所示，第二端39刚好短于中心电极34和电极管40以形成井54。中心电极34、绝缘套37和电极管40的第二端形成火花杆31的火花末端43 (如在图2和3中最好地示出的)。应被理解的是，尽管火花杆31被示出为具有由同心的绝缘套和同心的电极管覆盖的中心电极，但其可以具有任何其它适合的设计。通常，火花杆31具有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极彼此电隔离但具有适于在电荷应用到这些电极的相对端部时将火花从一个电极到另一个电极传递的端部。
[0029]如所示出的，火花杆31延伸穿过将火花杆31与壳体12隔离的第二绝缘套44，壳体12连接到接地线29以使壳体12处于地电势。通常，火花杆31通过第二绝缘套44保持在位。尽管火花杆31可以附装到第二绝缘套44，但优选的是它们被滑动地接合以使火花杆31可在第一端32或第二端33处从第二绝缘套44移出。第二绝缘套44通过密封装置30和连接到第二绝缘套44的结构支撑件46保持在位。可选地，结构支撑件46可由绝缘材料制成且无需使用第二绝缘套44而直接连接到火花杆31，然而，这样会妨碍火花杆31从第一端32和/或第二端33处的移出。
[0030]另外地，火花杆31在第二端33处具有附装到电极管40的火焰杆48。火焰杆48是朝向壳体12的壁20延伸但不与壳体12接触的导电材料。另外地，火焰杆48被定位成使得当火花杆31已经点燃燃料-空气混合物以产生火焰50时，火焰杆48位于该火焰中。
[0031]如所示出的，火花杆31是高能点火器(HEI)探针。相应地，火花杆31应当适于将大电流脉冲(通常大于I千安培)从能量源(在下面进一步描述)传到火花末端，并从而在火花末端处产生火花。HEI探针的目的是提供高的点火功率。在具有低温、重燃料(重气体或重油)、点火塞被结焦或其它碎肩污染、或由于蒸汽冲洗或下雨导致的湿气存在的应用中，可能难于点燃主燃料，但HEI系统具有在这些不利条件下保持强大的高能火花的能力。
[0032]如上所述，HEI探针通常利用中心电极34、绝缘系统(典型地包括绝缘套或管37)和外部壳体或电极管40而构造成。外部电极管40的直径通常为大约0.25到0.75英寸。过去，电极管40已被接地且不与先导框架或壳体12隔离，然而，电极管40不接地且与壳体隔离，并从而与大地隔离(如将在此进一步描述的)是本发明的一个优点。
[0033]另外地，半导体材料52 (参见图4)可在该末端的端部处被施加到绝缘管以在中心电极34和电极管40之间形成传导通路。该半导体通常为布置在绝缘末端的端部处的片型件(pellet type piece)或者施加到绝缘体本身的薄膜。当能量源将点火脉冲施加到中心电极34时，该半导体通过允许低水平的电流在该半导体中经过而帮助HEI探针引发火花。该流过半导体的低水平电流在火花杆31的井54内的电流通路上方形成小的离子化空气区域。该小的离子化空气通路对于电流流动来说是低阻抗通路。一旦该通路建立，电能就可以除电路阻抗外不受阻碍地流动，从而在井54处形成非常高的电流和能量火花。
[0034]现在转到电子封壳16，其具有至少部分地位于其中的电能源，电能源包括电源56、激励器58和火焰探测电路60。电源56(如被不出位于电子封壳16外侧)将电功率提供给激励器58和火焰探测电路60两者。控制器62，有时也称为燃烧器管理系统(BMS)，被可操作地连接到电能源。
[0035]激励器58可以是本领域中已知的、且适于将快速电脉冲提供给火花杆31并从而在火花末端43处产生火花的任何高能激励器。因此，激励器58典型地是电容性放电装置。在一种不例性的激励器中，激励器58具有变压部件64、二极管66和电容器68。端子70和72与电容器68电连接。另外地，端子70在第一端35处连接到中心电极34且端子72在第一端41处连接到电极管40。端子72还连接到火焰探测电路60的端子74。
[0036]通过开关76可控制对激励器58的电输入，该开关被可操作地连接到控制器62 (各连接件未示出)。相应地，当控制器62启动开关76时，变压部件64提升输入电压且二极管66对该电压进行整流以使升压变压器对电容器68充电。当达到预定的阈值电压时，通过激励器的控制器(未图示出)闭合开关78。这导致在火花末端43处位于中心电极34和电极管40之间的火花间隙连接到存储在电容器68上的电势差并形成电弧。因而，电容器68中的能量通过端子70 (这种情况下为高电势端子)，流过中心电极34，跨过井54 (火花间隙)，流过电极管40和端子72(这种情况下为低电势端子)并流回电容器68。该大电容性电流导致跨过井54的强大的火花。
[0037]相应地，对所示出的激励器，可以说端子70具有高电势且端子72具有低电势，其中低电势端子72具有低于高电势端子70但高于地电势的电势。这通过变压部件64中的电隔离并通过电连接到火焰探测电路60的端子74来实现。
[0038]尽管在附图1和2中示出的实施例中利用了产生整流电流的激励器，但应当理解的是本发明不限于这种激励器。例如，替代地，激励器可以不使用二极管66，使得该激励器包括振铃振荡电路(ringing tank circuit)。在这样的实施例中，激励器发出高安培的交流脉冲且端子70和72将在高电势端和低电势端之间交替；然而，每一电势都高于地电势。基于这里公开的内容，在本发明中有用的其它形式的激励器对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
[0039]如前所述，火焰探测电路60通过端子80和82由电源56提供能量。火焰探测电路60连接到地线84且通过端子74连接到低电势端72和电极管40。如上所述，端子70、电极34、端子72和电极管40都与大地隔离。然而，管部分14接地。相应地，当火焰探测电路60被启动时，在火焰杆48和管部分14之间有电势跨过间隙51。如下所述，仅当火焰存在且在火焰杆48和管部分14间延伸时，在火焰杆48和管部分14之间才存在导电通路。然而该通路仅将电流从火焰杆48传导到管部分14 ;因此，如果施加的电流为交流电，那么仅整流电流通过，类似于图7中示出的那样。
[0040]火焰探测电路60向控制器62提供信号86。控制器62可操作地连接到开关76、火焰探测电路60和燃料源19，使得:基于接收自火焰探测器60的信号，控制器62可使激励器58或流入管18中的燃料-空气混合物中的任一者或者两者启动或停止，如同下面进一步阐明的那样。
[0041]参考图3和4可更好地看出先导燃烧器10的末端。在先导燃烧器的末端11处，管部分14包括壁20和罩21。罩可具有位于火花杆31的第二端33附近的空气孔88，以便一旦点燃燃料就为火焰提供额外的空气。火花杆31安置在第二绝缘套44的内部。绝缘套44通过密封装置30和结构支撑件46而被与管部分14同心或者偏心地保持在位。中心电极34的第二端36和电极管40的第二端42延伸略微超出绝缘套37的第二端39以形成井54 ;从而，这些第二端形成火花末端43。另外地，半导体52可被放置在绝缘套37的第二端上以帮助火花开始。火焰杆48被焊接或其它方式导电地固定到电极管40的暴露端89。火焰杆40被弯曲成伸长的Z形构造以便将其放置在壁20的罩21附近但不与壁20接触且距壁20合适的距离，使得除非存在火焰，在火焰杆48和壁20之间没有电传导。尽管示出为伸长的Z形构造，但也可使用其它构造，例如镰刀形或弯曲形构造。火焰杆可由任何合适的导电材料构成，只要在点火发生后，其与壳体12隔离且被定位成处在火焰中，使得产生整流电流的流动，如下面进一步阐明的。
[0042]图5和6阐明了使用不同火焰杆构造的其它实施例。在图5和6中，与图1-4中相同的部件具有相似的附图标记。现在参考图5，电极管40的一部分形成火焰杆90，其从电极管40的暴露端89和火花杆31的第二端处向外延伸。火焰杆90具有部分圆形的，大致为半圆或C形截面的截面，以使第二端33的至少一部分暴露到穿过纵向通道26的燃料-空气混合物，从而使在第二端33处产生的火花可点燃燃料-空气混合物。火焰杆90设计成适配在电极管40的外径内，并从而适配在第二绝缘套44的内径内。换句话说，火焰杆90并未从电极管径向向外延伸超出电极管的外半径。因此，火焰杆90允许火花杆31滑动通过第二绝缘套44以使火花杆可从管部分14的第一端22处更换；因此，改善了火花杆31更换的简易性。因为火焰杆从火花杆31处向下游纵向延伸且不径向向外延伸，所以能够有利的是，火花杆相对于管部分14偏心布置，使得当火焰建立时，火焰杆90靠近壁20且更好的建立电流动。
[0043]现在参考图6，火焰杆92具有第一环部分94，其套着电极管40的暴露端89滑动且与电极管40的暴露端89形成导电接触。火焰杆92具有第二环部分96、以及在第一环部分94和第二环部分96之间延伸以便形成孔口 100的复数个支柱98。孔口 100将火花杆31的第二端33暴露到穿过纵向通道26的燃料-空气混合物，以使产生在第二端33处的火花能够点燃燃料-空气混合物。火焰杆指状部102从第二环部分96延伸。指状部102可以从第二环部分96径向向外地延伸，或成角度地延伸使得它们从第二环部分96径向和纵向向外地延伸。各指状部102的末端104应当位于壁20附近但与其隔离