JP2009008100A5 - - Google Patents

Claims (33)

1. 燃焼室壁を有する燃焼室内で、燃料と空気の混合気に点火する点火システムにおいて： 燃焼室内部に設けられた電極と；
   前記電極に30,000ヘルツから3,000,000ヘルツの周波数を有する無線周波電力を供給する電気回路と；
   前記燃焼室壁によって少なくとも部分的に形成されたアースと；そして
   前記燃焼室内で、完全な絶縁破壊は発生させず、かつアーク放電が起こらないように前記電極への前記電気回路の出力を制御する制御手段とを有し；
   前記電極への前記電気回路の出力を制御する手段は、前記電気回路中の実際のパラメータを測定して、該実際のパラメータを設定値パラメータと比較するように構成され、
   かつ前記電極および前記アース間で生成された無線周波電圧差が、燃料と空気の混合気をイオン化させ、結果として該燃料と空気の混合気を燃焼させる無線周波電界を生成するように構成されたことを特徴とする点火システム。
2. 前記燃焼室壁は、シリンダと、前記燃焼室内の燃焼ガスを膨張させて駆動する前記シリンダ内の往復運動ピストン、とにより構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
3. 前記燃焼室は、ガスタービンに用いられるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
4. 前記電気回路は、低電圧回路および高電圧回路を含み、該低電圧回路は無線周波逓昇変圧器により前記高電圧回路を駆動し、該高電圧回路は共振周波数を有し、前記低電圧回路は該共振周波数と同一又は略同一の周波数で前記高電圧回路を駆動し、前記電極は前記高電圧回路の出力端に接続するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
5. 前記実際のパラメータは前記電気回路中の実際のインピーダンスであり、前記設定値パラメータは設定値インピーダンスであることを特徴とする請求項１記載の点火システム。
6. 前記電極への前記電気回路の出力を制御する手段は、前記高電圧回路の前記出力電力を調整し、前記実際のインピーダンスが実質的に前記設定値インピーダンスに対応するように構成されたことを特徴とする請求項５記載の点火システム。
7. 前記電極への前記電気回路の出力を制御する手段は、前記低電圧回路からの前記出力電力を調整するパルス幅変調を使用して、前記高電圧回路の前記出力電力を調整するように構成されたことを特徴とする請求項６記載の点火システム。
8. 前記電極は、燃焼室の内部に直接曝露されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
9. 前記電極は、燃焼室内部で誘電材質により包囲されるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
10. 前記ピストンは、無線周波電界を方向付ける手段を含むように構成されたことを特徴とする請求項２記載の点火システム。
11. 電極は、無線周波電界を方向付ける複数の突起物を含むように構成されたことを特徴とする請求項１記載の点火システム。
12. 点火装置において：
    燃焼室内部に固定設置された電極と；
    前記電極に30,000ヘルツから3,000,000ヘルツの周波数を有する無線周波電力を供給する電気回路とを有し、該電気回路は、前記無線周波電力が前記燃焼室内部の気体内でコロナ放電を生成させるように構成され、かつ前記電気回路は、前記電気回路の実際のパラメータを設定値パラメータと比較することに基づいて、電気アークが前記燃焼室内の前記電極と接地間で生成されないように、前記電極と接地間の電流値を維持するように構成されたことを特徴とする点火装置。
13. 燃焼室内で可燃性気体混合物に点火する方法において；
    コロナ放電が電極および前記燃焼室の間で生成するように、前記電極に無線周波電力を供給するステップと；
    前記電極に給電する電源の電圧および電流を測定するステップと；そして
    前記電極および前記燃焼室間の前記コロナ放電を持続させるために、設定点パラメータと前記測定された電圧および電流との比較に基づいて前記電極に供給される電力レベルを制御するステップであり、かつ前記コロナ放電が前記燃焼室内の前記可燃性気体混合物を点火するために充分なエネルギー供給を行うように構成した電力レベルを制御するステップ；とで構成されたことを特徴とする点火方法。
14. 前記電極に供給される前記電力レベルは、プラズマアークが前記電極および前記燃焼室間に生成されるのを防止するように制御されるように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
15. 前記無線周波電力が、30,000ヘルツから3,000,000ヘルツ間の周波数を有するように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
16. 更に前記測定された電圧および電流から、前記電極に無線周波電力を供給している電気回路の実際のインピーダンスを算出するステップと；
    前記実際のインピーダンスを設定値インピーダンスである設定値パラメータと比較するステップと；そして
    前記実際のインピーダンスを前記設定値インピーダンスに合致させるために、前記電極に供給される電力レベルを制御するステップ；とを含むように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
17. 更に予め定められた継続時間、前記コロナ放電を持続させるステップを含むように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
18. 前記予め定められた継続時間は、少なくとも１ミリ秒であることを特徴とする請求項１７記載の点火方法。
19. 前記電極に供給される電力レベルを制御するステップは、電源からの出力信号のパルス幅を変調するステップを含むように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
20. 前記電源は、電極に給電するために共振するLC回路に給電するように構成されたことを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
21. 前記電極に供給される電力レベルを制御するステップは、LC回路を駆動する信号の周波数を制御することを含むように構成されたことを特徴とする請求項２０記載の点火方法。
22. 前記電極に供給される電力レベルを制御するステップは、LC回路の構成素子の少なくとも一つの構成値を制御するように構成されたことを特徴とする請求項２０記載の点火方法。
23. 前記燃焼室は、内燃機関の一部分を構成することを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
24. 前記燃焼室は、ガスタービンエンジンの一部分を構成することを特徴とする請求項１３記載の点火方法。
25. エンジンにおいて：
    可燃性の気体混合物を吸入する燃焼室と；
    電極と；
    前記電極に給電する電源と；
    前記電源の電流を測定する電流センサと；
    前記電源の電圧を測定する電圧センサと；そして
    前記電極および燃焼室間でコロナ放電を持続させるために、設定値パラメータと前記測定された電圧および電流との比較に基づいて前記電極に供給される電力レベルを制御する手段；とを有し、かつ前記コロナ放電は、前記可燃性の気体混合物を点火するために充分なエネルギーを供給するように構成されたことを特徴とするエンジン。
26. 前記電極は、30,000ヘルツから3,000,000ヘルツ間の周波数を有する無線周波電力を、前記燃焼室へ供給するように構成されたことを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
27. 前記エンジンは、内燃機関であることを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
28. 前記エンジンは、ガスタービンエンジンであることを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
29. 前記電極および燃焼室のうちの少なくとも１つは、電界放電増幅子を有していることを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
30. 前記電力レベルを制御するための手段は、前記燃焼室内でプラズマおよびアークの生成を防止するように構成されたことを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
31. 前記電源は、共振周波数を有するLC回路に給電し、そして前記電極は、前記LC回路の出力端に接続するように構成されていることを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
32. 前記電力レベルを制御する手段は、前記電源から出力信号のパルス幅を調整するパルス幅調整器を有するように構成されていることを特徴とする請求項２５記載のエンジン。
33. 前記電力レベルを制御する手段は、LC回路を駆動する前記電源の出力周波数を制御するように構成されたことを特徴とする請求項３１記載のエンジン。