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Tre
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Refractaire
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Molecule
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silicon carbide
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515788A1
Family ID 39097378
Probable Assignee Danfoss As
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title SYSTEME D'ELECTRODE POUR UN BRULEUR A FUEL OU A GAZ
Abstract
_________________________________________________________________
UN SYSTEME D'ELECTRODE POUR UN BRULEUR A FUEL OU A GAZ COMPREND UNE
ELECTRODE 4 EN FORME DE TIGE. CELLE-CI EST LOGEE DANS UNE MONTURE 5
QUI EST FIXEE SUR UNE PLAQUE SUPPORT 2 SOLIDAIRE D'UN BOITIER.
L'ELECTRODE 4 EST CONSTITUEE EN UN MATERIAU EN CERAMIQUE TEL QUE DU
silicon carbide. LA MONTURE 5 EST MOBILE ANGULAIREMENT, MAIS PEUT ETRE
BLOQUEE SUR LA PLAQUE SUPPORT 2. A CET EFFET, LA MONTURE 5 PEUT
COMPORTER UNE PARTIE SPHERIQUE QUI EST APPLIQUEE DE MANIERE ELASTIQUE
AU MOYEN D'UN DISPOSITIF DE RETENUE 13 DANS UN ORIFICE MENAGE DANS LA
PLAQUE SUPPORT 2 DONT LE DIAMETRE EST PLUS PETIT QUE LA PARTIE
SPHERIQUE.
Description
_________________________________________________________________
Systeme d'electrode our un bruleur fuel ou a gaz
L'invention concerne un systeme d'electrode pour un bru-
leur a fuel ou a gaz du type comportant une electrode en forme de tige
logee dans une monture qui est fixee sur une plaque support solidaire
d'un boltier. Sur un systeme d'electrode connu (DE-AS 26 24 649) une
electrode d'allumage est constituee d'u fil mince fixement monte dans
une monture isolante et recourbe a son extremite avant vers l'axe du
bruleur Cette monture est logee fixe
dans une cloison de separation servant de plaque support.
Cette cloison severe deux compartiments a circulation d'air
differente Sur des electrodes de ce genre il n'y a au-
cune difficulte a orienter l'extremite avant en recourbant le fil
d'electrode de maniere qu'il se trouve a l'endroit optimal Du fait que
l'extremite avant de l'electrode se
trouve, d'une msniere generale, dans une zone a haute tem-
perature, par exemple de 1400 C, les electrodes metalliques
de ce genre n'ont souvent qu'une courte dur 6 e de vie, no-
tamment dans un milieu agressif, par ex dans les flammes
des fuels contenant du sulfur.
Ces risques s'appliquent dans une mesure accrue aux electrodes devant
servir au controle de l'ionisation, car
celles-ci se trouvent generalement encore plus pres des en-
droits les plus chauds de la flamme.
L'invention se propose de fournir un systeme d'elec-
trode du type decrit precedemment qui, tout en conservant -2 - les
bonnes possibilites d'ajustage, assure une pbus grande
duree de vie de l'electrode.
Cet objectif est realise conformement a l'invention par le fait que
l'electrode est constituee en un materiau en ceramique tel que du
silicon carbide, et que la monture est logee mobile angulairement,
mais peut etre bloquee sur
la plaque support.
En utilisant une tige en ceramique pour l'electrode, on obtient une
duree de vie presque illimitee tant dans le cas
du fuel que de celui du gaz En effet, le materiau en cera-
mique se caracterise par une grande stabilite tant a l'egard
des hautes temperatures qu'e l'egard des processus chimiques.
C'est pourquoi, les electrodes en ceramique presentent une grande
stabilite de forme et ne se decomposent donc pas dans
les flammes de fuel contenant du sulfur Cependant, les elec-
trodes en ceramique ne peuvent plus etre faconnees apres leur
fabrication Il n'est donc pas possible de les ajuster par
cintrage Un ajustage tres precis peut cependant etre reali-
se grace a la mobilite angulaire de la monture Il n'est pas difficile
de disposer l'extremite avant de l'electrode a une distance determinee
de l'axe du brueleur et d'obtenir ainsi la position optimale C'est
ainsi que l'extremite avant d' une electrode de controle de
l'ionisation peut, par exemple, etre disposee dans la zone de reaction
de la flammey ce que
produit le plus grand signal.
En raison de la mobilite angulaire il est meme pos-
sible d'utiliser comme electrode une tige droite en cera-
mique et d'amener malgre tout son extremite avant a proxi-
mite de l'axe du bruleur, de preference dans la zone de
reaction de la flamme.
Dans un mode de realisation preferentiel, la monture comprend une
partie spherique qui est enfoncee au moyen d' un dispositif de retenue
dans un orifice menage dans la plaque support avec un diametre plus
petit que la partie
spherique L;orifice et la partie spherique forment une ar'-
ticulation s Dheriaoue, de sorte qu'il en resulte une mobili-
te angulaire d 3 ns tous les Pl-an S radiaux De plus, l'ori-
fice est rendu assez bien etanche a l'air par la partie
spheriiaue en 2 foncee Gznerenpnc 1 e ainsi un courant d'air per-
turbateur de pass&r CI trcvers ll'orifice sur unie cloison de
separation susceptible de nuire a la repartition optimale de l'air et
de nrovcquer des rlepfts de suie sur l'celectrode O L'usinage de la
placae SPC'es rssimple, care seul 11
orifice est a pre IEVo r.
Le dispoaitif' d 3 retenue est aatgue ntconstitue par un ressort de
fil caprntune spirale qui vient en appui sur le G Gtle d el ate
spherique oppose a la plaque support e-t une bouc;La I 1 ate'ralement
an saillie pour
la fixatioij sur la pclaue support Le spirale -est nor-
malemrnet precowntrair rtcde sorte que la partie spherique est
enfoncee s CJ-ei-apt dans l'orifice de la plaque support O Lorsque la
b-I:-oe esen liais-on avec le cots de l Ia spirale c-,PosE Jle lar
p-Icque siupprtj, la precontrainte
transmise a part-;r ie bnccsur lesa' agit in-
tegralement sur I Lenenb J N 13 nooi Dans le cas l e plus aile a bouc;
3 Cle est f ix 7 eee sur la p 11 a qu e S u Pppo r t moe ct'ij J_ L a
Sp Di ral 1 est pree
contraintepar la serrage de la vies.
Dans un aut-re mocde de reelisaltion, l'electrode estmon-
t 6 e mobile axialement, mais peut eltre bloquee, dans un ale-
sage cylindrique de la monture L'extremite avant de l'elec-
trode peut ainsi EAtre di-spob 6 e a chaque point 8 % l'interieur d'un
cone tronque relativement grand Un seul modele peut etre adapte aux
differentes tuyeres, pressions de service, configurations de la
chambre de combustion, tailles etformes des flammes etc grace a la
mobilite axiale en combinaison -4-
avec la mobilite angulaire.
Une solution tres simple consiste a menager dans la
monture une fente transversale coupant l'alesage, dans la-
auelle une branche d'un ressort en forme d'epingle a cheveu est en
prise La branche en appui elastique sur l'electrode
suffit entierement a assurer la surete axiale.
Le raccordement de l'extremite arriere de la tige en ceramique peut
etre realise simplement au moyen d'une fiche coaxiale. L'invention
sera decrite en detail ci-apres a l'aide d'un exemple de realisation
preferentiel represente sur le dessin annexe, sur lequel:
la figure 1 est une vue de cote du systeme d'electrode se-
lon l'invention, la figure 2 est une coupe longitudinale de la monture
(sans ressort spiral), la figure 3 est une coupe transversale de la
monture le long de la ligne A-A sur la figure 2, la figure 4 est une
vue de dessus du ressort spiral, et
la figure 5 est une vue laterale du ressort spiral.
La figure 1 represente un porte-tuyere 1 qui passe a travers une
plaque support 2 assurant l'etancheite et qui (Qu bue porte a son
extremite avant une tuyere/l Une electrode 4 sous forme d'une tige de
ceramique en silicon carbide est maintenue au moyen d'une monture 5
dans la meme plaque
support 2 Ainsi qu'il ressort des representations en poin-
tilles, l'extremite avant 6 de cette tige electrode peut
etre deplacee, de sorte que l'extremite peut egalement oc-
cuper la position 6 ' a proximite de la tuyere 3 Pour eta-
blir le branchement electrique, une fiche coaxiale 7 avec un cable
d'alimentation 8 est emmanchee sur l'extremite
arriere de la tige electrode 4.
- La monture 5 est en matiere isolante et, ainsi qu'il
ressort de la figure 2, comprend entre deux parties cylin-
driques 9 et 10 une partie spherique Il qui est enfoncee dans un
orifice circulaire 12 de la plaque support 2 avec un plus petit
diametre que la partie spherique 11 l de sorte
qu'il en resulte une etancheite suffisante a l'air La pres-
sion d'application est assuree au moyen d'un dispositif de retenue 15
constitue par un ressort de fil comprenant une spirale 14 et une
boucle 15 en saillie lateralement La boucle 15 est reliee a
l'extremite de la spirale 14 opposee a la plaque support 2 La boucle
est fixee sur la plaque support 2 au moyen d'une vis 16 et d'un ecrou
17 en forme
d'agrafe (voir figure 1) Le ressort de fil est ainsi pr e-
contraint et genere une force suffisante pour enfoncer la partie
spherique 11 dans l'orifice 12 La monture 5 et par consequent
l'electrode 4 sent arrttees simultanement dans la position angulaire
voulue La tige electrode 4 est mobile axialement dans un alesage 18 de
la monture 5, mais elle est
egalement arretee eu moyen d'un ressort 19 en forme d'epin-
gle a cheveu A cet effet, une fente transversale 20, dans laquelle une
branche 21 du ressort 19 en forme d'epingle a cheveu est en prise, est
m 6 nagee dans la partie cylindrique
arriere 10, Cette branche qui est precontrainte, est en ap-
pui sur la tige electrode 4 et empeche par frottement un
deplacement axial indesirable.
Il ressort de ce qui precede que l'extremite avant 6 de l'electrode
peut etre ajustee en un point quelconque 3
l'interieur du cone tronque dont la limitation est illus-
tree sur la figure I par des lignes en traits interrompus.
L'electrode 4 peut etre utilisee comme electrode d'al-
lumage, mais notamment pour le controle de l'ionisation.
L'angle d'orientation de l'electrode atteint de prefe-
rence + 30 C.
6 -
Selon une modification de l'exemple de realisation re-
presente, le braleur I peut egalement tre dispose plus a
droite (sur la figure 1), voire a droite de la plaque sup-
port 2 sur le meme axe, ainsi que cela est represente S'il est situe a
droite de la plaque support 2, celle-ci comporte
(egalement) un orifice, a proximite immediate duquel, even-
tuellement un peu a l'interieur de l'orifice, se trouve la
tuyere 3, de sorte que la flamme traverse cet orifice, lors-
qu'il est essentiellement situe plus a gauche de la plaque support 2
et que l'extremite avant 6 de la tige electrode 4 peut-continuer a
faire saillie dans la zone de reaction de
la flamme qui se trouve habituellement dans la zone margi-
nale de la flamme, peu importe qu'elle soit utilisee pour
l-allumagec ou pour lercontro 1 e de la flamme.
Alors que la plaque support 2 repr 6 sentee est en metal
et la monture 5 dans un materiau refractaire d'isolation 6 elec-
tric, il est egalement possible d'executer la plaque sup-
port 2 dans un materiau refractaire d'isolation electrique, de
preference en verre arme Eventuellement, la monture 5 n'a pas besoin
d'etre realisee dans un materiau d'isolation electrique. 7-
Claims
_________________________________________________________________
Revendications
1 Systeme d'electrode pour un bruleur a fuel ou a gaz, du type
comportant une electrode en forme de tige logee
dans une monture qui est fixee sur une plaque support so-
lidaire d'un boitier, caracterise en ce que l'electrode ( 4) est
constituee en un materiau en ceramique tel que du silicon carbide et
que la monture ( 5) est montee mobile angulairement, mais peut etre
bloquee sur la plaque support ( 2).
2 Systeme d'electrode selon la revendication 1, carac-
terise en ce que l'electrode ( 4) est une tige droite en ceramique.
3 Systeme d'electrode selon la revendication I ou 2, ca-
racterise en ce que la monture ( 5) comprend une partie sph-
rique ( 11) qui est enfoncee au moyen d'un dispositif de re-
tenue ( 13) dans un orifice ( 12) menage dans la plaque sup-
port ( 2) dont le diametre est plus petit que la partie sphe-
rique.
4 Systeme d'electrode selon la revendication 5, caracte-
rise en ce que le dispositif de retenue ( 15) est un ressort en fil
qui comporte une spirale ( 14) venant en appui sur le cet' de la
partie spherique ( 11) oppose a la plaque support ( 2), et une boucle
( 15) lateralement en saillie pour la
fixation sur la plaque support ( 2).
Systeme d'electrode selon la revendication 4, caracte-
rise en ce que la boucle ( 15) est reliee au cate de la spi-
rale ( 14) oppos 6 a la plaque support ( 2).
6 Systeme d'electrode selon la revendication 4 ou 5, ca-
racterise en ce sue la boucle ( 15) est fixee sur la plaque
support ( 2) au moyen d'une vis ( 16).
quelconque
7 Systeme d'electrode selon l'une/des revendications I
-8-
a 6, caracterise en ce que l'electrode ( 4) est montee axiale-
ment mobile, mais peut tre arretee dans un alesage cylin-
drique ( 18) de la monture ( 5).
8 Systeme d'electrode selon la revendication 7, caracte-
rise en ce que la monture ( 5) comprend une fente transver- sale ( 20)
coupant l'alesage ( 18), dans laquelle une branche ( 21) d'un ressort
( 19) en forme d'epingle a cheveu est en prise.
9 Systeme d'electrode selon l'une quelconque des revendications 1,
a 8, caracterise en ce que le branchement sur l'extremite arriere de
la tige en ceramique est assure au moyen d'une
fiche coaxiale ( 7).
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