KR20190039418A - 개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치 - Google Patents

개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190039418A
KR20190039418A KR1020197005922A KR20197005922A KR20190039418A KR 20190039418 A KR20190039418 A KR 20190039418A KR 1020197005922 A KR1020197005922 A KR 1020197005922A KR 20197005922 A KR20197005922 A KR 20197005922A KR 20190039418 A KR20190039418 A KR 20190039418A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrically conductive
glass
amount
glass seal
rti
Prior art date
Application number
KR1020197005922A
Other languages
English (en)
Inventor
키이스 퍼스텐버그
쥬니어 윌리엄 제이 워커
패트릭 제이 더럼
제임스 디 라코우스키
Original Assignee
테네코 인코퍼레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/225,341 external-priority patent/US9685767B2/en
Application filed by 테네코 인코퍼레이티드 filed Critical 테네코 인코퍼레이티드
Publication of KR20190039418A publication Critical patent/KR20190039418A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/004—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of particles or flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C27/00—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing
    • C03C27/02—Joining pieces of glass to pieces of other inorganic material; Joining glass to glass other than by fusing by fusing glass directly to metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/066—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C03C8/04—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/14—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions
    • C03C8/18—Glass frit mixtures having non-frit additions, e.g. opacifiers, colorants, mill-additions containing free metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/24—Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions, i.e. for use as seals between dissimilar materials, e.g. glass and metal; Glass solders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
    • H01B1/16—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/50—Sparking plugs having means for ionisation of gap
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

코로나 점화장치의 절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 밀폐형 접합을 제공하기 위한 전기 전도성 글라스 시일이 제공되어 있다. 글라스 시일은 글라스 프리트들, 바인더, 팽창제 및 전기 전도성 금속 입자들을 혼합하여 형성된다. 글라스 프리트들은 실리카(SiO2), 산화 붕소(B2O3), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 비스무트(Bi2O3) 및 산화 아연(ZnO)을 포함할 수 있고; 바인더는 나트륨 벤토나이트 또는 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및 덱스트린을 포함할 수 있고; 팽창제는 리튬 카보네이트를 포함할 수 있고; 그리고 전기 전도성 입자들은 구리를 포함할 수 있다. 완성된 글라스 시일은 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 50.0 내지 90.0 중량 (wt. %)인 글라스, 및 그 양이 10.0 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함한다.

Description

개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치
본 출원은 2016년 8월 1일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/225,341호의 이익을 주장하고, 그 명세서 전체 내용은 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다.
본 발명은 대체로 점화 장치용 글라스 시일(glass seal)들에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 글라스 시일을 포함하는 코로나 점화장치(corona igniter), 및 코로나 점화장치를 형성하는 방법에 관한 것이다.
글라스 시일은 종종 중심 전극과 같은 전기 전도성 구성요소와, 점화 장치, 예컨대 코로나 점화장치의 절연체 사이에 밀폐형 접합을 형성하는데 사용된다. 코로나 점화장치의 글라스 시일은 통상적으로 절연체의 보어 안에 글라스 파우더를 배치시키는 단계, 및 이후 순차적으로 로(furnace) 안에서 절연체, 중심 전극 및 글라스 파우더를 함께 화염처리하는 단계에 의해 형성된다. 열은 또한 글라스 시일의 특정 구성요소들이 팽창하게 해서, 절연체와 중심 전극 사이에 밀폐형 접합을 형성한다. 그러나, 중심 전극과 절연체 사이의 글라스 파우더가 용융되고 팽창됨에 따라, 가스 버블(gas bubble)들 또는 가스 포어(gas pore)들이 형성되고, 그리고 이러한 버블들 또는 포어들은, 글라스 시일이 실온으로 냉각된 후에도, 완성된 코로나 점화장치의 글라스 시일 안에 남아있다. 그러므로, 코로나 점화장치가 내연 기관에 사용되면서 강한 자기장에 처해 있는 경우, 전기장은 버블들 또는 포어들 안에 포함되어 있는 가스가 이온화된 상태가 되게 하여 코로나를 형성한다. 이온화된 가스는 주변의 고체 절연체에 열을 전달하는 이온화된 전하들로 된 캐스케이드를 발생시킨다. 열적 파괴 메커니즘(thermal breakdown mechanism)이 일어나고, 이는 유전체 파괴(dielectric breakdown)를 생성할 수 있다. 가스에 의해 유발되는 이러한 유전체 파괴의 효과는 버블들 또는 포어들이 큰 경우 특히 현저한데, 이 경우 절연체의 유전체 이상(dielectric failure)이 일어날 수 있다. 팽창된 글라스 시일 쪽으로의 절연체를 통한 유전체 관통(Dielectric puncture)들은 잠재적으로 코로나 점화장치의 이상이라는 결과를 초래할 수도 있다.
본 발명의 일 양태는, 코로나 점화장치의 절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 밀폐형 접합을 제공하기 위하여 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가지는 전기 전도성 글라스 시일을 제공한다. 글라스 시일은 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 50.0 내지 90.0 중량 퍼센트(wt. %)인 적어도 하나의 글라스, 및 그 양이 10.0 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함한다. 글라스 시일은 또한 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 부피 퍼센트(vol. %)인 가스 충진된 포어들을 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 전기 전도성 구성요소를 둘러싸는 절연체를 포함하는 코로나 점화장치, 및 전기 전도성 구성요소와 절연체 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일을 제공한다. 전기 전도성 글라스 시일은 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 50.0 내지 90.0 중량 (wt. %)인 적어도 하나의 글라스, 및 그 양이 10.0 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함한다. 글라스 시일은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가진다. 글라스 시일은 또한 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 vol. %인 가스 충진된 포어들을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태는 코로나 점화장치의 절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 밀폐형 접합을 제공하기 위하여 코로나 점화장치를 위한 글라스 시일을 제조하는 방법을 제공한다. 방법은, 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 48.8 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트(glass frit), 그 양이 0.1 내지 3.0 wt. %인 바인더(binder), 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 팽창제(expansion agent), 및 그 양이 14.8 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자(electrically conductive metal particle)들을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계를 포함한다. 방법은, 글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계를 더 포함하며, 여기에서 글라스 시일은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가진다.
본 발명의 다른 양태는, 절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일을 포함하는 코로나 점화장치를 제조하는 방법을 제공한다. 방법은, 절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 혼합물을 배치시키는 단계를 포함하며, 여기에서 혼합물은 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 48.8 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트, 그 양이 0.1 내지 3.0 wt. %인 바인더, 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 팽창제, 및 그 양이 14.8 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 구비한다. 방법은 글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계를 추가로 포함하며, 여기에서 글라스 시일은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가진다.
전기 전도성 입자들은 글라스 시일의 화염처리 동안 형성되는 가스 충진된 포어들을 둘러싼다. 전기 전도성 입자들은, 코로나 점화장치가 내연 기관에 사용되면서 강한 자기장에 처해 있는 경우, 포어들을 가로지르는 전기장을 제거한다. 그러므로, 코로나 점화장치의 절연체를 통한 유전체 관통 및 유전체 파괴를 개시할 수도 있는 가스의 이온화는 제거된다.
본 발명의 다른 이점들은, 첨부의 도면들과 관련하여 생각해보면 다음에 오는 발명의 설명을 참조하여 더욱 잘 이해되는 바와 같이 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따르는 전기 전도성 글라스 시일을 포함하는 코로나 점화장치의 단면도이다.
도 2는 화염처리 단계 후 라인 A-A를 따라 절단된 도 1의 전기 전도성 글라스 시일의 도면으로서, 글라스, 전도성 금속 입자들 및 가스 충진된 포어들을 포함하고 있다.
도 2a는 도 2의 일 부분의 확대도이다.
본 발명의 일 양태는 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 중심 전극(24)과 같은 적어도 하나의 전기 전도성 구성요소와 절연체(26) 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일(22)을 포함하는 코로나 점화장치(20)를 제공한다. 글라스 시일(22)의 성분은, 중심 전극(24) 또는 코로나 점화장치(20)의 다른 전기 전도성 구성요소들이 내연 기관에서의 사용 동안 높은 라디오 주파수 전기장을 수용하는 경우, 유전체 파괴 및 그 결과 절연체(26)를 통한 유전체 관통의 가능성을 감소시킨다.
전기 전도성 글라스 시일(22)은 전기 전도성 입자들, 적어도 하나의 바인더, 팽창제 및 글라스 프리트들로 된 혼합물을 포함하는 파우더 혼합물로 형성된다. 예시적인 실시예에서, 글라스 시일(22)은 글라스 시일(22)의 총 중량에 기초하여 그 양이 10.0 내지 50.0 중량 퍼센트(wt. %), 그리고 바람직하게는 20.0 wt %인 전기 전도성 입자들을 포함한다. 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 통상적으로, 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 14.8 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 입자들을 포함한다.
전기 전도성 입자들은 단일의 재료 또는 상이한 재료들의 혼합물을 포함할 수 있다. 전기 전도성 입자들을 형성하는데 어떠한 전도성 금속도 사용될 수 있지만, 예시적인 실시예에서, 전기 전도성 입자들은 구리로 이루어져 있거나 본질적으로 이루어져 있다. 또한, 전기 전도성 입자들은 여러 가지 형태들을 구비할 수 있지만, 예시적인 실시예에서는 325 매쉬(mesh) 또는 45 미크론(micron) 미만의 입자 크기를 가지는 구리 플레이크(flake)들의 형태로 제공되어 있다. 전기 전도성 입자들은 글라스 시일(22)이 전기 전도성이 있게 한다. 일 예시적인 실시예에서, 글라스 시일(22)은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m, 또는 9 x 106 S/m 이상, 그리고 바람직하게는 30 x 106 S/m 이상의 범위에 있는 전기 전도율을 가진다.
상술된 바와 같이, 비 전도성 글라스 시일을 포함하는 비교대상 코로나 점화장치에서, 가스 버블들 또는 포어들은 이온화된 상태가 되고, 서비스 동안 코로나를 형성하는데, 이는 절연체의 유전체 이상을 초래할 수 있다. 그러나, 본 발명의 전기 전도성 글라스 시일(22)이 코로나 점화장치(20)에 사용되는 경우, 전기 전도성 입자들은 가스 버블들 또는 포어들을 둘러싸서, 높은 라디오 주파수 전압이 코로나 점화장치(20)에 적용되는 경우, 버블들 또는 포어들을 가로지르는 전기장을 제거한다. 전기 전도성 글라스 시일(22)의 버블들 또는 포어들을 따라 어떠한 코로나 방전(corona discharge)도 형성되지 않기 때문에, 절연체(26)를 통한 유전체 관통과 이온화 파괴를 위한 개시 메커니즘이 제거된다.
전기 전도성 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 또한 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 최대 3.0 wt. %인 적어도 하나의 바인더를 포함한다. 바인더들은, 글라스 시일(22)이 절연체(26)의 보어 속으로 도입되는 경우, 글라스 시일(22)의 구성요소들을 함께 접착하는데 도움이 된다. 바람직하게, 글라스 시일(22)은 무기질 바인더와 합성 또는 천연 유기질 바인더들로 된 혼합물을 포함한다. 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더가 화염처리 단계 동안 글라스 용융 온도까지 가열되는 경우, 바인더의 적어도 일 부분, 통상적으로 유기질 바인더는 연소해버려서, 화염처리된 글라스 시일(22)의 성분 중에 존재하지 않는다.
예시적인 실시예에서, 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 최대 2.0 wt. %, 또는 0.1 내지 2.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 1.0 wt. %인 무기질 바인더를 포함한다. 무기질 바인더는 단일의 재료 또는 상이한 재료들로 된 혼합물을 포함할 수 있다. 어떠한 타입의 무기질 바인더 재료도 글라스 시일(22)에 사용될 수 있지만, 통상적으로 무기질 바인더는 천연 또는 가공처리된 점토(engineered clay)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 무기질 바인더는 비검(Veegum®)이라는 이름 하에 판매되는 나트륨 벤토나이트 또는 마그네슘 알루미늄 실리케이트로 이루어져 있거나 본질적으로 이루어져 있다.
예시적인 실시예의 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 또한, 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 최대 2.0 wt. %, 또는 0.1 내지 2.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 0.65 wt. %인 합성 또는 천연 유기질 바인더를 포함한다. 합성 또는 천연 유기질 바인더는 단일의 재료 또는 상이한 재료들로 된 혼합물을 포함할 수 있다. 어떠한 타입의 합성 또는 천연 유기질 바인더 재료도 글라스 시일(22)에 사용될 수 있다. 그러나, 예시적인 실시예에서, 합성 또는 천연 유기질 바인더는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol; PEG) 및 말토덱스트린(maltodextrin) 또는 덱스트린(dextrin)으로 이루어져 있거나 본질적으로 이루어져 있다. 이 실시예에서, PEG는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 0.5 wt. %인 상태로 존재한다.
전기 전도성 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 또한 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 1.0 wt. %, 또는 0.1 내지 1.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 0.5 wt. %인 팽창제을 포함한다. 팽창제는 단일의 재료 또는 상이한 재료들로 된 혼합물을 포함할 수 있다. 어떠한 타입의 팽창제도 글라스 시일(22)에 사용될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 팽창제는 리튬 카보네이트로 이루어져 있거나 본질적으로 이루어져 있다. 팽창제의 적어도 일 부분은 화염처리 단계 동안 글라스 융융 온도까지 가열되는 경우 고체에서 기체로 변해서, 글라스 시일(22)이 팽창하게 한다.
전기 전도성 글라스 시일(22)의 밸런스(balance)는 통상적으로 글라스로 형성된다. 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 미세한 파우더형 글라스인 복수의 글라스 프리트들을 포함한다. 글라스 프리트들은, 글라스 시일(22)의 총 중량에 기초하여 그 양이 50.0 내지 90.0 wt. %, 또는 50.0 내지 86.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 80.0 wt. %인 글라스를 화염처리된 글라스 시일이 포함하게 하는 양으로 존재한다. 예시적인 실시예에서, 글라스 프리트들은 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 48.8 내지 90.0 wt. %, 또는 50.0 내지 84.8 wt. %, 또는 50.0 내지 86.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 80.0 wt. %인 상태로 존재한다. 일 실시예에서, 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 글라스 프리트들의 양은, 글라스 프리트들과 전기 전도성 입자들 사이의 비율이 약 4 대 1이 되도록 선정된다.
글라스 프리트들은 그라운드 글라스(ground glass)를 구비하고, 단일의 재료로 화학적으로 조합되어 있거나 단일의 재료에 녹아 있는 다수의 화학적 요소들을 포함하고 있을 수 있다. 당해 기술분야에 알려져 있는 어떠한 타입의 글라스 프리트들도 사용될 수 있다.
일부 경우들에서, 단 하나의 타입의 글라스가 사용되지만, 다른 경우들에서 몇몇 상이한 타입들의 글라스가 사용된다. 글라스 시일(22)은 단일의 글라스 프리트, 또는 상이한 화학적 성분들을 갖는 다수의 그라스 프리트들로 조성될 수 있고, 상이한 특성들이 함께 블렌딩될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 다수의 글라스 프리트들이 사용된다. 글라스 프리트들의 전체적인 성분은 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여 그 양이 35 내지 40 wt. %, 그리고 바람직하게는 38.6 wt. %인 실리카(SiO2)를 포함한다. 글라스 프리트들은 또한, 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여, 그 양이 20 내지 28 wt. %, 그리고 바람직하게는 26.9 wt. %인 산화 붕소(B2O3); 그 양이 10 내지 15 wt. %, 그리고 바람직하게는 11.7 wt. %인 산화 알루미늄(Al2O3); 그 양이 10.0 내지 15.0 wt. %, 바람직하게는 6.0 내지 8.0 wt. %, 그리고 더욱 바람직하게는 7.3 wt. %인 산화 비스무트(Bi2O3); 및 그 양이 3.0 내지 5.0 wt. %, 그리고 바람직하게는 4.8 wt. %인 산화 아연(ZnO);을 포함한다. 글라스 프리트들은 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 2.0 내지 6.0 wt. %인 리튬(Li), 나트륨(Na), 및 칼륨(K)의 산화물들과 같은 알칼리 금속 산화물들을 더 포함한다. 예시적인 실시예에서, 글라스 프리트들은 그 총 양이 4.7 wt. %인 알칼리 금속 산화물들을 포함하며, 여기에서 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여 산화 리튬은 1.5 wt. %이고, 산화 나트륨은 3.1 wt. %이다. 글라스 프리트들은 또한 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 3.0 내지 7.0 wt. %인 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr) 및 바륨(Ba)의 산화물들과 같은 알칼리 토금속 산화물들을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 글라스 프리트들은 그 총 양이 5.9 wt. %인 알칼리 토금속 산화물들을 포함하며, 여기에서 산화 스트론튬은 적어도 2.95 wt. %이고, 산화 마그네슘은 약 1.9 wt. % 이다. 그러나, 다른 양의 알칼리 금속 산화물과 알칼리 토금속 산화물이 사용될 수도 있다는 점을 유의한다. 글라스 프리트들과 전체적인 글라스 시일(22)은 적은 양의 다른 구성요소들 및/또는 불순물들을 포함할 수도 있다.
표 1에는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 중량 퍼센트(wt. %)로 되어 있는 본 발명에 따르는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 3개의 예시 파우더 성분들이 제공되어 있다.
구성요소
 예시 A 예시 B 예시 C
글라스 프리트
 77.85 81.65 85.45
구리 플레이크
 20 16 12
나트륨 벤토나이트
 1 1.2 1.4
리튬 카보네이트
 0.5 0.5 0.5
폴리에틸렌 글리콜
 0.15 0.15 0.15
덱스트린
 0.5 0.5 0.5
표 2에는 글라스 프리트 성분의 총 중량에 기초하여 중량 퍼센트(wt. %)로 되어 있는 본 발명에 따르는 예시적인 글라스 프리트 성분들이 제공되어 있다.
구성요소 전체적인
범위		 예시
범위 1 		예시 1 예시
범위 2		 예시 2
이산화 규소
 22 - 40 35 - 40 38.6 22 - 28 25.1
산화 붕소
 20 - 28 20 -28 26.9 21 - 27 24.2
알루미나
 10 - 22 10 - 15 11.7 16 - 22 18.4
산화 비스무트
 5 - 15 5 - 10 7.3 10 - 15 12.5
산화 아연
 3 - 10 3 - 5 4.8 5 - 10 8.1
알칼리 금속
산화물
 2 - 6 2 - 6 4.7 2 - 5 2.8
알칼리 토금속
산화물
 3 - 12 3 - 7 5.9 6 - 12 9.0
표 2의 예시적인 성분들에서, 알칼리 금속 산화물들은 산화 리튬, 산화 나트륨 및 산화 칼륨을 구비하는 하나 이상의 그룹을 포함한다. 일 예시에서, 알칼리 금속 산화물들 중 대략 3분의 1은 산화 리튬이고, 대략 3분의 2는 산화 나트륨이다. 그러나, 알칼리 금속 산화물들의 임의의 비율이 사용될 수 있다. 예시적인 성분의 알칼리 토금속 산화물들은 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 스트론튬 및 산화 바륨을 구비하는 하나 이상의 그룹을 포함한다. 일 예시에서, 알칼리 토금속 산화물들 중 2분의 1 이상은 산화 스트론튬이고, 대략 3분의 1은 산화 마그네슘이다. 그러나, 알칼리 토금속 산화물들의 임의의 비율이 사용될 수 있다. 그러나, 당해 기술분야에서의 통상의 기술자는, 다른 타입들의 알칼리 금속들과 알칼리 토금속들이 열거된 것들에 추가하거나 이를 대신하여 사용될 수 있다는 점을 알 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 글라스 시일(22)은 글라스 프리트들, 전기 전도성 입자들, 팽창제, 및 유기질 바인더가 아닌 무기질 바인더로 된 혼합물로부터 형성된다. 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 글라스 프리트들은 글라스 시일(22)의 총 중량에 기초하여 그 양이 72.0 내지 90.0 wt. %인 글라스를 화염처리된 글라스 시일(22)이 포함하게 하는 양으로 존재한다. 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더는 통상적으로, 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 그 양이 72.0 내지 90.0 wt. %인 글라스 프리트들, 그 양이 10.0 내지 25.0 wt. %인 전기 전도성 입자들, 그 양이 1.0 내지 5.0 wt. %인 무기질 바인더, 및 그 양이 0.10 내지 0.50 wt. %인 팽창제를 포함한다. 바람직하게, 전기 전도성 입자들은 구리 플레이크들이고, 무기질 바인더는 벤토나이트이고, 팽창제는 칼슘 카보네이트이다.
표 3에는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 파우더의 총 중량에 기초하여 중량 퍼센트(wt. %)로 되어 있는 대체 실시예에 따르는 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 예시 파우더 성분이 제공되어 있다.
구성요소
 양
글라스 프리트
 76.5
구리 플레이크
 20.0
벤토나이트
 3.0
칼슘 카보네이트
 0.5
표 4에는 글라스 프리트 성분의 총 중량에 기초하여 중량 퍼센트(wt. %)로 되어 있는 바람직하게 표 3의 파우더 성분에 사용되는 다른 예시적인 글라스 프리트 성분이 제공되어 있다. 표 4에 열거되어 있는 다른 산화물들은 임의의 타입의 산화물을 포함할 수 있다.
구성요소 전체적인
범위		 예시
양
이산화 규소
 60 - 70 64.6
산화 붕소
 17 - 25 22.2
산화 알루미늄
 4 - 10 5.2
알칼리 금속
산화물
 3 - 10 7.7
알칼리 토금속
산화물
 0 - 5 0.3
표 4의 예시적인 성분들에서, 알칼리 금속 산화물들은 산화 리튬, 산화 나트륨 및 산화 칼륨을 구비하는 하나 이상의 그룹을 포함한다. 예시적인 성분의 알칼리 토금속 산화물들은 산화 마그네슘, 산화 칼슘, 산화 스트론튬 및 산화 바륨을 구비하는 하나 이상의 그룹을 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 글라스 프리트들은 글라스 프리트들의 총 중량에 기초하여 그 양이 3.3 내지 4.3 wt. %인 산화 나트륨(Na2O), 그 양이 3.4 내지 4.4 wt. %인 산화 칼륨(K2O), 그 양이 0.2 내지 0.4 wt. %인 산화 마그네슘과 산화 칼슘의 조합(MgO + CaO), 및 그 총 양이 0.0 내지 0.1 wt. %인 다른 산화물들을 포함한다. 그러나, 당해 기술분야에서의 통상의 기술자는, 다른 양들과 다른 타입들의 알칼리 금속 산화물들과 알칼리 토금속 산화물들이 열거된 것들에 추가하거나 이를 대신하여 사용될 수 있다는 점을 알 수 있다.
전기 전도성 글라스 시일(22)을 형성하는데 사용되는 전기 전도성 파우더는 당해 기술분야에 알려져 있는 임의의 방법을 포함하여 여러 가지 상이한 방법들을 이용하여 준비될 수 있다. 통상적으로, 방법은, 전기 전도성 입자들, 바인더, 팽창제 및 글라스 프리트들을 획득하는 단계, 및 이러한 성분들을 함께 혼합하는 단계를 포함한다. 구성요소들이 함께 혼합되면, 전기 전도성 재료는 절연체(26)의 보어 안에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 전기 전도성 재료를 절연체(26) 안에 배치시키는 단계에 앞서, 재료는 건조 혼합단계(dry mixing)에 의해 함께 혼합된다. 이를 대신하여, 재료는 슬러리를 형성하도록 습윤 그라인딩되거나(wet ground) 물과 혼합될 수 있고, 이후 복수의 과립형 입자들 또는 파우더를 형성하도록 건조된 상태로 분무될 수 있다. 분무 건조(spray drying) 단계는 슬러리를 가열된 분무 건조기 안에 배치시키는 단계를 포함하며, 여기에서 슬러리는 가열된 분무 건조기 안에서 빛나는 물과 방울들을 형성하되 작은 구형 과립상 입자들을 남겨둔다. 그러나, 전기 전도성 재료를 입자상 또는 파우더 형태로 제공하기 위해서 다른 방법들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 건조 파우더들은, 순차적으로 건조되거나 부분적으로 건조될 수 있는 과립상 입자들로 파우더 혼합물이 뭉치게 하도록 순차적으로 추가되는 적은 양의 물과 믹서 또는 블랜더에서 건조 혼합될 수 있다. 과립들 또는 파우더는 다루기가 비교적 용이하고 적은 먼지를 생성하고, 용이하게 다져지고, 또는 이와 달리 중심 전극(24) 둘레에서 또는 원한다면 다른 전기 전도성 구성요소들 둘레에서 절연체(26)의 보어 안에 배치될 수 있다.
전기 전도성 재료, 통상적으로는 파우더가 절연체(26)의 보어 안에 배치되면, 절연체(26), 중심 전극(24) 및 전기 전도성 재료는 당해 기술분야에 알려져 있는 임의의 방법에 따라 로 안에서 함께 화염처리된다. 화염처리 단계 동안, 전기 전도성 재료의 구성요소들은 중심 전극(24) 둘레에서 절연체(26)의 보어의 적어도 일 부분을 충진하도록 용융하면서 팽창해서, 중심 전극(24)과 절연체(26) 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일(22)을 형성한다. 화염처리 온도는 전기 전도성 재료의 성분에 따라, 특히 글라스 프리트들의 성분들에 따라 달라지지만, 통상적으로는 600 내지 1000℃의 범위에 있다. 예를 들어, 글라스 프리트들이 표 2의 제 1 예시 성분을 구비하는 경우에는 화염처리 온도가 750 내지 800℃의 범위에 있고, 글라스 프리트들이 표 2의 제 2 예시 성분을 구비하는 경우에는 화염처리 온도가 650 내지 700℃의 범위에 있다. 각각의 경우에서, 화염처리 온도는 코로나 점화장치(20)의 작동 동안 글라스 시일(22)의 최대 온도보다 더 높다.
나아가, 팽창제의 적어도 일 부분은 고체에서 기체로 변하고, 화염처리 단계 동안 재료 안에 버블들을 발생시키는데, 이는 재료가 팽창하게 한다. 전기 전도성 글라스 시일(22)가 차지하는 보어의 부피와 재료의 부피의 증가는 달라질 수 있다. 가스 충진된 버블들은, 화염처리 단계 후 그리고 글라스 시일(22)이 실온까지 냉각되는 경우 전기 전도성 글라스 시일(22) 안에 남아있는 가스 충진된 포어들을 초래한다. 가스 충진된 포어들은 코로나 점화장치(20)가 내연 기관에 사용되는 경우 글라스 시일(22) 안에 남아있다. 통상적으로, 화염처리된 글라스 시일(22)은 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 vol. %, 그리고 바람직하게는 35.0 내지 45.0 vol. %인 복수의 가스 충진된 포어들을 포함한다. 전기 전도성 입자들은 가스 충진된 포어들에 의해 유발될 수도 있는 고장의 가능성을 예방한다. 연소해버린 바인더와 팽창제의 질량의 변화 이외에, 성분은 화염처리 단계 동안 실질적으로 변하지 않고, 화염처리된 글라스 시일(22)은 시작하는 파우더와 실질적으로 동일한 성분을 가진다.
도 2과 도 2a에는 화염처리 단계 후 글라스(21), 전기 전도성 금속 입자(23)들 및 가스 충진된 포어(25)들을 포함하는 도 1의 전기 전도성 글라스 시일(22)이 도시되어 있다. 포어(25)들은 대략적으로 구형 형상을 가지고, 글라스(21) 안에 분포되어 있는 금속 입자(23)들을 구비하는 매트릭스(27)에 의해 서로로부터 이격되어 있다. 금속 입자(23)들은 그들 사이에서 충분한 전기적 접촉으로 분포되어 있어서, 글라스 시일(22)은 전기 전도성이 있다. 포어(25)들은 서로 가까이에 있더라도, 그들 사이에 가스의 이송, 결과적으로는 글라스 시일(22)을 통한 가스의 이송이 없도록 서로로부터 떨어져 있다.
도면 1에 나타나 있는 바와 같이, 전기 전도성 글라스 시일(22)은 통상적으로 중심 전극(24)의 단자 단부(28)를 둘러싸고, 또한 단자(30)의 일 부분도 둘러싼다. 그러나, 글라스 시일(22)은 리지스터나 스프링과 같은 절연체의 보어 안에 배치되어 있는 다른 전기 전도성 구성요소들을 둘러쌀 수도 있다.
본 발명의 전기 전도성 글라스 시일(22)을 포함하는 코로나 점화장치(20)는, 이에 제한되는 것은 아니지만 도 1에 나타나 있는 설계들을 포함하여 여러 가지 상이한 설계들을 가질 수 있다. 도 1의 예시적인 실시예에서, 중심 전극(24)은 단자(30) 밑에서 절연체(26)의 보어 안에 배치되어 있고, 단자(30)는 중심 전극(24)의 단자 단부(28)에 맞닿아 있다. 중심 전극(24)은 니켈이나 니켈 합금과 같은 전기 전도성 재료로 형성된다. 중심 전극(24)은 단자 단부(28)로부터 발화 단부(32) 쪽으로 중심 축(A)을 따라 뻗어 있는 길이(L)를 가지며, 여기에서 중심 전극(24)의 대부분의 길이(L)는 절연체(26)에 의해 둘러싸여져 있다. 중심 전극(24)의 단자 단부(28)는 절연체(26)의 감소되는 직경에 의한 미리 정해진 축방향 포지션으로 지지되면서 유지되어 있다. 또한 예시적인 실시예에서, 중심 전극(24)은 발화 단부(32)에 있는 발화 팁(34)을 포함한다. 발화 팁(34)은 전기장을 방출하기 위하여 그리고 내연 기관에서의 코로나 점화장치(20)의 사용 동안 코로나 방전을 제공하기 위하여 중심 축(A)으로부터 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 각각 뻗어 있는 복수의 가지부(branch)들을 가진다.
도 1의 절연체(26)는 절연체 상측 단부(38)로부터 절연체 코형상 단부(40) 쪽으로 중심 축(A)을 따라 길이방향으로 뻗어 있다. 절연체(26)는 절연 재료, 통상적으로는 알루미나와 같은 세라믹으로 형성되어 있다. 절연체(26)는 또한, 중심 전극(24), 단자(30) 및 가능성있는 다른 전기 전도성 구성요소들을 수용하기 위하여 절연체 상측 단부(38)로부터 절연체 코형상 단부(40) 쪽으로 길이방향으로 뻗어 있는 보어를 둘러싸는 절연체 내측 표면(42)이 있다. 중심 전극(24)의 발화 팁(34)은 절연체 코형상 단부(40)를 지나 길이방향으로 배치되어 있다. 절연체 내측 표면(42)은 중심 축(A)에 대해 수직하면서 가로질러 뻗어 있는 절연체 내경(Di)이 있다. 절연체 내경(Di)은 통상적으로, 중심 전극(24)의 일 부분을 지지하면서 중심 전극(24)을 미리 정해진 축방향 포지션으로 유지하기 위하여 절연체 코형상 단부(40)를 향하여 움직이는 절연체(26)의 일 부분을 따라 감소한다.
예시적인 실시예의 절연체(26)는 또한, 중심 축(A)에 대해 수직하면서 가로질러 뻗어 있는 절연체 외경(Do)을 가지는 절연체 외측 표면(44)이 있다. 절연체 외측 표면(44)은 절연체 상측 단부(38)로부터 절연체 코형상 단부(40) 쪽으로 길이방향으로 뻗어 있다. 예시적인 실시예에서, 절연체 외경(Do)은 절연체 코형상 구역(46)이 있는 절연체 코형상 단부(40)를 향하여 움직이는 절연체 코형상 단부(40)에 인접한 절연체(26)의 일 부분을 따라 감소한다. 절연체 외경(Do)은 또한, 절연체 하측 숄더(48)가 있는 대략적으로 절연체(26)의 중간에서 절연체 코형상 구역(46)으로부터 이격되어 있는 위치에서 절연체 코형상 단부(40)를 향하여 움직이는 방향으로 감소한다. 절연체 외경(Do)은 또한, 절연체 상측 숄더(50)가 있는 절연체 하측 숄더(48)로부터 이격되어 있는 위치에서 절연체 상측 단부(38)를 향하여 움직이는 절연체(26)의 일 부분을 따라 감소한다.
코로나 점화장치(20)는 또한 통상적으로 절연체(26)의 일 부분을 둘러싸면서 금속으로 형성되어 있는 셸(52)을 포함한다. 셸(52)은 통상적으로 내연 기관의 실린더 블록(미도시)에 절연체(26)를 결합시키는데 사용된다. 셸(52)은 셸 상측 단부(54)로부터 셸 하측 단부(56) 쪽으로 중심 축(A)을 따라 뻗어 있다. 셸 상측 단부(54)는 절연체 상측 숄더(50)와 절연체 상측 단부(38) 사이에 배치되어 있고, 절연체(26)에 맞닿아 있다. 셸 하측 단부(56)는 절연체 코형상 구역(46)에 인접하여 배치되어 있어서, 절연체 코형상 구역(46)의 적어도 일 부분은 셸 하측 단부(56)의 축방향으로 바깥쪽을 향하여 뻗어 있다.
명백하게도, 본 발명의 많은 수정과 변형이 상기 교시사항들의 관점에서 가능성이 있고, 다음에 오는 청구범위의 사상의 범위 내에 있으면서 특별히 기술되어 있는 바와 달리 실시될 수도 있다.

Claims (27)

  1. 코로나 점화장치를 위한 전기 전도성 글라스 시일로서, 상기 전기 전도성 글라스 시일은:
    상기 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 50.0 내지 90.0 중량 (wt. %)인 적어도 하나의 글라스;
    상기 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 양이 10.0 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들;
    을 구비하고,
    상기 글라스 시일은 상기 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 부피 퍼센트(vol. %)인 가스 충진된 포어들을 포함하고, 그리고
    상기 글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 글라스는 실리카(SiO2), 산화 붕소(B2O3), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 비스무트(Bi2O3) 및 산화 아연(ZnO)을 포함하고, 그리고
    상기 전기 전도성 입자들은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 글라스는 상기 글라스의 총 중량에 기초하여 그 양이 35.0 내지 40.0 wt. %인 실리카(SiO2), 그 양이 20.0 내지 28.0 wt. %인 산화 붕소(B2O3), 그 양이 10.0 내지 15.0 wt. %인 산화 알루미늄(Al2O3), 그 양이 10.0 내지 15.0 wt. %인 산화 비스무트(Bi2O3) 및 그 양이 3.0 내지 5.0 wt. %인 산화 아연(ZnO)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 글라스는 상기 글라스의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 2.0 내지 6.0 wt. %인 알칼리 금속 산화물들 및 그 총 양이 3.0 내지 7.0 wt. %인 알칼리 토금속 산화물들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 충진된 포어들은 상기 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 35.0 내지 45.0 vol. %인 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 충진된 포어들은 상기 글라스와 상기 전기 전도성 입자들에 의해 서로로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 금속 입자들은 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 금속 입자들은 구리로 된 플레이크들을 포함하고, 45 미크론 미만의 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  9. 제 1 항에 있어서,
    글라스 시일은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 글라스 시일은 30 x 106 S/m 이상의 전기 전도율을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  11. 전기 전도성 구성요소;
    상기 전기 전도성 구성요소를 둘러싸는 절연체;
    상기 전기 전도성 구성요소와 상기 절연체 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일;
    을 구비하는 코로나 점화장치로서,
    상기 전기 전도성 글라스 시일은 상기 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 50.0 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스, 및 그 양이 10.0 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함하고,
    글라스 시일은 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 vol. %인 가스 충진된 포어들을 포함하고, 그리고
    상기 글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 코로나 점화장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 충진된 포어들은 상기 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 35.0 내지 45.0 vol. %인 상태로 존재하고, 그리고
    상기 가스 충진된 포어들은 상기 글라스와 상기 전기 전도성 입자들에 의해 서로로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 코로나 점화장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 글라스 시일은 9 x 106 S/m 내지 65 x 106 S/m의 범위에 있는 전기 전도율을 가지는 것을 특징으로 하는 코로나 점화장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성요소는 상기 절연체에 의해 둘러싸여져 있는 중심 전극, 및 상기 중심 전극의 단부에 있는 발화 팁을 포함하고,
    상기 발화 팁은 중심 축으로부터 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 각각 뻗어 있는 복수의 가지부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 코로나 점화장치.
  15. 코로나 점화장치를 위한 글라스 시일을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 48.8 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트, 그 양이 0.1 내지 3.0 wt. %인 바인더, 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 팽창제, 및 그 양이 14.8 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계; 및
    글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계;
    를 구비하고,
    글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    팽창제는 화염처리 단계 동안 기체로 변해서, 기체로 충진된 복수의 포어들을 제공하고, 그리고
    포어들은 글라스 시일이 실온으로 냉각된 후 전기 전도성 입자들과 글라스에 의해 서로로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    혼합물의 바인더는 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 양이 0.1 내지 2.0 wt. %인 무기질 바인더 및 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 유기질 바인더를 포함하고, 그리고
    바인더의 적어도 일 부분은 화염처리 단계 동안 연소해버리는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 코로나 점화장치를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 혼합물을 배치시키는 단계로서, 혼합물은 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 48.8 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트, 그 양이 0.1 내지 3.0 wt. %인 바인더, 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 팽창제, 및 그 양이 14.8 내지 50.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 구비하는, 단계; 및
    글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계;
    를 구비하고,
    글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    글라스 시일은 화염처리 단계 후 전기 전도성 구성요소와 절연체 사이에 밀폐형 접합을 제공하고,
    팽창제는 화염처리 단계 동안 기체로 변해서, 기체로 충진된 복수의 포어들을 제공하고,
    포어들은 글라스 시일이 실온으로 냉각된 후 전기 전도성 입자들과 글라스에 의해 서로로부터 이격되어 있고,
    혼합물의 바인더는 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 양이 0.1 내지 2.0 wt. %인 무기질 바인더 및 그 양이 0.1 내지 1.0 wt. %인 유기질 바인더를 포함하고, 그리고
    바인더의 적어도 일 부분은 화염처리 단계 동안 연소해버리는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    전기 전도성 구성요소의 둘레에 절연체를 배치시키는 단계로서, 전기 전도성 구성요소는 절연체에 의해 둘러싸여져 있는 중심 전극, 및 상기 중심 전극의 단부에 있는 발화 팁을 포함하고, 발화 팁은 중심 축으로부터 반경방향으로 바깥쪽을 향하여 각각 뻗어 있는 복수의 가지부들을 포함하는, 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 코로나 점화장치를 위한 전기 전도성 글라스 시일로서, 상기 전기 전도성 글라스 시일은:
    상기 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 72.0 내지 82.0 중량 (wt. %)인 적어도 하나의 글라스;
    상기 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 양이 10.0 내지 25.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들;
    을 구비하고,
    상기 글라스 시일은 상기 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 부피 퍼센트(vol. %)인 가스 충진된 포어들을 포함하고, 그리고
    상기 글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 금속 입자들은 구리로 된 플레이크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 글라스는 상기 글라스의 총 중량에 기초하여 그 양이 60.0 내지 70.0 wt. %인 실리카(SiO2), 그 양이 17.0 내지 25.0 wt. %인 산화 붕소(B2O3), 그 양이 4.0 내지 10.0 wt. %인 산화 알루미늄(Al2O3), 그 양이 3.0 내지 10.0 wt. %인 알칼리 금속 산화물들, 및 그 양이 0.0 내지 5.0 wt. %인 알칼리 토금속 산화물들을 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전기 전도성 글라스 시일.
  24. 전기 전도성 구성요소;
    상기 전기 전도성 구성요소를 둘러싸는 절연체;
    상기 전기 전도성 구성요소와 상기 절연체 사이에 밀폐형 접합을 제공하는 전기 전도성 글라스 시일;
    을 구비하는 코로나 점화장치로서,
    상기 전기 전도성 글라스 시일은 글라스 시일의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 72.0 내지 82.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스, 및 그 양이 10.0 내지 25.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함하고,
    글라스 시일은 글라스 시일의 총 부피에 기초하여 그 양이 25.0 내지 75.0 vol. %인 가스 충진된 포어들을 포함하고, 그리고
    글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 코로나 점화장치.
  25. 코로나 점화장치를 위한 글라스 시일을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 72.0 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트, 그 양이 1.0 내지 5.0 wt. %인 무기질 바인더, 그 양이 0.1 내지 0.5 wt. %인 팽창제, 및 그 양이 10.0 내지 25.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 포함하는 혼합물을 제공하는 단계; 및
    글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계;
    를 구비하고,
    글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    무기질 바인더는 벤토나이트를 포함하고,
    팽창제는 칼슘 카보네이트를 포함하고, 그리고
    전기 전도성 금속 입자들은 구리로 된 플레이크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 코로나 점화장치를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    절연체와 전기 전도성 구성요소 사이에 혼합물을 배치시키는 단계로서, 혼합물은 혼합물의 총 중량에 기초하여 그 총 양이 72.0 내지 90.0 wt. %인 적어도 하나의 글라스 프리트, 그 양이 1.0 내지 5.0 wt. %인 무기질 바인더, 그 양이 0.1 내지 0.5 wt. %인 팽창제, 및 그 양이 10.0 내지 25.0 wt. %인 전기 전도성 금속 입자들을 구비하는, 단계; 및
    글라스 시일을 형성하도록 혼합물을 화염처리하는 단계;
    를 구비하고,
    글라스 시일은 전기 전도성이 있는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020197005922A 2016-08-01 2017-08-01 개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치 KR20190039418A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/225,341 US9685767B2 (en) 2014-08-10 2016-08-01 Corona ignition device with improved seal
US15/225,341 2016-08-01
PCT/US2017/044904 WO2018026817A1 (en) 2016-08-01 2017-08-01 Corona ignition device with improved seal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190039418A true KR20190039418A (ko) 2019-04-11

Family

ID=59656187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197005922A KR20190039418A (ko) 2016-08-01 2017-08-01 개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP3490949A1 (ko)
JP (1) JP2019528224A (ko)
KR (1) KR20190039418A (ko)
CN (1) CN109803935A (ko)
WO (1) WO2018026817A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114414643A (zh) * 2022-01-10 2022-04-29 中国原子能科学研究院 氧传感器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342553A (en) * 1980-10-01 1982-08-03 General Electric Company Glass to nickel-iron alloy seal
JP3813708B2 (ja) * 1996-09-12 2006-08-23 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの製造方法
BR9902148A (pt) * 1998-05-22 1999-12-28 Ngk Spark Plug Co Vela de ignição e seu método de fabricação.
JP4474724B2 (ja) * 1999-05-24 2010-06-09 株式会社デンソー 無鉛釉薬及びスパークプラグ
DE10016416A1 (de) * 2000-04-01 2001-10-18 Bosch Gmbh Robert Glaskeramik, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Glaskeramik
JP3559252B2 (ja) * 2001-05-02 2004-08-25 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの製造方法
US7858547B2 (en) * 2003-11-12 2010-12-28 Federal-Mogul World Wide, Inc. Ceramic with improved high temperature electrical properties for use as a spark plug insulator
US8614542B2 (en) * 2006-12-18 2013-12-24 Federal-Mogul Ignition Company Alumina ceramic for spark plug insulator
US9407069B2 (en) * 2014-08-10 2016-08-02 Federal-Mogul Ignition Company Spark plug with improved seal
JP6649359B2 (ja) * 2014-08-10 2020-02-19 フェデラル−モーグル・イグニション・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーＦｅｄｅｒａｌ−Ｍｏｇｕｌ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｌｌｃ 改良されたシールを有するコロナ点火装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018026817A1 (en) 2018-02-08
EP3490949A1 (en) 2019-06-05
JP2019528224A (ja) 2019-10-10
CN109803935A (zh) 2019-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9407069B2 (en) Spark plug with improved seal
EP3178138B1 (en) Corona ignition device with improved seal
JP2017525117A5 (ko)
JP2017524867A5 (ko)
CN101507066B (zh) 火花塞
KR20190035814A (ko) 개선된 시일을 가지는 스파크 플러그
KR100859068B1 (ko) 스파크 플러그
US9685767B2 (en) Corona ignition device with improved seal
KR20190039418A (ko) 개선된 시일을 가지는 코로나 점화 장치
CN101567237A (zh) 特超高强度户外棒形支柱瓷绝缘子
US9893495B2 (en) Spark plug with improved seal
US9653888B2 (en) Spark plug
DK1524251T3 (en) Process for manufacturing a semi-conductive ceramic, semiconducting ceramic and spark plugs using this ceramic