改進(jìn)的高能點(diǎn)火火花點(diǎn)火器的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2013年12月26日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/920,812的權(quán)益，該申 請被以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請涉及點(diǎn)火系統(tǒng)并且更具體設(shè)計(jì)用于燃燒器和燃燒器引燃器的火花點(diǎn)火器。
【背景技術(shù)】
[0004] 氣體燃燒器引燃器是用于通過燃燒低流速（相對于主燃燒器）的氣態(tài)的燃料-空 氣混合物而建立穩(wěn)定的引燃火焰的裝置。引燃火焰被用于點(diǎn)燃更大的主燃燒器，或用于點(diǎn) 燃難點(diǎn)火的燃料。氣體引燃器設(shè)計(jì)通常包括點(diǎn)火系統(tǒng)。在氣體燃燒器引燃器以及諸如火炬 系統(tǒng)的其它燃燒器系統(tǒng)中使用的一種常用類型的點(diǎn)火系統(tǒng)是高能點(diǎn)火（HEI)系統(tǒng)。
[0005] 在工業(yè)中，HEI系統(tǒng)由于它們能夠在冷、濕、臟、受污染的點(diǎn)火器插塞或其它不利的 燃燒器啟動條件下可靠地點(diǎn)燃輕或重燃料的能力而被使用。HEI系統(tǒng)典型地利用電容放電 激勵器來將大電流脈沖傳遞到專門的火花（電?。c(diǎn)火器。這些系統(tǒng)典型地特征在于IJ至 20J范圍內(nèi)的電容儲能量，并且所產(chǎn)生的大電流脈沖通常大于lkA。HEI系統(tǒng)的火花點(diǎn)火器 (還已知為火花塞，火花桿或點(diǎn)火器探測器）通常使用被絕緣體環(huán)繞的圓柱形中心電極和 在絕緣體上的外部導(dǎo)電殼體進(jìn)行構(gòu)造，使得，在火花桿的軸向朝向的點(diǎn)火端部，環(huán)形氣隙被 形成在絕緣體的表面上中心電極和外部導(dǎo)電殼體之間。在此氣隙處，也稱為火花縫隙，HEI 火花可在中心電極和外部導(dǎo)電殼體之間傳遞電流。通常在此縫隙處半導(dǎo)體材料被應(yīng)用于絕 緣材料以有助于產(chǎn)生火花。一般來說，HEI系統(tǒng)的火花能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于給定燃料所需要的最 低著火能，假設(shè)具有適當(dāng)?shù)娜剂?空氣比并且進(jìn)行了混合的話。此多余的能量允許點(diǎn)火系 統(tǒng)形成強(qiáng)大的火花，從而受如上所述的不利的燃燒器啟動條件的影響最小。
[0006] 出于成本和尺寸考慮，希望最小化HEI系統(tǒng)的輸出能量，然而，因?yàn)檩敵瞿芰勘粶p 小，在不利的燃燒器啟動條件下將更加難以形成火花。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括多個(gè)電極和絕緣體的火花點(diǎn)火器，所 述多個(gè)電極和絕緣體被配置用于形成具有外表面的本體。所述多個(gè)電極包括中心電極和殼 體電極。中心電極具有內(nèi)表面、端部，并且所述中心電極的至少一部分形成所述本體的外表 面的至少一部分。
[0008] 殼體電極也具有內(nèi)表面、端部，并且所述殼體電極的至少一部分形成所述本體的 外表面的至少一部分。所述絕緣體位于中心電極和殼體電極之間，并且所述絕緣體的至少 一部分未被中心電極和殼體電極覆蓋。所述絕緣體的斜切部分鄰近絕緣體的未覆蓋部分， 并且所述斜切部分與所述中心電極的內(nèi)表面的斜切部分并且與所述殼體電極的內(nèi)表面的 斜切部分相匹配，使得中心電極和殼體電極被相互定位并且彼此電絕緣，從而火花縫隙由 所述中心電極的第一邊緣和所述殼體電極的第二邊緣形成。
[0009] 根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種包括多個(gè)電極和絕緣體的火花點(diǎn)火器，所 述多個(gè)電極和絕緣體被配置用于形成具有外表面的本體。所述多個(gè)電極包括中心電極和殼 體電極。中心電極具有內(nèi)表面、端部，并且所述中心電極的至少一部分形成所述本體的外表 面的至少一部分。殼體電極也具有內(nèi)表面、端部，并且所述殼體電極的至少一部分形成所述 本體的外表面的至少一部分。所述絕緣體位于中心電極和殼體電極之間，并且所述絕緣體 的至少一部分未被中心電極和殼體電極覆蓋，使得中心電極和殼體電極被相互定位并且彼 此電絕緣,從而火花縫隙由中心電極的第一邊緣和殼體電極的第二邊緣形成。所述火花縫 隙的第一邊緣和第二邊緣中的至少一個(gè)具有不一致的幾何形狀。
[0010] 根據(jù)本公開的又另一實(shí)施例，提供了一種包括多個(gè)電極和絕緣體的火花點(diǎn)火器， 所述多個(gè)電極和絕緣體被配置用于形成具有外表面的本體。所述多個(gè)電極包括中心電極和 殼體電極。所述中心電極具有內(nèi)表面、端部，并且所述中心電極的至少一部分形成所述本體 的外表面的至少一部分。殼體電極也具有內(nèi)表面、端部，并且所述殼體電極的至少一部分形 成所述本體的外表面的至少一部分。所述絕緣體被定位于中心電極和殼體電極之間，并且 所述絕緣體的至少一部分未被中心電極和殼體電極覆蓋，使得中心電極和殼體電極被相互 定位并且彼此電絕緣,從而火花縫隙由中心電極的第一邊緣和殼體電極的第二邊緣形成。 所述火花縫隙的深度被從所述絕緣體的未覆蓋部分測量到所述本體的外表面，并且，所述 深度小于所述本體的外表面周長的8%。
【附圖說明】
[0011] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的軸向指向的火花點(diǎn)火器的立體圖（圖1A)和剖視圖（圖 1B)。
[0012] 圖2示出了可根據(jù)本公開的某些實(shí)施例使用的軸向指向的火花點(diǎn)火器的立體圖 (圖2A)和剖視圖（圖2B)。
[0013] 圖3示出了徑向指向的火花點(diǎn)火器的立體圖（圖3A)和剖視圖（圖3B)。
[0014] 圖4示出了可根據(jù)本公開的某些實(shí)施例使用的徑向指向的火花點(diǎn)火器的立體圖 (圖4A)和剖視圖（圖4B)。
[0015] 圖5是比較徑向指向的火花點(diǎn)火器（圖5A)和徑向指向的火花點(diǎn)火器的實(shí)施例 (圖5B)的圖示。
[0016] 圖6A是示意出根據(jù)一實(shí)施例的具有不一致電極殼體形狀的軸向指向的火花點(diǎn)火 器的例子的圖示。
[0017] 圖6B是示意出根據(jù)另一實(shí)施例的具有不一致中心電極形狀的軸向指向的火花點(diǎn) 火器的例子的圖示。
[0018] 圖7A-B分別示意出具有不一致中心電極形狀的軸向指向的火花點(diǎn)火器的配置。 [0019] 圖8示出了具有不一致電極形狀的徑向指向的火花點(diǎn)火器的立體圖（圖8A)和側(cè) 視圖（圖8B)。
[0020] 圖9A是示意出具有成條狀的或局部半導(dǎo)體輪廓的軸向指向的火花點(diǎn)火器的例子 的圖示。
[0021] 圖9B是示意出具有成條狀的或局部半導(dǎo)體輪廓的徑向指向的火花點(diǎn)火器的例子 的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面的描述和附圖示意出在具有用于供應(yīng)燃料和空氣混合物的主燃燒器的燃燒 爐中使用的類型的火花點(diǎn)火器。雖然本公開關(guān)于用于燃燒爐的火花點(diǎn)火器環(huán)境進(jìn)行了描 述，但將了解本公開的火花點(diǎn)火器更寬泛地可應(yīng)用于用于燃料的點(diǎn)火系統(tǒng)并且可應(yīng)用于其 它系統(tǒng)。
[0023] 允許HEI系統(tǒng)最小化其輸出能量、同時(shí)保持其輸出電壓不變并且在不利條件下繼 續(xù)保持其性能的許多點(diǎn)火器幾何結(jié)構(gòu)的實(shí)施例已經(jīng)被研發(fā)出來。
[0024] 已經(jīng)公開了，通過減小點(diǎn)火器末端的槽深度以在殼體電極、中心電極和內(nèi)部陶瓷 絕緣體之間生成齊平（flush)或"近乎齊平"的表面縫隙，橫跨兩個(gè)電極、具體為中心電極 和殼體電極、之間的氣隙的電場集中可被增加。關(guān)于優(yōu)勢，這限制了可以集中或停留在點(diǎn)火 器的表面縫隙上的污染物的總量。
[0025] 用于增加兩個(gè)電極之間的電場集中的另一實(shí)施例是對殼體電極、中心電極和/或 內(nèi)部陶瓷絕緣體應(yīng)用內(nèi)斜角。關(guān)于優(yōu)勢，這些斜角允許配合零件之間更好地接觸，并且因此 減小了液體穿過配合表面之間的機(jī)會。另外，另一實(shí)施例是形成不一致的電極周邊。
[0026] 允許HEI系統(tǒng)最小化其輸出能量同時(shí)保持其輸出電壓不變的又另一實(shí)施例是增 大橫跨半導(dǎo)體的