KR101795759B1 - 코로나 강화 전극 팁을 포함하는 점화기 - Google Patents

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Abstract

코로나를 형성하는 복수의 스트리머를 포함하는 전계 방출 점화기(20)는 전극 점화 단부(28)에서 코로나 강화 팁(52)을 포함한다. 코로나 강화 팁(52)은 베이스 부재(54) 위에 배치되고 귀금속으로 형성된 와이어, 층 또는 소결된 매스와 같은 방출 부재(58)를 포함하고 있다. 베이스 부재(54)는 니켈 합금으로 형성되어 있다. 방출 부재(58)는 베이스 부재(54) 보다 낮은 전기 침식율 및 화학 부식율을 갖고 있다. 방출 부재(58)는 전계 방출을 집중시키고 시간에 대해 일정하게 강한 전계 강도를 제공하기 위해 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경을 제공한다.

Description

코로나 강화 전극 팁을 포함하는 점화기{IGNITER INCLUDING A CORONA ENHANCING ELECTRODE TIP}
본 발명은 일반적으로 전원으로부터 전압을 수신하고 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화하기 위한 전계를 방출하기 위한 코로나 방전 점화기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
코로나 방전 공기/연료 점화 시스템의 점화기는 절연체에 수용되고 전극 단부로부터 전극 점화 단부로 길이방향으로 뻗은 전극을 포함하고 있다. 이러한 전극 단부는 전원으로부터 전압을 수신하고 점화 단부는 전계를 방출하여 내연기관내의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화한다. 이러한 전극은 보통 도 2의 종래기술에 도시된 바와 같이, 전계를 방출하기 위한, 점화 단부에서의 코로나 강화 팁을 포함하고 있다. 이러한 전계는 적어도 하나의 스티머, 보통 코로나를 형성하는 복수의 스티머를 포함하고 있다. 이러한 코로나 점화기는 코로나 강화 팁에 근접한 접지된 전극 엘리먼트를 전혀 포함하고 있지 않다. 오히려, 공기 및 연료의 혼합물은 코로나 강화 팁으로부터 발생된 높은 전계의 전체 길이를 따라 점화된다.
이러한 코로나 강화 팁은 보통 니켈을 포함하는 베이스 재료로 형성된다. 코로나 강화 팁은 도 2 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 플랫폼으로부터 말단부로 각각 뻗은 브랜치를 보통 포함하고 있다. 코로나 강화 팁은 각 브랜치의 말단부에서 그리고 에지를 따라, 구면 반경과 같은, 반경 특징을 나타내는 노출된 외면을 포함하고 있다. 도 2 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁에 의해 방출된 전계는 노출된 외면의 포인트 또는 가장 날카로운 포인트, 즉, 가장 작은 반경 특징부 또는 구면 반경에 집중된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 구면 반경이 작을수록, 코로나 강화 팁에 의해 방출된 전계는 보다 강해진다. 코로나 강화 팁은 또한 반대 말단부 사이에 뻗은 직경을 갖고 있다. 도 23에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁의 직경은 전계의 강도에 직접 관련되어 있다.
도 2, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁은 보통 브랜치의 말단부에서 최소 구면 반경을 포함하여 전계가 집중되고 충분한 힘을 갖도록 설계된다. 그러나, 내연기관 안에서 전극을 사용하는 동안, 시간에 따라 코로나 강화 팁에 의해 수신된 전압은 코로나 강화 팁의 전기 침식을 유발한다. 또한, 코로나 강화 팁은 연소실의 극온, 극압, 및 구성으로 인해 산화 또는 화학적 부식을 겪는다. 도 3, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 전기 침식 및 화학 부식으로 인해 코로나 강화 팁은 부피가 감소하게 된다. 말단부에서의 구면 반경은 증가하고 코로나 강화 팁의 직경은 감소한다. 도 20 및 도 21은 종래의 코로나 강화 팁의 구면 반경이 부식 및 침식으로 인해 시간에 따라 어떻게 증가할 수 있는지를 설명한다. 따라서, 코로나 강화 팁으로부터 방출된 전계의 강도는 증가하고 점화 성능은 열화된다. 또한, 시간이 흐름에 따라, 말단부의 구면 반경은 코로나 강화 팁과 절연체 사이에 위치된 구면 반경보다 커질 수 있고, 전계가 도 3에 도시된 바와 같이, 잘못된 포인트로부터 또는 불규칙적인 점화 위치로부터 방출될 수 있고, 이는 많은 상황에서 바람직하지 않은 아킹(arcing)으로 불린다. 이러한 아킹 및/또는 불규칙적인 점화 위치는 또한 공기-연료 혼합물의 점화의 품질을 열화시킨다.
본 발명은 전원으로부터 전압을 수신하고, 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화시키도록 코로나를 형성하는 전계를 방출하는 점화기를 제공한다. 이러한 점화기는 전극 점화 단부를 갖고 있고 이러한 전극 점화 단부에서 코로나 강화 팁을 포함하는 전극을 포함하고 있다. 코로나 강화 팁은 베이스 부재에 배치된 방출 부재를 포함하고 있다. 베이스 부재는 제1 체적을 갖고 있고 방출 부재는 제1 체적 보다 작은 제2 체적을 갖고 있다. 베이스 부재는 제1 전기 침식율(erosion rate) 및 제1 부식율(corrosion rate)을 갖고 있는 베이스 재료로 형성되어 있다. 방출 부재는 제1 전기 침식율 보다 작은 제2 전기 침식율 및 제1 부식율 보다 작은 제2 부식율을 갖고 있는 체적 안정 재료(volume stable material)로 형성되어 있다.
본 발명은 전원으로부터 전압을 수신하고, 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화하도록 코로나를 형성하는 전계를 방출하기 위한 점화기를 형성하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 제1 전기 침식율 및 제1 부식율 및 제1 체적을 갖는 베이스 재료의 베이스 부재를 제공하는 단계 및 상기 제1 전기 침식율보다 작은 제2 전기 침식율 및 상기 제1 부식율보다 작은 제2 부식율 및 상기 제1 체적보다 작은 제2 체적을 갖는 체적 안정 재료로 형성된 방출 부재를 상기 베이스 부재 위에 배치하는 단계를 포함한다.
코로나 강화 팁의 방출 부재는 코로나 점화 시스템에서의 점화기의 사용 동안 강한 전계를 집중시키고 방출하기 위한, 작은 구면 반경과 같은 반경 특징 또는 첨점(sharp point)을 포함하도록 설계될 수 있다. 체적 안정 재료가 베이스 재료보다 낮은 전기 침식율 및 부식율을 갖고 있기 때문에, 방출 부재는 시간이 흘러도 작은 구면 반경을 유지할 수 있고, 베이스 재료는 보다 큰 구면 반경으로 침식 및 부식하기 시작한다. 따라서, 본 발명의 점화기는 동일한 양의 시간 동안 내연기관에서 사용될 때 종래의 점화기 보다 강한 전계를 방출한다. 또한, 방출 부재가 보다 낮은 속도로 침식하고 부식하기 때문에, 본 발명의 점화기는 종래의 점화기에 비교하여 시간에 흐름에 따라 보다 일정한 전계 강도를 제공한다. 따라서, 본 발명의 점화기는 점화기의 수명 동안 종래의 점화기 보다 높은 품질의 점화 및 보다 양호한, 보다 안정된 성능을 제공한다.
또한, 본 발명의 점화기는 동일한 전압에서 종래의 점화기 보다 강한 전계를 방출한다. 본 발명의 점화기는 종래의 점화기가 50 볼트에서 방출하는 것보다 강한 전계를 30 볼트에서 방출한다. 따라서, 본 발명의 점화기는 종래의 점화기에 비교하여 보다 효율적이고 상당한 에너지 비용 절감을 제공한다.
본 발명의 여러 특징 및 장점은 다음의 도면과 함께 아래의 상세한 설명으로부터 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 특징에 따른 점화기의 단면도이다.
도 2는 내연기관에서 사용되기 전의 종래 점화기의 일부의 단면도이다.
도 2a는 도 2의 점화기의 팁의 확대도이다.
도 2b는 도 2의 점화기의 팁의 바닥도이다.
도 3은 내연기관에 사용된 후의 도 2의 종래 점화기의 단면도이다.
도 3a는 도 3의 점화기의 팁의 확대도이다.
도 3b는 도 3의 점화기의 팁의 바닥도이다.
도 4는 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 하나의 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 4a는 x-축을 따른 도 4의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 4b는 도 4의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 4c는 y-축을 따른 도 4의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 5는 내연기관에 사용된 후의 도 4의 점화기의 단면도이다.
도 5a는 x-축을 따른 도 5의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 5b는 도 5의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 5c는 y-축을 따른 도 5의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 6은 내연기관에서 사용되기 전의 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 6a는 도 6의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 6b는 도 6의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 7은 내연기관에 사용된 후의 도 6의 점화기의 일부의 단면도이다.
도 7a는 x-축을 따른 도 7의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 7b는 도 7의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 8은 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 또 다른 특징에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 8a는 도 8의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 8b는 도 8의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 9는 내연기관에 사용된 후의 도 8의 점화기의 단면도이다.
도 9a는 x-축을 따른 도 9의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 9b는 도 9의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 10은 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 10a는 도 10의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 10b는 도 10의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 11은 내연기관에 사용된 후의 도 10의 점화기의 단면도이다.
도 11a는 c-축을 따른 도 11의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 11b는 도 11의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 12는 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 12a는 도 12의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 12b는 도 12의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 12c는 도 12b의 라인 12C를 따라 취해진 단면도이다.
도 13은 내연기관에 사용된 후의 도 12의 점화기의 단면도이다.
도 13a는 x-축을 따른 도 13의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 13b는 도 13의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 13c는 도 13b의 라인 13C를 따라 취해진 단면도이다.
도 14는 내연기관에 사용된 후의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 14a는 도 14의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 14b는 도 14의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 14c는 도 14b의 라인 14C를 따라 취해진 단면도이다.
도 15는 내연기관에 사용된 후의 도 14의 점화기의 일부의 단면도이다.
도 15a는 x-축을 따른 도 15의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 15b는 도 15의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 15c는 도 15b의 라인 15C를 따라 취해진 단면도이다.
도 15d는 y-축을 따라 취해진 도 15의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 15e는 z-축을 따라 취해진 도 15의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 16은 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 16a는 도 16의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 16b는 도 16의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 16c는 도 16b의 라인 16C를 따라 취해진 단면도이다.
도 17은 내연기관에 사용된 후의 도 16의 점화기의 일부의 단면도이다.
도 17a는 x-축을 따른 도 17의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 17b는 도 17의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 17c는 도 17b의 라인 17C를 따라 취해진 단면 측면도이다.
도 18은 내연기관에 사용되기 전의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 강화 팁을 포함하는 점화기의 일부의 단면도이다.
도 18a는 도 18의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 18b는 도 18의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 18c는 도 18b의 라인 18C를 따라 취해진 단면도이다.
도 19는 내연기관에 사용된 후의 도 18의 점화기의 일부의 단면도이다.
도 19a는 x-축을 따른 도 19의 코로나 강화 팁의 확대도이다.
도 19b는 도 19의 코로나 강화 팁의 바닥도이다.
도 19c는 도 19b의 라인 19C를 따라 취해진 단면 측면도이다.
도 20은 부식으로 인해 증가하는 베이스 부재의 복수의 반경을 도시하는 도면이다.
도 21은 침식 및 부식으로 증가하는 또 다른 베이스 부재의 복수의 반경을 도시하는 도면이다.
도 22는 코로나 강화 팁으로부터 방출된 코로나의 전계 강도와 코로나 강화 팁의 구면 반경 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 23은 코로나 강화 팁으로부터 방출된 코로나의 전계 강도와 코로나 강화 팁의 직경 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
코로나 점화 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 점화기(20)를 포함한다. 이러한 점화기(20)는 전원(도시되지 않음)으로부터 전압을 수신하고, 연소실의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화하기 위해 코로나를 형성하는 전계를 방출한다. 이러한 전계는 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 스트리머(22)를 포함한다. 연료 및 공기의 혼합물은 전계의 전체 길이를 따라 점화한다. 점화기(20)는 전극 점화 단부(28)로부터 전극 터미널 단부(30)로 길이방향으로 뻗은 본체부(26)를 갖는 전극(24)을 포함하고 있다. 전극(24)의 본체부(26)는 벌크부(32)와 코어(34)를 포함할 수 있고, 코어(34)는 벌크부(32)의 열전달계수보다 큰 열전달계수를 갖고 있다. 예를 들어, 벌크부(32)는 니켈 합금으로 형성될 수 있고 코어(34)는 구리로 형성될 수 있다. 전극(24)의 본체부(26)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전극(24)의 길이방향 본체부(26)에 대략 수직으로 뻗은 전극 직경 De를 갖고 있다.
절연체(36)는 본체부(26)를 둘러싸고 있고 절연체 노즈 단부(38)로부터 절연체 상당부(40)로 본체부(26)를 따라 길이방향으로 뻗어 있다. 절연체 노즈 단부(38)는 전극 점화 단부(28)에 인접하여 있다. 절연체(36)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전극(24)의 길이방향 본체부(26)에 대략 수직으로 뻗은 절연체 노즈 단부(38)에서 절연체 직경 Di를 갖고 있다.
점화기(20)는 전극(24)과 접속 와이어(도시되지 않음)와 전기 통신하는 터미널(42)을 보통 포함하고 있다. 이러한 접속 와이어는 전압을 공급하는 전원(도시되지 않음)과 전기 통신한다. 터미널(42)은 절연체(36)에 수용된 전극 터미널 단부(30)에 배치되어 있고, 절연체 상단부(40)의 외측으로 뻗어 있다. 터미널(42)은 접속 와이어로부터 전압을 수신하고 이러한 접압을 전극 터미널 단부(30)에 전달한다.
금속 재료로 형성된 셀(44)은 절연체(36)를 둘러싸고 절연체(36)의 일부를 따라 하부 셀 단부(46)로부터 상부 셀 단부(48)로 뻗어 있어서 절연체 노즈 단부(38)는 하부 셀 단부(46)의 외측으로 돌출되어 있다. 이러한 셀(44)은 셀 단부(46,48) 사이에서 외측으로 뻗은 외부 플랜지(50)를 포함한다. 이러한 점화 시스템은 점화 시스템에서의 사전결정된 위치에 셀(44)을 유지하기 위해 셀(44)에 맞물리고 상부 셀 단부(48)를 둘러싸는 튜브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 점화 시스템은 또한 코로나 점화 시스템에서 보통 발견되는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 점화기(20)의 전극(24)은 전극(24)의 전극 점화 단부(28)에서 코로나 강화 팁(52)을 포함하고 있다. 전원으로부터 수신된 전압은 코로나 강화 팁(52)으로 전달되고, 이러한 코로나 강화 팁(52)은 연소실의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하기 위해 코로나를 형성하는 전계를 방출한다. 코로나 강화 팁(52)은 절연체 노즈 단부(38)의 외측에 배치되어 있다. 코로나 강화 팁(52)의 베이스 부재(54)와 하부 셀 단부(46) 사이의 팁 길이 dtip는 도 1에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁(52)에서 절연체(36)에 의해 방출된 전계를 집중시키기 위해 최소화된다. 코로나 강화 팁(52)은 전극(24)의 길이방향 본체부(26)에 대략 수직으로 뻗은 팁 직경 Dt를 갖고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 팁 직경 Dt는 전극 직경 De와 절연체 직경 Di보다 크다.
도 23에 도시된 바와 같이, 팁 직경 Dt는 코로나 강화 팁(52)에 의해 방출된 전계의 힘과 직접 관련되어 있다. 보다 큰 팁 직경 Dt는 보다 큰 전계 힘을 제공한다. 코로나 강화 팁(52)은 외표면을 따른 포인트에서, 구면 반경과 같은, 반경 특징을 나타내는 외표면을 포함한다. 특정 포인트에서의 구면 반경은 특정 포인트에서 반경을 갖는 구로부터 얻어진다. 이러한 구면 반경은 3차원, 구체적으로, x-축, y-축 및 z-축(rx, ry, rz)를 따른 구의 반경이다. 도 15a, 도 15d 및 도 15e는 코로나 강화 팁(52)의 2개의 특정 포인트에서의 구면 반경의 예를 제공한다.
코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에 위치된 코로나 강화 팁(52)의 구면 반경은 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경인 것이 바람직하고, 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서의 구면 반경은 가능한한 작은 것이 바람직하여서, 전계 방출은 이러한 포인트에 집중된다. 도 4, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)는 방사향 방향으로 코로나 강화 팁(52)의 중심으로부터 가장 먼 코로나 강화 팁(52)상의 포인트이다. 코로나 강화 팁(52)은 하나 또는 하나 보다 많은 가장 바깥의 방사형 포인트(56)를 포함할 수 있고, 이러한 포인트중 적어도 하나는 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경을 갖고 있다. 예를 들어, 도 4, 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 코로나 강화 팁(52)은 코로나 강화 팁(52)의 외표면에서의 모든 다른 구면 반경보다 작은, 구면 반경을 갖는, 중심으로부터 가장 멀고 동일한 거리의 4개의 포인트를 포함한다.
코로나 강화 팁(52)은 도 4 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(54) 및 방출 부재(58)를 포함하고 있다. 이러한 베이스 부재(54) 및 방출 부재(58)는 노출된 외표면에 각각 나타나 있다. 방출 부재(58) 및 베이스 부재(54)의 외표면은 모두 적어도 하나의 구면 반경을 나타낸다. 바람직하게는, 방출 부재(58)의 노출된 외표면의 구면 반경중 적어도 하나는 베이스 부재(54)의 노출된 외표면에서의 구면 반경의 각각보다 작아서 전계는 방출 부재(58)로부터 방출되지만 베이스 부재(54)로부터는 방출되지 않는다.
베이스 부재(54)는 제1 전기 침식율 및 제1 화학 부식율을 갖는 베이스 재료로 형성되어 있다. 베이스 재료의 제1 전기 침식율 및 제1 화학 부식율은 당업계에서 공지된 다양한 방법에 따라 측정될 수 있다. 이러한 베이스 재료는 용융점, 열전도성 그리고, 제1 전기 침식율 및 제1 화학 부식율에 영향을 주는 다른 특성을 갖고 있다. 하나의 실시에에서, 베이스 재료는 1,430℃ 내지 1,570℃의 용융점을 갖고 있다.
이러한 베이스 재료는 연성을 가져서 다양한 형상으로 기계가공되고 형성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 베이스 재료는 니켈, 니켈 합금, 구리, 구리 합금, 철 및 철 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 하나의 실시예에서, 이러한 베이스 재료는 SI단위계에 따라, 0.02 내지 0.06, 바람직하게는 적어도 0.04 그리고 보다 바람직하게는, 적어도 0.05의 연성을 갖고 있다.
이러한 베이스 부재(54)는 또한 베이스 재료로부터 멀리 열을 전달하기 위해 베이스 재료와 상이한 재료로 형성된 코어(34)를 포함할 수 있다. 코어(34)는 보통 베이스 재료의 열 전달 계수보다 큰 열 전달 계수를 갖고 있다. 하나의 실시예에서, 이러한 베이스 재료는 니켈 합금이고 코어(34)는 구리이다.
베이스 부재(54)는 도 6, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 체적으로 형성되고, 보통 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 뻗은 복수의 브랜치(60)를 포함하는 형상으로 형성된다. 그러나, 베이스 부재(54)는 도 10, 도 10a, 및 도 10b에 도시된 바와 같이 대략 직방형 블록과 같은, 브랜치(60) 없는 다른 형상으로 형성될 수 있다. 베이스 부재(54)는 도 6, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 보통 절연체(36)의 외측으로 향한 점화면(66) 및 절연체(36)쪽으로 향하는 반대로 향하는 아킹면(68)을 제공한다. 점화면(66) 및 아킹면(68)의 일부는 연소실내 공기 및 연료의 혼합물에 노출된 외표면이다. 베이스 부재(54)는 또 다른 엘리먼트 또는 복수의 다른 엘리먼트에 맞닿아서 연소실내 혼합물에 노출되지 않는 내표면을 또한 포함한다. 베이스 부재(54)는 보통 절연체(36)의 일부, 전극 점화 단부(28) 및 방출 부재(58)에 맞닿아있다.
베이스 부재(54)의 브랜치(60)는 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 외측으로 그리고 임의의 각도로 뻗는 것이 바람직하다. 브랜치(60)는 절연체(36)로부터 멀리, 플랫폼(62)과 관련하여 약 15도 내지 약 60도의 각도에서 형성되는 것이 바람직하다. 베이스 부재(54)는 보통 서로 등거리를 갖는 4개의 브랜치(60)를 포함하고 있고, 각 브랜치(60)는 반대 브랜치(60)와 대칭을 이룬다. 대안으로, 베이스 부재(54)는 다른 수의 브랜치(60)를 포함할 수 있고, 브랜치(60)는 플랫폼(62)과 관련하여 그리고 서로 평면으로, 비대칭으로, 또는 다른 각도로 형성될 수 있다.
브랜치(60) 각각은 도 6, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 점화면(66) 및 반대 대향 아킹면(68)을 포함하고 있다. 방출 부재(58)는 브랜치(60)의 점화면(66)에 또는 점화면(66)을 따라 배치되는 것이 보통이지만, 아킹면(68)에 배치될 수도 있다. 도 12c, 13c, 14c, 15c, 16c, 및 17c에 도시된 바와 같이, 브랜치(60)의 아킹면(68)은 아킹면(68)을 벗어나 전계 방출되는 것을 방지하기 위해, 즉, 아킹(70)을 방지하기 위해 큰 구면 반경, 바람직하게는, 둥근, 볼록형 프로파일을 제공하도록 의도적으로 형성될 수 있다.
하나의 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 부재(54)의 브랜치(60)는 말단부(64)에서 점화면(66) 및 아킹면(68)을 상호연결하는 트랜지션면(72)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 트랜지션면(72)은 무디고 방출 부재(58)는 트랜지션면(72)에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 브랜치(60)는 말단부(64)로 테이퍼되어 있다. 이렇게 테이퍼된 브랜치(60)는 테이퍼되지 않은 브랜치(60)에 대해 베이스 재료의 외부로의 보다 효율적인 열 전달을 포함하는 장점을 제공한다. 이렇게 테이퍼된 브랜치(60)는 또한 테이퍼되지 않은 브랜치(60)에 대해 보다 효율적으로 브랜치(60)의 말단부(64)쪽으로 전계를 집중시킨다. 하나의 실시예에서, 말단부(64)에 나타난 구면 반경은 0.18밀리미터보다 크지 않고, 바람직하게는 0.13 밀리미터보다 크지 않고, 보다 바람직하게는 0.02 밀리미터 내지 0.08 밀리미터와 같이 0.08 밀리미터보다 크지 않다.
브랜치(60)를 포함하는 베이스 부재(54)는 보통 베이스 재료의 시트 또는 디스크로부터 형성된다. 도 4에 도시된 실시예에서, 베이스 부재(54)는 약 0.4 내지 0.6 밀리미터의 두께를 갖는 시트로부터 형성될 수 있다. 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 외측으로 뻗은 4개의 브랜치(60)를 포함하는 형상은 베이스 재료의 시트로부터 스탬핑된다. 각 브랜치(60)는 또 다른 브랜치(60)에 대칭되어 배치된다. 반대 브랜치(60)의 말단부(64)는 약 5 밀리미터만큼 서로 이격되어 있다. 다음으로, 브랜치(60)의 각각은 45도 각도와 같은 사전결정된 각도로 구부러져 말단부(64)는 약 4.7 밀리미터 만큼 서로 이격되어 있다. 브랜치(60)는 성형 프레스로 또는 당업계에서 공지된 또 다른 방법에 의해 45도 각도로 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 또 다른 실시예에서, 베이스 부재(54)는 예를 들어, 0.4 내지 0.6 밀리미터의 두께 및 약 2.5 내지 3 밀리미터의 반경을 갖는 디스크로부터 형성된다. 다음으로, 점화면(66)과 같은 디스크의 표면은 디스크의 에지로 테이퍼된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 디스크의 에지는 0.08 밀리미터보다 크지 않은 구면 반경을 갖고 있다. 그다음, 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 외측으로 뻗은 브랜치(60)를 포함하는 형상은 테이퍼된 디스크로부터 스탬핑된다. 각 브랜치(60)는 또 다른 브랜치(60)에 대칭되어 배치되어 있다. 각 브랜치(60)는 또한 말단부(64)로 테이퍼되어 있고 0.08 밀리미터보다 크지 않은 구면 반경을 갖고 있다. 다음으로, 말단부(64)에 인접한 각 브랜치(60)의 일부는 약 30 내지 50도의 각도로 구부러져 말단부는 베이스 부재(54)의 플랫폼(62)의 약 1 밀리미터 아래에 있다.
상술된 바와 같이, 일단 베이스 부재(54)가 제공되면, 코로나 강화 팁(52)의 방출 부재(58)는 베이스 부재(54)에 배치된다. 단자(42)에 의해 수신된 전압은 연소실내의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하고 점화하도록 코로나를 형성하는 전계를 방출하는 전극의 방출 부재(58)에 전달된다. 방출 부재(58)는 제1 전기 침식율보다 적은 제2 전기 침식율 및 제1 화학 부식율보다 적은 제2 화학 부식율을 갖는 체적 안정한 재료로 형성된다. 방출 부재(58)는 베이스 부재(54)보다 큰 전기 내침식성 및 화학 내부식성을 갖고 있어서, 방출 부재(58)는 베이스 부재(54)만큼 빨리 마모되지 않는다.
방출 부재(58)는 베이스 부재(54)에 의해 제공된 각 반경 특징 또는 구면 반경보다 적은 구면 반경을 제공하는 것이 바람직하다. 최소 구면 반경은 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에 위치되는 것이 바람직한데, 이것은 방출 부재(58)에 의해 제공되는 것이 바람직하다. 도 15a, 도 15d 및 도 15e는 x-축, y-축 및 z-축을 따른 3개의 치수의 방출 부재(58)와 베이스 부재(54)의 반경(rx, ry, rz)의 예를 설명하고 있다. 방출 부재(58)가 보다 낮은 부식율을 갖고 있는 체적 안정한 재료로 형성되어 있기 때문에 방출 부재(58)의 구면 반경은 내연기관내 점화기(20)의 사용 동안 베이스 부재(54)의 구면 반경의 각각 보다 낮은 비율로 증가한다.
또한, 방출 부재(58)의 제2 체적은 베이스 부재(54)의 제1 체적 보다 낮은 비율로 감소한다. 방출 부재(58)는 내연기관에서 사용되는 동안 체적에서, 있다고 해도, 거의 없는 것이 바람직하다. 따라서, 방출 부재(58)는 샤프한 상태로 남게 되고, 마모되고 시간에 따라 보다 약한 전계를 방출하는 종래의 점화기 팁에 비교하여 일정 시간 동안 일정하게 강한 전계를 방출한다.
체적 안정 재료의 제2 침식율 및 제2 부식율은 당업계에서 공지된 다양한 방법으로 측정될 수 있다. 체적 안정 재료는 제2 전기 침식율 및 제2 화학 부식율에 영향을 주는 용융점, 열전도도 및 다른 특성을 갖고 있다. 체적 안정 재료의 용융점 및 열전도도는 베이스 재료의 용융점 및 열전도도보다 보통 크다. 하나의 실시예에서, 체적 안정 재료는 적어도 1,500℃의 용융점을 갖고 있다. 체적 안정 재료는 또한 극온, 압력 및, 황, 인, 칼슘, 산소와 같은 연소실에 존재하는 요소에 대해 보다 큰 내성을 갖고 있다. 체적 안정 재료는 내연기관의 정상 온도에서 비휘발성 산화 상태를 갖고 있는 것이 바람직하다.
이러한 체적 안정 재료는 보통, 원소의 주기율표의 그룹 4-12로부터 선택된 원소와 같은 귀금속 또는 귀금속 합금으로 불리는 원소를 포함한다. 하나의 실시예에서, 체적 안정 재료는 플라티늄, 플라티늄 합금, 이리듐, 및 이리듐 합금으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 이러한 체적 안정 재료는 베이스 재료보다 적은 전기 침식율 및 부식율을 갖고 있는 텅스텐, 니켈 합금, 또는 도전성 세라믹을 포함할 수도 있다.
방출 부재(58)는 베이스 부재(54)의 제1 체적 보다 적은 제2 체적으로 형성되고 보다 작은 구면 반경을 제공한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 방출 부재(58)는 체적 안정 재료의 와이어, 층 또는 소결된 매스(mass)로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 방출 부재(58)는 도 10, 도 10a, 도 10b, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 대략 직방형 블록과 같은 다른 형상으로 형성될 수 있다. 방출 부재(58)는 전통적인 소결, 레이저 소결, 플레이팅, 프레싱, 몰딩, 또는 용접과 같은 업계에서 공지된 다양한 방법에 따라 베이스 부재(54)에 배치되고 부착될 수 있다.
방출 부재(58)는 보통 절연체(36)의 외측으로 그리고 하방으로 향하는 점화면(66)을 포함하고 있다. 점화면(66)은 연소실의 공기 및 연료의 혼합물에 노출된 외표면이다. 상술된 바와 같이, 방출 부재(58)는 이러한 노출된 외표면에서 구면 반경들을 포함하고 있다. 최소 구면 반경이 이러한 노출된 외표면의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에 위치되고 0.2 밀리미터보다 크지 않아서, 방출 부재(58)가 시간에 대해 일정하게 강한 전계를 방출하는 것이 바람직하다. 다양한 방법이 베이스 부재(54)의 각 구면 반경보다 작은 노출된 외표면에서의 구면 반경을 포함하도록 방출 부재(58)를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
방출 부재(58)는 또한 또 다른 요소, 구체적으로 베이스 부재(54)에 맞닿는 내표면을 포함하여서 연소실의 혼합물에 노출되지 않는다. 방출 부재(58)는 보통 베이스 부재(54)의 점화면(66)에 배치되어 있다. 대안으로, 방출 부재(58)는 아킹(70)이 요구되는 경우에, 베이스 부재(54)의 아킹면(68)에 배치될 수도 있다.
도 8, 도 8a, 도 8b, 도 12a 및 도 12b의 실시예에서, 방출 부재(58)는 베이스 부재(54) 위에 그리고 그를 따라 배치된 층으로서 제공된다. 이러한 층은 베이스 부재(54)의 전체 점화면(66) 또는 이러한 점화면(66)의 일부에 적용될 수 있다. 이러한 층은 보통 분말 금속의 형태로 베이스 부재(54)에 배치되어 있다. 체적 안정 재료의 분말은 스퍼터링 또는 업계에서 공지된 다른 방법에 의해 적용될 수 있다. 이러한 층은 또한 베이스 부재(54) 위에 체적 안정 재료의 시트를 플레이팅함으로써 또는 프레싱함으로써 적용될 수도 있다. 도 9, 도 9a 및 도 9b는 도 8, 도 8a 및 도 8b의 방출 부재(58)의 구면 반경이 내연기관에서 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화가 없음을 설명하고 있다. 도 13, 도 13a 및 도 13b는 도 12, 도 12a 및 도 12b의 방출 부재(58)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서의 구면 반경이 내연기관에서 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화가 없음을 설명하고 있다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 이러한 층의 에지는 베이스 부재(54)의 말단부(64)과 함께 정렬되는 것이 바람직하다. 이러한 층의 에지는 강한 전계를 방출하기 위해, 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 최소 구면 반경을 제공할 수 있다. 베이스 부재(54)가 0.4 내지 0.5 밀리미터의 두께를 가질 때, 이러한 층은 보통 0.1 밀리미터보다 크지 않은 두께를 갖는다. 도시되지는 않았지만, 이러한 층의 에지는 테이퍼될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 점화 시스템에서 점화기(20)의 사용 전에 그리고 점화기(20)를 먼저 사용할 때, 방출 부재(58)에 의해 제공된 가장 바깥의 방사형 포인트(56) 및 베이스 부재(54)의 말단부(64)는 양측 모두 샤프하고 동일하게 작은 구면 반경을 제공하여서, 강한 전계가 이러한 포인트의 각각으로부터 방출된다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 시간이 흐름에 따라, 베이스 부재(54)는 마모되고 베이스 부재(54)의 구면 반경은 방출 부재(58)의 구면 반경보다 커지게 된다. 전계는 베이스 부재(54) 및 방출 부재(58) 양측보다는 방출 부재(58)의 보다 작은 구면 반경에 집중하게 된다. 따라서, 전계 강도는 실제 시간이 지남에 따라 증가하고, 이것은 종래 기술에 비해 큰 장점이 된다.
방출 부재(58)는 또한 와이어 단부 사이에 뻗은 와이어로서 제공될 수 있다. 체적 안정 재료는 베이스 부재(54)에 배치되기 전에 와이어내에 형성된다. 도 6, 도 6a 및 도 6b의 실시예에서, 코로나 강화 팁(52)은 무딘 말단부(64)를 포함하고 이러한 와이어중 하나는 브랜치(60)의 각각을 따라 배치되어 있다. 도 14, 도 14a 및 도 14b의 실시예에서, 코로나 강화 팁(52)은 테이퍼된 말단부(64)를 포함하고 있고 이러한 와이어중 하나는 브랜치(60)의 각각을 따라 배치되어 있다. 이러한 와이어중 하나는 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경을 제공하도록 베이스 부재(54)의 말단부(64)의 외측으로 뻗는 것이 바람직하다. 도 7, 도 7a 및 도 7b는 도 6, 도 6a 및 도 6b의 방출 부재(58)의 구면 반경이 내연기관에서 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없다는 것을 설명하고 있다. 도 15, 도 15a, 도 15b, 도 15d 및 도 15e는 도 14, 도 14a 및 도 14b의 방출 부재(58)의 구면 반경이 내연기관에 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없음을 설명하고 있다.
이러한 와이어는 대략 원통형상 또는 대략 직방형상을 가질 수 있고, 업계에 공지된 다양한 방법에 따라 형성될 수 있다. 이러한 와이어는 도 6에 도시된 바와 같이 무딘 와이어 단부를 포함하도록 형성될 수 있거나, 도 15에서 도시된 바와 같이, 와이어 단부중 적어도 하나로 테이퍼될 수 있다. 이러한 테이퍼된 와이어 단부는 최오 방사형 포인트(56)에서의 보다 작은 구면 반경 및 체적 안정 재료 밖으로의 보다 효율적인 열전달을 포함하는, 논-테이퍼된 단부에 비해 장점을 제공한다. 이러한 테이퍼된 단부는 또한 논-테이퍼된 단부 보다 보다 효과적으로 가장 바깥의 방사형 포인트(56)쪽으로 전계를 집중시킨다. 하나의 실시예에서, 이러한 와이어는 0.2 밀리미터보다 크지 않은 직경을 갖고 있고, 이러한 테이퍼된 와이어 단부는 0.08 밀리미터보다 크지 않은 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서의 구면 반경을 갖고 있다. 이러한 와이어는 보통 용접에 의해 베이스 부재(54)에 부착되어 있다.
방출 부재(58)는 또한 베이스 부재(54)의 일부에 배치된 소결된 분말 금속의 형태를 가질 수 있다. 도 4, 도 4a, 도 4b 및 도 4c의 실시예에서, 베이스 부재(54)가 무딘 말단부(64)를 가진 브랜치(60)를 포함할 때, 체적 안정 재료는 분말 금속의 형태로 브랜치(60)의 트랜지션 표면(72)에 배치된 후에 소결되어 체적 안정 재료의 소결된 매스를 제공한다. 이러한 체적 안정 재료의 소결된 매스는 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 최소 구면 반경을 제공하는 사전결정된 형상으로 레이저 소결되는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 체적 안정 재료는 기계가공되거나 업계에서 공지된 다른 방법에 따라 형성될 수 있다. 도 5, 도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 4, 도 4a, 도 4b 및 도 4c의 방출 부재(58)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서의 구면 반경이 내연기관에서 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없음을 설명하고 있다.
말단부(64)가 테이퍼된 도 18, 도 18a 및 도 18b에 도시된 실시예에서, 분말 금속은 일부는 브랜치(60)의 아킹면(68)에 그리고 일부는 점화면(66)에 배치된 후에, 기계가공되어 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 샤프한 구면 반경을 제공할 수 있다. 하나의 실시예에서, 소결된 매스는 0.08 밀리미터보다 크지 않은 구면 반경을 제공한다. 도 19, 도 19a 및 도 19b는 도 18, 도 18a 및 도 18b의 방출 부재(58)의 구면 반경이 내연기관에 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없음을 설명하고 있다.
도 5, 도 10 및 도 16의 실시예에서, 방출 부재(58)는 체적 안정 재료의, 블록과 같은, 사전결정된 형상으로 제공된다. 이러한 체적 안정 재료는 사전결정된 형상으로 몰딩된 후에 베이스 부재(54)에 배치될 수 있거나, 사전결정된 형상으로 기계가공되고 소결된 분말 금속 재료의 형태로 베이스 부재(54)에 배치될 수 있다. 사전결정된 형상의 형태의 방출 부재(58)는 코로나 강화 팁(52)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 최소 구면 반경을 제공하도록 베이스 부재(54)의 말단부(64)에 배치되는 것이 바람직하다. 도 11, 도 11a 및 도 11b는 도 10, 도 10a 및 도 10b의 방출 부재(58)의 구면 반경이 내연기관에 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없음을 설명하고 있고, 도 17, 도 17a 및 도 17b는 도 16, 도 16a 및 도 16b의 방출 부재(58)의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서의 구면 반경이 내연기관에 사용된 후에 거의 내지는 아무런 변화도 없음을 설명하고 있다.
본 발명의 점화기(20)는 내연기관에서 점화기(20)를 사용하는 동안 시간에 대해 일정하게 강한 전계 강도를 제공한다. 심지어, 본 발명의 점화기(20) 및 종래의 점화기가 내연기관에서 점화기(20)를 사용한 후 바로, 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에서 동일한 구면 반경을 제공하도록 처음에 형성될 때에도, 본 발명의 점화기(20)는 종래의 점화기 보다 강한 전계를 제공한다. 따라서, 본 발명의 점화기(20)는 종래의 점화기보다 높은 품질의 점화를 제공한다. 이러한 점화기(20)는 오직 적은 부분만이 귀금속과 같은 체적 안정 재료로 형성될 필요가 있기 때문에 비용 역시 저렴하다.
또한, 본 발명의 점화기(20)는 동일한 전압에서 종래의 점화기 보다 큰 전계 강도를 방출한다. 예를 들어, 본 발명의 점화기(20)는 종래의 점화기가 50 볼트에서 방출하는 것보다 30 볼트에서 보다 강한 전계를 방출한다. 따라서, 본 발명의 점화기(20)에 의해 종래의 점화기에 비해 상당한 에너지를 절감할 수 있다.
본 발명의 많은 수정 및 변형이 본원으로부터 가능하고, 상술된 것 달리 첨부된 청구범위내에서 실행될 수 있다는 것은 명백하다. 또한, 청구범위의 부재번호는 단지를 편의를 위한 것일 뿐 제한을 위한 것이 아니다.

Claims (29)

  1. 전원으로부터 전압을 수신하고 전계를 방출하여 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하기 위한 코로나 점화기(20)로서,
    전극 점화 단부(28)를 갖고 있고 상기 전극 점화 단부(28)에서 코로나 강화 팁(52)을 포함하는 전극(24)을 포함하고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은, 제1 체적을 갖고 있고, 제1 전기 침식율 및 제1 부식율을 갖고 있는 베이스 재료로 형성된 베이스 부재(54)를 포함하고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 베이스 부재(54)에 배치된 방출 부재(58)를 포함하고,
    상기 방출 부재(58)는 상기 제1 체적보다 적은 제2 체적을 갖고 있고,
    상기 방출 부재(58)는 상기 제1 전기 침식율보다 적은 제2 전기 침식율 및 상기 제1 부식율보다 적은 제2 부식율을 갖고 있는 체적 안정 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  2. 제1항에 있어서, 상기 코로나 강화 팁(52)은 노출되어 있고 구면 반경을 제공하는 외표면을 포함하고, 상기 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경은 상기 외표면의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)에 있는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  3. 제1항에 있어서, 상기 방출 부재(58)는 와이어인 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  4. 제3항에 있어서, 상기 와이어는 와이어 단부들 사이에 뻗어 있고 상기 와이어 단부들중 적어도 하나로 테이퍼되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  5. 제1항에 있어서, 상기 방출 부재(58)는 상기 베이스 부재(54)를 따라 배치된 층인 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  6. 제1항에 있어서, 상기 방출 부재(58)의 상기 체적 안정 재료는 소결된 분말 금속이고 상기 방출 부재(58)는 상기 베이스 부재(54)의 일부에 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  7. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(54) 및 상기 방출 부재(58)는 각각 노출된 외표면을 포함하고 있고 상기 노출된 외표면에서 구면 반경을 제공하고, 상기 방출 부재(58)의 상기 노출된 외표면에서의 상기 구면 반경의 적어도 하나는 상기 베이스 부재(54)의 상기 노출된 외표면에서의 각 구면 반경보다 적은 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  8. 제7항에 있어서, 상기 방출 부재(58)의 상기 구면 반경은 코로나 점화기(20)의 사용 동안 상기 베이스 부재(54)의 상기 구면 반경의 각각 보다 낮은 비율로 증가하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  9. 제7항에 있어서, 상기 방출 부재(58)의 상기 노출된 외표면에서의 상기 구면 반경은 0.2 밀리미터보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  10. 제1항에 있어서, 상기 방출 부재(58)의 상기 제2 체적은 코로나 점화기(20)의 사용 동안 상기 베이스 부재(54)의 상기 제1 체적보다 낮은 비율로 감소하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  11. 제1항에 있어서, 상기 코로나 강화 팁(52)의 상기 재료는 각각 용윰점을 갖고 있고 상기 체적 안정 재료의 용융점은 상기 베이스 재료의 상기 용융점보다 큰 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  12. 제1항에 있어서, 상기 체적 안정 재료는 플라티늄, 플라티늄 합금, 이리듐 및 이리듐 합금으로부터 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 코로나점화기(20).
  13. 제1항에 있어서, 상기 베이스 재료는 니켈, 니켈 합금, 구리, 구리 합금, 철 및 철 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  14. 제1항에 있어서, 상기 베이스 부재(54)는 플랫폼(62) 및, 상기 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 외측으로 그리고 하방으로 뻗은 복수의 브랜치(60)를 포함하고, 상기 방출 부재(58)는 상기 말단부(64)에 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  15. 제14항에 있어서, 상기 베이스 부재(54)의 상기 브랜치(60)는 상기 말단부(64)로 테이퍼된 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  16. 제14항에 있어서, 상기 베이스 부재(54)의 상기 브랜치(60)는 외측으로 향하는 점화면(66) 및 반대로 향하는 아킹면(68)을 포함하고, 상기 방출 부재(58)는 상기 점화면(66)에 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  17. 제16항에 있어서, 상기 아킹면(68)은 볼록한 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  18. 제14항에 있어서, 상기 베이스 부재(54)의 브랜치(60)는 외측으로 향하는 점화면(66) 및 반대로 향하는 아킹면(68) 그리고 상기 점화면(66)과 상기 아킹면(68)을 상기 말단부(64)에서 상호연결하는 트랜지션면(72)을 포함하고, 상기 방출 부재(58)는 상기 트랜지션면(72)에 배치된 상기 체적 안정 재료의 소결된 분말인 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  19. 제1항에 있어서, 상기 전극(24)은 전극 터미널 단부(30)로부터 상기 전극 점화 단부(28)로 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)를 포함하고,
    상기 코로나 점화기(20)는 절연체(36)를 포함하고,
    상기 절연체(36)는 상기 본체부(26)를 둘러싸고, 상기 전극 점화 단부(28)에 인접한 절연체 노즈 단부(38)로부터 절연체 상단부(40)로 상기 본체부(26)를 따라 길이방향으로 뻗어 있고,
    상기 절연체(36)는 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)에 수직으로 뻗은 상기 절연체 노즈 단부(38)에서 절연체 직경(Di)을 갖고 있고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 전극 점화 단부(28)에 그리고 상기 절연체 노즈 단부(38)의 외측으로 배치되어 있고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)에 수직으로 뻗은 팁 직경(Dt)을 갖고 있고,
    상기 팁 직경(Dt)은 상기 절연체 직경(Di)보다 큰 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  20. 제1항에 있어서, 상기 전극(24)은 전극 터미널 단부(30)로부터 상기 전극 점화 단부(28)로 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)를 포함하고,
    상기 본체부(26)는 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)에 수직으로 뻗은 전극 직경(De)을 갖고 있고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)에 수직으로 뻗은 팁 직경(Dt)을 갖고 있고,
    상기 팁 직경(Dt)은 절연체 직경(Di)보다 큰 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  21. 전원으로부터 전압을 수신하고, 코로나를 형성하는 전계를 방출하여 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하는 코로나 점화기(20)로서,
    전극 점화 단부(28)로부터 전극 터미널 단부(30)로 길이방향으로 뻗은 전극(24);
    상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)를 둘러싸고, 상기 전극 점화 단부(28)에 인접한 절연체 노즈 단부(38)로부터 절연체 상단부(40)로 상기 본체부(26)를 따라 길이방향으로 뻗고, 상기 전극(24)의 상기 본체부(26)에 수직으로 뻗은 상기 절연체 노즈 단부(38)에서 절연체 직경(Di)을 갖고 있는 절연체(36);
    상기 절연체(36)에 수용되고 상기 전극 터미널 단부(30)와 전기 통신하는 터미널(42); 및
    하부 셀 단부(46)로부터 상부 셀 단부(48)로 상기 절연체(36)의 일부를 따라 길이방향으로 뻗고 상기 절연체(36)의 일부를 둘러싸는 금속 재료로 형성되어 상기 절연체 노즈 단부(38)는 상기 하부 셀 단부(46)의 외측으로 돌출하는 셀(44)을 포함하고,
    상기 셀(44)은 상기 셀 단부(46,48) 사이에서 외측으로 뻗은 외부 플랜지(50)를 포함하고,
    상기 전극(24)은 상기 절연체 노즈 단부(38)의 외측에 그리고 상기 전극 점화 단부(28)에서 코로나 강화 팁(52)을 포함하고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 코로나 점화기(20)의 길이방향으로 뻗은 본체부(26)에 수직으로 뻗은 팁 직경(Dt)을 갖고 있고,
    상기 팁 직경(Dt)은 상기 절연체 직경(Di)보다 크고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 제1 전기 침식율 및 제1 부식율을 갖고 있는 베이스 재료로 형성되고 제1 체적을 갖고 있는 베이스 부재(54)를 포함하고,
    상기 코로나 강화 팁(52)은 상기 베이스 부재(54)에 배치된 방출 부재(58)를 포함하고,
    상기 방출 부재(58)는 상기 제1 체적보다 작은 제2 체적을 갖고 있고,
    상기 방출 부재(58)는 상기 제1 전기 침식율보다 작은 제2 전기 침식율 및 상기 제1 부식율보다 작은 제2 부식율을 가진 체적 안정 재료로 형성되어서, 상기 터미널(42)은 전압을 수신하고 상기 전압을 상기 전극(24)에 전달하여 상기 방출 부재(58)는 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하도록 전계를 방출하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20).
  22. 전원으로부터 전압을 수신하고 전계를 방출하여 내연기관의 연료 및 공기의 혼합물을 이온화하기 위한 코로나 점화기(20)를 형성하는 방법으로서,
    제1 전기 침식율 및 제1 부식율 및 제1 체적을 갖는 베이스 재료의 베이스 부재(54)를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 전기 침식율보다 작은 제2 전기 침식율 및 상기 제1 부식율보다 작은 제2 부식율 및 상기 제1 체적보다 작은 제2 체적을 갖는 체적 안정 재료로 형성된 방출 부재(58)를 상기 베이스 부재(54) 위에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 방출 부재(58)를 상기 베이스 부재(54) 위에 배치하기 전에 상기 방출 부재(58)를 와이어로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 방출 부재(58)를 상기 베이스 부재(54) 위에 배치하는 단계는 상기 체적 안정 재료를 분말 형태로 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 방출 부재(58)를 상기 베이스 부재(54) 위에 배치하는 단계는 상기 체적 안정 재료의 층을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 베이스 부재(54)를 형성하는 단계는 상기 베이스 재료의 시트로부터 플랫폼(62)으로부터 말단부(64)로 외측으로 뻗은 복수의 브랜치(60)를 포함하는 형상을 스탬핑하는 단계; 및 상기 플랫폼(62)에 대해 사전결정된 각도로 상기 브랜치(60)를 구부리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 브랜치(60)를 말단부(64)로 테이퍼하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  28. 제22항에 있어서, 상기 방출 부재(58)를 상기 베이스 부재(54) 위에 배치하는 단계는 레이저 소결을 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
  29. 제22항에 있어서, 코로나 강화 팁(52)의 최소 구면 반경인 구면 반경을 제공하기 위해 상기 코로나 강화 팁(52)의 외표면의 가장 바깥의 방사형 포인트(56)를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화기(20) 형성 방법.
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