KR20220092181A - 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템 - Google Patents

Abstract

점화 플러그를 포함하는 점화 시스템에 있어서, 상기 점화 플러그로 전원을 제공하며, 상기 점화 플러그의 작동 상태에 따라 상기 점화 플러그를 제어하도록 마련되는 점화 장치; 및 상기 점화 장치와 연결되어 적어도 1회 이상의 스파크 발생이 진행되는 점화 플러그;를 포함하고, 상기 점화 장치는, 교류 전원을 입력받아, 상기 점화 플러그를 작동시키기 위한 방전전압을 발생하도록 마련되는 방전전압 발생부; 및 상기 점화 플러그로부터 출력되는 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전류의 방전 횟수를 감지하는 고전압 전류 피크 감시부와, 상기 점화 플러그로부터 출력될 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전압의 방전 횟수를 감지하는 고전압 레벨 감시부로 구성되는 지능부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템{A Ignition system with more durable spark plugs}

본 발명은 점화 시스템에 관한 것으로, 점화 플러그가 결합된 상태에서의 스파크 정상 발생 상태를 확인할 수 있으면서, 마이컴을 구비한 방전전압 발생부에서 자체 점검을 수행할 수 있으면서, 내구성이 보다 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템에 관한 것이다.

화력 발전소는 석탄, 중유, 천연가스 등을 태워 얻은 열로 고온고압의 증기를 만들고, 증기 터빈을 회전시켜 발전기를 가동시켜 전기를 생산한다. 따라서 화력발전소에는 보통 대형 보일러 및 가스터빈이 설치되며, 보일러 및 가스터빈에는 천연가스, 경유 등을 점화시키기 위한 점화장치가 구비된다.

이러한 점화장치는 연료의 종류 및 성분에 따라 그 방전 횟수를 설계에 반영하여 제작, 사용해야 하며, 그렇지 않을 경우 점화 불량이 발생할 가능성이 높다. 또한 점화장치 고장, 파손 등으로 인해 점화 불량이 발생하면 해당 장비의 구동실패로 인한 전력 공급 차질이 발생하며, 계통 운영의 예측을 어렵게 만들 수 있다.

따라서 종래에 점화장치의 스파크 정상 동작을 확인하기 위한 방법으로는, 점화장치를 노외로 취외 후 외부에서 스파크 동작을 확인하여야 하였으며, 또한 휴대용 테스트기를 이용하거나 별도의 테스트 장소에서 점화장치를 테스트하여야 했다. 그러나 이러한 종래 방식은 고압 스파크로 인한 안전사고의 위험에 노출될 뿐만 아니라 취외 및 취부 작업으로 인한 별도 인력동원이 수반되며, 또한 스파크 동작 확인을 위한 많은 작업시간이 소요되어 연소기 점화에서부터 계통 연결까지 지연되는 문제점이 존재하였다. 또한 다양한 연료의 사용에 따라 방전 횟수의 적절한 변경이 요구되나, 종래에는 단순히 점화 장치의 성능을 높여 점화 실패를 방지하는 것에 그쳤다는 문제점이 존재하였다.

한편, 상술한 점화장치와 연결되어 스파크를 발생시키는 점화 플러그는 스파크 발생영역에 위치하는 (+)전극 부분의 면적 및/또는 부피(또는 크기)와, (-)전극 부분의 면적 및 부피(또는 크기)가 작아 점화 플러그의 전체 수명이 매우 짧다는 문제점을 가지고 있었다.

게다가, 스파크 발생으로 인한 대향하는 (+)전극 부분과 (-)전극 부분의 소모속도는 고온의 가스터빈 내에서 보다 더 신속하게 진행되므로, 종래기술에 따른 점화 플러그는 전체 수명이 매우 짧을 수 밖에 없는 문제점을 가지고 있었다.

KR 10-2123573호(2020.06.10) "점화 장치 상태 감시 시스템"

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

점화 플러그를 포함하는 점화 시스템에 있어서, 상기 점화 플러그로 전원을 제공하며, 상기 점화 플러그의 작동 상태에 따라 상기 점화 플러그를 제어하도록 마련되는 점화 장치; 및 상기 점화 장치와 연결되어 적어도 1회 이상의 스파크 발생이 진행되는 점화 플러그;를 포함하고, 상기 점화 장치는, 교류 전원을 입력받아, 상기 점화 플러그를 작동시키기 위한 방전전압을 발생하도록 마련되는 방전전압 발생부; 및 상기 점화 플러그로부터 출력되는 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전류의 방전 횟수를 감지하는 고전압 전류 피크 감시부와, 상기 점화 플러그로부터 출력될 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전압의 방전 횟수를 감지하는 고전압 레벨 감시부로 구성되는 지능부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 제 1 직류 전압을 생성하는 직류(DC) 전압 동작부; 상기 직류 전압 동작부로부터 인가되는 상기 제 1 직류 전압을 턴-온(turn-on)하여 제 2 직류 전압으로 승압하기 위해 후단으로 에너지를 전달하고, 소정의 횟수 이상 스파크가 발생하지 않는 경우를 포함하는 점화 플러그의 이상 징후를 감지한 후, 상기 점화 플러그의 이상 징후에 대한 제 1 제어 신호를 생성하는 승압 스파크 동작부; 상기 승압 스파크 동작부로부터 수신한 상기 제 1 제어 신호에 기초하여 상기 점화 플러그에 이상이 있다고 판단되는 경우에, 상기 제 2차전원 동작부를 오프(off)시키는 제 2 제어 신호를 생성하는 마이컴; 및 상기 제 2 제어신호를 수신하여 상기 제 2차전원 동작부의 동작을 정지시켜 상기 점화 플러그의 작동을 제어하는 전원동작 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 방전전압 발생부는, 외부 기기로부터 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경할 수 있는 프로그램을 포함하는 방전 설정 정보를 수신하기 위한 인터페이스부;를 더 포함하고, 상기 마이컴은, 상기 인터페이스부에 수신된 정보를 적용하여 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하도록 상기 전원동작 제어부측으로 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 마이컴은, 상기 방전 설정 정보를 적어도 하나 이상 저장할 수 있도록 마련되며, 기저장된 상태에 있는 기저장 방전 설정 정보가 존재하면서, 새로운 방전 설정 정보의 수신이 진행되지 않는 경우, 상기 기저장 방전 설정 정보를 로드하여 상기 전원동작 제어부 측으로 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하는 신호를 전송할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 방전전압 발생부는, 상기 턴-온(turn-on)된 제 1 직류 전압을 상기 제 2 직류 전압으로 승압하는 제 2 직류 전압 승압부; 및 상기 DC 전압 승압부로부터 인가되는 전압 중 불규칙한 피크를 감쇠하여 상기 점화 플러그로 전달하는 제 2 직류 전압 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 방전전압 발생부는, 주파수 및 듀티비를 조정하는 제 3 제어 신호를 상기 전원동작 제어부로 전달하고, 상기 전원동작 제어부는 상기 제 3 제어 신호에 기초하여 상기 제 2차전원 동작부가 상기 승압된 전압을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 전원동작 제어부는, 상기 2차 전원 동작부에 대해, 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 점화 장치는, 상기 점화 장치에서 발생되는 초당 방전 횟수, 누적 방전 횟수 및 방전전압에 관한 정보를 사용자가 시각 및 청각 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 요소로 인식할 수 있게 출력하는 작동상태 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 점화 플러그는, 상기 점화 플러그의 자유단 단부의 하우징 및 접지 역할을 하는 제1 전극; 및 상기 점화 플러그의 자유단 단부에서 외부로 노출되도록 배치되고, 스파크를 발생시키는 고전압이 공급되는 제2 전극;을 포함하고, 상기 제 2 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 소정 거리 이격되어 대향하여 형성되며, 상기 고전압에 의해 스파크가 발생되는 스파크 발생영역을 이루면서, 상기 제1 전극의 공간부 내에 삽입되며 고전압을 공급받아 전달하는 전압전달부; 및 상기 전압전달부의 하단에 연결되고 상기 전압전달부의 고전압을 전달받아 상기 제1 전극과 함께 스파크를 발생시키는 소정 두께를 가지는 중실체로써, 상기 제1 전극의 외경과 동일한 외경을 가지면서, 상기 전압전달부의 외경보다 큰 외경의 원반 형상을 보유한 헤드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 제 1 전극과 제 2 전극을 상호 이격시킬 수 있도록 구비되는 간극구역;을 포함하고, 상기 간극구역은, 상기 점화 플러그의 자유단 단부의 측면 둘레를 따라서 고리형상으로 형성되며, 상기 헤드부의 상부면과 상기 제1 전극의 하단의 하부면 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 점화 플러그는, 상기 제1 전극의 공간부에 삽입됨과 동시에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 고정 및 지지하는 절연부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 절연부는, 상기 제2 전극의 헤드부의 상부면과 상기 제1 전극의 하단의 하단면이 소정 거리 이격된 상태로 지지되도록 배치되며 상기 전압전달부가 관통하도록 형성되는 관통공을 포함하는 제1 절연체; 및 상기 제1 절연체의 상부에 배치되고, 내부에 상기 제1 절연체의 상단부 일부 및 상기 전압전달부의 상부 일부를 수용하는 제2 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 점화 플러그는, 상기 제2 절연체보다 상부에서 상기 전압전달부에 결합되어 상기 헤드부와 함께 가압력을 발생시켜 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 절연부 전체를 결합시키는 결합체;를 더 포함하고, 상기 절연부 및 상기 제1 전극은, 상기 결합체 및 상기 헤드부에 의해 발생하는 상하 가압력을 상기 절연부, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극로 전달하는 가압력 전달구조를 구비하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게는, 상기 제1 전극은, 소정 높이의 내측면에서 내측방향으로 돌출되며, 관통공의 내경이 상기 제2 절연체의 하단의 외경보다 작도록 형성되는 단턱부; 및 내부 하부에서 내측방향으로 돌출된 테이퍼형(tapered) 가압부;를 포함하며, 상기 제1 절연체는, 상기 테이퍼형 가압부에 대응되는 형상의 테이퍼형 피가압부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

방전전압 발생부의 내의 마이컴이 승압 스파크 동작부로부터 수신한 점화 플러그의 이상 징후를 감지한 신호를 수신하여, 점화 장치 시스템 및 방전전압 발생부를 무리하고 불필요하게 동작 및 운용할 필요가 없고 점화 플러그의 현재 작동 상태를 기반으로 제어할 수 있도록 함으로써 상기 점화 플러그의 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

방전전압 발생부의 마이컴에서 자체 점검 결과에 따른 제어 동작을 수행하므로 작업자의 불필요하고 과도한 점화를 위한 동작을 예방할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 점화 장치는 기존 점화 장치의 수명 보다 상당히 연장되는 효과를 제공할 수 있다.

DC 전압 승압부로부터 인가되는 전압 중 불규칙한 피크를 감쇠함으로써, 점화 플러그 측으로 보다 안정적인 전압 공급을 진행할 수 있어, 상기 점화 플러그의 작동 안정성을 향상시킬 수 있다.

방전전압 발생부 내에 마이컴을 구현하여 방전 횟수, 방전전압을 간편하게 조정하면서 동시에 정밀하게 조정할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 상기 마이컴을 통해, 변경된 방전 횟수, 방전전압을 이후에도 정밀하게 유지할 수 있어서 기존 점화장치와 비교해 볼 때 본 발명에 따른 점화 시스템의 성능이 상당히 향상된다.

전원동작 제어부를 통해, 점화 장치에서 승압된 전압을 일정하게 유지하도록 제어함으로써, 작동 안정성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

사용자 혹은 작업자가 점화 장치의 현재 상태를 시각적으로 용이하게 알 수 있도록 초당 방전 횟수, 방전전압, 누적 방전 횟수, 방전전압 상태를 디스플레이 함으로써, 보다 용이하게 상기 점화 장치 및 점화 플러그의 상태를 파악할 수 있다.

또한, 본 발명은 중실체 형상의 헤드부가 형성된 제 2 전극을 통해, 스파크가 발생하는 구역의 면적을 확장시켜 스파크 발생 효율을 보다 향상시킬 수 있어, 스파크가 전극의 특정 지점에 집중적으로 발생되어 손상되는 것을 방지함으로써 상기 제 2 전극의 내구성을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

간극구역을 점화 플러그의 자유단 단부의 측면 둘레를 따라서 고리형상으로 형성되도록 구성함으로써, 동일한 부피 및/또는 동일한 단면적의 종래기술에 따른 점화 플러그에 비해 대향하는 (+)전극 부분과 (-)전극 부분의 면적 및/또는 부피를 현저히 향상시킬 수 있어, 점화 플러그의 전체적인 수명 및/또는 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.

절연부를 형성함으로써, 제 1 전극과 제 2 전극을 상호 전기적으로 이격시켜 원활한 스파크 발생을 유도하면서도, 상기 전극들을 고정 지지할 수 있도록 함으로써, 견고한 결합력을 유지할 수 있는 효과를 제공 가능하다.

상호 분리될 수 있도록 마련되는 제 1 절연체와 제 2 절연체를 구비하여 상기 절연체의 전체가 고온에 의해 파손될 수 있는 우려를 감소시킬 수 있으면서도, 상기 절연체의 특정 부분이 훼손되었을 때, 훼손이 발생된 절연체만을 손쉽게 교체할 수 있음에 따라, 보다 향상된 장수명성을 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

상기 결합체와 헤드부에 의해, 상기 절연부, 제 1 전극 및 제 2 전극간에 가압력을 유기적으로 전달할 수 있는 가압력 전달구조의 확보를 통해, 결합체의 나사산 체결만으로도 본 발명의 점화 플러그의 전체 부품들을 견고하게 조립할 수 있게 됨으로써, 조립 효율성 및 조립 속도를 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

단턱부, 테이퍼형 가압부 및 테이퍼형 피가압부의 형성을 통해 상기 절연부를 견고하게 구속함과 동시에, 분리 형성되는 복수의 절연체의 각각을 보다 견고하게 고정시켜 스파크의 발생을 안정적으로 진행할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 점화 장치 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 점화 장치(100)에서 방전전압을 발생시키는 방전전압 발생부(110)를 설명하기 위한 블록도를 예시한 도면이다.
도 3은 승압 스파크 동작부(122)에서의 점검과 관련된 회로도를 예시한 도면이다.
도 4는 마이컴(123)이 방전 횟수, 방전전압을 변경하는 방법을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 점화 장치(100)의 기능을 설명하기 위해 블록도를 예시한 도면이다.
도 6은 지능부(150)의 고전압 펄스 감시부(161)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.
도 7은 지능부(150)의 고전압 레벨 감시부(162)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.
도 8은 지능부(150)의 고전압 전류 피크 감시부(163)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.
도 9는 점화 장치(100)의 상태를 디스플레이 하는 것을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 점화 플러그를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 점화 플러그의 측단면을 도시한 측단면도이다.
도 12는 도 11의 측단면을 분해하여 도시한 분해 단면도이다.
도 13는 본 발명의 점화 플러그의 상부 평면을 도시한 평면도이다.
도 14a는 종래 사용되어지는 점화 플러그의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이다.
도 14b는 본 발명의 점화 플러그의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대해서 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시예들은 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결수단으로써 필수적이라고는 할 수 없다.

또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 점화 플러그에 대해 상세히 설명하도록 한다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

점화 장치(100)는 제어실(300)의 소정의 교류전압(예를 들어, AC 110V)를 입력받아 소정의 직류 전압으로 승압/변환(예를 들어, DC 2,000~2,200V로 변환)하며 점화 플러그(200)와 연결이 되어 생성되는 스파크(SPARK)를 이용하여 화력 발전소 등에 점화를 시키는 용도로 사용되는 장치이다.

도 1은 점화 장치 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 점화 장치 시스템은 본 발명에 따른 점화 장치(100), 점화 플러그(200), 제어실(300), 교류입력 전원부(400)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 점화 장치(100)는 방전전압 발생부(110) 및 지능부(150)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 지능부(150)는 감시부(160), 상태감시 제어부(170), 정전압부(180) 및 교류전압 절체부(190)을 포함할 수 있다.

감시부(160)는 고전압 펄스 감시부(161), 고전압 레벨 감시부(162) 및 고전압 전류 피크 감시부(163)을 더 포함할 수 있다.

감시부(160)는 방전전압 발생부(110)에서 발생되어 출력되는 고전압 신호에 대해 감시를 수행하는 구성요소이다. 감시부(160)의 역할에 대한 자세한 설명은 도 5와 관련하여 후술하기로 한다.

감시부(160)는 감시 혹은 점검한 결과에 기초하여 제어 신호를 생성하여 상태감시 제어부(170)(예를 들어, CPU)로 전달하고, 상태감시 제어부(170)는 상기 수신한 제어 신호에 기초하여 교류 전압 절체부(190)의 동작을 제어할 수 있다.

점화 장치(100)는 점화 장치 시스템의 제어실(300)로부터 제어 신호를 직접 받아서 발전소나 가스터빈을 가동할 수 있다.

교류입력 전원부(400)는 점화 장치(100)의 정전압부(180)로 교류입력 전원을 공급할 수 있다.

정전압부(180)는 교류 입력 전원을 공급받아 정전압으로 교류 전압을 교류 전압 절체부(190)로 공급할 수 있다. 교류 전압 절체부(190)는 제어실(300)의 교류 제어 신호를 수신하여 점화 장치(100)의 방전전압 발생부(110)에 교류 전원을 공급한다.

점화 장치(100)의 방전전압 발생부(110)는 교류 전원을 입력받은 후 방전전압을 발생시키기 위한 동작을 수행한다. 점화 장치(100)의 방전전압 발생부(110)의 자세한 설명은 후술하기로 한다.

점화 장치(100)는 제어실(300)의 AC 110V를 입력받아 DC 2,000~2,200V로 변환하며 점화 플러그(200)와 연결이 되어 생성되는 스파크(SPARK)를 이용하여 화력 발전소 등에 점화를 시키는 용도로 사용이 되는데, 예를 들어, 점화 장치(100)의 스파크(방전) 횟수는 예를 들어 초당 3회, 6회, 10회, 24회 등일 수 있다. 이 경우 방전 간격은 각각 330ms, 167ms, 100ms, 42ms가 될 것이다.

점화 플러그(200)는 점화 장치(100)에서 출력되는 고전압 신호를 입력받아 점화시켜 발전소나 가스터빈을 구동시킨다. 점화 플러그(200)의 점화가 이루어지지 않을 경우 가스터빈의 구동에 문제가 생길 수 있기 때문에, 점화 플러그(200)의 이상 유무를 점검할 필요가 있고, 본 발명에서는 점화 장치(100)가 이러한 점검 기능을 수행할 수 있다.

이와 같이, 점화 장치 시스템은 교류 입력 전원을 공급받은 점화 장치(100)가 방전전압 발생부(110)에서 방전전압을 발생하여 고전압 신호를 점화 플러그(200)에 공급해 주어, 점화 플러그(200)에서 점화시켜 발전소나 가스터빈을 구동시킬 수 있게 하는 시스템을 말한다.

상기 점화 플러그(200)에 대해서는 후술할 도 10 내지 도 14를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 점화 장치(110)에서 방전전압을 발생시키는 방전전압 발생부(110)를 설명하기 위한 블록도를 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 방전전압 발생부(110)는 라인 필터(LINE FILTER)(111), 전원 정류부(112), SMPS전원부(일 예로서, SMPS 24V 전원부)(113), CPU 전원 공급부(마이컴 전원 공급부)(114), 팬(FAN) 동작부(115), 전압 제어부(저,고전압 제어부)(116), 전원동작 제어부(1차, 2차전원 제어회로 동작부)(117), 1차전원 동작부(118), 2차전원 동작부(119), 제 1 직류(DC) 전압 동작부(120)(예, DC 1100V 동작부) SCR 드라이버(121), 승압 스파크 동작부(122), 마이컴(CPU 제어부)(123), 제 2 직류전압 승압부(일 예로서 DC 2.2KV 승압부)(124) 및 제 2 직류전압 필터부(일 예로서, DC 2.2KV)(125)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 방전전압 발생부(110)는 교류전압 절체부(190)로부터 교류전압(예를 들어, AC100 ~ 220V /주파수 60Hz)을 인가받는다. 라인 필터(LINE FILTER)(111)는 회로 승압 동작시 SMPS(Switched Mode Power Supply)에서 발생된 노이즈를 외부로 방출되는 것을 감소하거나 제거하는 역할을 수행한다. 전원 정류부(112)는 교류인 사인파를 다이오드 등을 통과시켜 평활된 DC(Direct Current) 전류(직류)를 출력한다.

전원 정류부(112)에서 출력된 DC 전류는 SMPS 24V 전원부(113)로 공급된다. SMPS 24V 전원부(113)는 직류전압 24V (DC 24V)를 출력하여 마이컴 전원 공급부(CPU 전원 공급부)(114)로 공급한다.

또한, SMPS 24V 전원부(113)는 DC 15V를 출력하여 전원동작 제어부(117)로 공급할 수 있다. 전원 정류부(112)에서 출력된 DC 전류는 전압 제어부(116)로도 공급되고, 전압 제어부(116)는 AC(Alternating Current)는 AC 전압 최저 및 최고 범위 내에서 (예, AC전압 최저 87V, AC 전압 최고 245V)는 동작하며 그 외 전압 부분은 회로 안정을 위해 부동작 제어를 수행한다(즉, 회로 안정을 위해 동작하지 않도록 제어함).

전원동작 제어부(117)는 마이컴(123)으로부터 제어 신호를 수신하거나 제 1 직류 전압 동작부(120)으로부터 피드백되는 제어 신호에 따라 1차전원 동작부(118), 2차전원 동작부(119)의 동작을 제어/조정할 수 있다.

팬 동작부(115)는 마이컴 전원 공급부(114)로부터 직류 전압(예를 들어, DC 24V)를 공급받고, 연속 스파크 동작시 반도체 저항 등의 발열 부품의 온도를 낮추기 위한 동작을 수행한다.

마이컴(123)은 팬(FAN) 동작부(115)의 동작을 제어하는 신호를 팬 동작부(115)로 전달할 수 있다. 팬 동작부(115)는 마이컴(123)의 제어에 따라 동작한다.

1차전원 동작부(118)는 입력 전압이 들어올 때 회로 및 스파크 동작에 영향을 주지 않게 직류 일정전압(예를 들어, DC 360V)를 만들어 2차전원 동작부(119)로 공급한다. 2차전원 동작부(119)는 상기 1차전원 동작부(118)의 출력인 제 1 정전압을 승압시키도록 마련되며, 점화 장치(100)의 동작 전압이 평균 소정 전압(예를 들어, 2200V)이므로 2차전압을 1100V로 상승(혹은 승압)시키는 역할을 수행한다.

제 1 직류전압 동작부(120)는 2차전원 동작부(119)에서 발생된 전압이 1100V이나 맥류 파형이므로 다이오드 등을 거쳐서 DC 1100V를 생성하여 출력한다.

SCR(Silicon-Controlled Rectifier Thyristor) 드라이버(121)는 지정된 전압이 상승하면 승압 스파크 동작부(122)의 SCR을 턴-온(turn on) 시키는 제어부의 역할을 수행한다.

승압 스파크 동작부(122)는 SCR 드라이버(121)의 제어에 따라 DC 1100V가 턴-온되어 2200V로 승압을 위해 후단으로 에너지를 전달하는 역할을 수행한다. 또한, 승압 스파크 동작부(122)는 스파크 회수, 점화 플러그 등의 점검하는 역할을 수행한다.

도 3은 승압 스파크 동작부(122)에서의 점검과 관련된 회로도를 예시한 도면이다.

승압 스파크 동작부(122)는 스파크 발생을 감지할 수 있다, 승압 스파크 동작부(122)는 점화 플러그(200)에 스파크 발생시 1차측에 흐르는 전류를 감지하고 2차측의 전압신호로 변환되어 스파크가 동작했다는 신호를 마이컴(123)으로 전달할 수 있다.

그리고, 승압 스파크 동작부(122)는 점화 플러그(200)의 이상 징후를 점검 혹은 감지할 수 있다.

점화 플러그(200)의 이상 징후에는 점화 플러그(200)의 단락(short), 점화 플러그(200)의 개방(open)과, 점화 장치(100)에서 출력되는 케이블의 합선, 점화장치(100)에서 출력되는 케이블의 단선 및 스파크가 소정 횟수 이상(예를 들어, 3회 이상) 발생하지 않는 경우 중 선택된 적어도 어느 하나 이상일 수 있다.

그리고, 승압 스파크 동작부(122)는 상기 점화 플러그의 이상 징후에 대한 제 1 제어 신호를 생성하도록 마련된다.

도 3을 참조하면, 상기 승압 스파크 동작부(122)는 점화 플러그(200)의 합선 또는 출력 케이블 합선이 발생하면 고압 콘덴서 충방전 저항 R33 양단(310)의 전압의 증가하게 되는데 R33저항 양단(310)의 전압 증가를 감지하여 마이컴(123)으로 제어 신호를 전달한다.

마이컴(123)은 승압 스파크 동작부(122)로부터 수신한 제어 신호에 따라 전원동작 제어부(특히, 2차전원 제어부)(117)에 SMPS OFF 하여 동작을 멈추도록 하는 제어 신호를 전달할 수 있다.

이때, 상기 마이컴(123)은 상기 승압 스파크 동작부(122)로부터 수신한 상기 제 1 제어 신호에 기초하여 상기 점화 플러그에 이상이 있다고 판단되면 후술할 제 2차전원 동작부를 오프(off)시키도록 하는 제 2 제어 신호를 생성하도록 마련된다.

그리고, 마이컴(123)은 내부 연산프로그램의 (방전 횟수) 설정치에 따라 전원동작 제어부(특히, 2차전원 제어부)(117)에 SMPS OFF 하여 동작을 멈추는 제어를 수행할 수 있다.

전원동작 제어부(117)는 마이컴(123)의 제어 신호에 따라 2차전원 동작부(119)가 동작하지 않도록 제어할 수 있다.

승압 스파크 동작부(122)는 점화 플러그(200)가 없는 상태(open) 또는 점화 장치(100)의 출력 케이블 합선이 발생하면 고압 콘덴서 충방전 저항 R36, R37 양단(320)의 전압이 증가하게 되는데 저항 R36, 저항R37 양단(320)의 전압 증가를 감지하여 마이컴(123)으로 점검 결과에 대한 제어 신호를 전달한다.

마이컴(123)은 승압 스파크 동작부(122)로부터 수신한 제어 신호에 따라 전원동작 제어부(특히, 2차전원 제어부)(117)에 SMPS OFF 하여 동작을 멈추도록 하는 제어 신호를 전달할 수 있다.

이때, 마이컴(123)은 내부 연산프로그램의 (방전 횟수) 설정치에 따라 전원동작 제어부(특히, 2차전원 제어부)(117)에 SMPS OFF 하여 동작을 멈추는 제어를 수행할 수 있다. 전원동작 제어부(117)는 마이컴(123)의 제어 신호에 따라 2차전원 동작부(119)가 동작하지 않도록 제어할 수 있다.

마이컴(123)은 내부의 연산프로그램이 스파크(방전) 회수 초당 6회 설정 혹은 초당 24회 설정에 따라 전원동작 제어부(특히, 2차전원 제어부)(117)에 SMPS ON/OFF 시키는 제어 신호를 전달할 수 있다.

방전 횟수 조정과 관련하여 기존에는 작업자들이 점화 플러그(200)에 스파크가 튀지 않으면 점화될 때까지 계속 방전전압 발생부(110)에서 방전전압을 발생하도록 점화 시스템을 운영하였기 때문에 점화장치가 빈번하게 고장나는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명에서는 방전전압 발생부(110)의 내의 마이컴(123)이 승압 스파크 동작부(122)로부터 수신한 점화 플러그(200)의 이상 징후를 감지한 제 1 제어 신호를 수신하여 2차전원 동작부(119)가 동작하지 않도록 제어하도록 하였기 때문에, 점화 장치 시스템 및 방전전압 발생부(110)를 무리하고 불필요하게 동작 및 운용할 필요가 없고 또한 무리하게 점화 플러그(200)에 스파크를 발생시켜 점화할 필요가 없게 되어 상기 점화 플러그(200)의 수명을 상당히 연장시킬 수 있는 효과가 발생한다.

이와 같이, 본 발명에서는 방전전압 발생부(110) 내에서 스파크의 발생 여부, 점화 플러그(200)의 이상 여부를 자체적으로 감지/점검할 수 있고, 마이컴(123)이 방전전압의 발생 등을 자체적으로 제어할 수 있게 되어 본 발명에 따른 점화 장치(110)는 기존 점화 장치 보다 수명시간이 길어지고 성능도 업그레이드된다.

점화 장치(100)에는 스위치로 형태로 방전 횟수가 초당 6회 혹은 24회로 기설정되어 있을 수 있다.

그러나, 점화 장치(100)는 수요처의 니즈에 따라 또는 연료상태에 따라서 점화 장치(100)에 기 설정된 방전 횟수(예를 들어, 초당 6회 혹은 24회)를 변경해야 할 경우가 생긴다. 기 설정된 방전 횟수를 변경하기 위해, 기존 점화 장치에는 출력 계통에 가변 저항(예를 들어, 제 1 직류 전압 동작부(120)와 승압 스파크 동작부(122))에 가변 저항들이 연결됨)을 사용하였다. 작업자는 이 가변 저항을 조정함으로써 방전 횟수를 변경할 수 있었다.

그러나, 이러한 기존 방식의 방전 횟수 변경은 점화 장치의 판넬을 다 뜯어야만 가능하였고, 판넬을 뜯은 후에도 오실로스코프와 고압 프로브를 이용하여 드라이버로 돌리면서 가변저항을 조정할 수밖에 없어서 작업에 시간이 많이 소요되는 등 여러 어려움이 있었다.

이러한 어려움에도 불구하고 작업자들이 미세 조정을 통해 방전 횟수를 변경하더라도 출력 계통의 가변저항 은 점화 장치의 진동 등으로 흔들릴 수도 있어서 원하는 방전전압 횟수로 설정하고 그 방전전압 횟수를 지속적으로 유지하기가 매우 어려웠다.

즉, 진동 등의 요인으로 가변저항이 변하게 되고 그 결과 방전전압 횟수도 규칙적이지 못하고 설정한 횟수에 비교하여 오류가 발생하는 경우가 대부분이었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명에서는 방전전압 발생부(110) 내부에 있는 마이컴(123)을 이용할 것을 제안한다. 마이컴(123)은 인터페이스(140)(단자 등)를 통해 외부 기기(일 예로서, PICKit3)로부터 방전 횟수, 방전전압 중 적어도 하나를 변경할 수 있는 프로그램을 포함하는 방전 설정 정보를 수신할 수 있다. 마이컴(123)은 인터페이스부(140)로부터 수신된 정보를 CPU 내부 연산 처리 등을 통해 마이컴(123)에 적용하여 방전 횟수를 변경하여 설정한다.

예를 들어, PICKit3기기로부터 수신한 프로그램에 의해 방전 횟수가 예를 들어 초당 10회 혹은 22회 설정되어 있다면, 마이컴(123)도 수신한 프로그램에 따라 방전 횟수를 초당 10회 혹은 22회로 변경하여 설정한다.

또한, 마이컴(123)은 PICKit3기기로부터 수신한 프로그램에 따라 특정 전압으로 방전전압을 변경하여 설정할 수도 있다.

이와 같이, 방전 횟수 변경을 위해 출력 계통의 가변 저항을 조정하지 않게 됨으로써 작업자의 시간 소요와 불편을 덜 수 있다. 또한, 마이컴(123)을 통해 방전 횟수를 변경함으로써 방전 횟수를 처음 설정한 횟수를 그대로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 마이컴(123)을 이용함으로써 출력 계통에 가변저항들을 연결할 필요가 없어 회로도 더 간편하게 구현할 수 있게 된다. 예를 들어, 제 1 직류전압 동작부(120)와 승압 스파크 동작부(122) 간에 가변저항들로 연결할 필요가 없게 된다.

마이컴(123)은 기존에 설정된 스위치(예, 토글 스위치, 혹은 복수의 스위치(제 1 및 제 2스위치) 등)에서 방전 횟수를 조정할 수 있다. 제 1 및 제 2 스위치가 있는 경우에는 마이컴(123)은 각 스위치 별로 방전 횟수를 조정할 수 있다.

마이컴(123)은 변경된 방전 횟수, 방전전압 설정에 따른 제어 신호를 전원동작 제어부(117)로 전달한다. 전원동작 제어부(117)는 변경된 방전 횟수, 방전전압으로 출력될 수 있도록 2차전원 동작부(119)를 제어할 수 있다.

도 4는 마이컴(123)이 방전 횟수, 방전전압을 변경하는 방법을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.

도 4를 참조하면, 점화 장치(100)의 방전 횟수 등을 변경하기 위해서는 점화 장치(100)의 전원을 OFF 된 상태에서 작업을 진행할 필요가 있다.

외부기기(예, PICKit 3)로 다운받은 프로그램을 도 4에 도시된 바와 같이 점화 장치(100)의 인터페이스부(140)에 해당하는 다운전압전달부 포인트에 5개핀을 접촉하여 PICKit 3의 마이크로 스위치를 누르면 마이컴(123)에 변경된 프로그램이 다운전압전달부된다. 이때, 5개핀을 접촉할 때는 극성에 주의하여야 할 필요가 있다.

덧붙여, 상기 마이컴(123)은 상기 방전 설정 정보를 적어도 하나 이상 저장할 수 있도록 마련된다.

이때, 상기 마이컴(123)에 기저장된 상태에 있는 기저장 방전 설정 정보가 존재하면서, 새로운 방전 설정 정보의 수신이 진행되지 않는 경우, 상기 기저장 방전 설정 정보를 로드하여 상기 전원동작 제어부 측으로 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하는 신호를 전송할 수 있다.

이와 같이, 점화 장치(100)의 방전전압 발생부(110) 내에 마이컴(123)을 구현함으로써 방전 횟수, 방전전압을 변경하는 것이 간편하게 되었고, 동시에 변경된 방전 횟수, 방전전압을 이후에도 정밀하게 유지할 수 있어서 기존 점화장치와 비교해 볼 때 본 발명에 따른 점화 장치(100)의 성능이 상당히 향상된다.

제 2 직류전압 승압부(일 예로서 DC 2.2KV 승압부)(124)는 턴-온된 DC1100V L-C배전압 공진으로 2200V로 만드는 역할을 수행한다. 제 2 직류전압 필터부(일 예로서, DC 2.2KV)(125)는 2200V로 승압되어 인가되는 전압 중 불규칙한 피크 전압 감쇠하여 점화 플러그(200)로 전달한다.

또한, 제 1 직류 전압 동작부(120)는 승압 동작시 SMPS 2차측의 전압이 일정하도록 저항 분압 방식을 적용하여, 레퍼런스 전압 2.5V를 1차측으로 전달하는 궤환 신호를 전원제어 동작부(117)로 제공할 수 있다.

그리고, 제 1 직류 전압 동작부(120)는 주파수 및 듀티비를 조정하여 2차전압 동작부(119)이 일정전압(예를 들어, 1100V)이 유지되도록 반도체인 FET 소자를 제어한다.

제 1 직류 전압 동작부(120)는 주파수 및 듀티(duty)비를 조정하는 제 3 제어 신호를 전원동작 제어부(117)로 전달하고, 전원동작 제어부(117)는 상기 수신한 제어 신호에 따라 2차전원 동작부(119)가 일정전압 1100V로 유지되도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 전원동작 제어부(117)는 상기 제 3 제어 신호에 기초하여 상기 제 2차전원 동작부(119)가 상기 승압된 전압을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 점화 장치(100)의 기능을 설명하기 위해 블록도를 예시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 점화 장치(100)는 방전전압 발생부(110), 지능부(150), 인터페이스부(140) 및 작동상태 출력부(145)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 점화 장치(100)는 발전소에서 사용되는 발전소용 점화 장치인 것을 특징으로 한다.

방전전압 발생부(110)에 대한 자세한 사항은 전술한 바 있다. 이하 지능부(150)에 대해 간략히 설명한다.

지능부(150)는 감시부(160), 상태감시 제어부(170), 정전압부(180) 및 교류 입력전압 변환부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 방전전압 발생부의 외부에 구비될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 감시부(160)는 고전압 펄스 감시부(HV voltage monitor)(161), 고전압 레벨 감시부(162) 및 고전압 전류 피크 감시부(163)을 포함할 수 있다.

도 6은 지능부(150)의 고전압 펄스 감시부(161)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 고전압 펄스 감시부(161)는 점화 장치(100)에서 출력되는 고전압 출력 단자(HV-OUT)을 직접 연결하여 출력 전압에는 영향을 주지 않고 현재 출력되는 전압을 측정하기 위해 여러 개의 분압 저항을 거쳐 2000V를 1/1000배로 다운시킨다(2V로 낮춤).

고전압 펄스 감시부(161)는 2000V 출력의 경우 2V로 내리고 U18 Isolation AMP를 거쳐 고전압의 노이즈를 제거한 뒤 U15 OP-AMP [1:1]를 거쳐 연산부(170)(예를 들어, CPU)에 2V의 전압을 공급하게 된다.

감시부(160)로부터 연결된 연산부(예, CPU)(170)에서는 입력된 2V의 전압을 아날로그-디지털 변환기(A/D convertor)를 거쳐 내부에서 2V X 1000을 하여 2000V로 표현 혹은 산출하게 된다.

도 7은 지능부(150)의 고전압 레벨 감시부(162)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 고전압 레벨 감시부(162)는 점화 장치(100)에서 출력되는 HV-OUT을 직접 연결하여 출력 전압에는 영향을 주지 않고 현재 출력되는 전압의 방전 횟수를 측정하기 위해 여러 개의 분압 저항을 거쳐 1/500 배로 전압으로 다운시킨다. 고전압 레벨 감시부(162)는 2000V 출력의 경우 4V로 내리고 U27 OP-AMP [1:1] 을 거쳐 U26-D의 8번 핀에 입력이 되고 U26-D의 9번 기준 전압 0.3V 보다 높아 U26의 14번 핀으로 출력이 된다. 출력된 파형은 U21-A를 거치면서 5ms의 구형파로 변환이 되어 포토 커플러를 통해 연산부(예, CPU)(170)에 인가된다. 연산부(예, CPU)(170)에서는 5ms의 구형파 개수를 카운트하여 전압의 방전 횟수를 산출한다.

도 8은 지능부(150)의 고전압 전류 피크 감시부(163)의 기능을 설명하기 위한 회로도를 예시한 도면이다.

고전압 전류 피크 감시부(163)는 점화 장치(100)에서 출력되는 HV-OUT 케이블이 전류 센서를 통과하여 출력이 되고 점화 플러그(200)가 연결이 되어 있을 때 방전에 의한 스파크 발생 시 전류가 생성이 되고 전류 센서에서는 전압으로 변환하여 연산 증폭기(OP-AMP)에 공급하게 된다.

고전압 전류 피크 감시부(163)는 OP-AMP U16의 7번 출력이 U16의 2번 입력에 공급이 될 때 R75와 C59에 의해 5ms의 구형파로 변환이 되며 OP-AMP U16의 1번 출력이 연산부(예, CPU)(170)에 인가된다.

연산부(예, CPU)(170)는 5ms의 구형파 개수를 카운트하여 전류의 방전 횟수로 표현하여 산출할 수 있다.

이와 같이, 연산부(예, CPU)(170)는 초당 방전 횟수, 방전전압, 누적 방전 횟수 등을 산출할 수 있다. 그리고, 연산부(예, CPU)(170)는 산출된 방전전압에 기초하여 방전전압에 대한 상태도 산출할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 점화 장치(100)의 상태를 디스플레이 하는 것을 예시한 도면이다.

상술한 바와 같이, 연산부(예, CPU)(170)는 초당 방전 횟수, 방전전압, 누적 방전 횟수, 방전전압 상태 등을 산출하여, 산출된 정보를 작동상태 출력부(145)로 전달한다.

특히, 상기 작동 상태 출력부는 상기 점화 장치에서 발생되는 초당 방전 횟수, 누적 방전 횟수 및 방전전압에 관한 정보를 사용자가 시각 및 청각 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 요소로 인식할 수 있게 출력하도록 마련된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 작동상태 출력부(145)는 사용자 혹은 작업자가 점화 장치(100)의 현재 상태를 시각적으로 용이하게 알 수 있도록 초당 방전 횟수, 방전전압, 누적 방전 횟수, 방전전압 상태를 디스플레이한다.

사용자는 상기 작동상태 출력부(145)에 도시된 정보를 확인하여 점화 장치(100)의 상태를 파악할 수 있다. 방전전압 발생부(110)에서 자체 발생 전압이 낮은 경우(예를 들어, 2000V 출력이나 1000V만 출력되는 경우)에는 점화 장치(100)를 교환하는 것을 고려할 수 있다.

또한, 1초에 10회 방전을 설정하였는데 1초에 5회만 방전될 경우에는 마이컴(123)을 통해 방전 횟수를 늘릴 수 있고, 그럼에도 조정이 되지 않는 경우에는 점화 장치(100)을 교환하는 것을 고려할 수 있다.

한편, 도면에는 특별히 도시하지는 않았으나, 상술한 바와 같이 각종 정보를 시각적으로 출력할 수 있을 뿐만 아니라, 음향 신호를 출력할 수 있도록 함으로써, 상기 점화 장치에서 발생되는 초당 방전 횟수, 누적 방전 횟수 및 방전전압에 관한 정보를 다양한 방식으로 출력할 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 장치(110)는 방전전압 발생부(110) 내부에 마이컴(123)을 구현하여 방전 횟수, 방전전압을 간편하게 조정하면서 동시에 정밀하게 조정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 장치(100)는 방전전압 발생부(110) 내부에 마이컴(123)을 통해 점화 플러그(200)의 이상 등 자체 점검이 가능해졌다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 점화 장치(100)는 자체 점검 기능을 가지고 있어서, 방전전압 발생부(110)의 마이컴(123)에서 자체 점검 결과에 따른 제어 동작을 수행하므로 작업자의 불필요하고 과도한 점화를 위한 동작을 예방할 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 점화 장치(100)는 기존 점화 장치(100)의 수명보다도 상당히 연장되는 효과가 있다.

본 발명에 제안한 자체 점검(Self-Test) 기능이 포함된 상태감시 기능을 포함하는 일체형 점화장치(Ignition Exciter)는 상술한 여러 면에서 기존의 점화 장치보다 성능 및 효과가 우수하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 점화 플러그에 대해 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 도 10은 본 발명의 점화 플러그를 도시한 사시도이며, 도 11은 본 발명의 점화 플러그를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 측단면을 분해하여 도시한 분해 단면도이다.

상기 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 점화 플러그(200)는 제 1 전극(210), 제 2 전극(220), 간극구역(230)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 전극(210)은 본 발명의 점화 플러그의 자유단 단부의 하우징 및 접지 역할을 하도록 구비된다.

상기 제 1 전극(210)은 내부에 공간부가 형성되며, 기둥형상을 보유하도록 마련되며, 본 발명의 점화 플러그(200)에서 (-)전극을 보유하도록 구비된다.

그리고, 상기 제 1 전극(210)은 전도성을 보유한 소재로 제작될 수 있으며, 각종 점화장치 시스템에서의 사용시 요구되는 내열성을 확보하기 위해, 인코넬(Inconel) 합금을 사용하여 제작될 수 있다.

또한, 상기 제 1 전극(210)의 외주면 둘레가 원형상을 이루도록 구비함으로써, 스파크 발생 시 특정 지점에서 스파크가 집중적으로 발생되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 제 2 전극(210)은 본 발명의 점화 플러그의 자유단 단부에서 외부로 노출되도록 배치되고 스파크를 발생시키는 고전압이 공급되도록 마련된다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 전극(220)은 고전압이 직접적으로 인가될 수 있도록 마련되는 것으로, 상기 제 1 전극(210)과 동일하게 전도성을 보유한 소재로 제작될 수 있으며, 내열성 확보를 위해, 인코넬(Inconel) 합금으로 제작될 수 있다.

그리고, 상기 제 2 전극(220)은 상기 제 1 전극(210)에 일부 삽입되도록 마련되며, 본 발명의 점화 플러그(200)에서 (+)전극을 보유하도록 구비된다.

또한, 상기 제 2 전극(200)는 상기 제 1 전극(210)의 공간부(211)내에 삽입되도록 구비되며, 고전압을 공급받아 전달하는 전압전달부(221)를 포함하도록 구비된다.

그리고, 상기 제 2 전극(220)에는 상기 전압전달부(221)의 하단에 연결되면서, 상기 전압전달부(221)의 고전압을 전달받아 상기 제 1 전극(210)과 함께 스파크를 발생 가능하도록 상기 제 1 전극(210)의 하단로부터 소정거리 하부로 이격되어 위치되는 헤드부(222)를 포함한다.

상기 헤드부(222)는 소정 두께를 가지는 중실체로, 상기 제 1 전극(210)가 보유한 외경과 동일한 외경을 가지는 원반 형상을 구비하도록 마련되며, 이때, 상기 전압전달부(221)가 보유한 외경보다 큰 외경을 보유하는 원기둥 형상을 보유하도록 형성된다.

그리고, 상기 간극구역(230)은 본 발명의 점화 플러그에서 스파크 발생 구역을 형성하기 위해, 상기 제 1 전극(210)과 제 2 전극(220)을 상호 이격시킬 수 있도록 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 간극구역(230)은 상기 제 1 전극(210)의 하단 하부면과 상기 제 2 전극(220)의 헤드부(222) 상부면 사이에 형성되며, 본 발명의 점화 플러그의 자유단 단부의 측면 둘레를 따라서, 고리 형상으로 형성되도록 구비된다.

상술한 상기 간극구역(230)를 통해, 상기 제 1 전극(210)과 제 2 전극(220)를 공간적으로 이격시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 간극구역(230)의 고리 두께는 상기 헤드부(222)의 두께보다 작도록 마련되어 상기 제 1 전극(210)의 하단과 상기 제 2 전극(220)의 헤드부(222) 상부면 사이의 이격거리가 과도하게 이격되어 스파크 발생량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 상기 전압전달부(221) 및 헤드부(222) 형상과, 상기 간극구역(230)의 형성 위치를 통해, 특정 지점에서만 상기 스파크가 발생하지 않고, 상기 제 1 전극(100)의 하단과, 헤드부(220)의 상부면을 따라 상기 간극구역(230)에서 스파크가 발생되도록 함으로써, 반복적인 스파크 생성시 발생할 수 있는 전극의 열화 또는 후술할 절연부의 열화로 인한 점화 플러그의 손상을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 가스 터빈발전 시스템 등에 적용 시 종래의 점화 플러그에 비해 확장된 면적을 보유한 상기 헤드부(222)를 통해, 보다 향상된 내열성을 확보할 수 있도록 함으로써, 현저히 향상된 장수명성을 제공할 수 있다.

다음으로, 절연부(240)는 상기 제 1 전극(210)과 제 2 전극(220)간의 공간적 및 전기적 이격을 위해 마련되며, 상호 분리 가능한 복수개의 절연체(241, 242)를 포함하도록 구비된다.

상기와 같이, 상호 분리 가능하도록 마련되는 복수개의 절연체(241, 242)를 마련함으로써, 상기 절연부(240)의 절연체(241, 242) 중 어느 하나의 절연체(241, 242)의 특정 부위가 파손되었을 경우, 파손된 절연체(241, 242)만을 선택적으로 교체할 수 있도록 하여, 보다 향상된 교체용이성을 확보할 수 있게 된다.

그리고, 상기 절연부(240)는 제 1 절연체(241) 및 제 2 절연체(242)를 포함하도록 구비될 수 있다.

아울러, 상기 제 1 절연체(241)는 상기 제 1 전극(210)의 공간부(211)에 안착되면서, 상기 제 1 전극(210)의 전단부와 인접한 위치에 구비된다.

또한, 상기 제 1 절연체(241)의 측면에는 상기 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(220)의 접지 및 상기 간극구역(230) 측으로의 전류 유도를 위해, 상기 제 1 전극(210)이 보유한 저항값보다 낮은 저항값을 보유한 저(抵)저항 도체코팅층(미도시)이 형성될 수 있다.

특히, 상기 저저항 도체코팅층이 상기 간극구역(230)이 형성되는 위치에 구비될 수 있도록 함으로써, 고리 형상을 보유한 상기 간극구역(230)내에서 스파크의 발생이 진행될 수 있도록 한다.

이때, 상기 저(抵)저항 도체코팅층이 보유한 저항값은 물이 보유한 저항값(약 20 ~ 2000Ω*m) 보다 낮은 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제 1 절연체(241)와 제 2 절연체(242)를 포함하는 절연부(240)는 알루미나를 포함하는 세라믹 소재로 제작될 수 있다.

또한, 상기 제 1 절연체(241)의 상단이 상기 제 2 절연체(242)의 하단과 밀착 가능하도록 구비되며, 상기 제 2 전극(220)의 전압전달부(221)가 관통될 수 있도록 구비된다.

그리고, 상기 제 2 절연체(242)는 상기 제 1 전극(210)의 공간부(211)에 안착되면서, 상기 제 2 전극의 전압전달부(221)가 관통될 수 있도록 구비된다.

이때, 상기 제 1 절연체(241)와 제 2 절연체(242)는 상기 전압전달부(221)가 형성하는 가상의 연장선을 중심축으로써 공유하도록 배치된다.

그리고, 상기 제 2 절연체(242)가 상기 제 1 전극(210)의 공간부(211)에 안착 시, 상기 공간부(211)내에서 발생할 수 있는 상기 제 1 전극(210)과 제 2 절연체(242) 간의 유격을 최소화하기 위해, 별도의 절연성 수지가 충진될 수 있다.

덧붙여, 상기 제 2 절연체(242)는 상기 제 1 절연체(242)의 상단 일부가 삽입될 수 있도록 하면서, 후술할 결합체(250)가 상기 제 1 절연체(242)의 상단에 배치될 수 있도록, 상기 제 2 절연체(242) 하단 일부에 소정의 빈공간이 형성될 수 있다.

이때, 상기 제 1 절연체(241)가 상기 제 2 절연체(242)의 빈공간에 안착 시, 상기 제 1 절연체(241)와 상기 제 2 절연체(242)사이에 발생할 수 있는 유격공간을 최소화하기 위해, 별도의 절연성 수지가 충진될 수 있다.

한편, 본 발명의 점화 플러그는, 상기 제 1 전극(210), 제 2 전극(220) 및 절연부(240) 전체를 결합시키는 결합체(250)를 포함한다.

특히, 상기 제 1 전극(210)은 단턱부(212)와 테이퍼형(tapered) 가압부(213)를 포함하도록 구비될 수 있다.

여기서, 상기 단턱부(212)는 상기 제 1 절연체(241) 및 제 2 절연체(242)를 포함하는 절연부(240)가 유동되는 것을 방지하도록 구비된다.

이때, 상기 단턱부(212)는 상기 제 1 전극(210)의 소정 높이의 내측면에서 내측방향을 향해 돌출되도록 형성되며, 상기 단턱부(212)가 형성하는 관통공의 내경이 상기 제 2 절연체(242)의 하단 외경보다 작도록 형성되도록 함으로써, 상기 제 2 절연체(242)가 상기 제 1 전극(210)의 하단을 향해 이탈되지 않도록 형성된다.

그리고, 상기 테이퍼형 가압부(213)는 상기 제 1 전극(210)의 내부 하부에서 내측방향을 향해 돌출되도록 형성되어, 상기 제 1 절연체(241)를 지지할 수 있도록 구비된다.

그리고, 상기 절연부(240)의 제 1 절연체(241)에는 상기 테이퍼형 가압부와 대응되는 형상의 테이퍼형 피가압부(241a)가 형성될 수 있다.

특히, 상방에서 하방을 향해 직경이 확장되도록 구비되는 상기 테이퍼형 가압부(213) 및 상기 테이퍼형 피가압부(241a)의 형성을 통해, 후술할 결합체(250)에 의해 발생할 수 있는 상하 방향 가압력을 보다 확장된 구역에 가해질 수 있도록 함으로써, 상기 제 1 전극(210)과 제 1 절연체(241)간에 보다 향상된 결합력을 제공할 수 있다.

그리고, 상기 결합체(250)는 상기 제 2 절연체(242)보다 상부에서 상기 제 2 전극(220)의 전압전달부(221)에 결합되도록 마련된다.

이때, 상기 전압전달부(221)는 외부면에 나사산이 형성되며, 상기 결합체(250)는 상기 전압전달부(221)의 나사산에 대응되는 나사산이 형성된 너트로 구성되어 상기 전압전달부(221)와 나사결합될 수 있도록 함으로써, 상기 결합체가 하방을 향해 이동될 수 있도록 구비된다.

이때, 상기 결합체(250)는 상기 제 2 절연체(242)의 상단부 단면보다 큰 면적을 보유하는 단면을 구비하여 상기 제 2 절연체(242)의 상단부를 안정적으로 지지할 수 있도록 구비된다.

이로써, 상기 전압전달부(221)의 하단에 형성되는 헤드부(222)와 함께 가압력을 발생시키게 되며, 상기 제 1 절연체(241) 및 제 2 절연체(242)의 결합구조를 보다 견고하게 유지할 수 있다.

상술한 결합체(250)와 헤드부(222)에 의한 결합구조에 대해 보다 상세하게 살펴보면, 상기 결합체(250)는 상기 결합체의 하단에 마련되는 제 2 절연체(242)측으로 제 1 전극(210)의 하방을 향해 가압력을 전달한다.

이후, 상기 제 2 절연체(242)는 제 1 전극(210)의 내측에 형성되는 단턱부(212)에 의해 지지되어 견고하게 고정된다.

동시에, 상기 헤드부(222)는 상기 제 1 절연체(241)측으로 상기 제 1 전극(210)의 상방을 향해 가압력을 전달하게 된다.

이때, 상기 제 1 절연체(241)에 형성되는 테이퍼형 피가압부(241a)와 제 1 전극(210)의 테이퍼형 가압부(213)가 상호 밀착하게 되며 상기 제 1 전극(210)내에 상기 제 1 절연체(241)가 견고하게 고정된다.

상술한 바와 같이, 상기 결합체(250)의 하강에 의해 하방 가압력을 전달받는 제 2 절연체(242)와 상기 결합체(250)의 하강과 연동되어 상방 가압력을 헤드부(222)로부터 전달받는 제 1 절연체(241)간의 결합과, 제 1 전극 내에 형성되는 단턱부(212) 및 테이퍼형 가압부(213)를 통해, 상기 제 1 전극(210), 제 2 전극(220) 및 절연부(240) 전체를 결합시킬 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 제 1 절연체(241)보다 상부에서 상기 전압전달부(221)의 외주면에 형성되는 나사산에 나사 결합되도록 구성되며, 상기 테이퍼형 가압부(213)와 테이퍼형 피가압부(241a)간의 밀착력을 향상시키기 위한 추가 결합체(260)가 구비될 수 있다.

특히, 상기 추가 결합체(501)는 상기 제 1 절연체(410)가 상기 제 2 절연체(242) 또는 제 1 전극(210)으로부터 이탈되는 현상을 방지하기 위해, 상기 제 2 절연체(242)의 내측면에 형성되는 공간에 안착되면서, 상기 추가 결합체(260)의 하단 단면 면적이 상기 제 1 절연체(241)의 상단부 단면이 보유한 면적보다 큰 면적을 보유하도록 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 결합체(250)와 상기 헤드부(222)에 의해, 상기 절연부(240), 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(220)간에 가압력을 유기적으로 전달할 수 있는 가압력 전달구조를 확보할 수 있게 되고, 상기 가압력 전달구조의 확보를 통해, 결합체의 나사산 체결만으로도 본 발명의 점화 플러그의 전체 부품들을 견고하게 조립할 수 있게 됨으로써, 조립 효율성 및 조립 속도를 현저히 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

덧붙여, 본 발명의 점화 플러그(200)를 가스터빈 발전 시스템 등의 연소 구역에 보다 용이하게 진입시키기 위한 파이프(P)가 상기 제 1 전극 부재(210)의 후단부에 결속될 수 있다.

다음으로, 도 13은 본 발명의 점화 플러그의 상부 평면을 도시한 평면도이다. 상기 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 점화 플러그는 상기 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 소정 거리 이격되면서, 상호 대향하여 배치될 수 있도록 구비되는 간극구역을 통해, 스파크가 특정 지점에 집중적으로 발생되어 진행될 수 있는 전극의 특정 지점 변형 및 간극구역(미도시)의 확장 등에 의한 스파크 발생량 감소 현상을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 14a는 종래의 점화 플러그의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이며, 도 14b는 본 발명의 점화 플러그의 사용 상태를 도시한 사용 상태도이다.

상기 도 14a 및 도 14b를 참조하여 보다 확장된 스파크 발생 구역을 보유한 본 발명의 점화 플러그에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 연소 구역(C)에는 상기 연소 구역(C)에 기체상의 연료(G)를 분사하기 위한 인젝터(I)가 설치되며, 동시에 상기 인젝터에 의해 분사된 상태의 연료에 초기점화를 진행하기 위한 점화 플러그가 상기 연소구역(C)에 설치된다.

도 14a에 도시된 바와 같이, 종래의 점화 플러그(10)의 경우에는 상기 점화 플러그(10)의 전단에 형성되는 전극과 인접한 위치에 스파크 발생 구역(S)이 매우 한정적으로 형성되었다.

또한, 상기 전극의 면적 또한 상기 점화 플러그(10)의 전체 면적에 비해 상대적으로 협소하였으며, 지속적인 스파크 발생 또는 연소구역(C)내의 고온에 의해 열변형이 발생함에 따라, 상기 점화 플러그(10)에 형성된 간극이 쉽게 확장되었다.

반면에, 도 14b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 점화 플러그(200)의 경우에는, 상기 연소구역(C) 내에 배치되었을 때, 상호 이격 형성되는 양 전극 사이에 형성되는 간극구역에서 스파크 발생 구역(S)을 형성하고, 종래의 점화 플러그에 비해 확장된 스파크 발생 구역을 형성함으로써, 지속적인 스파크 발생 또는 상기 연소구역(C) 내의 고온에 의한 전극 또는 간극구역의 변형을 최소화하여 보다 향상된 장수명성을 확보할 수 있다.

또한, 초기 점화 시, 종래에 비해 확장된 상기 스파크 발생 구역(S)을 통해, 종래에 비해 신속하게 스파크 발생을 진행할 수 있다.

예를 들어, 종래의 점화 플러그 사용시에는 스파크 발생 4회 이상 시 1회의 초기 점화가 가능하였다면, 본 발명의 점화 플러그를 사용할 경우 4회 미만의 스파크 발생을 통해 1회의 초기 점화가 가능한 바, 보다 향상된 초기 점화효율을 제공할 수 있다.

이와 같이, 상기 스파크 발생 횟수 대비, 향상된 초기 점화율을 제공할 수 있도록 하여, 가스 터빈 발전 시스템의 가동 효율을 현저히 향상시킬 수 있는 효과 또한 제공할 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐, 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구혀되거나 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 본 발명의 실시예들을 참고하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다.

즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

100 : 점화 장치
110 : 방전전압 발생부
120 : 제 1 직류전압 동작부
123 : 마이컴
140 : 인터페이스부
145 : 작동상태 출력부
150 : 지능부
160 : 감시부
170 : 연산부
180 : 정전압부
190 : 교류 입력전압 변환부
10 : 종래 점화 플러그
200 : 점화 플러그
210 : 제 1 전극
211 : 공간부
212 : 단턱부
213 : 테이퍼형 가압부
220 : 제 2 전극
221 : 전압전달부
222 : 헤드부
230 : 간극구역
240 : 절연부
241 : 제 1 절연체
241a : 테이퍼형 피가압부
242 : 제 2 절연체
250 : 결합체
C : 연소 구역
G : 가스
I : 인젝터
S : 스파크 발생 구역
P : 외부기기

Claims (14)

1. 점화 플러그를 포함하는 점화 시스템에 있어서,
   상기 점화 플러그로 전원을 제공하며, 상기 점화 플러그의 작동 상태에 따라 상기 점화 플러그를 제어하도록 마련되는 점화 장치(100); 및
   상기 점화 장치와 연결되어 적어도 1회 이상의 스파크 발생이 진행되는 점화 플러그(200);를 포함하고,
   상기 점화 장치는,
   교류 전원을 입력받아, 상기 점화 플러그를 작동시키기 위한 방전전압을 발생하도록 마련되는 방전전압 발생부;
   상기 점화 플러그로부터 출력되는 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전류의 방전 횟수를 감지하는 고전압 전류 피크 감시부와, 상기 점화 플러그로부터 출력될 구형파의 개수를 카운트하여 초당 전압의 방전 횟수를 감지하는 고전압 레벨 감시부로 구성되는 지능부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방전전압 발생부는,
   제 1 직류 전압을 생성하는 직류(DC) 전압 동작부;
   상기 직류 전압 동작부로부터 인가되는 상기 제 1 직류 전압을 턴-온(turn-on)하여 제 2 직류 전압으로 승압하기 위해 후단으로 에너지를 전달하고, 소정의 횟수 이상 스파크가 발생하지 않는 경우를 포함하는 점화 플러그의 이상 징후를 감지한 후, 상기 점화 플러그의 이상 징후에 대한 제 1 제어 신호를 생성하는 승압 스파크 동작부;
   상기 승압 스파크 동작부로부터 수신한 상기 제 1 제어 신호에 기초하여 상기 점화 플러그에 이상이 있다고 판단되는 경우에, 상기 제 2차전원 동작부를 오프(off)시키는 제 2 제어 신호를 생성하는 마이컴; 및
   상기 제 2 제어신호를 수신하여 상기 제 2차전원 동작부의 동작을 정지시켜 상기 점화 플러그의 작동을 제어하는 전원동작 제어부;를 포함하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 방전전압 발생부는,
   외부 기기로부터 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경할 수 있는 프로그램을 포함하는 방전 설정 정보를 수신하기 위한 인터페이스부;를 더 포함하고,
   상기 마이컴은,
   상기 인터페이스부에 수신된 정보를 적용하여 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하도록 상기 전원동작 제어부측으로 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 마이컴은,
   상기 방전 설정 정보를 적어도 하나 이상 저장할 수 있도록 마련되며, 기저장된 상태에 있는 기저장 방전 설정 정보가 존재하면서, 새로운 방전 설정 정보의 수신이 진행되지 않는 경우, 상기 기저장 방전 설정 정보를 로드하여 상기 전원동작 제어부 측으로 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하는 신호를 전송할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 방전전압 발생부는,
   상기 턴-온(turn-on)된 제 1 직류 전압을 상기 제 2 직류 전압으로 승압하는 제 2 직류 전압 승압부; 및
   상기 DC 전압 승압부로부터 인가되는 전압 중 불규칙한 피크를 감쇠하여 상기 점화 플러그로 전달하는 제 2 직류 전압 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 방전전압 발생부는,
   주파수 및 듀티비를 조정하는 제 3 제어 신호를 상기 전원동작 제어부로 전달하고,
   상기 전원동작 제어부는 상기 제 3 제어 신호에 기초하여 상기 제 2차전원 동작부가 상기 승압된 전압을 일정하게 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 전원동작 제어부는,
   상기 2차 전원 동작부에 대해, 상기 방전 횟수 및 방전전압 중 적어도 하나를 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 점화 장치는,
   상기 점화 장치에서 발생되는 초당 방전 횟수, 누적 방전 횟수 및 방전전압에 관한 정보를 사용자가 시각 및 청각 중 선택된 적어도 어느 하나 이상의 요소로 인식할 수 있게 출력하는 작동상태 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 점화 플러그는,
   상기 점화 플러그의 자유단 단부의 하우징 및 접지 역할을 하는 제1 전극; 및
   상기 점화 플러그의 자유단 단부에서 외부로 노출되도록 배치되고, 스파크를 발생시키는 고전압이 공급되는 제2 전극;을 포함하고,
   상기 제 2 전극은,
   상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 서로 소정 거리 이격되어 대향하여 형성되며, 상기 고전압에 의해 스파크가 발생되는 스파크 발생영역을 이루면서, 상기 제1 전극의 공간부 내에 삽입되며 고전압을 공급받아 전달하는 전압전달부; 및
   상기 전압전달부의 하단에 연결되고 상기 전압전달부의 고전압을 전달받아 상기 제1 전극과 함께 스파크를 발생시키는 소정 두께를 가지는 중실체로써, 상기 제1 전극의 외경과 동일한 외경을 가지면서, 상기 전압전달부의 외경보다 큰 외경의 원반 형상을 보유한 헤드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 점화 플러그는,
    상기 제 1 전극(210)과 제 2 전극(220)을 상호 이격시킬 수 있도록 구비되는 간극구역;을 포함하고,
    상기 간극구역은,
    상기 점화 플러그의 자유단 단부의 측면 둘레를 따라서 고리형상으로 형성되며, 상기 헤드부의 상부면과 상기 제1 전극의 하단의 하부면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 점화 플러그는,
    상기 제1 전극의 공간부에 삽입됨과 동시에 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 고정 및 지지하는 절연부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 절연부는,
    상기 제2 전극의 헤드부의 상부면과 상기 제1 전극의 하단의 하단면이 소정 거리 이격된 상태로 지지되도록 배치되며 상기 전압전달부가 관통하도록 형성되는 관통공을 포함하는 제1 절연체; 및
    상기 제1 절연체의 상부에 배치되고, 내부에 상기 제1 절연체의 상단부 일부 및 상기 전압전달부의 상부 일부를 수용하는 제2 절연체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 점화 플러그는,
    상기 제2 절연체보다 상부에서 상기 전압전달부에 결합되어 상기 헤드부와 함께 가압력을 발생시켜 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 절연부 전체를 결합시키는 결합체;를 더 포함하고,
    상기 절연부 및 상기 제1 전극은, 상기 결합체 및 상기 헤드부에 의해 발생하는 상하 가압력을 상기 절연부, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극로 전달하는 가압력 전달구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    소정 높이의 내측면에서 내측방향으로 돌출되며, 관통공의 내경이 상기 제2 절연체의 하단의 외경보다 작도록 형성되는 단턱부; 및
    내부 하부에서 내측방향으로 돌출된 테이퍼형(tapered) 가압부;를 포함하며,
    상기 제1 절연체는,
    상기 테이퍼형 가압부에 대응되는 형상의 테이퍼형 피가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 향상된 점화 플러그를 보유한 점화 시스템.

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