[发明专利]点火装置以及其中所用的超亲水膜的制造方法

说明书

本发明提供一种点火装置(1)，其中，具备对导入燃烧室(51)内的混合气进行发火的火花塞(4)，在面向所述燃烧室的所述火花塞的构成部件(10)的表面上，形成含有超亲水性粒子(110)和热激发催化剂粒子(111)的超亲水膜(11)，未形成该超亲水膜(11)时的与水的接触角θ_W1和形成超亲水膜(11)时的与水的接触角θ_W2满足θ_W2＜θ_W1的关系。

技术领域

本发明涉及对导入内燃机的燃烧室内的混合气进行点火的点火装置， 特别是涉及通过形成于火花塞表面上的超亲水膜来防止沉积物的堆积，实 现稳定的发火的点火装置、以及其中所用的超亲水膜的制造方法。

背景技术

近年来，一直对作为废热发电用的气体燃料发动机、及稀薄混合气燃 烧发动机等难发火性的内燃机的点火装置进行各种研究开发，上述点火装 置是使用半导体激光器作为激发光源，向Q开关式的激光谐振器照射从半 导体激光器中起振的激发光，使能量密度高的脉冲激光起振，进而使用聚 光部向导入燃烧室内的混合气中使脉冲激光聚光而进一步提高能量密度地 进行点火的激光点火装置。

在这样的激光点火装置中，为保护光学元件免受燃烧室内的高温、高 压的影响，在与燃烧室的边界处设置具有耐热性光学窗的火花塞。而且， 将经由光学窗而导入的脉冲激光聚光在内燃机的燃烧室中，进行导入燃烧 室内的混合气的点火。另一方面，在内燃机中，为降低活塞的摩擦等而使 用发动机油，成为雾状的油雾漂浮在燃烧室内。因此，如果油雾附着在光 学窗的燃烧室侧表面上，其灰分及烟灰等堆积而形成沉积物，则脉冲激光 的透射性下降，损害发火稳定性，所以，需要防止油雾附着在光学窗的燃 烧室侧表面上。

此外，即使在普通的火花点火装置中，例如在低温起动时等，如果因 液体燃料的不完全燃烧而产生烟灰等，则附着在火花塞的绝缘子的表面上， 形成沉积物。由于如此形成的沉积物以具有导电性的碳为主体，所以有使 电极间的绝缘性下降、损害发火稳定性的顾虑。

对于这样的问题，专利文献1中公开了在燃烧室窗的燃烧室侧的端部 配设副室，并设置有使激光束通过而进入其内室的颈缩部的激光感应式外 部点火装置。此外，专利文献2中公开了对绝缘子的外表面涂布含有硅酮 树脂的涂料的火花塞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-527376号公报

专利文献2：日本特表2013-545258号公报

发明内容

发明要解决的问题

可是，如专利文献1所示的那样仅通过颈缩部来限制朝向光学窗的气 流，即使能够防止油雾在光学窗表面的直接附着，但也不能避免油雾附着 在颈缩部的内周面上。因此，在长期间使用的情况下，附着在颈缩部内周 壁上的油雾因暴露于燃烧室内的高温下，形成含有金属氧化物等不燃成分 的沉积物。特别是，如果在开口径最细的颈缩部的顶端附近形成沉积物， 则有招致激光束的衍射、或招致透光率的下降、不能维持稳定的发火的问题。

另外，通过专利文献1那样的颈缩部，难以完全防止油雾附着在光学 窗上，与此相对，通过在光学窗的燃烧室侧存在颈缩部，必然抑制颈缩部 的内侧的流速。因此，在油雾从颈缩部挤过去而达到光学窗的表面的情况 下，暂时附着的油雾不被燃烧室内的气流剥离而一度发生油雾堆积，则油 雾重叠地堆积，反而还有颈缩部的存在导致相反效果的可能性。

此外，即使通过专利文献2那样的涂料，也难完全防止包含碳的沉积 物附着在绝缘子上。

因此，本发明的目的在于，为解决上述以往的课题，提供能够促进附 着在火花塞表面的油雾及碳的分解和剥离、防止沉积物的形成、实现稳定 的发火、且具有简易的构成的激光点火装置、火花点火装置等点火装置。

用于解决课题的手段