PL196651B1 - Device for atomised liquid fuel ignition with plasma - Google Patents
Device for atomised liquid fuel ignition with plasmaInfo
- Publication number
- PL196651B1 PL196651B1 PL353752A PL35375202A PL196651B1 PL 196651 B1 PL196651 B1 PL 196651B1 PL 353752 A PL353752 A PL 353752A PL 35375202 A PL35375202 A PL 35375202A PL 196651 B1 PL196651 B1 PL 196651B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ignition
- power supply
- resonant
- capacitor
- circuit
- Prior art date
Links
Abstract
Urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych mające uzwojenie wtórne transformatora połączone z elektrodą poprzez układ rezonansowy, znamienne tym, że ma, co najmniej dwie elektrody główne (EG) i elektrodę pomocniczą (EP) zasilane sygnałem o przebiegu sinusoidalnym i częstotliwości w zakresie kilkadziesiąt do kilkuset kHz, z zasilacza rezonansowego (ZR), przy czym pomiędzy elektrody główne (EG) jest włączony układ rezonansowy w postaci szeregowo połączonego kondensatora zapłonowego (C2) z cewką zapłonową (L2), a pomiędzy kondensator zapłonowy (C2) i cewkę zapłonową (L2) jest włączona elektroda pomocnicza (EP).Device for plasma ignition of atomized particles liquid fuels having a secondary winding transformer connected to the electrode via resonant circuit, characterized in that has at least two main electrodes (EG) and an auxiliary electrode (EP) powered by the signal about sine wave and frequency in the range of several dozen to several hundred kHz, from the power supply resonant (ZR), with between main electrode (EG) circuit is turned on resonant in the form of series connected the ignition capacitor (C2) with the coil ignition (L2) and between the ignition capacitor (C2) and the ignition coil (L2) is ON auxiliary electrode (EP).
Description
(12) OPIS PATENTOWY(12) PATENT DESCRIPTION
RZECZPOSPOLITAREPUBLIC
POLSKAPOLAND
(21) Numer zgłoszenia: 353752 (19) PL (11) 196651 (13) B1 (51) Int.Cl.(21) Application Number: 353752 (19) PL (11) 196651 (13) B1 (51) Int.Cl.
F23Q 3/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 08.05.2002F23Q 3/00 (2006.01) (22) Filed on: 5/8/2002
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (54) Urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłychPatent Office of the Republic of Poland (54) Device for plasma ignition of atomized liquid fuels
(57) 1. Urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych mające uzwojenie wtórne transformatora połączone z elektrodą poprzez układ rezonansowy, znamienne tym, że ma, co najmniej dwie elektrody główne (EG) i elektrodę pomocniczą (EP) zasilane sygnałem o przebiegu sinusoidalnym i częstotliwości w zakresie kilkadziesiąt do kilkuset kHz, z zasilacza rezonansowego (ZR), przy czym pomiędzy elektrody główne (EG) jest włączony układ rezonansowy w postaci szeregowo połączonego kondensatora zapłonowego (C2) z cewką zapłonową (L2), a pomiędzy kondensator zapłonowy (C2) i cewkę zapłonową (L2) jest włączona elektroda pomocnicza (EP). (57) 1.A device for plasma ignition of atomized liquid fuels having a secondary winding of a transformer connected to an electrode through a resonant circuit, characterized by having at least two main electrodes (EG) and an auxiliary electrode (EP) fed with a signal of sinusoidal waveform and frequency in the range of several dozen to several hundred kHz, from a resonant power supply (ZR), where a resonant system is connected between the main electrodes (EG) in the form of a series connected ignition capacitor (C2) with the ignition coil (L2), and between the ignition capacitor (C2) and the ignition coil (L2) is the auxiliary electrode (EP) switched on.
PL 196 651 B1PL 196 651 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych, przeznaczone do stosowania w palnikach pieców gazowych, w szczególności w palnikach pieców olejowych.The present invention relates to a device for plasma ignition of atomized liquid fuels, intended for use in gas furnace burners, in particular in oil furnace burners.
Znany z polskiego opisu patentowego nr 176190 Układ do zapalania i kontroli płomienia palnika z wykorzystaniem jednej elektrody zapalają co - jonizacyjnej posiadają cy generator wysokiego napię cia, zasilacz prądu stałego i wzmacniacz operacyjny, charakteryzuje się tym, że uzwojenie wtórne cewki wysokiego napięcia generatora iskry jest połączone z jednej strony z elektrodą zapalającojonizacyjną, a z drugiej strony jest zwarte do masy poprzez pierwszy kondensator i dwie diody w układzie antyrównoległym oraz poprzez dwa rezystory połączone szeregowo, z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego, przy czym pomiędzy rezystory połączone szeregowo, jest włączony zwierający do masy kondensator, do masy jest również zwarte wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego. Natomiast wyjście sterujące wzmacniacza operacyjnego jest połączone z jego z wejściem odwracającym. Urządzenie zasilane jest z zasilacza prądu stałego napięciem dodatnim względem masy.Known from the Polish patent description No. 176190 The system for igniting and controlling the flame of the burner with the use of one electrode ignites the co - ionization with a high voltage generator, a DC power supply and an operational amplifier, characterized by the fact that the secondary winding of the spark generator high voltage coil is connected on the one hand to the ignition ionization electrode, and on the other hand, it is shorted to ground through the first capacitor and two diodes in an anti-parallel circuit, and through two resistors connected in series, with the inverting input of the operational amplifier, with a capacitor connected in series between the resistors, the non-inverting input of the op amp is also shorted to ground. On the other hand, the op-amp's control output is connected to its inverting input. The device is powered from a DC power supply with voltage positive to ground.
Znane są też z artykułów opublikowanych w czasopiśmie Avtomobil'naja Promyślennost' 1964 nr 8 s. 45-47 i 1964 nr 9 s. 45-47, układy do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych. Układ ten wyposażony jest w dwie elektrody zasilane poprzez transformator, przy czym pomiędzy wyjście transformatora a elektrody jest włączony układ rezonansowy, składający się z równolegle połączonego kondensatora z cewką indukcyjną.Systems for plasma ignition of atomized liquid fuels are also known from articles published in the Avtomobil'naja Promyślennost '1964 magazine No. 8 pp. 45-47 and 1964 No. 9 pp. 45-47. This system is equipped with two electrodes powered by a transformer, and between the output of the transformer and the electrodes a resonant circuit is connected, consisting of a capacitor connected in parallel with an inductor.
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych, które ma uzwojenie wtórne transformatora połączone z elektrodą.The present invention relates to a device for plasma ignition of atomized liquid fuels, which has a transformer secondary winding connected to an electrode.
Istota urządzenia polega na tym, że ma co najmniej dwie elektrody główne i elektrodę pomocniczą zasilane sygnałem o przebiegu sinusoidalnym i częstotliwości w zakresie kilkadziesiąt do kilkuset kHz, z zasilacza rezonansowego. Pomiędzy elektrody główne jest włączony układ rezonansowy w postaci szeregowo połączonego kondensatora zapłonowego z cewką zapłonową, a pomiędzy kondensator zapłonowy i cewkę zapłonową jest włączona elektroda pomocnicza. Elektroda pomocnicza jest umieszczona pomiędzy elektrodami głównymi.The essence of the device is that it has at least two main electrodes and an auxiliary electrode powered by a sinusoidal signal with a frequency in the range of several dozen to several hundred kHz, from a resonant power supply. Between the main electrodes, a resonant system is connected in the form of a series connected ignition capacitor with the ignition coil, and an auxiliary electrode is connected between the ignition capacitor and the ignition coil. The auxiliary electrode is placed between the main electrodes.
Korzystnym jest również to, że zasilacz rezonansowy ma pierwsze wejście połączone z drugim wejściem poprzez równolegle połączone dwa układy dwóch szeregowo połączonych przełączników oraz układ ogranicznika dobroci, przy czym pomiędzy przełączniki pierwszego układu a przełączniki drugiego układu jest włączony układ w postaci połączonych ze sobą szeregowo: cewki zasilacza, kondensatora zasilacza z uzwojeniem pierwotnym transformatora, którego uzwojenie wtórne stanowi wyjście zasilacza rezonansowego, jednocześnie kondensator zasilacza jest połączony równolegle z uzwojeniem pierwotnym układu ogranicznika dobroci.It is also advantageous that the resonant power supply has a first input connected to the second input via two parallel circuits of two series-connected switches and a Q-limiter circuit, whereby a circuit in the form of series-connected coils is connected between the switches of the first circuit and the switches of the second circuit: coils of the power supply, the power supply capacitor with the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is the output of the resonant power supply, at the same time the power supply capacitor is connected in parallel with the primary winding of the Q limiter.
Podstawowymi zaletami urządzenia zapłonowego według wynalazku jest zwiększenie skuteczności i powtarzalności zapłonu rozpylonych paliw ciekłych przez możliwość regulacji parametrów wyładowania łukowego oraz możliwość powtarzania wyładowania z zadaną częstotliwością, aż do spowodowania zapłonu. Istotną zaletą urządzenia zapłonowego według wynalazku jest zmniejszenie emisji zakłóceń elektromagnetycznych w porównaniu z iskrowymi urządzeniami zapłonowymi, ponieważ napięcie zapłonowe ma charakter sinusoidalny. Ponadto urządzenie zapłonowe według wynalazku jest wyposażone w zasilacz rezonansowy z układem ogranicznika dobroci, natomiast układ zapłonowy, pozbawiony układu ogranicznika dobroci jest wyposażony tylko w szeregowy obwód rezonansowy składający z cewki zapłonowej i kondensatora zapłonowego.The main advantages of the ignition device according to the invention are the increased efficiency and repeatability of ignition of the atomized liquid fuels by the possibility of adjusting the parameters of the arc discharge and the possibility of repeating the discharge at a given frequency until ignition is triggered. A significant advantage of the ignition device according to the invention is the reduction of the emission of electromagnetic disturbances compared to spark ignition devices, since the ignition voltage is sinusoidal. Moreover, the ignition device according to the invention is equipped with a resonant power supply with a Q factor limiter, while an ignition system devoid of a Q factor limiter is only equipped with a series resonant circuit consisting of an ignition coil and an ignition capacitor.
Nowe urządzenie zapłonowe charakteryzuje się również małymi gabarytami, co umożliwia zamontowanie go na elektrodach głównych w wyniku, czego można wyeliminować przewody wysokonapięciowe niezbędne w poprzednich rozwiązaniach. Taka konstrukcja powoduje, że wysokie napięcie powstaje tylko na elektrodzie pomocniczej zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo pracy.The new ignition device is also characterized by small dimensions, which allows it to be mounted on the main electrodes, as a result of which it is possible to eliminate the high voltage wires necessary in previous solutions. Such a construction causes that high voltage is generated only on the auxiliary electrode, thus increasing work safety.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia schemat ideowy urządzenia do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych.The subject matter of the invention in an exemplary embodiment is reproduced in the drawing, which shows a schematic diagram of a device for plasma ignition of atomized liquid fuels.
P r z y k ł a dP r z k ł a d
Urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonych paliw ciekłych zbudowane jest z zasilacza rezonansowego ZR ze zwrotem mocy, którego wyjście połączone jest z elektrodami głównymi EG. Równolegle do wyjścia zasilacza rezonansowego ZR przyłączony jest szeregowy, rezonansowy obwód pomocniczy składający się z cewki zapłonowej L2 i kondensatora zapłonowego C2. Pomiędzy cewkę zapłonową L2 i kondensator zapłonowy C2 włączona jest elektroda pomocnicza EP, która znajduje się między elektrodami głównymi EG.The device for plasma ignition of atomized liquid fuels consists of a ZR resonant power supply with power return, the output of which is connected to the main electrodes EG. Parallel to the output of the resonant power supply ZR, a series resonant auxiliary circuit consisting of the ignition coil L2 and the ignition capacitor C2 is connected. An auxiliary electrode EP, which is located between the main electrodes EG, is connected between the ignition coil L2 and the ignition capacitor C2.
PL 196 651 B1PL 196 651 B1
Zastosowany zasilacz rezonansowy ZR ma pierwsze wejście WE1 połączone z drugim wejściem WE2, poprzez równolegle połączone dwa układy dwóch szeregowo połączonych przełączników P oraz układ ogranicznika dobroci Q. Pomiędzy przełączniki P pierwszego układu a przełączniki P drugiego układu jest włączony układ w postaci połączonych ze sobą szeregowo: cewki zasilacza L1, kondensatora zasilacza C1 i uzwojenia pierwotnego transformatora T, którego uzwojenie wtórne stanowi wyjście WY zasilacza rezonansowego ZR. Kondensator zasilacza C1 jest połączony równolegle z uzwojeniem pierwotnym układu ogranicznika dobroci Q. Zasada działania zasilacza rezonansowego ZR oparta jest na zasadzie rezonansu szeregowego ze stabilizacją dobroci na poziomie Q=1, natomiast pomocniczy układ rezonansowy LC składający się z cewki zapłonowej L2 i kondensatora zapłonowego C2 nie posiada ogranicznika dobroci, w wyniku czego może generować znacznie wyższe napięcie.The applied resonant power supply ZR has the first input WE1 connected to the second input WE2, through two systems of two series connected P switches connected in parallel and a Q quality limiter system. Between the P switches of the first circuit and the P switches of the second circuit a circuit is connected in series with each other: coil of the power supply L1, the capacitor of the power supply C1 and the primary winding of the transformer T, the secondary winding of which is the output WY of the resonant power supply ZR. The capacitor of the power supply C1 is connected in parallel with the primary winding of the Q limiter circuit. The principle of operation of the ZR resonant power supply is based on the series resonance principle with Q stabilization at the level of Q = 1, while the auxiliary LC resonance circuit consisting of the ignition coil L2 and the ignition capacitor C2 is not it has a Q-limiter, as a result of which it can generate a much higher voltage.
Działanie urządzenia według wynalazku polega na tym, że pomocniczy układ rezonansowy LC składający się z cewki zapłonowej L2 i kondensatora zapłonowego C2, zostaje wzbudzony napięciem przemiennym z zasilacza rezonansowego ZR o częstotliwości w zakresie kilkadziesiąt do kilkuset kHz i napię ciu do kilku kV i generuje pomię dzy elektrodą pomocniczą EP i elektrodami gł ównymi EG napięcie przemienne od kilku do kilkudziesięciu kV oraz inicjuje wyładowanie plazmowe o mocy do kilkunastu kW między elektrodami głównymi EG, które znajdują się w strudze rozpylonego paliwa ciekłego. Czas trwania wyładowań plazmowych oraz okres ich powtarzania dobiera się tak, żeby otrzymać wymaganą pewność zapłonu.The operation of the device according to the invention consists in the fact that the auxiliary resonant LC system consisting of the ignition coil L2 and the ignition capacitor C2 is excited with alternating voltage from the resonant power supply ZR with a frequency in the range of several dozen to several hundred kHz and a voltage of up to several kV and generates between with the auxiliary electrode EP and main electrodes EG, alternating voltage from several to several dozen kV and initiates a plasma discharge with a power of up to several kW between the main electrodes EG, which are in the stream of sprayed liquid fuel. The duration of the plasma discharges and the period of their repetition are selected so as to obtain the required certainty of ignition.
Urządzenie do plazmowego zapłonu rozpylonego paliwa ciekłego posiada zasilacz rezonansowy napięcia przemiennego o częstotliwości kilkadziesiąt do kilkuset kHz, pomocniczego obwodu rezonansowego LC, parę elektrod głównych EG i elektrodę pomocniczą EP. Stosunek pojemności kondensatora zasilacza C1 do pojemności kondensatora zapłonowego C2 jest w zakresie od kilkudziesięciu do kilkuset, w wyniku czego na elektrodzie pomocniczej EP powstaje fala sinusoidalna o napięciu znacznie przekraczającym potencjał elektrod głównych EG, fala ta powoduje przebicie w przestrzeni pomiędzy elektrodą pomocniczą EP a jedną z elektrod głównych EG. Ze względu na to, że przebicia powstają na przemian, raz w przestrzeni między elektrodami: pomocniczą EP i główną EG przyłączonymi do kondensatora zapłonowego C2 a następnie w przestrzeni między elektrodami: pomocniczą EP i gł ówną EG przyłączonymi do cewki zapł onowej L2 pomocniczego ukł adu rezonansowego LC, mię dzy elektrodami głównymi EG powstaje trwałe wyładowanie łukowe z wytworzeniem plazmy termicznej. Zastosowanie pomocniczego układu rezonansowego LC powoduje, że na elektrodzie pomocniczej EP wysokie napięcie pojawia się tylko w przypadku braku wyładowania na elektrodach głównych EG. W innym przypadku ukł ad rezonansowy LC jest silnie tł umiony i nie wytwarza wysokiego napię cia.The device for plasma ignition of atomized liquid fuel has an alternating voltage resonant power supply with a frequency of several tens to several hundred kHz, an auxiliary LC resonant circuit, a pair of main electrodes EG and an auxiliary electrode EP. The ratio of the capacitance of the power supply capacitor C1 to the capacitance of the ignition capacitor C2 is in the range from several dozen to several hundred, as a result of which a sine wave is formed on the auxiliary electrode EP with a voltage significantly exceeding the potential of the main electrodes EG, this wave causes a breakdown in the space between the auxiliary electrode EP and one of the main electrodes EG. Due to the fact that breakdowns occur alternately, once in the space between the electrodes: auxiliary EP and main EG connected to the ignition capacitor C2, and then in the space between the electrodes: auxiliary EP and main EG connected to the ignition coil L2 of the auxiliary resonant circuit LC, between the main electrodes EG, a permanent arcing arises with the formation of thermal plasma. The use of the auxiliary LC resonant system causes that high voltage appears on the auxiliary electrode EP only in the case of no discharge on the main electrodes EG. Otherwise, the resonant LC circuit is strongly damped and does not generate high voltage.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL353752A PL196651B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Device for atomised liquid fuel ignition with plasma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL353752A PL196651B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Device for atomised liquid fuel ignition with plasma |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL353752A1 PL353752A1 (en) | 2003-11-17 |
| PL196651B1 true PL196651B1 (en) | 2008-01-31 |
Family
ID=29776349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL353752A PL196651B1 (en) | 2002-05-08 | 2002-05-08 | Device for atomised liquid fuel ignition with plasma |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL196651B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2728254A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-07 | Hans-Bernd Rombrecht | Ignition and stabilisation burner for particulate fuels |
-
2002
- 2002-05-08 PL PL353752A patent/PL196651B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2728254A1 (en) | 2012-11-02 | 2014-05-07 | Hans-Bernd Rombrecht | Ignition and stabilisation burner for particulate fuels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL353752A1 (en) | 2003-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5233273A (en) | Discharge lamp starting circuit | |
| US7986505B2 (en) | Dual power source pulse generator for a triggering system | |
| KR970703632A (en) | Laser gas control device and charge / discharge device in discharge-excited laser device | |
| US4004188A (en) | Starting circuit for inverter operated gaseous discharge lamps | |
| US5914571A (en) | Method for igniting high frequency operated, high intensity discharge lamps | |
| EP1128709A1 (en) | Power regulation circuit for ballast for ceramic metal halide lamp | |
| JPS6313789B2 (en) | ||
| NL8103908A (en) | Power generator for ionic conduction lamp - provides power at high impedance during starting and power at lower impedance during operation of lamp | |
| CN105579701B (en) | Method and apparatus for ignition gas fuel mixture | |
| EP1697961B1 (en) | Method and apparatus for stabilizing a glow discharge plasma under atmospheric conditions | |
| EP0507396B1 (en) | Circuit arrangement | |
| US6404140B1 (en) | High frequency electronic ballast for ceramic metal halide lamp | |
| JP2000348884A (en) | Electrode high pressure discharge lamp starting and operating method and circuit device | |
| JPH074657A (en) | Automatic combustion controller | |
| PL196651B1 (en) | Device for atomised liquid fuel ignition with plasma | |
| EP1820377B1 (en) | Method and apparatus for operating an electrical discharge device | |
| Shin et al. | Bidirectional pulse plasma power supply for treatment of air pollution | |
| DE19616187B4 (en) | Excitation of electrical gas discharges with voltage pulses | |
| US5084655A (en) | Circuit arrangement suitable for igniting a high-pressure discharge lamp | |
| US20060152169A1 (en) | Electronic circuit for supplying a high-pressure discharge arc lamp | |
| US20120025728A1 (en) | Hid lamp ignitor | |
| US6953032B2 (en) | Combustion engine and ignition circuit for a combustion engine | |
| AU746610B2 (en) | Electronic circuit for pulse generation | |
| EP0957315A2 (en) | Electric gas-lighter | |
| US11633800B2 (en) | Method for contactlessly striking an arc and welding current source for carrying out a striking process |