KR101520470B1 - 플라즈마 점화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 축적된 에너지를 발산하는 방식으로 아크를 발생시켜 보다 큰 용적의 점화원을 안정적으로 공급하는 플라즈마 점화장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치는, 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 간격을 가지고 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 절연체층을 포함하는 점화 플러그, 및 배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부를 포함한다.

Description

플라즈마 점화장치 {PLASMA IGNITING DEVICE}
본 발명은 희박 연소에서도 안정적인 점화를 구현하는 플라즈마 점화장치에 관한 것이다.
지구 온난화 및 환경 문제에 대응하기 위하여, 자동차 엔진 기술은 자동차의 출력을 높게 하면서 희박 연소를 통하여 연료 사용량을 줄이고, CO2의 발생량을 줄이는 방향으로 연구되고 있다.
희박 연소시, 점화 및 실린더 내에서 화염 전파가 불안정해지는 것을 해결하는 것이 기술적 난점이다. 즉 희박 연소의 경우, 점화원에 형성된 화염의 커널(kernel)이 전파되기 전에 소염되거나 점화 자체가 원활히 발생되지 않는다.
이를 해결하기 위하여, 점화원이 보다 넓은 공간에서 발생되거나 보다 높은 에너지로 점화될 필요가 있다. 그러나 종래의 점화 플러그는 1차측 고압 변성기(fly-back transformer)만으로 고전압을 발생시켜 아크를 일으킨다.
즉 종래의 점화 플러그는 도 1에 도시된 바와 같이, 절연체층(3)을 사이에 두고 배치되는 전압 전극(1)과 접지 전극(2)에서 직경이나 길이가 크지 않고 작은 선형으로 아크(SP1)를 형성한다. 따라서 아크 잔존 시간이 매우 짧고, 이로 인하여 희박 연소 조건에서 점화 실패 가능성이 높다.
본 발명의 목적은 축적된 에너지를 발산하는 방식으로 아크를 발생시켜 보다 큰 용적의 점화원을 안정적으로 형성하는 플라즈마 점화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치는, 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 간격을 가지고 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 절연체층을 포함하는 점화 플러그, 및 배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부를 포함한다.
상기 제1전극은, 기둥으로 이루어지고, 상기 제2전극은, 통으로 형성될 수 있다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 같은 길이로 형성되고, 상기 절연체층은, 끝 부분에서 상기 제1전극 및 상기 제2전극보다 짧게 형성될 수 있다.
상기 끝 부분에서, 상기 제1전극의 외주면과 상기 제2전극의 내주면은 서로 대향할 수 있다.
상기 제1전극은 상기 제2전극보다 길게 형성되고, 상기 절연체층은, 상기 제2전극의 단부에서 상기 제1 전극의 단부에 경사진 단면으로 연결될 수 있다.
상기 끝 부분에서 상기 제1전극의 외주면과 상기 제2전극의 단부는 직각으로 마주할 수 있다.
상기 절연층은 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부를 노출하며, 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부는 상기 절연층의 경사진 방향으로 마주할 수 있다.
상기 제2전극은, 통의 내면에 홈을 형성하여, 상기 절연층과의 사이에 공간을 형성할 수 있다.
상기 제1전극과 상기 제2전극은 동일한 길이로 형성되고, 상기 절연층은 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부를 노출하며, 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부는 상기 절연층의 단부에서 직경 방향으로 마주할 수 있다.
상기 제2전극은 직경 방향으로 관통구를 형성하여, 상기 공간을 개방할 수 있다.
상기 충전 전압 공급부는, 상기 고압 변성기에 연결되는 충전 뱅크, 상기 충전 뱅크와 상기 제1전극 사이에 구비되는 임피던스 결합 증폭기(LC), 및 상기 충전 뱅크와 상기 임피던스 결합 증폭기에 연결되고 상기 스위치에 연결되는 임피던스 결합 증폭기(SCR)을 포함할 수 있다.
상기 스위치의 작동 주파수는 3~100Hz일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치는, 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 일측에 간격을 가지고 대향 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극의 노출부를 대향시킨 상태로 상기 제1전극과 상기 제2전극을 피복하는 절연체층을 포함하는 점화 플러그, 및 배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부를 포함한다.
상기 제1전극 및 상기 제2전극은 사각기둥으로 이루어지고, 상기 노출부를 일측 단에 형성할 수 있다.
상기 절연체층은, 상기 제1전극과 상기 제2전극의 서로 반대측의 내면에 홈을 형성하여, 상기 제1전극 및 상기 제2전극과의 사이에 공간을 형성할 수 있다.
상기 절연체층은 상기 제1전극과 상기 제2전극을 향하는 관통구를 형성하여, 상기 공간을 개방할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리에 연결되는 고압 변성기와 점화 플러그의 제1전극 사이에 충전 전압 공급부를 구비하여, 고압 변성기에 의하여 축적된 에너지를 충전 전압 공급부에서 증폭시켜 발산하는 방식으로 아크를 발생시키므로 보다 큰 용적의 점화원을 안정적으로 형성하는 효과가 있다. 따라서 큰 용적의 점화원은 오래 유지되고, 이로 인하여 희박 연소 조건에서도 안정적인 점화가 가능해진다.
도 1은 종래기술과 본 발명에서 발생되는 아크를 비교한 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선에 따른 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선에 따른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제8 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다.
도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ 선에 따른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치의 회로도이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예의 플라즈마 점화장치는 제1전극(10), 제2전극(20), 및 절연체층(30)을 포함하는 점화 플러그(100) 및 충전 전압 공급부(40)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다. 도 4는 도 3의 평면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 점화 플러그(100)에서, 제1전극(10)은 기둥(예를 들면, 원기둥)으로 이루어져 내측에 배치되고, 제2전극(20)은 통(예를 들면, 원통)으로 이루어져 제1전극(10)의 외측에 이격되어 배치된다. 제1전극(10)에는 전압이 인가되고, 제2전극(20)의 전기적으로 접지된다.
절연체층(30)은 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이에 배치되어, 제1전극(10)과 제2전극(20)을 전기적으로 절연시킨다. 즉 절연체층(30)은 제1전극(10)을 내장하여, 제2전극(20)에 내장되는 원통 구조로 이루어진다.
다시 도 3을 참조하면, 일 실시예의 플라즈마 점화장치는 배터리(51)에 연결되는 고압 변성기(FBT; fly-back transformer)(52), 및 고압 변성기(52)와 점화 플러그(100)의 제1전극(10) 사이에 구비되어 고압 변성기(52)를 제어하는 스위치(53)을 더 포함한다.
스위치(53)의 조작에 따라 고압 변성기(52)는 고전압을 발생시켜 제1전극(10)에 인가할 전압을 1차적으로 충전 전압 공급부(40)에 공급 및 충전한다. 스위치(53)의 작동에 따라, 충전 전압 공급부(40)가 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 제1전극(10)에 순간적으로 방전하도록 구성된다.
예를 들면, 스위치(53)의 작동 주파수는 엔진 운전 rpm에 적합한 범위가 되도록 3~100Hz일 수 있다.
따라서 점화 플러그(100)의 제1전극(10)에 인가되는 고전압은 고압 변성기(52)에서 발생되는 고전압을 충전 전압 공급부(40)에 충전하였다가 더 높은 고전압으로 증폭 및 공진시켜 순간적으로 방전된다. 결국 발생되는 아크(SP2, 도 1 참조)는 종래기술의 아크(SP1)에 비하여 크게 형성된다.
예를 들면, 충전 전압 공급부(40)는 고압 변성기(52)에 연결되어 전류를 충전하는 충전 뱅크(41), 충전 뱅크(41)와 제1전극(10) 사이에 구비되어 방전되는 전압을 증폭 및 공진하는 임피던스 결합 증폭기(42, LC coupled amplifier), 및 충전 뱅크(41)와 임피던스 결합 증폭기(42)에 연결되고 스위치(53)에 연결되어 충전 뱅크(41)와 임피던스 결합 증폭기(42)를 제어하는 실리콘 제어 정류소자(43, SCR; silicon controlled rectifier)을 포함한다.
먼저, 스위치(53)는 고압 변성기(52)의 1차 전류를 개폐하여, 2차 코일에 역기전력을 유도하여, 약 400V의 전압을 유도한다. 유도된 전압은 충전 뱅크(41)에 충전된다. 충전 뱅크(41)는 방전 에너지를 저장하고 있으면서, 점화 이후에 생긴 공간 상의 플라즈마 패스(plasma path)를 통하여 전류를 지속적으로 공급한다.
임피던스 결합 증폭기(42)는 점화시 고전압을 발생시키는 변압기의 역할과 1MHz 정도의 공진을 일으킴으로써, 공간 상에 생긴 플라즈마 패스를 더욱 강화시킨다. 실리콘 제어 정류소자(43)는 외부의 트리거 신호(스위치(53)의 신호)를 받아서 매우 빠르게 "온"되어, 임피던스 결합 증폭기(42)의 1차 코일에 순간적으로 큰 전류를 흘려서 2차 코일에 고전압을 유도한다.
즉 고압 변성기(52)에서 발생되는 고전압은 충전 뱅크(41)에 충전되고, 실리콘 제어 정류소자(43)의 제어에 의하여 충전 뱅크(41)에 충전되었던 고전압은 임피던스 결합 증폭기(42)에서 더 높은 고전압으로 증폭되고 공진을 일으킨다. 임피던스 결합 증폭기(42)에서 중폭되고 공진을 일으키는 고전압이 제1전극(10)에 인가된다.
따라서 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이에는, 고압 변성기(52)에서 발생된 전압을 충전 전압 공급부(40)에 축적하고 충전 전압 공급부(40)에서 증폭 및 공진하는 고전압의 에너지를 발산하는 방식으로 아크(SP2)가 발생 및 유지된다.
즉 고압 변성기(52)에 의하여 충전 뱅크(41)에 충전된 후, 충전 뱅크(41)에서 방전되는 에너지는 점화 이후에 생긴 공간 상에 플라즈마 패스를 지속적으로 흐르게 하고, 임피던스 결합 증폭기(42)에서 공진을 일으키는 고전압은 플라즈마 패스를 더욱 강화시킨다.
따라서 아크(SP2)의 용적이 커질 수 있다. 아크(SP2)의 용적이 커짐에 따라 희박 연소 조건에서도 점화원이 안정적으로 형성 및 유지될 수 있다.
다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 실시예의 점화 플러그(100)에서, 제1전극(10)과 제2전극(20)은 같은 제1길이(L1)로 형성된다. 이때, 절연체층(30)의 제2길이(L2)는, 점화 플러그(100)의 끝 부분에서 제1전극(10) 및 제2전극(20)의 제1길이(L1)보다 짧게 형성된다.
따라서 점화 플러그(100)의 끝 부분에서, 제1전극(10)의 외주면과 제2전극(20)의 내주면은 절연체층(30)으로부터 노출되어, 아크가 발생되는 간격(G)을 가지고 대향한다.
제2전극(20)이 원통으로 형성되고 제1전극(10)이 제2전극(20)의 중심에 배치되므로 아크는 간격(G)을 따라 튜브 상으로 발생될 수 있다. 따라서 점화 플러그(100)의 끝 부분에서 점화원이 더욱 크게 형성될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 제1 실시예 및 기 설명된 실시예의 구성과 동일한 구성에 대하여 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제2 실시예의 점화 플러그(200)에서, 제1전극(210)의 제1길이(L21)는 제2전극(220)의 제2길이(L22)보다 길게 형성된다. 이때, 절연체층(230)은 점화 플러그(200)의 끝 부분에서, 제2전극(220)의 단부로부터 제1 전극(210)의 단부에 경사진 단면으로 연결된다.
따라서 점화 플러그(200)의 끝 부분에서, 제1전극(210)의 외주면과 제2전극(220)의 단부는 절연체층(230)으로부터 노출되어, 직각으로 마주한다. 즉 제1전극(210)과 제2전극(220)은 평면 방향에서 간격(G)을 형성하면서 길이 방향에서 길이 차이(ΔL)를 형성한다.
따라서 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이에서 발생되는 아크는 간격(G)을 따라 튜브 상으로 발생됨과 동시에 길이 차이에 대응하여 길게 형성될 수 있다. 따라서 점화 플러그(200)의 끝 부분에서 점화원이 제1 실시예의 점화 플러그(100)에서 보다 더욱 크게 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제3 실시예의 점화 플라그(300)에서, 절연층(330)은 제1전극(310)의 외주면 단부와 제2전극(320)의 내주면 단부를 노출하여 형성된다. 즉 제1전극(310)의 외주면 단부와 제2전극(320)의 내주면 단부는 절연층(330)의 경사진 방향으로 마주한다.
따라서 제1전극(310)과 제2전극(320)은 단부에서 아크의 발생을 용이하게 한다. 즉 제1전극(310)의 외주면 단부와 제2전극(320)의 내주면 단부는 절연층(330)이 없는 상태에서 서로 마주하면서 아크를 발생시킨다. 이때, 절연층(330)이 제1전극(310)과 제2전극(320)의 단부에 구비되지 않으므로 단부에서 절연층(330)의 과열이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제4 실시예의 점화 플러그(400)에서, 제2전극(420)은 원통의 내면에 홈(431)을 형성하여, 절연층(430)과의 사이에 공간(S)을 형성한다.
일반적으로 점화 플러그(400)가 고온의 연소실 내에 설치되므로 열 팽창에 노출될 수 있다. 제2전극(420) 내의 홈(431) 및 공간(S)은 제1, 제2전극(410, 420)의 재질과 절연층(430) 재질에 의한 열팽창의 차이를 흡수 및 수용한다. 따라서 공간(S)은 절연층(430)의 절연 파괴 및 점화 플러그(400) 및 연소실의 파괴를 방지한다.
또한, 제1전극(410)과 제2전극(420)은 동일한 길이로 형성되고, 절연층(430)은 제1, 제2전극(410, 420)보다 짧게 형성된다. 따라서 절연층(430)은 제1전극(410)의 외주면 단부와 제2전극(420)의 내주면 단부를 노출시킨다. 즉 제1전극(410)의 외주면 단부와 제2전극(420)의 내주면 단부는 절연층(430)의 단부에서 직경 방향으로 마주한다.
따라서 절연층(430)이 제1전극(410)과 제2전극(420)의 단부에 구비되지 않으므로 단부에서 절연층(430)의 과열이 방지될 수 있다. 그리고 제1전극(410)과 제2전극(420)은 단부에서 아크의 발생을 용이하게 한다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제5 실시예의 점화 플러그(500)에서, 제2전극(520)은 직경 방향으로 관통구(522)를 형성하여, 홈(531)과 절연층(530) 사이에 설정되는 공간(S)을 개방한다.
제2전극(520)에 관통구(522)를 구비하므로 절연층(530)과 제2전극(520) 사이 공간(S)에서 발생되는 열을 관통구(522)를 통하여 점화 플러그(500)의 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서 절연층(530)과 제2전극(520)에서 절연층(530)의 과열이 방지될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선에 따른 단면도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 제6 실시예의 점화 플러그(600)에서, 전압(HV)이 인가되는 제1전극(610)과 접지되는 제2전극(620)은 간격을 가지고 서로 대향 배치된다.
제1전극(610)과 제2전극(620)은 일측 단에 형성되는 노출부(611, 621)를 서로 대향시킨 상태로 절연체층(630)으로 피복된다. 예를 들면, 제1전극(610) 및 제2전극(620)은 사각기둥으로 이루어지고, 노출부(611, 621)는 면방전 구조로 대향한다. 제1전극(610)과 제2전극(620)은 면방전 대향 구조를 이룸으로써, 방전 개시 점에서 집중되는 아크에 효과적으로 대응할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이고, 도 12는 도 11의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선에 따른 단면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 제7 실시예의 점화 플러그(700)에서, 절연체층(730)은 제1전극(610)과 제2전극(620)의 서로 반대측의 내면에 홈(731)을 형성하여, 제1전극(610) 및 제2전극(620)과의 사이에 공간(S2)을 형성한다.
절연체층(730) 내의 홈(731) 및 공간(S2)은 제1, 제2전극(610, 620)의 재질과 절연층(730) 재질에 의한 열팽창의 차이를 흡수 및 수용한다. 따라서 공간(S2)은 절연층(730)의 절연 파괴 및 점화 플러그(700) 및 연소실의 파괴를 방지한다.
도 13은 본 발명의 제8 실시예에 따른 점화 플러그의 단면도이고, 도 14는 도 13의 ⅩⅣ-ⅩⅣ 선에 따른 단면도이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 제8 실시예의 점화 플러그(800)에서, 절연체층(830)은 제1전극(610)과 제2전극(620)을 향하는 관통구(832)를 형성하여, 공간(S2)을 개방한다.
절연체층(830)에 관통구(832)를 구비하므로 절연층(830)과 제1, 제2전극(610, 620) 사이 공간(S2)에서 발생되는 열을 관통구(832)를 통하여 점화 플러그(800)의 외부로 배출시킬 수 있다. 따라서 절연층(830)과 제1, 제2전극(610, 620)에서 절연층(830)의 과열이 방지될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10, 210, 310, 410, 510, 610: 제1전극
20, 220, 320, 420, 520, 620: 제2전극
30, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830: 절연체층
40: 충전 전압 공급부 41: 충전 뱅크
42: 임피던스 결합 증폭기(LC) 43: 실리콘 제어 정류소자(SCR)
51: 배터리 52: 고압 변성기(FBT)
53: 스위치 431, 531, 731: 홈
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: 점화 플러그
522, 832: 관통구 611, 621: 노출부
G: 간격 L1, L21: 제1길이
L2, L22: 제2길이 S, S2: 공간
SP1, SP2: 아크 ΔL: 길이 차이

Claims (16)

  1. 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 간격을 가지고 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 절연체층을 포함하는 점화 플러그; 및
    배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부
    를 포함하며,
    상기 절연체층은,
    상기 제2전극의 단부에서 상기 제1 전극의 단부에 경사진 단면으로 연결되는 플라즈마 점화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은, 기둥으로 이루어지고,
    상기 제2전극은, 통으로 형성되는
    플라즈마 점화장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 제2전극보다 길게 형성되는 플라즈마 점화장치.
  6. 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 간격을 가지고 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 절연체층을 포함하는 점화 플러그; 및
    배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부
    를 포함하고
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 같은 길이로 형성되고,
    상기 절연체층은, 끝 부분에서 상기 제1전극 및 상기 제2전극보다 짧게 형성되며,
    상기 끝 부분에서 상기 제1전극의 외주면과 상기 제2전극의 단부는 직각으로 마주하는 플라즈마 점화장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 절연체층은 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부를 노출하며,
    상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부는 상기 절연체층의 경사진 방향으로 마주하는 플라즈마 점화장치.
  8. 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 간격을 가지고 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 배치되는 절연체층을 포함하는 점화 플러그; 및
    배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부
    를 포함하고,
    상기 제1전극은 기둥으로 이루어지고,
    상기 제2전극은 통으로 형성되며,
    상기 제2전극은,
    통의 내면에 홈을 형성하여, 상기 절연체층과의 사이에 공간을 형성하는 플라즈마 점화장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1전극과 상기 제2전극은 동일한 길이로 형성되고,
    상기 절연체층은 상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부를 노출하며,
    상기 제1전극의 외주면 단부와 상기 제2전극의 내주면 단부는 상기 절연체층의 단부에서 직경 방향으로 마주하는 플라즈마 점화장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2전극은 직경 방향으로 관통구를 형성하여, 상기 공간을 개방하는 플라즈마 점화장치.
  11. 제1, 6 또는 8항에 있어서,
    상기 충전 전압 공급부는,
    상기 고압 변성기에 연결되는 충전 뱅크,
    상기 충전 뱅크와 상기 제1전극 사이에 구비되는 임피던스 결합 증폭기(LC), 및
    상기 충전 뱅크와 상기 임피던스 결합 증폭기에 연결되고 상기 스위치에 연결되는 실리콘 제어 정류소자(SCR)
    를 포함하는 플라즈마 점화장치.
  12. 제1, 6 또는 8항에 있어서,
    상기 스위치의 작동 주파수는 3~100Hz인 플라즈마 점화장치.
  13. 전압이 인가되는 제1전극, 상기 제1전극의 일측에 간격을 가지고 대향 배치되어 접지되는 제2전극, 및 상기 제1전극과 상기 제2전극의 노출부를 대향시킨 상태로 상기 제1전극과 상기 제2전극을 피복하는 절연체층을 포함하는 점화 플러그; 및
    배터리에 연결되는 고압 변성기와 상기 점화 플러그의 제1전극 사이에 구비되어 상기 고압 변성기를 제어하는 스위치에 의하여 제어되어, 상기 고압 변성기에 의하여 충전된 전류를 증폭 및 공진시켜 상기 제1전극에 순간적으로 방전하는 충전 전압 공급부
    를 포함하고,
    상기 절연체층은,
    상기 제1전극과 상기 제2전극의 서로 반대측의 내면에 홈을 형성하는 플라즈마 점화장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극은 사각기둥으로 이루어지고, 상기 노출부를 일측 단에 형성하는 플라즈마 점화장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 절연체층은,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과의 사이에 공간을 형성하는 플라즈마 점화장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 절연체층은 상기 제1전극과 상기 제2전극을 향하는 관통구를 형성하여, 상기 공간을 개방하는 플라즈마 점화장치.
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JP2013087666A (ja) * 2011-10-17 2013-05-13 Mitsubishi Electric Corp 点火装置

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