EP0112335A1 - Spark generator - Google Patents
Spark generatorInfo
- Publication number
- EP0112335A1 EP0112335A1 EP83900347A EP83900347A EP0112335A1 EP 0112335 A1 EP0112335 A1 EP 0112335A1 EP 83900347 A EP83900347 A EP 83900347A EP 83900347 A EP83900347 A EP 83900347A EP 0112335 A1 EP0112335 A1 EP 0112335A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- metal
- spark
- quality
- electrode
- principle
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- H01T13/32—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode
Definitions
- the spark is a discharge, that is to say the very rapid establishment and extinction of a current under a relatively high voltage and a fairly low intensity.
- the spark therefore appears as one of the manifestations of a direct current characterized at each instant by its voltage and its intensity or as one of the manifestations of an alternating current characterized at each instant by its voltage, its intensity , its period and its phase difference between voltage and current (period and phase difference being very variable during the passage of this very brief current).
- Sparking is important either to ignite an air-fuel mixture (case of spark-ignition engines), or to generate a certain amount of ozone at the same time.
- She is. characterized by the configuration of the parts between which the spark occurs.
- One of these parts is made of a metal or any alloy; it preferably has a shape of revolution, slightly concave with respect to the other part, and it is tapered or serrated at the edges.
- the other of these parts has two parts: a metal support of any thickness, an insulating layer made of a suitable material: metal oxide such as alumina, titanium oxide, zirconium oxide, chromium oxide, etc., the thickness of this layer possibly varying between 10 microns and one millimeter depending on the material and the desired effect.
- metal oxide such as alumina, titanium oxide, zirconium oxide, chromium oxide, etc.
- the second part can be a washer crossed by an insulating tube used for the passage of the conductor wire of the first room.
- the distance between the tapered edge and the second piece should be slightly less than that corresponds to the maximum disruptive voltage which the system generating the discharge can provide in the medium in question.
- the "mass" electrode is placed, as already indicated, substantially at the same distance from the "positive” electrode, but with the face covered with the same oxides as above, face which is full or perforated and which is placed opposite the positive electrode which is then unchanged.
- This ground electrode can either be integral with the base of the spark plug at several points to ensure good heat flow, or be welded directly at several points, on the cylinder head (it can thus have a significantly larger surface area); its shape can then be determined by the concern to obtain an intense agitation inside the electrons, the latter then having to escape only relatively weak openings; similarly it may be interesting that the face of this electrode which is not opposite to the positive electrode is made or covered with a metal having certain specific physical characteristics: stainlessness, resistance to high temperatures, emission of electrons, etc ...
- Figure 1 shows the transformation of a candle enjoying all the advantages indicated above.
- FIG. 2 shows how a cylinder head can be adapted: the "tunnel" constituted by the mass electrode thus welded being arranged in the direction of the air-fuel path.
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- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Générateur d'étincelles muni de deux électrodes dont l'une comporte un dépôt d'une épaisseur comprise entre dix microns et un millimètre d'un oxyde métallique isolant, tel l'alumine ou l'oxyde de titane, sur un côté d'une surface métallique faite d'un métal normalement conducteur, métal relié en principe au pôle négatif; l'autre électrode d'une surface nettement inférieure, d'un métal et d'une forme quelconque, est relié en principe au pôle positif.Spark generator provided with two electrodes, one of which has a deposit with a thickness of between ten microns and one millimeter of an insulating metal oxide, such as alumina or titanium oxide, on one side of a metallic surface made of a normally conductive metal, metal connected in principle to the negative pole; the other electrode of a significantly smaller surface, of a metal and of any shape, is connected in principle to the positive pole.
Description
GENERATEUR D'ETINCELLES SPARK GENERATOR
Dans des conditions apparemment connues et sous des pressions plus ou moins importantes, on peut produire des étincelles ou un arc.Under apparently known conditions and under more or less significant pressures, sparks or an arc can be produced.
Il faut tout de suite remarquer que l'étincelle est une décharge, c'est à dire l'établissement et l'extinction très rapide d'un courant sous une tension relativement élevée et une assez faible intensité.It should be noted immediately that the spark is a discharge, that is to say the very rapid establishment and extinction of a current under a relatively high voltage and a fairly low intensity.
Suivant la manière dont elle est produite, cette pointe de courant donnera lieu à des oscillations prati quement nulles ou au contraire relativement importantes et durables (quelques millisecondes).Depending on the way in which it is produced, this current peak will give rise to practically zero oscillations or, on the contrary, relatively large and lasting (a few milliseconds).
Dans une première approximation, l'étincelle apparaît donc comme, une des manifestations d'un courant continu caractérisé à chaque instant par son voltage et son intensité ou comme une des manifestations d'un courant alternatif caractérisé à chaque instant par son voltage, son intensité, sa période et son déphasage entre voltage et intensité (période et déphasage étant d'ailleurs très variables durant le passage de ce très bref courant).In a first approximation, the spark therefore appears as one of the manifestations of a direct current characterized at each instant by its voltage and its intensity or as one of the manifestations of an alternating current characterized at each instant by its voltage, its intensity , its period and its phase difference between voltage and current (period and phase difference being very variable during the passage of this very brief current).
L'expression de l'énergie d'une étincelle peut donc s'écrire: VIΔt (courant continu) Vi cos Δt (courant alternatif)
The expression of the energy of a spark can therefore be written: VIΔt (direct current) Vi cos Δt (alternating current)
L'existence de ces cos successifs montre que des
étincelles ayant apparemment même tension et même intensité peuvent avoir des efficacités très différentes suivant leur mode de génération, celui-ci donnant lieu à des cos successifs plus ou moins importants.
The existence of these successive cos shows that sparks apparently having the same voltage and the same intensity can have very different efficiencies depending on their mode of generation, which gives rise to more or less significant successive cos.
L'efficacité différente de deux étincelles est facilement constatée par la mesure de l'épaisseur de
diélectrique (papier, mica, etc..) traversé par les étincelles produites entre deux éclateurs de référence.The different effectiveness of two sparks is easily seen by measuring the thickness of dielectric (paper, mica, etc.) crossed by the sparks produced between two reference spark gaps.
Dans de très nombreux cas, il est intéressant d'avoir pour une dépense d'énergie peu différente, des étincelles d'une efficacité maximum.In very many cases, it is interesting to have, for a little different energy expenditure, sparks of maximum efficiency.
Tel est le but de la présente invention dont le domaine d'application recouvre tous les problèmes où. la qualité. de l'étincelle est importante soit pour allumer un mélange air-combustible (cas des moteurs à allumage commandé), soit pour générer en même temps une certaine quantité d'ozone.This is the aim of the present invention, the field of application of which covers all the problems where. the quality. Sparking is important either to ignite an air-fuel mixture (case of spark-ignition engines), or to generate a certain amount of ozone at the same time.
Elle est. caractérisée par la configuration des pièces entre lesquelles, se produit l'étincelle.She is. characterized by the configuration of the parts between which the spark occurs.
L'une de ces pièces est faite en un métal ou en un alliage quelconque; elle possède, de préférence, une forme de révolution, légèrement concave par rapport à l'autre pièce, et elle est effilée ou dentelée sur les bords.One of these parts is made of a metal or any alloy; it preferably has a shape of revolution, slightly concave with respect to the other part, and it is tapered or serrated at the edges.
L'autre de ces pièces comprend deux parties: un support métallique d'épaisseur quelconque, une couche isolante constituée d'une matière appropriée: oxyde métallique tel que l'alumine, l'oxyde de titane, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de chrome, etc..., l'épaisseur de cette couche pouvant varier entre 10 microns et un millimètre suivant la matière et l'effet recherché.The other of these parts has two parts: a metal support of any thickness, an insulating layer made of a suitable material: metal oxide such as alumina, titanium oxide, zirconium oxide, chromium oxide, etc., the thickness of this layer possibly varying between 10 microns and one millimeter depending on the material and the desired effect.
Ces pièces peuvent être solidaires de deux bras comme dans les éclateurs normaux, mais eJLles peuvent aussi être montées d'une manière différente: par exempie, la deuxième pièce peut être une rondelle traverséc par un tube isolant servant au passage du fil conducteur de la première pièce.These parts can be joined to two arms as in normal spark gaps, but they can also be mounted in a different way: for example, the second part can be a washer crossed by an insulating tube used for the passage of the conductor wire of the first room.
La distance entre le bord effilé et la deuxième pièce doit être légèrement inférieure à celle qui
correspond à la tension disruptive maxima que peut fournir dans le milieu considéré le système générateur de la décharge.The distance between the tapered edge and the second piece should be slightly less than that corresponds to the maximum disruptive voltage which the system generating the discharge can provide in the medium in question.
Pour les bougies d'allumage des moteurs à allu mage commandé, il existe une configuration spécialement intéressante: l'électrode de "masse" est placée, comme il a déjà été indiqué, sensiblement à la même distance de l'électrode "positive", mais avec la face recouverte des mêmes oxydes que précédemment, face qui est pleine ou ajourée et qui est placée en vis à vis de l'électrode positive qui est alors inchangée.For the spark plugs of engines with controlled ignition, there is a particularly interesting configuration: the "mass" electrode is placed, as already indicated, substantially at the same distance from the "positive" electrode, but with the face covered with the same oxides as above, face which is full or perforated and which is placed opposite the positive electrode which is then unchanged.
Cette électrode de masse peut être, soit solidaire du culot de la bougie en plusieurs points pour assurer un bon écoulement calorifique, soit être soudée direc tement en plusieurs points, sur la culasse (elle peut avoir ainsi une surface nettement plus importante); sa forme peut alors être déterminée par le souci d'obtenir à son intérieur une agitation intense des électrons, ceux-ci n'ayant alors pour s'échapper que des ouver tures relativement faibles; de même il peut être intéressant que la face de cette électrode qui n'est pas oppos.ée à l'électrode positive soit faite ou recouverte d'un métal ayant certaines particularités, physiques déterminées: inoxydabilité, résistance aux hautes températures, émission d'électrons, etc ...This ground electrode can either be integral with the base of the spark plug at several points to ensure good heat flow, or be welded directly at several points, on the cylinder head (it can thus have a significantly larger surface area); its shape can then be determined by the concern to obtain an intense agitation inside the electrons, the latter then having to escape only relatively weak openings; similarly it may be interesting that the face of this electrode which is not opposite to the positive electrode is made or covered with a metal having certain specific physical characteristics: stainlessness, resistance to high temperatures, emission of electrons, etc ...
La figure 1 montre la transformation d'une bougie bénéficiant de tous les avantages ci-dessus indiqués.Figure 1 shows the transformation of a candle enjoying all the advantages indicated above.
La figure 2 montre comment peut être adaptée une culasse: le "tunnel" constitué par l'électrode de masse ainsi soudée étant disposé dans le sens du parcours air-combustible.FIG. 2 shows how a cylinder head can be adapted: the "tunnel" constituted by the mass electrode thus welded being arranged in the direction of the air-fuel path.
La disposition: électrode positive faisant face à une couche isolante disposée sur une électrode de masse aussi fermée que possible tout en disposant d'ouvertures poux l'écoulement à l'extérieur des électrons,
cette disposition qui correspond à la réalisation d'une forme permettant la création du phénomène de cathode creuse possède divers avantages intrinsèques:The arrangement: positive electrode facing an insulating layer placed on a ground electrode as closed as possible while having openings for the flow of electrons outside, this arrangement which corresponds to the realization of a shape allowing the creation of the hollow cathode phenomenon has various intrinsic advantages:
- écoulement meilleur des calories par l'électrode de masse,- better flow of calories through the mass electrode,
- addition de deux phénomènes améliorant l'étincelle,- addition of two phenomena improving the spark,
- fabrication aisée.- easy manufacturing.
Enfin, comme il a été dit au début de ce brevet, la nature de la décharge est importante; aussi est-il fortement conseillé de conjuguer, avec les appareils. ainsi décrits, l'emploi d'un système générateur donnant une décharge aussi peu oscillante que possible et pratiquement sans amortissement; de même est il nettement préférable de respecter le sens indiqué du courant.
Finally, as was said at the start of this patent, the nature of the discharge is important; it is therefore strongly advised to combine, with the devices. thus described, the use of a generator system giving a discharge as little oscillating as possible and practically without damping; in the same way it is clearly preferable to respect the indicated direction of the current.
Claims
R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S
1 Procédé améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique, caractérisé par le mode de fabrication des électrodes.1 Process improving the quality of the spark caused by an electric discharge, characterized by the method of manufacturing the electrodes.
Ce procédé consiste essentiellement dans l'exé cvition d'un dépôt d'une épaisseur comprise entre dix microns et un millimètre d'un oxyde métallique isolant, tel l'alumine ou l'oxyde de titane, sur un coté d'une surface métallique faite d'un métal normalement conducteur, métal relié en principe au pôle négatif; l'autre électrode d'une surface nettement inférieure, d'un métal et d'une forme quelconque, est relié en principe au pôle positif.This process essentially consists in carrying out a deposit with a thickness of between ten microns and one millimeter of an insulating metal oxide, such as alumina or titanium oxide, on one side of a metal surface. made of a normally conductive metal, metal connected in principle to the negative pole; the other electrode of a clearly lower surface, of a metal and of any shape, is connected in principle to the positive pole.
2. Procédé améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique suivant la reven dication 1, caractérisé par la forme "en caverne" de l'électrode négative, afin d'obtenir une amélioration supplémentaire de l'étincelle par apparition du phénomène de "cathode creuse".2. Method improving the quality of the spark caused by an electric discharge according to claim 1, characterized by the "cavern" shape of the negative electrode, in order to obtain an additional improvement of the spark by the appearance of the phenomenon of "hollow cathode".
3 Appareil améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique, basé sur le procédé, objet de la revendication 1, caractérisé par un système d'éclateurs où l'une des électrodes est un métal tandis que l'autre est un ensemble composé d'un support métallique recouvert sur un côté d'une couche isolante d'un oxyde métallique, couche faisant face à l'autre électrode.3 apparatus improving the quality of the spark caused by an electric discharge, based on the method, object of claim 1, characterized by a spark gap system where one of the electrodes is a metal while the other is an assembly composed of a metal support covered on one side with an insulating layer of a metal oxide, layer facing the other electrode.
4 Appareil améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique, basé sur les procédés, objet des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'électrode, en principe positive, en un métal normalement conducteur est opposée à une surface
métallique recouverte sur un côté d'oxyde métallique isolant, surface aussi fermée que possible, mais tout en ayant un dégagement suffisant à l'extérieur; cette surface métallique est en principe reliée au pôle négatif.4 Apparatus improving the quality of the spark caused by an electric discharge, based on the methods, object of claims 1 and 2, characterized in that the electrode, in principle positive, of a normally conductive metal is opposite a surface metallic covered on one side with insulating metallic oxide, surface as closed as possible, but while having sufficient clearance outside; this metal surface is in principle connected to the negative pole.
5 Appareil améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les deux électrodes sont solidaires d'ensembles différents: l'électrode, en principe positive dans un moteur à allumage commandé, est isolée de la culasse tandis que l'électrode, en principe négative, est solidaire de la culasse; elle est donc faite d'un métal aisément soudable sur celle-ci et bon conducteur de la chaleur, métal recouvert d'un côté d'une couche isolante d'oxyde métallique et qui peut être, de l'autxe côté, recouvert plus ou moins partiellement d'un métal émettant plus facilement des électrons que lui-même.5 Apparatus improving the quality of the spark caused by an electric discharge, according to claim 4, characterized in that the two electrodes are integral with different assemblies: the electrode, in principle positive in a spark-ignition engine, is isolated of the cylinder head while the electrode, in principle negative, is integral with the cylinder head; it is therefore made of a metal which can be easily welded thereon and is a good conductor of heat, a metal covered on one side with an insulating layer of metal oxide and which can be covered more or less on the other side. less partially of a metal emitting electrons more easily than itself.
6 Appareil améliorant la qualité de l'étincelle provoquée par une décharge électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un appareil conforme à la revendication 3 ou à la revendication 4 ou à la revendication 5 et un système générateur de décharge aussi peu oscillante que possible, donc pratiquement sans amortissement.6 Apparatus improving the quality of the spark caused by an electric discharge, characterized in that it comprises an apparatus according to claim 3 or claim 4 or claim 5 and a discharge generator system as little oscillating as possible , therefore practically without amortization.
7 Toutes les applications découlant des procédés et des appareils mettant en oeuvre ces procédés, qu'il s'agisse de l'amélioration de la qualité de l'étincelle ou de la production plus importante d'ozone ou de systèmes (bougies ou autres) utilisables dans les moteurs à allumage commandé.
7 All the applications resulting from the processes and the devices implementing these processes, whether it is improving the quality of the spark or the greater production of ozone or systems (spark plugs or others) usable in spark ignition engines.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8200446A FR2541525A1 (en) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | Enhancement to spark generating systems applicable, in particular, to motors with controlled ignition |
| FR8200446 | 1982-01-13 | ||
| FR8207446A FR2541526A2 (en) | 1982-01-13 | 1982-04-29 | Enhancement to spark generating systems applicable, in particular, to motors with controlled ignition |
| FR8207446 | 1982-04-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP0112335A1 true EP0112335A1 (en) | 1984-07-04 |
Family
ID=26222705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP83900347A Withdrawn EP0112335A1 (en) | 1982-01-13 | 1983-01-12 | Spark generator |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0112335A1 (en) |
| FR (1) | FR2541526A2 (en) |
| IT (1) | IT8367024A0 (en) |
| WO (1) | WO1983002532A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2900547A (en) * | 1956-08-03 | 1959-08-18 | Engel Edward | Spark plugs and the like |
| BE665837A (en) * | 1964-06-26 | 1965-10-18 | ||
| CH478343A (en) * | 1967-09-22 | 1969-09-15 | Maschf Augsburg Nuernberg Ag | Spark ignition, air-compressing injection internal combustion engine |
-
1982
- 1982-04-29 FR FR8207446A patent/FR2541526A2/en active Pending
-
1983
- 1983-01-12 EP EP83900347A patent/EP0112335A1/en not_active Withdrawn
- 1983-01-12 IT IT8367024A patent/IT8367024A0/en unknown
- 1983-01-12 WO PCT/FR1983/000008 patent/WO1983002532A1/en unknown
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| See references of WO8302532A1 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1983002532A1 (en) | 1983-07-21 |
| FR2541526A2 (en) | 1984-08-24 |
| IT8367024A0 (en) | 1983-01-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
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| AK | Designated contracting states |
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| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 19840515 |
|
| RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: PELLERIN, ARNAULT Inventor name: LE GUELLEC, ALLAIN |