CH656939A5

CH656939A5 - Elektrodenanordnung fuer einen oel- oder gasbrenner.

Info

Publication number: CH656939A5
Application number: CH5864/82A
Authority: CH
Inventors: Borge Bernhard Hansen; Ove Steen Boe
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1981-11-02
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1986-07-31
Also published as: US4462790A; DK150830B; JPS5885017A; CA1207652A; IT8268271A0; IT1156217B; DK477282A; FR2515788B1; FR2515788A1; DE3143432C1

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für einen Öl- oder Gasbrenner, bei der eine stabförmige Elektrode von einer Fassung getragen ist, die in einer gehäusefesten Tragplatte gehalten ist.

Bei einer bekannten Elektrodenanordnung (DE-AS 2 624 649) besteht eine Zündelektrode aus einem dünnen, am vorderen Ende zur Brennerachse hin abgebogenen Draht, der fest in einer isolierenden Fassung montiert ist. Diese Fassung ist fest in einer als Tragplatte dienende Trennwand eingesetzt. Die Trennwand trennt zwei Räume mit unterschiedlicher Luftführung. Bei solchen Elektroden macht es keine Schwierigkeiten, das vordere Ende durch Biegen des Elektrodendrahtes so auszurichten, dass er sich an der optimalen Stelle befindet. Da sich das vordere Ende der Elektrode in der Regel in einem Bereich hoher Temperatur, beispielsweise 1400°C, befindet, haben solche Metallelektroden häufig nur eine kurze Lebensdauer, insbesondere in aggressiver Umgebung, z.B. in Flammen schwefelhaltiger Öle.

Diese Gefahren gelten in erhöhtem Masse für Elektroden, die der Ionisationsüberwachung dienen sollen, da diese sich in der Regel noch näher an den heissesten Stellen der Flamme befinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die unter Beibehaltung der guten Justiermöglichkeit eine höhere Lebensdauer der Elektrode gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Elektrode aus Keramikmaterial besteht und die Fassung winkelbeweglich, jedoch feststellbar, in der Tragplatte gehalten ist.

Durch die Verwendung eines Keramikstabes als Elektrode erhält man eine fast unbegrenzte Lebensdauer sowohl bei Öl als auch bei Gas. Denn das Keramikmaterial zeichnet sich durch grosse Stabilität sowohl gegenüber hohen Temperaturen als auch gegenüber chemischen Prozessen aus. Die Keramikelektroden weisen daher eine grosse Formstabilität auf und werden auch in schwefelhaltigen Ölflammen nicht zersetzt. Allerdings lassen sich Keramikelektroden nach ihrer Herstellung nicht mehr verformen. Es ist daher nicht möglich, sie durch Biegen zu justieren. Durch die Winkelbeweglichkeit der Fassung kann jedoch eine sehr genaue Justierung vorgenommen werden. Es bereitet keine Schwierigkeiten, das vordere Ende der Elektrode in einem bestimmten Abstand von der Brennerachse anzuordnen und dadurch die optimale Lage zu erzielen. Beispielsweise kann bei einer Ioni-sationsüberwachungselektrode das vordere Ende in der Reaktionszone der Flamme angeordnet werden, so dass sich das grösste Signal ergibt.

Wegen der Winkelbeweglichker ann sogar ein gerader Keramikstab als Elektrode verwendet und trotzdem sein vorderes Ende in die Nähe der Brennerachse gebracht werden, mit Vorteil in die Reaktionszone der Flamme.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Fassung einen Kugelabschnitt auf, der durch eine Haltevorrichtung in ein in der Tragplatte vorgesehenes Loch mit kleinerem Durchmesser als der Kugelabschnitt gedrückt ist. Loch und Kugelabschnitt bilden ein Kugelgelenk, so dass sich eine Winkelbeweglichkeit in allen Radialebenen ergibt. Ausserdem wird das Loch durch den angedrückten Kugelabschnitt ziemlich gut gegen Luft abgedichtet. Bei einer Trennwand wird daher vermieden, dass ein störender Luftstrom durch das Loch hindurchtritt, der eine optimale Luftverteilung beeinträchtigt und auch Russablagerungen auf der Elektrode verursachen kann. Die Bearbeitung der Tragplatte ist sehr einfach, da lediglich das Loch vorgesehen werden muss.

Mit Vorteil ist die Haltevorrichtung eine Drahtfeder, die einen Wickel zur Anlage an der der Tragplatte abgewandten Seite des Kugelabschnitts und eine seitlich abstehende Schlaufe zum Befestigen an der Tragplatte aufweist. Der Wickel steht normalerweise unter einer Vorspannung, durch die der Kugelabschnitt sicher in das Loch der Tragplatte gedrückt wird.

Wenn die Schlaufe mit dem der Tragplatte abgewandten Seite des Wickels verbunden ist, erreicht man, dass die von der Schlaufe auf den Wickel übertragene Vorspannung auch im gesamten Wickel voll wirksam ist.

Im einfachsten Fall ist die Schlaufe mittels einer Schraube an der Tragplatte befestigt. Durch Festziehen der Schraube wird der Wickel unter Vorspannung gesetzt.

In weiterer Ausgestaltung ist die Elektrode in einer zylindrischen Bohrung der Fassung axial verschiebbar, aber feststellbar, gehalten. Damit kann das vordere Ende der Elektrode an jedem Punkt innerhalb eines verhältnismässig grossen Kegelstumpfes angeordnet werden. Durch die axiale Verschiebbarkeit in Kombination mit der Winkelbeweglichkeit kann mit einem einzigen Modell eine Anpassung an unterschiedliche Düsen, Betriebsdrücke, Ausbildungen der

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Brennkammer, Flammengrössen und -formen usw. vorgenommen werden.

Sehr einfach ist die Lösung, bei der die Fassung einen die Bohrung schneidenden Querschlitz besitzt, in den ein Arm einer Haarnadelfeder eingreift. Der federnd auf der Elektrode aufliegende Arm reicht zur axialen Sicherung völlig aus.

Der Anschluss an dem hinteren Ende des Keramikstabes kann einfach durch einen Rundstecker erfolgen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Elektrodenanordnung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Fassung (ohne Wickelfeder),

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 2 durch die Fassung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Wickelfeder und

Fig. 5 eine Seitenansicht der Wickelfeder.

Fig. 1 zeigt einen Düsenstab 1, der eine abdichtende Tragplatte 2 durchsetzt und am vorderen Ende eine Düse 3 trägt. In der gleichen Tragplatte 2 ist eine Elektrode 4 in der Form eines Keramikstabes aus Siliziumkarbid mittels einer Fassung 5 gehalten. Das vordere Ende 6 dieses Elektrodenstabes lässt sich, wie die gestrichelten Darstellungen zeigen, bewegen, so dass das Ende auch die Stellung 6' in der Nähe der Düse 3 einnehmen kann. Auf das hintere Ende des Elektrodenstabes 4 ist zur Herstellung des elektrischen Anschlusses ein Rundstecker 7 mit Anschlusskabel 8 aufgesteckt.

Die Fassung 5 besteht aus Isolierstoff und hat, wie Fig. 2 zeigt, zwischen zwei zylindrischen Abschnitten 9 und 10 einen Kugelabschnitt 11, der in ein kreisrundes Loch 12 der Tragplatte 2, jedoch mit kleinerem Durchmesser als der Kugelabschnitt 11, gedrückt wird, so dass sich eine ausreichende Abdichtung gegen Luft ergibt. Das Andrücken erfolgt mittels einer Haltevorrichtung 13, die durch eine Drahtfeder gebildet wird, welche aus einem Wickel 14 und einer seitlich abstehenden Schlaufe 15 besteht. Die Schlaufe

15 ist mit dem der Tragplatte 2 abgewandten Ende des Wik-kels 14 verbunden. Die Schlaufe wird mittels einer Schraube

16 und einer als Klammer ausgebildeten Mutter 17 an der Tragplatte 2 befestigt (vergi. Fig. 1). Hierdurch wird die s Drahtfeder gespannt und erzeugt eine ausreichende Kraft, um den Kugelabschnitt 11 in das Loch 12 zu drücken. Gleichzeitig wird die Fassung 5 und damit die Elektrode 4 in der gewünschten Winkellage arretiert. Der Elektrodenstab 4 ist in einer Bohrung 18 der Fassung 5 axial verschiebbar, wird io aber durch eine Haarnadelfeder 19 arretiert.

Zu diesem Zweck ist im hinteren zylindrischen Abschnitt 10 ein Querschlitz 20 vorgesehen, in den ein Arm 21 der Haarnadelfeder 19 greift. Dieser Arm liegt unter Vorspannung auf dem Elektrodenstab 4 auf und verhindert reibungs-is schlüssig eine unerwünschte Axialverschiebung.

Hieraus ist ersichtlich, dass eine Justierung des vorderen Endes 6 der Elektrode an einem beliebigen Punkt innerhalb des Kegelstumpfes gebracht werden kann, dessen Begrenzung in Fig. 1 durch die gestrichelten Linien veranschaulicht 20 ist.

Die Elektrode 4 kann als Zündelektrode, insbesondere aber zur lonisationsüberwachung, verwendet werden.

Der Schwenkwinkel der Elektrode beträgt vorzugsweise bis zu ±30°.

25 In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann der Brenner 1 auch weiter nach rechts (in Fig. 1), sogar rechts von der Tragplatte 2 auf der gleichen Achse, wie dargestellt, angeordnet sein. Wenn er rechts von der Tragplatte 2 liegt, ist diese (ebenfalls) mit einem Loch versehen, in dessen 30 unmittelbarer Nähe die Düse 3, gegebenenfalls etwas innerhalb des Loches, liegt, so dass die Flamme durch dieses Loch hindurchschlägt, im wesentlichen weiterhin links von der Tragplatte 2 liegt und das vordere Ende 6 des Elektrodenstabes 4 weiterhin in die gewöhnlich in der Flammenrand-35 zone liegende Reaktionszone der Flamme ragen kann, ob er nun zur Zündung oder Flammenüberwachung dient.

Während die dargestellte Tragplatte 2 aus Metall und die Fassung 5 aus elektrisch isolierendem, hitzebeständigem Material besteht, ist es auch möglich, die Tragplatte 2 aus 40 elektrisch isolierendem, hitzebeständigem Material herzustellen, vorzugsweise aus armiertem Glas. Gegebenenfalls braucht die Fassung 5 nicht elektrisch isolierend zu sein.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Elektrodenanordnung für einen Öl- oder Gasbrenner, bei der eine stabförmige Elektrode von einer Fassung getragen ist, die in einer gehäusefesten Tragplatte gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) aus Keramikmaterial besteht und die Fassung (5) winkelbeweglich, jedoch feststellbar an der Tragplatte (2) gehalten ist.

2. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Keramikmaterial Siliziumkarbid ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) ein gerader Keramikstab ist.

4. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (5) einen Kugelabschnitt (11) aufweist, der durch eine Haltevorrichtung (13) in ein in der Tragplatte (2) vorgesehenes Loch (12) mit kleinerem Durchmesser als der Kugelabschnitt gedrückt ist.

5. Elektrodenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (13) eine Drahtfeder ist, die einen Wickel (14) zur Anlage an der der Tragplatte (2) abgewandten Seite des Kugelabschnitts (11) und eine seitlich abstehende Schlaufe (15) zum Befestigen an der Tragplatte (2) aufweist.

6. Elektrodenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaufe (15) mit dem der Tragplatte (2) abgewandten Seite des Wickels (14) verbunden ist.

7. Elektrodenanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlaufe (15) mittels einer Schraube ( 16) an der Tragplatte (2) befestigt ist.

8. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode (4) in einer zylindrischen Bohrung (18) der Fassung (5) axial verschiebbar, aber feststellbar, gehalten ist.

9. Elektrodenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fassung (5) einen die Bohrung ( 18) schneidenden Querschlitz (20) besitzt, in den ein Arm (21) eine Haarnadelfeder (19) eingreift.

10. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss an dem hinteren Ende des Keramikstabes durch einen Rundstecker (7) erfolgt.