[发明专利]光学窗口的净化装置、发动机及其光学窗口的净化方法

说明书

本公开提供一种用于净化光学窗口(32)的表面的装置，其包括：第一电极(33)，其设置于光学窗口的内部，被形成光学窗口的电介质材料所覆盖；第二电极(34a)，其设置在光学窗口的周围，露出于光学窗口的至少一侧的表面；电源(50)，其电连接于第一电极和第二电极之间；以及控制部(60)，其对电源(50)进行控制，以便利用电源在第一电极和第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿光学窗口的表面(32a)产生介电势垒放电。

技术领域

本发明涉及装置的光学窗口(Optical Window)的净化技术，特别是涉及与利用激光来点火的发动机的光学窗口的净化相关的技术。

背景技术

虽然一直以来发动机是利用火花塞(spark plug)的火花来点燃混合气体而使混合气体燃烧，由此进行运转，但已证实也可利用激光进行点火。然而，主要问题在于，将激光导入燃烧室的镜头、光学窗口会被发动机的燃烧所产生的生成物污染，使得激光无法以充分的强度到达燃烧室内，导致无法进行点火。已在研究选择光学窗口的材料来提高光学窗口的温度、向光学窗口的表面照射激光脉冲来净化等对策(例如，参照非专利文献1)。

(现有技术文献)

(非专利文献)

非专利文献1：S.Gupta,et al.“lens/window-fouling mitigation in laserignited reciprocating”,OPTICS and PHOTONICS International Congress 2018,LIC5-6,Yokohama,Japan,2018,April 25-27

发明内容

(发明所要解决的问题)

本发明用于解决上述问题，目的在于提供一种净化新的且有用的光学窗口的装置、发动机及净化(cleaning，清洁化)方法。

(解决问题所采用的措施)

根据本发明的一个方式，提供一种用于净化光学窗口的表面的装置，其包括：第一电极，其设置于所述光学窗口的内部，被形成所述光学窗口的电介质材料(dielectricmaterial)所覆盖；第二电极，其设置在所述光学窗口的周围，露出于所述光学窗口的至少一侧的表面；电源，其电连接于所述第一电极和第二电极之间；以及控制部，其对所述电源进行控制，以便在所述第一电极和所述第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿所述光学窗口的所述表面产生介电势垒放电(dielectric barrier discharge)。

根据上述实施方式，对电源进行控制，以便在第一电极和第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿光学窗口的表面产生介电势垒放电，由此，能够在介电势垒放电的作用下产生自由基和感生气流，利用自由基和感生气流来去除光学窗口的表面的污垢，净化光学窗口的表面。

根据本发明的另一方式，提供一种发动机，其利用激光来点燃燃烧室内的混合气体，其包括：激光光源；光学窗口，其由用于将激光从所述激光光源导入于所述燃烧室内的电介质材料制成；以及上述方式的净化光学窗口表面的装置。

根据上述方式，可以利用所述装置来产生介电势垒放电，利用由此产生的自由基和感生气流来去除用于导入激光的光学窗口的燃烧室侧的表面的污垢，结果，能够稳定地进行利用激光进行的对混合气体的点燃，实现发动机的稳定运转。

根据本发明的又一方式，提供一种方法，其利用上述方式的对光学窗口的表面进行净化的装置来净化利用激光来对燃烧室内的混合气体进行点燃的发动机的用于导入所述激光的光学窗口的表面，其包括如下步骤：对所述电源进行控制，以便在所述发动机运转时的排气冲程中，在所述第一电极和所述第二电极之间施加高频或者脉冲状的电压，沿所述光学窗口的所述表面产生介电势垒放电。