하지만, 상기 연소 공간(5)에 의해 반사된 극초단파를 극초단파 소스(7) 내로 다시 전송하지는 않는, 점화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 결합 수단(10)은 3개 포트를 가지며, 상기 결합 수단은 제 1 포트에 연결된 극초단파 소스(7), 제 2 포트에 연결된 극초단파 윈도우(13) 및 제 3 포트에 연결된 패시브 극초단파 소비기(19)를 구비하는 서큘레이터인, 점화 장치.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 극초단파 윈도우(13)는 세라믹 재료를 갖거나 또는 세라믹 재료로 구성되는, 점화 장치.
  9. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 극초단파 소스(7)는 가요성 극초단파 라인(8, 12)에 의해 극초단파 윈도우(13)에 연결되는, 점화 장치.
  10. 엔진(2)의 연소 공간(5) 내에서 연료의 연소를 개시하기 위한, 제 4 항 또는 제 5 항에 기재된 점화 장치(1)를 구비하는 엔진.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 엔진은 오토 엔진, 방켈(Wankel) 엔진, SIDI(불꽃 점화 직접 분사) 엔진 또는 디젤 엔진이며, 공연 혼합물(fuel-air mixture)이 상기 연소 공간(5) 내에서 점화되는 엔진.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 수개의 극초단파 펄스는 상이한 전력 및/또는 펄스 지속시간을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 연소 공간(5) 내의 플라즈마의 형성이 방지되도록 펄스 지속시간 및 펄스 스페이스를 또한 선택하는 것을 특징으로 하는 엔진의 연소 공간 내에서 연료의 연소를 개시하는 방법.
  14. 제 4 항에 있어서, 상기 수개의 극초단파 펄스는 상이한 전력 및/또는 펄스 지속시간을 갖는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
  15. 제 4 항에 있어서, 상기 연소 공간(5) 내의 플라즈마의 형성이 방지되도록 펄스 지속시간 및 펄스 스페이스를 또한 선택하는 것을 특징으로 하는 점화 장치.
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