KR101904517B1 - 온도 제어 특성을 가진 코로나 점화기 - Google Patents

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제임스 디. 리코우스키
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Abstract

점화 단부에서 향상된 온도 제어를 가진 코로나 점화기(20)가 제공된다. 코로나 점화기(20)는 니켈과 같은 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 구리와 같은 코어 재료(30)를 포함한다. 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)와 전극 점화 단부(36) 사이에 세로방향으로 뻗어 있다. 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)에 배치되고, 중심 전극(24)의 전극 길이(le)의 적어도 09%와 동등한 코어 길이(lc)를 가진다. 코어 길이(lc)의 적어도 97%는 절연체(26)에 의해 둘러싸여 진다. 중심 전극(24)의 클래드 두께(tcl)가 절연체 두께(ti)의 적어도 5%와 동등하고, 코어 직경(Dc)이 절연체 두께(ti)의 적어도 30%와 동등하도록, 전극 직경이 증가된다.

Description

온도 제어 특성을 가진 코로나 점화기{CORONA IGNITER INCLUDING TEMPERATURE CONTROL FEATURES}
본 발명은 일반적으로 혼합기(fuel-air mixture)를 이온화하고 코로나 방전을 제공하기 위한 무선 주파수를 방출하는 코로나 점화기에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 동작중인 코로나 점화기의 온도를 제어하는 것에 관한 것이다.
코로나 방전 점화 시스템의 코로나 점화기는 전원으로부터 전압을 공급받고, 내연기관의 혼합기를 이온화하기 위한 코로나를 형성하는 전기장을 방출한다. 이 점화기는 전극 터미널에서 전극 점화 단부까지 세로방향으로 뻗은 중심 전극을 포함한다. 절연체가 중심 전극을 따라 배치되고, 쉘이 절연체를 따라 배치된다.
전극 터미널 단부는 전원으로부터의 전압을 공급받고, 전극 점화 단부는 코로나를 형성하는 전기장을 방출한다. 이 전기장은 적어도 하나의 스트리머(streamer)를 포함할 수 있고, 전형적으로는 코로나를 형성하는 복수의 스트리머를 포함한다. 코로나 점화기는 전극 점화 단부 부근에 임의의 접지 전극 엘리먼트를 포함하지 않는다. 그보다는, 혼합기는 전극 점화 단부에서 발생된 높은 전기장의 전체 길이를 따라 점화된다. 코로나 점화기의 예는 본 발명자인 리코우스키 등의 미국특허출원 공개번호 US 2010/0083942에 개시되어 있다.
내연기관 애플리케이션에서, 코로나 점화기, 특히 점화 팁의 온도는 점화 성능에 영향을 미친다. 종래기술의 코로나 점화기는 종종 점화 단부에서 950℃ 초과와 같은 바람직하지 않은 온도까지 도달한다. 이러한 높은 온도는 점화의 품질을 나쁘게 하기 쉽다. 코로나 점화기는 내구성 감소 또는 다른 연소 문제를 겪을 수 있다.
본 발명의 하나의 형태는 코로나 방전을 제공하는 코로나 점화기를 제공한다. 본 코로나 점화기는 전극 터미널 단부에서 전극 점화 단부까지 세로방향으로 뻗어 있는 중심 전극을 포함한다. 중심 전극은 클래드(clad) 재료에 의해 둘러싸인 코어 재료를 포함한다. 중심 전극의 각각의 재료는 열전도성을 가지고, 코어 재료의 열전도성은 클래드 재료의 열전도성보다 크다. 전기 절연 재료로 형성된 절연체가 중심 전극 둘레에 배치된다. 전기 도전성 재료로 형성된 쉘이 절연체 둘레에 배치된다. 본 실시예에서, 중심 전극의 코어 재료는 전극 터미널 단부에 배치된다.
본 발명의 다른 형태는 전극 터미널 단부에서 전극 점화 단부까지 세로방향으로 뻗어 있는 전극 길이를 가지는 중심 전극을 포함하는 코로나 점화기를 제공한다. 중심 전극은 클래드 재료에 의해 둘러싸인 코어 재료를 포함하는데, 중심 전극의 각각의 재료는 열전도성을 가지고, 코어 재료의 열전도성은 클래드 재료의 열전도성보다 크다. 중심 전극의 코어 재료는 전극 터미널 단부에서 전극 점화 단부까지 세로방향으로 뻗어 있는 코어 길이를 가진다. 또한, 코로나 점화기는 중심 전극 둘레에 배치되며 절연체 상단부에서 절연체 노즈 단부까지 세로방향으로 뻗어 있는 전기 절연 재료로 형성된 절연체를 포함한다. 전기 도전성 재료로 형성된 쉘이 절연체 둘레에 배치된다. 코어 재료의 코어 길이는 중심 전극의 전극 길이의 적어도 90%와 등등하고, 코어 재료의 코어 길이의 적어도 97%는 절연체에 의해 둘러싸여 진다.
또 다른 형태는 전극 터미널 단부에서 전극 점화 단부까지 세로방향으로 뻗어 있는 중심 전극을 포함하는 코로나 점화기를 제공한다. 중심 전극은 클래드 재료에 의해 둘러싸여 있는 코어를 포함한다. 이러한 각각의 재료들은 열전도성을 가지고, 코어 재료의 열전도성은 클래드 재료의 열전도성보다 크다. 전기 절연 재료로 형성된 절연체가 중심 전극 둘레에 배치되고, 전기 도전성 재료로 형성된 쉘이 절연체 둘레에 배치된다. 절연체는 쉘을 향하는 절연체 외측면 및 중심 전극을 향하는 절연체 내측면을 가진다. 절연체 외측면 및 절연체 내측면은 그 사이에 절연체 두께를 가진다. 중심 전극의 클래드 재료는 절연채 내측면을 향하는 클래드 외측면 및 코어 재료를 향하는 클래드 내측면을 가진다. 클래드 외측면 및 클래드 내측면은 그 사이에 클래드 두께를 가진다. 중심 전극의 코어 재료는 클래드 내측면을 향하는 코어 외측면을 가지고, 코어 외측면은 코어 직경을 가진다. 코어 두께는 절연체 두께의 적어도 5%와 동등하고, 코어 직경은 절연체 두께의 적어도 30%와 동등하다.
절연체 및 중심 전극의 이러한 구조(geometry)와 함께, 높은 열전도성을 가진 코어 재료를 포함하는 코로나 점화기의 중심 전극은 개선된 구조 및 클래드 및 코어 재료를 포함하지 않는 종래기술의 코로나 점화기와 비교하여 코로나 점화기의 점화 단부에서의 동작 온도를 감소시킨다. 테스트 결과는 본 발명의 코로나 점화기의 전극 점화 단부에서의 동작 온도가 종래기술의 코로나 점화기의 전극 점화 단부에서의 동작 온도보다 대략 100℃ 이상 낮을 수 있음을 보여준다. 또한, 테스트 결과는 본 발명의 코로나 점화기의 절연체 노즈 단부에서의 동작 온도도 종래기술의 온도보다 유의미하게 낮을 수 있음을 보여준다.
본 발명의 다른 장점은 첨부된 도면과 함께 살펴볼 때 아래의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 형태에 따른 코로나 점화기의 단면도이다.
도 1a는 도 1의 코로나 점화기의 일부분의 확대도이다.
도 2는 발명의 다른 형태에 따른 코로나 점화기의 단면도이다.
도 3은 발명의 또 다른 형태에 따른 코로나 점화기의 단면도이다.
도 4는 종래기술의 코로나 점화기의 단면도이다.
도 5a는 종래기술의 코로나 점화기의 유한 요소 분석(FEA)을 제공한다.
도 5b는 종래기술의 다른 코로나 점화기의 FEA를 제공한다.
도 5c는 본 발명의 하나의 형태에 따른 코로나 점화기의 FEA를 제공한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 형태에 따른 코로나 점화기의 단면도이다.
도 6a-6e는 도 6의 코로나 점화기의 FEA를 제공한다.
도 7은 비교예의 코로나 점화기의 단면도이다.
도 7a-7e는 도 7의 코로나 점화기의 FEA를 제공한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 형태에 따른 코로나 점화기의 단면도이다.
도 8a-8e는 도 7의 코로나 점화기의 FEA를 제공한다.
도 9는 도 6-8의 FEA 테스트 결과의 그래프이다.
본 발명은 아크의 형성을 억제하고 코로나 방전(22)을 산출하는 강한 전기장의 생성을 촉진하는 전원을 의도적으로 만들도록 설계된 코로나 방전 점화 시스템에 사용하기 위한, 도 1-3에 도시된 것과 같은 코로나 점화기(20)를 제공한다. 코로나 점화기(20)는 중심 전극(24), 중심 전극(24)을 둘러싸는 절연체(26), 및 절연체(26)를 둘러싸는 쉘(28)을 포함한다. 중심 전극(24)은 니켈 또는 니켈 합금과 같은 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인, 구리 또는 구리 합금과 같은 코어 재료(30)를 포함한다. 코어 재료(30) 및 클래드 재료(32)는 열전도율을 가지고, 코어 재료(30)의 열전도율은 클래드 재료(32)의 열전도율보다 크다. 절연체(26) 및 중심 전극(24)의 기하학적 구조와 함께, 중심 전극(24)의 이러한 특징은 개선된 기하학적 구조 또는 상기 클래드 및 코어 재료를 가지지 않는 종래기술의 코로나 점화기와 비교하여, 코로나 점화기(20)의 점화 단부에서의 동작 온도를 감소시킨다.
하나의 실시예에서, 중심 전극(24)은 전극 터미널 단부(34)에서 전극 점화 단부(36)까지 뻗어 있고, 중심 전극(24)의 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)에 배치된다. 다른 실시예에서, 중심 전극(24)은 전극 터미널 단부(34)에서 전극 점화 단부(36)까지 뻗은 전극 길이(le)를 가지고, 코어 재료(30)를 전극 터미널 단부(34)와 전극 점화 단부(36) 사이에서 세로방향으로 뻗은 코어 길이(lc)를 가지고, 코어 재료(30)의 코어 길이(lc)는 중심 전극(24)의 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하고, 코어 재료(30)의 코어 길이(lc)의 적어도 97%는 절연체(26)에 의해 둘러싸여 있다. 또 다른 실시예에서, 중심 전극(24)은 절연체 두께(ti)의 적어도 5%와 동등한 클래드 두께(tcl) 및 절연체 두께(ti)의 적어도 30%와 동등한 코어 직경(Dc)에 의해 제공되는, 증가된 직경을 가진다. 각각의 이러한 실시예는 종래기술의 코로나 점화기의 온도와 비교하여 코로나 점화기(20)의 점화 단부에서 감소된 온도를 제공한다.
종래기술이 중심 전극을 둘러싸는 절연체를 포함하고, 중심 전극이 니켈 클래드과 구리 코어를 포함하는, 스파크 플러그를 제공하지만, 스파크 플러그와 관련된 종래기술에 의해 교시된 절연체 및 중심 전극의 기하학적 구조는 코로나 점화 시스템에서 사용하기에 적합하지 않고 본 발명에 의해 달성된 감소된 동작 온도를 제공하지 않는다. 고려가능한 기생용량(parasitic capacitance)은 종래기술의 스파크 플러그의 절연체 및 중심 전극이 코로나 점화 시스템에서 사용될 때 결과이다. 또한, 종래기술의 코로나 점화기에 사용되는 절연체는 종종 코어 재료의 사용을 불가능하게 하는, 작은 직경을 가진 중심 전극을 필요로 한다.
본 발명의 코로나 점화기(20)는 전형적으로 자동차 또는 산업용 기기의 내연기관에 사용된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 코로나 점화기(20)는 전형적으로 실린더 중심축 둘레에 원주방향으로 뻗은 측벽을 가지고 실린더 형상의 공간을 가진 실린더 블록 내에 배치된다. 실런더 블록의 측벽은 최상부 개구부를 둘러싸는 상단부를 가지고, 실린더 헤드는 상단부에 배치되고 최상부 개구부를 가로질러 뻗는다. 피스톤은 실린더형 공간 내에 배치되고 내연기관의 동작중 측벽을 따라 미끄러지도록 실린더의 측벽을 따라 배치된다. 피스톤은 실린더 블록과 실린더 헤드와 피스톤이 그 사이에 연소실을 제공하도록 실린더 헤드로부터 이격된다. 연소실은 코로나 점화기(20)에 의해 이온화된 연소가능한 혼합기를 포함한다. 실린더 헤드는 코로나 점화기(20)를 수용하는 액세스 포트를 포함하고, 코로나 점화기(20)는 연소실 내에 횡방향으로 뻗어 있다. 코로나 점화기(20)는 (도시되지 않은) 전원으로부터 높은 무선주파수의 전압을 수신하고, 혼합기의 일부분을 이온화시키고 코로나 방전(22)을 형성하는 무선주파수 전기장을 방출한다. 코로나 방전 점화 시스템의 점화 이벤트는 대략 1메가헤르츠로 작동하는 복수의 전기 방전을 포함한다.
코로나 점화기(20)의 중심 전극(24)은 전극 터미널 단부(34)에서 전극 점화 단부(36)까지 중심축을 따라 세로방향으로 뻗은 전극 길이(le)를 가진다. 전극 터미널 단부(34)는 전형적으로 최대 40,000 볼트의 전압, 1암페어 미만의 전류, 및 0.5 내지 5.0메가헤르츠의 주파수인, 높은 무선주파수 AC 전압의 에너지를 수신한다.
중심 전극(24)의 코어 재료(30)는 전형적으로 구리 또는 구리 합금이지만, 클래드 재료(32)보다 높은 열전도율을 가진 임의의 재료를 포함할 수 있다. 이와 마찬가지로, 클래드 재료(32)가 전형적으로 니켈 또는 니켈 합금이지만, 클래드 재료(32)는 코어 재료(30)보다 낮은 열전도율을 가진 임의의 재료를 포함할 수 있다. 또한, 클래드 재료(32)는 코어 재료(30)보다 높은 전기전도율 및 내식성을 가지는 것이 바람직하다. 클래드 재료(32)의 재료(30, 32)는 또한 1,200nΩ·m 미만의 전기저항율을 가져야 한다.
코로나 점화기(20)의 클래드 재료(32)는 절연체 내측면(40)을 향하는 클래드 외측면(38), 및 코어 재료(30)를 향하는 클래드 내측면(42)을 가진다. 클래드 외측면(38) 및 클래드 내측면(42)은 그 사이에 클래드 두께(tcl)를 가진다. 코어 재료(30)는 코어 직경(Dc)을 나타내는, 클래드 내측면(42)을 향하는 코어 외측면(44)을 가진다. 또한, 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)와 전극 점화 단부(36) 사이에 세로방향으로 뻗은 코어 길이(lc)를 나타낸다.
도 1에 도시된 하나의 실시예에서, 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)에서 클래드 재료(32)의 외부로 뻗는다. 또한, 코어 재료(30)는 클래드 재료(32)에 의해 전극 점화 단부(36)로부터 대략 2mm 세로방향으로 떨어져 있다. 본 실시예에서, 코어 길이(lc)는 전극 길이(le)의 대략 90%와 동등하고, 전체 코어 길이(lc)는 절연체(26)에 의해 둘러싸여 있다.
도 2의 실시예에서, 중심 전극(24)은 상부(46) 및 하부(48)를 포함한다. 중심 전극(24)의 전극 길이(le) 중 적어도 40%는 상부(46)를 형성하고, 중심 전극(24)의 전극 길이(le) 중 적어도 40%는 하부(48)를 형성한다. 이러한 경우, 상부(46)는 전극 터미널 단부(34)에서 하부(48)까지 뻗어 있고, 하부(48)는 상부(46)에서 전극 점화 단부(36)까지 뻗어 있다. 하부(48)는 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 코어 재료(30)를 포함하고, 상부(46)는 전적으로 코어 재료(30)로 이루어진다. 두 부분(46, 48)은 적절한 열 및 전기 접속은 물론, 기계적 안정성을 제공하는 임의의 방법에 의해 연결될 수 있다. 예시적인 방법은 동시압출(co-extrusion), 용접, 경납땜(brazing), 연납땜(soldering) 또는 크림핑(crimping)을 포함한다.
도 3에 도시된 또 다른 실시예에서, 중심 전극(24)은 코어 재료(30)를 둘러싸거나, 코어 재료(30)로 채워진 클래드 재료(32)로 형성된 튜브를 포함한다. 본 실시예의 중심 전극(24)은 전극 터미널 단부(34)에 있는 헤드(head)를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 헤드는 튜브의 코어 재료(30)를 폐쇄시키고, 이는 전착(upsetting), 스웨이징(swaging), 또는 다른 프로세스에 의해 수행된다. 또한, 코어 재료(30)는 클래드 재료(32)에 의해 전극 터미널 단부(34)로부터 이격될 수 있고, 연소 환경으로부터 밀봉될 수 있다. 본 실시예에서, 클래드 두께(tcl)는 전극 점화 단부(36)로 갈수록 감소한다. 다른 컴포넌트와의 스웨이징, 크림핑, 경납땜, 연납땜, 용접, 또는 캡핑(capping)과 같은 몇몇 방법은 전극 점화 단부(36)로부터 코어 재료(30)를 밀봉시키기 위해 사용될 수 있다.
중심 전극(24)은 혼합기의 일부를 이온화하고 연소실 내에 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 무선주파수 전기장을 방출하는, 도 1-3에 도시된 바와 같은, 전극 점화 단부(36) 부근에서 단부를 둘러싸는 점화 팁(49)을 포함하는 것이 전형적이다. 점화 팁(49)은 고온에서 뛰어난 열 성능을 제공하는 전기 도전성 재료, 예컨대, 원소주기율표의 4-12족에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료로 형성된다. 점화 팁(49)은 점화 팁(49)의 직경이 중심 전극(24)의 직경보다 크도록 복수의 프롱(prong)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 점화 팁(49)은 별모양을 나타낼 수 있다.
코로나 점화기(20)의 중심 전극(24)은 절연체(26)에 둘러싸여 있다. 절연체(26)는 절연체 상단부(50)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 세로방향으로 뻗어 있다. 절연체(26)의 일부분은 중심 전극(24) 둘레에 환형으로 그리고 중심 전극(24)을 따라 세로방향으로 배치된다. 절연체 노즈 단부(52)는 전형적으로 점화 팁(49) 부근에, 또는 점화 팁(49)으로부터 약간 이격되어 배치된다.
절연체(26)는 전기 절연 재료, 전형적으로 알루미나를 포함하는 세라믹 재료로 형성된다. 절연체(26)는 중심 전극(24) 및 쉘(28)의 전기 전도율보다 낮은 전기 전도율을 가진다. 하나의 실시예에서, 절연체(26)는 14 내지 25kV/mm의 절연내력을 가진다. 또한, 절연체(26)는 전하를 홀딩할 수 있는 비유전율, 전형적으로 6 내지 12의 비유전율을 가진다. 하나의 실시예에서, 절연체(26)는 2×10-6/℃ 내지 10×10-6/℃의 열팽창계수(CTE)를 가진다.
절연체(26)는 중심 전극(24)과 마주하고 절연체 상단부(50)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 전극 중심축을 따라 세로방향으로 뻗어 있는 절연체 내측면(40)을 포함한다. 절연체 내측면(40)은 중심 전극(24)을 수용하기 위한 절연체 보어를 가지고, 도 1-3에 도시된 바와 같의 중심 전극(24)의 헤드를 지지하기 위한 전극 시트(seat)를 포함할 수 있다. 코로나 점화기(20)는 절연체(26)와 중심 전극(24) 사이에, 또는 절연체(26)와 쉘(28) 사이에 에어 갭을 포함할 수 있다. 이러한 갭은 에너지 손실을 줄이기 위해 금속 또는 세라믹 첨가 에폭시와 같은 열전도성 재료로 채워질 수 있다.
코로나 점화기(20)의 절연체(26)는 절연체 내측면(40)의 반대쪽에 절연체 외측면(54)을 포함한다. 또한, 절연체(26)는 절연체 내측면(40)과 절연체 외측면(54) 사이에 절연체 두께를 가진다. 절연체 외측면(54)은 쉘(28)을 향해 바깥쪽 그리고 중심 전극(24)으로부터 먼 쪽을 향한다. 하나의 실시예에서, 절연체(26)는 쉘(28) 내에 단단히 고정되도록 설계된다.
도 1-3에 도시된 바와 같이, 절연체(26)는 쉘(28)에서부터 절연체 상단부(50)까지 바깥쪽으로 뻗은 절연체 제1 부(56)를 포함한다. 또한, 절연체(26)는 절연체 제1 부(56)에서부터 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗은 절연체 중간부(60), 및 절연체 중간부(60)에서부터 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗은 절연체 제2 부(62)를 포함한다. 절연체 중간부(60)의 절연체 외경(Di1)은 절연체 제1 부(56)의 절연체 외경(Di1)보다 크고, 절연체 제2 부(62)의 절연체 외경(Di1)보다도 더 크다. 하나의 실시예에서, 중심 전극(24) 부근에서 절연체 제2 부(62)의 절연체 외경(Di1)은 7.0mm 내지 12.5mm이다.
또한, 절연체(26)는 절연체 제1 부(56)와 절연체 중간부(60) 사이에 절연체 상부 숄더(64), 및 절연체 중간부(60)와 절연체 제2 부(62) 사이에 절연체 하부 숄더(66)를 포함한다. 절연체 상부 숄더(64)는 절연체 제1 부(56)에서부터 절연체 중간부(60)까지 바깥쪽으로 방사상으로 뻗어 있고, 절연체 하부 숄더(66)는 절연체 중간부(60)에서부터 절연체 제2 부(62)까지 안쪽으로 방사상으로 뻗어 있다. 코로나 점화기(20)는 전형적으로 절연체(26)와 쉘(28) 사이에 배치된 한 쌍의 가스켓(68)을 포함하는데, 하나의 가스켓(68)은 절연체 하부 숄더(66)를 따라 배치되고, 다른 가스켓(68)은 절연체 하부 숄더(66)를 따라 배치된다. 이러한 절연체 구조 및 가스켓(68)의 설치는 절연체(26)가 뛰어난 기계적 전기적 강도를 제공하고 코로나 점화기(20)로부터의 기생용량을 줄일만큼 충분히 큰 절연체 두께(ti)를 가지는 것을 허용한다. 또한, 이러한 절연체 구조 및 가스켓(68)의 설치는 절연체 보어 내에 배치될 중심 전극(24)이, 종래의 중심 전극과 비교하여, 더 큰 직경을 가지는 것을 가능하게 한다.
또한, 절연체(26)는 절연체 제2 부(62)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 뻗은 절연체 노즈부(69)를 포함한다. 절연체 노즈부(69)의 절연체 외경(Di1)은 절연체 제2 부(62)에서 절연체 노즈 단부(52)로 갈수록 점점 가늘어진다. 절연체 노즈 단부(52)에서의 절연체 외경(Di1)은 전형적으로 점화 팁(49)의 직경보다 작다.
또한, 코로나 점화기(20)는 절연체 보어 내에 수용되는 전기 도전성 재료로 이루어진 터미널(71)을 포함한다. 터미널(71)은 (도시되지 않은) 전원에 전기적으로 연결된 (도시되지 않은) 터미널 와이어에 전기적으로 연결된 제1 터미널 단부를 포함한다. 또한, 터미널(71)은 중심 전극(24)과 전기적으로 통하는 제2 터미널 단부를 포함한다. 그러므로, 터미널(71)은 전원으로부터 높은 무선주파수 전압을 수신하고, 높은 무선주파수 전압을 중심 전극(24)으로 전달한다. 전기 도전성 재료로 형성된 도전성 시일층(73)은 터미널(71)에서 중심 전극(24)으로 에너지가 전달될 수 있도록 터미널(71)과 중심 전극(24) 사이에 배치되고, 그 둘을 전기적으로 연결한다.
코로나 점화기(20)의 쉘(28)은 절연체(26) 둘레에 환형으로 배치된다. 쉘(28)은 철과 같은, 전기 도전성 금속 재료로 형성된다. 하나의 실시예에서, 쉘(28)은 1,200nΩ·m 미만의 낮은 전기저항을 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 쉘(28)은 쉘 상단부(58)에서 쉘 하단부(70)까지 절연체(26)를 따라 세로방향으로 뻗어 있다. 쉘(28)은 절연체 외측면(54)과 마주하고 절연체 제1 부(56)로부터 절연체 상부 숄더(64) 및 절연체 중간부(60) 및 절연체 하부 숄더(66) 및 절연체 제2 부(62)를 따라 절연체 노즈부(69) 부근의 쉘 하단부(70)까지 세로방향으로 뻗어 있는 쉘 내측면(72)을 포함한다. 쉘 내측면(72)은 절연체(26)를 수용하는 쉘 보어를 가진다. 또한, 쉘 내측면(72)은 쉘 보어를 가로질러 뻗은 쉘 직경(Ds)을 가진다. 쉘 직경(Ds)은 절연체 노즈부(69) 및 절연체 제2 부(62)의 절연체 외경(Di1)보다 크다. 그러므로, 절연체(26)는 쉘 보어로 삽입될 수 있고, 절연체 노즈부(69)의 적어도 일부분은 쉘 하단부(70)의 바깥쪽으로 돌출한다. 쉘(28)은 절연체 하부 숄더(66), 절연체 중간부(60), 및 절연체 상부 숄더(64)를 둘러싼다. 쉘 상단부(58)는 전형적으로 쉘(28)을 절연체(26)에 대한 상대적인 위치에 고정하도록 절연체 상부 숄더(64) 상의 가스켓(68) 둘레에 클램핑된다.
코로나 점화기(20)는 종래기술의 코로나 점화기와 비교하여, 감소된 동작 온도를 제공하는 몇가지 상이한 기하학적 형상을 포함할 수 있다. 도 1-3은 바람직한 기하학적 형상의 예를 도시한다. 또한, 감소된 동작 온도는 중심 전극(24)의 코어 재료(30)가 중심 전극(24)의 상당 부분을 따라 뻗어 있을 때 달성될 수 있다. 코어 재료(30)의 코어 길이(lc)는 전형적으로 중심 전극(24)의 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하다. 또한, 코어 길이(lc)의 적어도 97%는 절연체(26)에 의해 방사상으로 둘러싸여 있다. 또한, 감소된 동작 온도는 클래드 두께(tcl)가 절연체 두께(ti)의 적어도 5% 또는 적어도 13%와 동등하고, 코어 직경(Dc)이 절연체 두께(ti)의 적어도 30%와 동등할 때와 같이, 중심 전극(24)이 증가된 직경을 가질 때 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 코어 직경(Dc)은 절연체 두께(ti)의 적어도 65% 또는 적어도 68%와 동등하다.
또한, 우수한 열전달 및 온도 감소는 코어 직경(Dc)이 클래드 두께(tcl)의 적어도 65%와 동등할 때 달성될 수 있다. 또한, 중심 전극(24)은 전극 길이(le)의 적어도 80%가 절연체 하부 숄더(66)과 절연체 노즈 단부(52) 사이에 배치되도록 설계되는 것이 바람직하다. 전극 터미널 단부(34)를 포함하는 중심 전극(24)의 작은 부분은 절연체 노즈 단부(52)의 바깥쪽에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 전극 길이(le)의 5% 미만이 절연체 노즈 단부(52)의 바깥쪽에 배치된다.
또한, 절연체 두께(ti)는 종래기술과 비교하여 점화 단부에서의 감소된 온도 및 코로나 점화기(20)로부터의 감소된 기생용량에 기여한다. 절연체 두께(ti)는 전형적으로 쉘 직경(Ds)의 적어도 20%이다. 하나의 실시예에서, 절연체 두께(ti)는 2.5mm 내지 3.4mm이다. 이러한 감소된 절연체 두께(ti)는 증가된 절연체 외경(Di1)을 가지는, 절연체 중간부(60) 부근의 절연체 숄더(64, 66) 상에 가스켓(68)을 설치함으로써 부분적으로 달성된다. 하나의 바람직한 실시예에서, 쉘 직경(Ds)은 1 1.75mm 내지 12.25mm이고, 절연체 두께(ti)는 2.75mm 내지 3.00mm이고, 클래드 두께(tcl)는 0.25mm 내지 0.35mm이고, 코어 직경(Dc)은 1.4mm 내지 1.7mm이다. 다른 바람직한 실시예에서, 절연체 외경(Di1)은 중심 전극(24) 부근에서 7.0mm 내지 12.5mm이고, 절연체 내경(Di2)은 중심 전극(24) 부근에서 2.19mm 내지 2.25mm이고, 클래드 두께(tcl)는 절연체(26)를 따라 2.14mm 내지 2.18mm이다.
도 4는 종래기술의 코로나 점화기를 도시하고, 도 5a는 도 4의 코로나 점화기의 유한 요소 분석(FEA)이다. 도 5b는 종래기술의 코로나 점화기의 다른 FEA를 제공하고, 도 5c는 본 발명의 코로나 점화기의 FEA를 제공한다. 이 점화기들은 모두 점화기에 의해 제공되는 온도 제어가 비교될 수 있도록 동일한 동작 조건 하에서 테스트되었다.
도 5a의 종래기술의 코로나 점화기는 전적으로 니켈 합금에 의해 구성되고, 본 발명의 코로나 점화기의 직경보다 작은 직경을 가진다. FEA 분석은 이러한 점화기의 점화 단부에서의 동작 온도가 점화 성능에 대하여 이상적이지 않은 950℃에 도달함을 보여준다. 시간이 흐름에 따라, 이러한 높은 온도는 나쁜 내구성 및 엔진 손상을 야기할 수 있다.
도 5b는 스파크 플러그에서 사용되는 중심 전극과 유사한, 더 큰 중심 전극을 제외하면, 도 4의 것과 유사한 종래기술의 코로나 점화기의 FEA 분석이다. 본 경우에, 중심 전극의 온도는 도 5a의 중심 전극보다 낮지만, 전극 점화 단부 및 절연체 노즈 단부는 여전히 900℃를 넘는다.
도 5c는 중심 전극(24)이 클래드 재료(32)(구체적으로는 니켈 합금)에 의해 둘러싸인 코어 재료(30)(구체적으로는 구리)를 포함하는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 코로나 점화기(20)의 FEA 분석이다. 본 실시예에서, 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)에 배치되고, 코어 길이(lc)는 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하고, 코어 길이(lc)의 적어도 97%는 절연체(26)에 의해 둘러싸이고, 중심 전극(24)은 도 5a의 전극 직경에 비해 증가된 전극 직경을 가진다. FEA 분석은 전극 점화 단부(36) 및 절연체 노즈 단부(52)에서의 온도가 종래기술의 온도보다 유의미하게 낮음을 보여준다. 본 발명의 코로나 점화기(20)의 절연체 노즈 단부(52)에서의 온도는 대략 최대 870.25℃이고, 한편 종래기술의 점화기의 절연체 노즈 단부에서의 온도는 최대 947.2℃ 및 907.59℃이다. 본 발명의 코로나 점화기(20)의 전극 점화 단부(36)에서의 온도는 대략 최대 700℃이고, 한편 종래기술의 점화기의 전극 점화 단부에서의 온도는 최대 947.2℃ 및 907.59℃이다.
도 6은 중심 전극(24)의 코어 재료(30)가 전극 터미널 단부(34)에 배치되어 있는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 코로나 점화기(20)의 단면도이다. 본 실시예에서, 코어 재료(30)는 구리이고, 클래드 재료(32)는 니켈이다. 상기 코어 재료(30)의 코어 길이(lc)는 중심 전극(24)의 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하고, 코어 재료(30)의 코어 길이(lc) 중 적어도 97%는 절연체(26)에 의해 둘러싸여 있다. 또한, 본 실시예에서, 상부(46)는 전적으로 코어 재료(30)로 이루어지고, 중심 전극(24)의 헤드는 전적으로 코어 재료(30)로 이루어진다. 중심 전극(24)의 하부(48)는 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 코어 재료(30)를 포함한다. 도 6a-6e는 각각 도 6의 코로나 점화기(20) 단면의 FEA를 포함한다.
도 7은 코어 재료가 구리이고, 클래드 재료가 니켈이지만, 코어 재료가 중심 전극의 바닥부에만 존재하고, 상부가 전적으로 클래드 재료로 이루어진, 비교예의 코로나 점화기의 단면도이다. 도 7a-7e는 각각 도 7의 코로나 점화기(20) 단면의 FEA를 포함한다.
도 8은 코어 재료(30)가 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸여 있고, 코어 재료(30)의 코어 길이(lc)가 중심 전극(24)의 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하고, 코어 재료(30)의 코어 길이(lc) 중 적어도 97%가 절연체(26)에 의해 둘러싸여 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코로나 점화기(20)의 단면도이다. 본 실시예에서, 코어 재료(30)는 구리이고, 클래드 재료(32)는 니켈이다. 또한, 본 실시예에서 중심 전극(24)의 코어 재료(30)는 전극 터미널 단부(34)에 배치된다. 도 8a-8e는 각각 도 8의 코로나 점화기(20) 단면의 FEA를 포함한다.
도 9는 도 6-8의 FEA 테스트 결과의 그래프이다. 이 테스트 결과는 도 6 및 8의 코로나 점화기(20)가 도 7의 비교예의 코로나 점화기에 비해, 전극 점화 단부(36), 절연체 노즈 단부(52), 점화 팁(49)에서 그리고 코어 재료(30) 및 클래드 재료(32)를 따라 더 낮은 동작 온도를 제공함을 보여준다. 도 9에서, "CE"는 중심 전극을 의미한다.
상기 교시를 통해 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 첨부된 청구항의 범위 내에서 명세서에서 서술된 것과 다르게 실시될 수도 있음이 명백하다. 또한, 청구항 내의 참조번호는 오직 편의를 위한 것이고, 어떠한 방식으로든 제한으로서 해석되지 않아야 한다.

Claims (36)

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  14. 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20)로서,
    전극 터미널 단부(34)에서 전극 점화 단부(36)까지 세로방향으로 뻗은 전극 길이(le)를 가진 중심 전극(24);
    상기 중심 전극(24) 둘레에 배치된 전기 절연 재료로 형성되며 절연체 상단부(50)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 세로방향으로 뻗은 절연체(26); 및
    상기 절연체(26) 둘레에 배치된 전기 도전성 재료로 형성된 쉘(28)을 포함하고,
    상기 중심 전극(24)은 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 코어 재료(30)를 포함하고, 상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료 및 클래드 재료(30, 32) 각각은 열전도성을 가지고, 상기 코어 재료(30)의 열전도성은 상기 클래드 재료(32)의 열전도성보다 크고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 전극 터미널 단부(34)에 배치되고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 전극 터미널 단부(34)와 상기 전극 점화 단부(36) 사이로 세로방향으로 뻗은 코어 길이(lc)를 가지고,
    상기 코어 재료(30)의 상기 코어 길이(lc)는 상기 중심 전극(24)의 상기 전극 길이(le)의 적어도 90%와 동등하고, 상기 코어 재료(30)의 상기 코어 길이(lc)의 적어도 97%는 상기 절연체(26)에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 코어 재료(30)는 상기 클래드 재료(32)에 의해 상기 전극 터미널 단부(34)로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 절연체(26)는 상기 쉘(28)를 향하는 절연체 외측면(54) 및 상기 중심 전극(24)을 향하는 절연체 내측면(40)을 가지고, 상기 절연체 외측면(54) 및 상기 절연체 내측면(40)은 그 사이에 절연체 두께(ti)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 클래드 재료(32)는 상기 절연체 내측면(40)을 향하는 클래드 외측면(38) 및 상기 코어 재료(30)를 향하는 클래드 내측면(42)을 가지고, 상기 클래드 외측면(38) 및 상기 클래드 내측면(42)은 그 사이에 클래드 두께(tcl)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 클래드 내측면(42)를 향하는 코어 외측면(44)을 가지고, 상기 코어 외측면(44)은 코어 직경(Dc)을 가지고,
    상기 클래드 두께(tcl)는 상기 절연체 두께(ti)의 적어도 5%와 동등하고, 상기 코어 직경(Dc)은 상기 절연체 두께(ti)의 적어도 30%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 쉘(28)은 상기 절연체(26)를 향하는 쉘 내측면(72)을 가지고, 상기 쉘 내측면(72)은 쉘 직경(Ds)을 가지고,
    상기 절연체 두께(ti)는 상기 쉘 직경(Ds)의 적어도 20%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 절연체 두께(ti)는 2.5mm 내지 3.4mm이고, 상기 클래드 두께(tcl)는 0.25mm 내지 0.35mm 이고, 상기 코어 직경(Dc)은 1.4 내지 1.7mm인 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)의 상기 클래드 재료(32)는 상기 절연체(26)를 향하는 클래드 외측면(38) 및 상기 코어 재료(30)를 향하는 클래드 내측면(42)을 가지고, 상기 클래드 외측면(38)은 클래드 직경(Dcl)을 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 클래드 내측면(42)을 향하는 코어 외측면(44)을 가지고, 상기 코어 외측면(44)은 코어 직경(Dc)을 가지고,
    상기 코어 직경(Dc)은 상기 클래드 직경(Dcl)의 적어도 65%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  20. 제 14 항에 있어서, 중심 전극(24)의 상기 전극 터미널 단부(34)는 상기 절연체 노즈 단부(52)의 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  21. 제 14 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)의 상기 전극 길이(le)의 적어도 40%는 상부(46)를 형성하고, 상기 전극 길이(le)의 적어도 40%는 하부(48)를 형성하고,
    상기 상부(46)는 상기 전극 터미널 단부(34)에서 상기 하부(48)까지 뻗어 있고,
    상기 하부(48)는 상기 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 상기 코어 재료(30)를 포함하고,
    상기 상부(46)는 전적으로 상기 코어 재료(30)에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  22. 제 14 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)은 상기 코어 재료(30)로 채워진 상기 클래드 재료(32)로 형성된 튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  23. 제 14 항에 있어서, 상기 쉘(28)은 쉘 상단부(58)에서 쉘 하단부(70)까지 세로방향으로 뻗어 있고,
    상기 절연체(26)는 절연체 상단부(50)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 세로방향으로 뻗어 있는 절연체 외경(Di1)을 나타내는 절연체 외측면(54)을 가지고,
    상기 절연체(26)는 상기 쉘 상단부(58)에서 상기 절연체 상단부(50)까지 바깥쪽으로 뻗어 있는 절연체 제1 부(56)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 제1 부(56)에서 상기 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗어 있는 절연체 중간부(60)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 중간부(60)에서 상기 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗어 있는 절연체 제2 부(62)를 포함하고,
    상기 절연체 중간부(60)의 절연체 외경(Di1)은 상기 절연체 제1 부(56)의 절연체 외경(Di1) 및 상기 절연체 제2 부(62)의 절연체 외경(Di1)보다 크고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 제1 부(56)와 상기 절연체 중간부(60) 사이에 절연체 상부 숄더(64)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 중간부(60)와 상기 절연체 제2 부(62) 사이에 절연체 하부 숄더(66)를 포함하고,
    상기 쉘(28)은 상기 절연체(26)에 상기 쉘(28)을 고정시키기 위해 상기 절연체 하부 숄더(66) 및 상기 절연체 중간부(60) 및 상기 절연체 상부 숄더(64)를 둘러싸고,
    상기 중심 전극(24)의 전극 길이(le) 중 적어도 80%는 상기 절연체 하부 숄더(66)와 상기 절연체 노즈 단부(52) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 절연체(26) 및 상기 쉘(28) 사이에 배치된 한 쌍의 가스켓(68)을 더 포함하고, 상기 가스켓(68) 중 하나는 상기 절연체 상부 숄더(64)를 따라 배치되고, 상기 가스켓(68) 중 다른 것은 상기 절연체 하부 숄더(66)를 따라 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  25. 제 14 항에 있어서, 상기 코어 재료(30)는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 클래드 재료(32)는 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  26. 삭제
  27. 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20)로서,
    전극 터미널 단부(34)에서 전극 점화 단부(36)까지 세로방향으로 뻗은 중심 전극(24);
    상기 중심 전극(24) 둘레에 배치된 전기 절연 재료로 형성된 절연체(26); 및
    상기 절연체(26) 둘레에 배치된 전기 도전성 재료로 형성된 쉘(28)을 포함하고,
    상기 중심 전극(24)은 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 코어 재료(30)를 포함하고, 상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료 및 클래드 재료(30, 32)는 열전도성을 가지고, 상기 코어 재료(30)의 열전도성은 상기 클래드 재료(32)의 열전도성보다 크고,
    상기 절연체(26)는 상기 쉘(28)을 향하는 절연체 외측면(54) 및 상기 중심 전극(24)을 향하는 절연체 내측면(40)을 가지고, 상기 절연체 외측면(54) 및 상기 절연체 내측면(40)은 그 사이에 절연체 두께(ti)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 클래드 재료(32)는 상기 절연체 내측면(40)을 향하는 클래드 외측면(38) 및 상기 코어 재료(30)를 향하는 클래드 내측면(42)을 가지고, 상기 클래드 외측면(38) 및 상기 클래드 내측면(42)은 그 사이에 클래드 두께(tcl)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 클래드 내측면(42)을 향하는 코어 외측면(44)을 가지고, 상기 코어 외측면(44)은 코어 직경(Dc)을 가지고,
    상기 클래드 두께(tcl)는 상기 절연체 두께(ti)의 적어도 5%와 동등하고, 상기 코어 직경(Dc)은 상기 절연체 두께(ti)의 적어도 30%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 쉘(28)은 상기 절연체(26)을 향하는 쉘 내측면(72)을 가지고, 상기 쉘 내측면(72)은 쉘 직경(Ds)을 가지고,
    상기 절연체 두께(ti)는 상기 쉘 직경(Ds)의 적어도 20%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 절연체 두께(ti)는 2.5mm 내지 3.4mm이고, 상기 클래드 두께(tcl)는 0.25mm 내지 0.35mm 이고, 상기 코어 직경(Dc)은 1.4 내지 1.7mm인 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)의 상기 클래드 재료(32)는 상기 절연체 내측면(40)을 향하는 클래드 외측면(38)을 가지고, 클래드 직경(Dcl)을 가지고,
    상기 중심 전극(24) 부근의 절연체 외경(Di1)은 7.0mm 내지 12.5mm이고, 상기 클래드 직경(Dcl)은 2.0mm 내지 2.8mm인 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)의 상기 클래드 재료(32)는 상기 절연체(26)를 향하는 클래드 외측면(38)을 가지고, 상기 클래드 외측면(38)은 클래드 직경(Dcl)을 가지고,
    중심 전극(24)의 상기 코어 재료(30)는 상기 클래드를 향하는 코어 외측면(44)을 가지고, 상기 코어 외측면(44)은 코어 직경(Dc)을 가지고,
    상기 코어 직경(Dc)은 상기 클래드 직경(Dcl)의 적어도 65%와 동등한 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  32. 제 27 항에 있어서, 중심 전극(24)은 상기 전극 터미널 단부(34)에서 상기 전극 점화 단부(36)까지 뻗은 전극 길이(le)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 전극 길이(le)의 적어도 40%는 상부(46)를 형성하고, 상기 중심 전극(24)의 상기 전극 길이(le)의 적어도 40%는 하부(48)를 형성하고,
    상기 상부(46)는 상기 전극 터미널 단부(34)에서 상기 하부(48)까지 뻗어 있고, 상기 하부(48)는 클래드 재료(32)에 의해 둘러싸인 상기 코어 재료(30)를 포함하고,
    상기 상부(46)는 전적으로 상기 코어 재료(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  33. 제 27 항에 있어서, 상기 중심 전극(24)은 상기 코어 재료(30)를 둘러싼 상기 클래드 재료(32)에 의해 형성된 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  34. 제 27 항에 있어서, 쉘(28)은 쉘 상단부(58)에서 쉘 하단부(70)까지 세로방향으로 뻗어 있고,
    상기 절연체 외측면(54)은 절연체 외경(Di1)을 가지고, 절연체 상단부(50)에서 절연체 노즈 단부(52)까지 세로방향으로 뻗어 있고,
    상기 절연체(26)는 상기 쉘 상단부(58)에서 상기 절연체 상단부(50)까지 바깥쪽으로 뻗어 있는 절연체 제1 부(56)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 제1 부(56)에서 상기 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗어 있는 절연체 중간부(60)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 중간부(60)에서 상기 절연체 노즈 단부(52)를 향해 뻗어 있는 절연체 제2 부(62)를 포함하고,
    상기 절연체 중간부(60)의 절연체 외경(Di1)은 상기 절연체 제1 부(56) 및 상기 절연체 제2 부(62)의 절연체 외경(Di1)보다 크고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 제1 부(56)와 상기 절연체 중간부(60) 사이에 절연체 상부 숄더(64)를 포함하고,
    상기 절연체(26)는 상기 절연체 중간부(60)와 상기 절연체 제2 부(62) 사이에 절연체 하부 숄더(66)를 포함하고,
    상기 쉘(28)은 상기 절연체(26)에 상기 쉘(28)을 고정시키기 위해 상기 절연체 하부 숄더(66) 및 상기 절연체 중간부(60) 및 상기 절연체 상부 숄더(64)를 둘러싸고,
    상기 중심 전극(24)은 상기 전극 터미널 단부(34)에서 상기 전극 점화 단부(36)까지 뻗어 있는 전극 길이(le)를 가지고,
    상기 중심 전극(24)의 상기 전극 길이(le)의 적어도 80%는 상기 절연체 하부 숄더(66)와 상기 절연체 노즈 단부(52) 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  35. 제 27 항에 있어서, 상기 절연체(26) 및 상기 쉘(28) 사이에 배치된 한 쌍의 가스켓(68)을 더 포함하고, 상기 가스켓(68) 중 하나는 상기 절연체 상부 숄더(64)를 따라 배치되고, 상기 가스켓(68) 중 다른 것은 상기 절연체 하부 숄더(66)를 따라 배치된 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
  36. 제 27 항에 있어서, 상기 코어 재료(30)는 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 클래드 재료(32)는 니켈 또는 니켈 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코로나 방전(22)을 제공하기 위한 코로나 점화기(20).
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