DE102018214281B3 - Device for igniting a fuel-oxidizer mixture - Google Patents

Device for igniting a fuel-oxidizer mixture Download PDF

Info

Publication number
DE102018214281B3
DE102018214281B3 DE102018214281.5A DE102018214281A DE102018214281B3 DE 102018214281 B3 DE102018214281 B3 DE 102018214281B3 DE 102018214281 A DE102018214281 A DE 102018214281A DE 102018214281 B3 DE102018214281 B3 DE 102018214281B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
electrical
electrical conductor
region
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102018214281.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Willy Kunz
Johannes Abel
Hagen Klemm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102018214281.5A priority Critical patent/DE102018214281B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018214281B3 publication Critical patent/DE102018214281B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F02C7/264—Ignition
    • F02C7/266—Electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/06—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners
    • F23Q7/10—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs structurally associated with fluid-fuel burners for gaseous fuel, e.g. in welding appliances
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/80—Size or power range of the machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/20—Oxide or non-oxide ceramics
    • F05D2300/22—Non-oxide ceramics
    • F05D2300/228—Nitrides
    • F05D2300/2283—Nitrides of silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/027—Heaters specially adapted for glow plug igniters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Die Einrichtung zur Zündung eines Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches weist ein Gehäuse (6) auf, in das Kraftstoff über eine Kraftstoffzuführung (1) und Oxidationsmittel einströmt und das gezündete Gemisch aus Kraftstoff und Oxidationsmittel aus dem Gehäuse (6) ausströmt. Das Gehäuse (6) ist mit Siliziumnitrid (3), das elektrisch nicht leitend ist, gebildet. Im elektrisch nicht leitenden Siliziumnitrid ist mindestens ein elektrischer Leiter (4) eingebettet, der an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen ist. Der Leiter (4) ist mit einem Gemisch bestehend aus elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid und mindestens einem elektrisch leitenden keramischen Werkstoff gebildet. Es ist ein Bereich (5) des elektrischen Leiters (4) vorhanden, dessen freier Querschnitt, durch den ein elektrischer Stromfluss erfolgt, ausgebildet, der kleiner als die übrigen Bereiche des Leiters (4) ist, und/oder im Bereich (5) des elektrischen Leiters ist der spezifische elektrische Widerstand höher als in den übrigen Bereichen des Leiters (4), so dass im Bereich (5) der elektrische Widerstand soweit erhöht ist, dass bei durch den Bereich (5) fließendem elektrischen Strom eine Temperatur erreichbar ist, die größer als die Zündtemperatur des jeweiligen Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches ist.

Figure DE102018214281B3_0000
The device for igniting a fuel-oxidant mixture has a housing (6) into which fuel flows via a fuel feed (1) and oxidizing agent and the ignited mixture of fuel and oxidant flows out of the housing (6). The housing (6) is formed with silicon nitride (3), which is not electrically conductive. In the electrically non-conductive silicon nitride at least one electrical conductor (4) is embedded, which is connected to an electrical voltage source. The conductor (4) is formed with a mixture consisting of electrically non-conductive silicon nitride and at least one electrically conductive ceramic material. There is a region (5) of the electrical conductor (4) whose free cross-section, through which an electric current flow takes place, is formed, which is smaller than the remaining regions of the conductor (4), and / or in the region (5) of FIG electrical conductor, the specific electrical resistance is higher than in the other areas of the conductor (4), so that in the region (5) the electrical resistance is increased so far that at by the region (5) flowing electric current, a temperature is reached is greater than the ignition temperature of the respective fuel-oxidant mixture.
Figure DE102018214281B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zünden eines Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches, insbesondere für einen Einsatz an einer Gasturbine. Die Einrichtung kann auch für entsprechend betriebene Öfen oder bei Brennern, die man zum Schweißen oder Schneiden von Werkstoffen einsetzen kann, eingesetzt werden.The invention relates to a device for igniting a fuel-oxidant mixture, in particular for use on a gas turbine. The device can also be used for appropriately operated stoves or burners that can be used for welding or cutting materials.

Bei in Rede stehenden Zündeinrichtungen werden, insbesondere bei einem Einsatz mit Gasturbinen folgende Anforderungen gestellt:

  • • Erhöhung der Verbrennungs- bzw. Bauteiltemperaturen in Gasturbinen
  • • Thermische Belastbarkeit von Zündeinheiten in Gasturbinen ausgereizt
  • • Ausweichlösungen zum Zünden erfordern großen Bauraum
  • • Thermische Belastbarkeit konventioneller (metallischer) Injektoren ausgereizt.
In the case of ignition devices in question, the following requirements apply, in particular when used with gas turbines:
  • • Increasing the combustion or component temperatures in gas turbines
  • • The thermal load capacity of ignition units in gas turbines has been exhausted
  • • Alternative solutions for ignition require a large amount of space
  • • The thermal load capacity of conventional (metallic) injectors has been exhausted.

Bisher erfolgt die Injektion des Kraftsoff-Oxidationsmittelgemisches in eine Brennkammer getrennt von der Zündeinheit. Metallische Injektoren führen Kraftstoff und Luft als ein geeignetes Oxidationsmittel zusammen und injizieren dieses Gemisch in die Brennkammer. Die Zündung erfolgt über entsprechende Zündeinheiten auf metallischer Basis. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Gasturbinen wird eine Verminderung der Kühlung (Kühlleistung) bzw. eine Erhöhung der Verbrennungstemperatur angestrebt. Metallische Komponenten gelangen dabei an ihre Einsatzgrenzen. Besonders betroffen ist die Zündeinheit. Um die Funktionalität dieser zu gewährleisten, werden neuartige Ansätze verfolgt, die Zündung von der Brennkammer räumlich zu trennen und die Flamme über einen separaten Gasstrom zuzuführen. Diese Lösungen benötigen jedoch größeren Bauraum, welcher besonders bei Mikrogasturbinen selten gegeben ist.So far, the injection of the fuel-oxidizing agent mixture takes place in a combustion chamber separate from the ignition unit. Metallic injectors combine fuel and air as a suitable oxidant and inject this mixture into the combustion chamber. The ignition takes place via appropriate ignition units on a metallic basis. To increase the efficiency of gas turbines, a reduction of the cooling (cooling capacity) or an increase in the combustion temperature is desired. Metallic components reach their limits. Particularly affected is the ignition unit. To ensure the functionality of these, novel approaches are pursued to spatially separate the ignition from the combustion chamber and to supply the flame via a separate gas flow. However, these solutions require larger space, which is rare especially in micro gas turbines.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten für eine Zündung eines Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs anzugeben mit denen höhere Temperaturen beherrschbar und die Lebensdauer erhöht werden können. Außerdem soll möglichst auf eine zusätzliche Kühlung einer entsprechend ausgebildeten Zündeinrichtung verzichtet werden können.It is therefore an object of the invention to provide opportunities for ignition of a fuel-oxidant mixture with which higher temperatures can be controlled and the lifetime can be increased. In addition, it should be possible to dispense with additional cooling of a suitably designed ignition device.

So ist aus DE 10 2014 220 036 A1 eine Glühstiftkerze, die beheizbar in einem Gehäuse aufgenommen ist, beschrieben.That's how it is DE 10 2014 220 036 A1 a glow plug, which is recorded in a housing heated, described.

DE 10 2007 019 898 A1 betrifft eine Zündeinrichtung für einen Gasmotor. DE 10 2007 019 898 A1 relates to an ignition device for a gas engine.

Eine selbstzündende gemischverdichtende Brennkraftmaschine und ein Verfahren gehen aus DE 102 17 996 A1 hervor.A self-igniting mixture-compression internal combustion engine and a method go out DE 102 17 996 A1 out.

Die Offenbarung von DE 37 39 197 A1 betrifft ein Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung eines Brennstoff/Luft-Gemisches.The revelation of DE 37 39 197 A1 relates to a method for preventing the self-ignition of a fuel / air mixture.

Ein Brenner für Stirlingmaschinen ist aus DE 36 09 228 A1 bekannt.A burner for Stirling engines is off DE 36 09 228 A1 known.

Ein Verfahren zum Starten eines Verbrennungssystems unter Verwendung eines Katalysators ist in DE 26 59 226 A1 beschrieben.A method of starting a combustion system using a catalyst is shown in FIG DE 26 59 226 A1 described.

JP 3 467 070 B2 betrifft ein Brenner Zündsystem. JP 3 467 070 B2 concerns a burner ignition system.

Ein Zündsystem für Turbomaschinen mit einem keramischen Gehäuse geht aus US 2008/0141651 A1 hervor.An ignition system for turbomachinery with a ceramic housing goes out US 2008/0141651 A1 out.

US 6 076 493 A offenbart ein Glühkerzenschild. US 6 076 493 A discloses a glow plug sign.

Siliciumnitrid und seine Eigenschaften sind in WIKIPEDIA, Version 29.05.2018;DOI:

  • https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicon_nitride&oldid=843477110 beschrieben. Für Fused filament fabrication; trifft dies auf WIKIPEDIA, Version 29.05.2019; DOI:
    • https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fused_filament_fabrication&oldi d=852290854 zu.
Silicon nitride and its properties are described in WIKIPEDIA, version 29.05.2018; DOI:
  • https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicon_nitride&oldid=843477110. For fused filament fabrication; this applies to WIKIPEDIA, version 29.05.2019; DOI:
    • https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fused_filament_fabrication&oldi d = 852290854 too.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Einrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.According to the invention this object is achieved with a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention can be realized with features described in the subordinate claims.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Zündung eines Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches ist in Strömungsrichtung eines Kraftstoffs und eines Oxidationsmittels vor einer Brennerkammer angeordnet oder daran befestigt. Die Einrichtung weist ein Gehäuse auf, in das Kraftstoff über eine Kraftstoffzuführung und Oxidationsmittel über eine Oxidationsmittelzuführung einströmt und das gezündete Gemisch aus Kraftstoff und Oxidationsmittel aus dem Gehäuse in eine Brennkammer ausströmt.The inventive device for igniting a fuel-oxidant mixture is arranged in the flow direction of a fuel and an oxidant in front of a burner chamber or attached thereto. The device has a housing into which fuel flows via a fuel supply and oxidizing agent via an oxidant supply and the ignited mixture of fuel and oxidant flows out of the housing into a combustion chamber.

Das Gehäuse ist mit Siliziumnitrid, das elektrisch nicht leitend ist, gebildet. Im elektrisch nicht leitenden Siliziumnitrid ist mindestens ein elektrischer Leiter stoffschlüssig eingebettet, der an mindestens zwei Anschlusskontakte einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen ist.The housing is formed with silicon nitride, which is not electrically conductive. In electrically non-conductive silicon nitride, at least one electrical conductor is integrally embedded, which is connected to at least two terminals of an electrical voltage source.

Der elektrische Leiter ist mit einem Gemisch bestehend aus elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid und mindestens einem elektrisch leitenden keramischen Werkstoff gebildet. Dabei ist in einem oberflächennahen Bereich oder unmittelbar an der Oberfläche der Innenwand des Gehäuses ein Bereich des elektrischen Leiters vorhanden, dessen freier Querschnitt durch den ein elektrischer Stromfluss erfolgt in einer ersten erfindungsgemäßen Alternative, kleiner ist als in den übrigen Bereichen des elektrischen Leiters. The electrical conductor is formed with a mixture consisting of electrically non-conductive silicon nitride and at least one electrically conductive ceramic material. In this case, in a region near the surface or directly on the surface of the inner wall of the housing, there is a region of the electrical conductor whose free cross section through which an electric current flow takes place in a first alternative according to the invention is smaller than in the remaining regions of the electrical conductor.

Bei einer zweiten Alternative, die allein oder zusätzlich zur ersten Alternative genutzt werden kann, ist im entsprechenden Bereich des elektrischen Leiters der Anteil an elektrisch leitendem keramischen Werkstoff kleiner als in den übrigen Bereichen des elektrischen Leiters, so dass in den drei möglichen Fällen im entsprechenden Bereich des elektrischen Leiters der elektrische Widerstand soweit erhöht ist, dass bei durch den entsprechenden Bereich fließendem elektrischen Strom eine Temperatur erreichbar ist, die größer als die Zündtemperatur des jeweiligen Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs ist.In a second alternative, which can be used alone or in addition to the first alternative, the proportion of electrically conductive ceramic material is smaller in the corresponding region of the electrical conductor than in the remaining regions of the electrical conductor, so that in the three possible cases in the corresponding area of the electrical conductor, the electrical resistance is increased to such an extent that, when the electric current flowing through the corresponding region is reached, a temperature which is greater than the ignition temperature of the respective fuel-oxidant mixture is achievable.

Als elektrisch leitender keramischer Werkstoff sind SiC und ein Silizid der Metalle Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo oder W, vorzugsweise MoSi2, mit einem Anteil in dem Werkstoff mit dem der elektrische Leiter gebildet ist, enthalten, mit dem die Perkolationsschwelle der elektrisch leitfähigen Phasen überschritten ist.As an electrically conductive ceramic material SiC and a silicide of the metals Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo or W, preferably MoSi 2 , with a proportion in the material with which the electrical conductor is formed include with which the percolation threshold of the electrically conductive phases is exceeded.

Bei einem elektrischen Leiter, der mit Siliziumnitrid, SiC und einem Metallsilizid gebildet ist, liegt der Anteil an Metallsilizid im Bereich von 23 Vol.-% bis 42 Vol.-% und der Anteil an SiC im Bereich von 16 Vol.-% bis 35 Vol.-%.For an electrical conductor formed with silicon nitride, SiC and a metal silicide, the proportion of metal silicide is in the range of 23% to 42% by volume and the content of SiC is in the range of 16% to 35% Vol .-%.

Mit den jeweiligen Anteilen von SiC und/oder Metallsilizid können sowohl der jeweilige elektrische Widerstand, wie auch der thermische Ausdehnungskoeffizient und das Schwindungsverhalten im Sinterprozess beeinflusst werden.With the respective proportions of SiC and / or metal silicide both the respective electrical resistance, as well as the thermal expansion coefficient and the shrinkage behavior in the sintering process can be influenced.

Ein Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand, der zum Zünden eines jeweiligen Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs geeignet ist, sollte einen reduzierten Querschnitt aufweisen, bei dem ein Verhältnis Querschnittsfläche zu elektrischem Strom von mindestens 2 eingehalten ist oder einen mindestens um den Faktor 2 erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand besitzen.A region of increased electrical resistance suitable for igniting a particular fuel-oxidant mixture should have a reduced cross-section, having a cross-sectional area to electrical current ratio of at least 2, or having at least a factor of 2 increased resistivity.

Es können auch mehrere elektrische Leiter mit jeweils einem Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand, in die das Gehäuse bildendende elektrisch nichtleitende Siliziumnitridkeramik eingebettet sein. Jeder elektrische Leiter sollte dabei mindestens einen Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand aufweisen. Diese Bereiche sollten an verschiedenen Positionen in einem Abstand zueinander angeordnet sein.It is also possible for a plurality of electrical conductors, each having a region with increased electrical resistance, to be embedded in the electrically non-conductive silicon nitride ceramic forming the housing. Each electrical conductor should have at least one region with increased electrical resistance. These areas should be arranged at different positions at a distance from each other.

An einem einzelnen elektrischen Leiter können auch mehrere Bereiche mit erhöhtem elektrischen Widerstand vorhanden sein. Diese Bereiche können an verschiedenen Positionen in einem Abstand zueinander angeordnet sein.A single electrical conductor may also have multiple regions of increased electrical resistance. These areas may be arranged at different positions at a distance from each other.

Ein Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand sollte an einem in das Gehäuseinnere hineinragenden Steg, oder in einer Innenkontur angeordnet sein. Dabei kann die bis zur bzw. in die Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischströmung reichende Stirnseite eines solchen Elements strömungsgünstig für diese Strömung ausgebildet sein oder eine vergrößerte Oberfläche aufweisen, was beispielsweise durch eine konvexe Krümmung oder Konturgebung mit geeigneten Konturelementen erreichbar ist.An area with increased electrical resistance should be arranged on a web projecting into the housing interior, or in an inner contour. In this case, the end face of such an element which reaches up to or into the fuel / oxidant mixture flow can be designed to be flow-favorable for this flow or have an enlarged surface, which can be achieved for example by a convex curvature or contouring with suitable contour elements.

Ein Bereich mit erhöhtem elektrischen Widerstand sollte so angeordnet sein, dass er in die Strömung des nach dem Austritt aus der Zuführung für den Kraftstoff und dem Austritt aus der Zuführung für das Oxidationsmittel ausgebildeten Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs hinein, zumindest an den äußeren Rand dieser Strömung heran ragt.An area of increased electrical resistance should be arranged to project into the flow of the fuel-oxidant mixture formed after exit from the fuel supply and exit from the oxidant supply passage, at least to the outer periphery of that flow ,

Mehrere Bereiche eines elektrischen Leiters mit erhöhtem elektrischen Widerstand können bevorzugt mit jeweils gleichen Winkelabständen zueinander über den Umfang der Gehäuseinnenwand verteilt angeordnet sein.Several areas of an electrical conductor with increased electrical resistance may preferably be distributed to each other over the circumference of the inner wall of the housing at equal angular intervals.

Ein Bereich an einem elektrischen Leiter mit erhöhtem elektrischen Widerstand sollte in Richtung der Strömung des Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs mit einer Schicht, die mit elektrisch nicht leitenden Siliziumnitrid gebildet ist, die eine maximale Schichtdicke von 2 mm aufweist, überdeckt sein.An area on an electrical conductor with increased electrical resistance should be covered in the direction of the flow of the fuel-oxidant mixture with a layer formed with electrically non-conductive silicon nitride having a maximum layer thickness of 2 mm.

Als Kraftstoff kann man prinzipiell jede Kohlenwasserstoffverbindung oder Wasserstoff, mit der mit einem Oxidationsmittel eine exotherme chemische Reaktion erreichbar ist, einsetzen. Flüssige Kohlenwasserstoffverbindungen sollten dabei bei oder nach dem Austritt aus der entsprechenden Zuführung verdüst werden, so dass das zu zündende Kraftstoff-Oxidationsmittegemisch mit kleinen Flüssigkeitstropfen gebildet werden kann.In principle, any hydrocarbon compound or hydrogen with which an exothermic chemical reaction can be achieved with an oxidizing agent can be used as the fuel. Liquid hydrocarbon compounds should be atomized during or after exiting the corresponding feed, so that the fuel-Oxidationsmittegemisch to be ignited can be formed with small liquid droplets.

Als Oxidationsmittel kann man bevorzugt Sauerstoff oder Gemische, in denen Sauerstoff mit einem für ein jeweiliges zündfähiges Kraftstoff-Oxidationsmittgemisch ausreichenden Anteil enthalten ist, einsetzen.As the oxidizing agent, it is preferable to use oxygen or mixtures in which oxygen is contained in a proportion sufficient for each ignitable fuel-oxidant mixture.

Die erfindungsgemäße technische Lösung betrifft also ein keramisches Bauteil aus einem Siliziumnitridwerkstoff, das gleichzeitig als Injektor und Zünder funktionieren kann. Diese Funktionen können dadurch erfüllt werden, dass das Gehäuse der Einrichtung aus einer elektrisch isolierenden und einer elektrisch leitfähigen Komponente besteht. Der elektrisch leitfähige Werkstoff kann während der Herstellung so eingebracht werden, dass an der Einströmseite des Injektors mit den Zuführungen für Kraftstoff und Oxidationsmittel eine elektrische Kontaktierung möglich ist. An der Ausströmseite des Injektors, aus der das gezündete Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisch das Gehäuse in die Brennkammer verlässt, besitzt der elektrisch leitfähige Werkstoff, mit dem ein elektrischer Leiter gebildet ist, einen erhöhtem elektrischen Widerstand. Dies kann durch eine geometrische Dünnung, wodurch der elektrische Widerstand durch den reduzierten freien Querschnitt des elektrischen Leiters in diesem Bereich erhöht wird oder durch die Veränderung der Stoffzusammensetzung zu einem höheren spezifischen elektrischen Widerstand erreicht werden. Bei Beaufschlagung mit einer elektrischen Spannung fließt dann ein elektrischer Strom, der den elektrisch leitfähigen Werkstoff an seiner dünnen Stelle, also in einem Bereich mit erhöhten elektrischen Widerstand, bis zum Glühen erhitzen kann. Wird der Injektor von einem Kraftstoffstoff-Oxidationsmittelgemisch durchströmt, so entzündet sich dieses Gemisch am erhitzten Bereich des Injektors, der einen erhöhten elektrischen Widerstand, im Vergleich zu übrigen Bereichen des elektrischen Leiters aufweist. Durch die Verwendung einer hochtemperaturstabilen Siliziumnitridkeramik wird die thermische Belastbarkeit der Einrichtung im Vergleich zu metallischen Werkstoffen deutlich erhöht. Weiterhin kann der elektrisch leitfähige Werkstoff vorteilhaft innerhalb des isolierenden elektrisch nichtleitenden Siliziumnitridwerkstoffs angeordnet sein, wodurch eine ungewollte Kontaktierung mit der Umgebung verhindert werden kann.The technical solution according to the invention thus relates to a ceramic component of a Silicon nitride material that can simultaneously function as an injector and detonator. These functions can be fulfilled in that the housing of the device consists of an electrically insulating and an electrically conductive component. The electrically conductive material can be introduced during production in such a way that electrical contacting is possible on the inflow side of the injector with the feeds for fuel and oxidant. At the outflow side of the injector, from which the ignited fuel-oxidant mixture leaves the housing into the combustion chamber, the electrically conductive material, with which an electrical conductor is formed, has an increased electrical resistance. This can be achieved by a geometric thinning, whereby the electrical resistance is increased by the reduced free cross-section of the electrical conductor in this area or by changing the composition of the material to a higher electrical resistivity. When subjected to an electrical voltage then flows an electric current that can heat the electrically conductive material at its thin point, ie in an area with increased electrical resistance, to the annealing. If the injector flows through a fuel-oxidant mixture, then this mixture ignites at the heated area of the injector, which has an increased electrical resistance, compared to other areas of the electrical conductor. The use of a high-temperature-stable silicon nitride ceramic significantly increases the thermal load capacity of the device compared to metallic materials. Furthermore, the electrically conductive material may advantageously be arranged within the insulating electrically non-conductive silicon nitride material, whereby an unwanted contact with the environment can be prevented.

Die Fertigung derartiger Einrichtungen zum Zünden kann mittels additiver Fertigungsverfahren erfolgen. Diese kann beispielsweise über Schmelzschichtablegeverfahren (z.B. Fused Filament Fabrication (FFF)) oder Tröpfchenablegeverfahren (z-B. Thermoplastischen 3D-Druck (T3DP)), als dazu geeignete additive dreidimensionale Druckverfahren, erfolgen. Diese Fertigungsroute erlaubt die notwendigerweise geometrisch komplexe Gestaltung dieses Multimaterialsystems.The production of such devices for ignition can be done by means of additive manufacturing processes. This can be done, for example, by melt-laydown techniques (e.g., fused filament fabrication (FFF) or drop-laying techniques (e.g., 3D thermoplastic 3D printing (T3DP)) as appropriate additive three-dimensional printing techniques. This manufacturing route allows the necessarily geometrically complex design of this multi-material system.

Nach der Fertigung eines geeigneten Grünkörpers durch additive Fertigung kann eine Wärmebehandlung, bei der eine Sinterung erfolgt, durchgeführt werden.After the production of a suitable green body by additive manufacturing, a heat treatment in which sintering takes place can be carried out.

Ein Gehäuse, das aus insbesondere reinem elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid gebildet ist, kann beispielsweise auch mit einem Spritzgussverfahren als Grünkörper hergestellt werden. In dem Gehäuse kann mindestens ein Kanal ausgebildet werden, der mit einer Suspension oder Paste eines elektrisch leitenden Gemischs, das mit elektrisch nichtleitendem Siliziumnitrid und mindestens einem elektrisch leitenden keramischen Werkstoff gebildet ist, befüllt wird.A housing, which is formed in particular of pure electrically non-conductive silicon nitride, can be produced, for example, with an injection molding process as a green body. In the housing at least one channel can be formed, which is filled with a suspension or paste of an electrically conductive mixture which is formed with electrically non-conductive silicon nitride and at least one electrically conductive ceramic material.

Das Gehäuse mit dem befüllten Kanal wird dabei als Grünkörper bei einer Wärmebehandlung einer Sinterung unterzogen.The housing with the filled channel is subjected as a green body during a heat treatment of sintering.

Ein gedruckter oder mit dem befüllten Kanal gebildeter elektrischer Leiter kann dann mit zwei Anschlüssen an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen werden.A printed or formed with the filled channel electrical conductor can then be connected with two terminals to an electrical voltage source.

Für die Sinterung ist es günstig, wenn man elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid Oxide der seltenen Erden (Sc, Y, La, Ce, Yb, Lu) und/oder Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid als Sinterhilfsmittel in den üblichen Mengen zugibt.For sintering, it is favorable to add rare-earth oxides (Sc, Y, La, Ce, Yb, Lu) and / or aluminum oxide and / or magnesium oxide as sintering aids in the customary amounts to electrically non-conductive silicon nitride.

Dem Werkstoffgemisch mit dem ein elektrischer Leiter ausgebildet wird, kann man neben elektrisch nicht leitendem Siliciumnitrid und mindestens einem elektrisch leitenden keramischen Werkstoff Oxide der seltenen Erden (Sc, Y, La, Ce, Yb, Lu) und/oder Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid als Sinterhilfsmittel zugeben. Dabei sind folgende Anteile der einzelnen Sinterhilfsmittel vorteilhaft:

  • - Seltenerdoxid: 2 Vol.-%bis 15 Vol.-%
  • - Aluminiumoxid 0,1 Vol.-% bis 5 Vol.-%.
In addition to electrically non-conductive silicon nitride and at least one electrically conductive ceramic material, rare-earth oxides (Sc, Y, La, Ce, Yb, Lu) and / or aluminum oxide and / or magnesium oxide may be used as the material mixture with which an electrical conductor is formed Add sintering aid. The following proportions of the individual sintering aids are advantageous:
  • - rare earth oxide: 2 vol.% To 15 vol.%
  • - Alumina 0.1 vol .-% to 5 vol .-%.

Mit der Erfindung können eine höhere Temperaturstabilität sowie die Verbindung zweier Funktionalitäten (Injektion des Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches, Zündung) erreicht werden. Die Brenngastemperaturen können erhöht und die Komplexität kann verringert werden. Auch die Lebensdauer kann erhöht werden.With the invention, a higher temperature stability and the combination of two functionalities (injection of the fuel-oxidant mixture, ignition) can be achieved. The fuel gas temperatures can be increased and the complexity can be reduced. The service life can also be increased.

Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail by way of example in the following.

Dabei zeigt:

  • 1 in schematischer Form ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung in einer Schnittdarstellung.
Showing:
  • 1 in schematic form an example of a device according to the invention in a sectional view.

In 1 ist ein Gehäuse 6 gezeigt, das in wesentlichen Teilen aus elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid 3 hergestellt worden ist. Das Gehäuse 6 ist bei diesem Beispiel rotationssymmetrisch um die mit der Strich-Punkt-Linie gekennzeichnete Mittenachse ausgebildet.In 1 is a housing 6 shown in essential parts of electrically non-conductive silicon nitride 3 has been produced. The housing 6 is formed in this example rotationally symmetrical about the center axis marked with the dash-dot line.

An der hier linken Stirnseite des innen hohlen Gehäuses ist ein Injektor, der mit einer Zuführung 1 für Kraftstoff und einer davon getrennten Zuführung 2 für Oxidationsmittel gebildet ist, angeordnet. Durch die Zuführungen 1 und 2 strömen Kraftstoff und das Oxidationsmittel ein und werden bei und nach dem Austreten aus den Zuführungen 1 und 2 miteinander vermischt, so das ein zündfähiges Gemisch erhalten wird.At the left end side of the inside hollow housing is an injector with a feeder 1 for fuel and a separate feeder 2 is formed for oxidizing agent arranged. Through the feeders 1 and 2 fuel and oxidizer flow in and out of the feeds during and after exit 1 and 2 mixed together, so that an ignitable mixture is obtained.

In einem Bereich des Gehäuses 6 wurde ein elektrischer Leiter 4 ausgebildet, der über die Anschlusskontakte 4.1 und 4.2 mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden werden kann, um einen elektrischen Stromfluss durch den elektrischen Leiter 4 zu erreichen.In one area of the housing 6 became an electrical conductor 4 formed by the connection contacts 4.1 and 4.2 can be connected to an electrical voltage source to an electrical current flow through the electrical conductor 4 to reach.

Für den elektrischen Leiter 4 wurde bei diesem Beispiel ein Gemisch bestehend aus 30 Vol.-% elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid, 26 Vol.-% SiC und 34 Vol.-% MoSi2 eingesetzt.For the electrical conductor 4 In this example, a mixture consisting of 30% by volume of electrically non-conductive silicon nitride, 26% by volume of SiC and 34% by volume of MoSi 2 was used.

Der elektrische Leiter 4 hat dabei eine elektrische Querschnittsfläche von 10 mm2. Dieser Querschnitt ist bis auf die Anschlusskontakte 4.1 und 4.2 und den Bereich 5 eingehalten.The electrical conductor 4 has an electrical cross-sectional area of 10 mm 2 . This cross-section is down to the connection contacts 4.1 and 4.2 and the area 5 respected.

Im Bereich 5 wird ein im Vergleich zum übrigen Teil des elektrischen Leiters 4 erhöhter elektrischer Widerstand, durch den reduzierten Querschnitt durch den elektrischer Strom fließen kann, erreicht, so dass sich dieser Bereich 5 bei einem elektrischen Stromfluss stärker erwärmt als die übrigen Bereiche des elektrischen Leiters 4. Dabei können Temperaturen erreicht werden, die oberhalb der Zündtemperatur des jeweiligen Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs liegen. Der für den elektrischen Stromfluss zur Verfügung stehende Querschnitt wurde im Bereich 5 auf 2 mm2 reduziert.In the area 5 becomes one compared to the remaining part of the electrical conductor 4 increased electrical resistance, through which reduced cross-section can flow through the electric current, so that this area 5 heated more at an electrical current flow than the other areas of the electrical conductor 4 , In this case, temperatures can be reached which are above the ignition temperature of the respective fuel-oxidant mixture. The available for the electric current flow cross section was in the range 5 reduced to 2 mm 2 .

Am Gehäuse 6 ist bei diesem Beispiel ein Steg 7 ausgebildet, in dem der Bereich 5 mit dem erhöhten elektrischen Widerstand angeordnet ist. Der Steg 7 reicht in das Gehäuseinnere soweit hinein, dass seine vordere Stirnseite zumindest bis an den radial äußeren Rand der Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischströmung reicht, so dass dort eine zum Zünden des Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs ausreichende Temperatur bei durch den elektrischen Leiter 4 fließendem elektrischen Strom erreicht wird.At the housing 6 is a bridge in this example 7 trained in which the area 5 is arranged with the increased electrical resistance. The jetty 7 extends into the housing interior far enough that its front end side extends at least to the radially outer edge of the fuel-oxidant mixture flow, so that there is sufficient for igniting the fuel-oxidant mixture temperature at by the electrical conductor 4 flowing electric current is achieved.

Die Einrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist, kann wie nachfolgend beschrieben hergestellt werden:The decor, as in 1 can be produced as described below:

Zur Herstellung der Einrichtung zur Zündung kann ein Schmelzschichtverfahren, wie beispielsweise das Fused Filament Fabrication (FFF) verwendet werden. Dabei liegen die Filamente als Halbzeuge aus entsprechenden Werkstoffen vor, werden einem beheizbaren Druckkopf zugeführt, dort aufgeschmolzen sowie aus diesem extrudiert und computergesteuert abgelegt. Schicht für Schicht entsteht ein Bauteil bei dem gemäß dem vorgegebenen Steuerprogram und bei Verwendung eines Multimaterialdruckkopfes elektrisch leitfähige und nicht leitfähige Werkstoffe innerhalb einer Schicht oder in verschiedenen Schichten abwechselnd oder nacheinander abgelegt werden können.For producing the device for ignition, a melt layer method such as fused filament fabrication (FFF) may be used. The filaments are present as semi-finished products of appropriate materials, are fed to a heated print head, melted there and extruded from this computer-controlled stored. Layer by layer, a component is produced in which, in accordance with the prescribed control program and when using a multi-material print head, electrically conductive and nonconductive materials can be deposited alternately or successively within one layer or in different layers.

Auf diese Art können die erfindungsgemäßen Einrichtungen über drei bis fünfachsige Verfahren additiv hergestellt werden, wobei die Grünkörper einen Feststoffvolumengehalt von ca. 45 %-60 % besitzen. Die übrigen Bestandteile bilden thermoplastische zumeist organische Verbindungen.In this way, the devices according to the invention can be produced additively by three to five-fold methods, wherein the green bodies have a solids volume content of about 45% -60%. The remaining ingredients are thermoplastic mostly organic compounds.

Typische Verarbeitungstemperaturen liegen im Bereich von 150 °C bis 220 °C wobei eine Schichthöhe von 100 µm bis 500 µm eingestellt wird. Die Ablagegeschwindigkeit kann von ca. 5 mm/s bis 60 mm/s variiert werden. Die Extrusionsdüse kann beispielhaft einen Durchmesser von 0,4 mm bis 1 mm aufweisen. Nach der mehrkomponentigen Formgebung ist die thermische Prozessierung notwendig. Nach der Wärmebehandlung, die einerseits zum Austreiben organischer chemischer Verbindungen dient, werden im Sinterschritt unter einer Schutzgasatmosphäre die finalen Bauteileigenschaften mit elektrisch isolierenden und elektrisch leitfähigen Bereichen erreicht.Typical processing temperatures are in the range of 150 ° C to 220 ° C with a layer height of 100 microns to 500 microns is set. The filing speed can be varied from approx. 5 mm / s to 60 mm / s. The extrusion die may, for example, have a diameter of 0.4 mm to 1 mm. After multi-component molding, thermal processing is necessary. After the heat treatment, which on the one hand serves to expel organic chemical compounds, the final component properties with electrically insulating and electrically conductive regions are achieved in the sintering step under a protective gas atmosphere.

Claims (8)

Einrichtung zur Zündung eines Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches, die in Strömungsrichtung eines Kraftstoffs und eines Oxidationsmittels vor einer Brennerkammer angeordnet oder daran befestigt ist, wobei die Einrichtung ein Gehäuse (6) aufweist, in das Kraftstoff über eine Kraftstoffzuführung (1) und Oxidationsmittel über eine Oxidationsmittelzuführung (2) einströmt und das gezündete Gemisch aus Kraftstoff und Oxidationsmittel aus dem Gehäuse (6) in eine Brennerkammer ausströmt; wobei das Gehäuse (6) mit Siliziumnitrid (3), das elektrisch nicht leitend ist, gebildet ist und im elektrisch nicht leitenden Siliziumnitrid mindestens ein elektrischer Leiter (4) eingebettet ist, der an mindestens zwei Anschlusskontakte einer elektrischen Spannungsquelle angeschlossen ist und der elektrische Leiter (4) mit einem Gemisch bestehend aus elektrisch nicht leitendem Siliziumnitrid und mindestens einem elektrisch leitenden keramischen Werkstoff gebildet ist, wobei in einem oberflächennahen Bereich oder unmittelbar an der Oberfläche der Innenwand des Gehäuses (6) ein Bereich (5) des elektrischen Leiters (4) vorhanden ist, dessen freier Querschnitt durch den ein elektrischer Stromfluss erfolgt ausgebildet ist, der kleiner als die übrigen Bereiche des elektrischen Leiters (4) ist, und/oder im Bereich (5) des elektrischen Leiters der spezifische elektrische Widerstand höher als in den übrigen Bereichen des elektrischen Leiters (4) ist, so dass im Bereich (5) des elektrischen Leiters (4) der elektrische Widerstand soweit erhöht ist, dass bei durch den Bereich (5) fließendem elektrischen Strom eine Temperatur erreichbar ist, die größer als die Zündtemperatur des jeweiligen Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches ist.A device for igniting a fuel-oxidant mixture, which is arranged in the flow direction of a fuel and an oxidizing agent in front of a burner chamber or attached thereto, wherein the device comprises a housing (6), in the fuel via a fuel supply (1) and oxidizing agent via an oxidant supply ( 2) flows in and the ignited mixture of fuel and oxidant from the housing (6) flows out into a burner chamber; wherein the housing (6) with silicon nitride (3), which is electrically non-conductive, is formed and in the electrically non-conductive silicon nitride at least one electrical conductor (4) is embedded, which is connected to at least two terminals of an electrical voltage source and the electrical conductor (4) is formed with a mixture consisting of electrically non-conductive silicon nitride and at least one electrically conductive ceramic material, wherein in a near-surface region or directly on the surface of the inner wall of the housing (6) a region (5) of the electrical conductor (4) is present, whose free cross-section is formed by the electrical current flow is formed, which is smaller than the remaining portions of the electrical conductor (4), and / or in the region (5) of the electrical conductor, the specific electrical resistance is higher than in the remaining regions of the electrical conductor (4), so that in the region (5) of the electrical conductor (4) the electrical resistance is increased so far that at by Range (5) flowing electrical current is a temperature which is greater than the ignition temperature of the respective fuel-oxidant mixture. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitender keramischer Werkstoff mit Siliziumnitrid, SiC und einem Metallsilizid, mit einem Anteil in dem Werkstoff mit dem der elektrische Leiter (4) gebildet ist, enthalten, mit dem die Perkolationsschwelle überschritten ist; wobei das Silizid ein Silizid eines Metalles, das ausgewählt ist aus Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo und W und bevorzugt MoSi2 ist.Setup after Claim 1 , characterized in that as an electrically conductive ceramic material with silicon nitride, SiC and a metal silicide, with a proportion in the material with which the electrical conductor (4) is formed, with which the percolation threshold is exceeded; wherein the silicide is a silicide of a metal selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo and W, and is preferably MoSi 2 . Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere elektrische Leiter (4) mit jeweils einem Bereich (5), der einen erhöhten elektrischen Widerstand aufweist, in das Gehäuse (6) bildenden elektrisch nichtleitenden Siliziumnitridwerkstoff eingebettet sind und jeder elektrische Leiter (4) mindestens einen Bereich (5) mit erhöhtem elektrischen Widerstand aufweist, und diese Bereiche (5) an verschiedenen Positionen in einem Abstand zueinander angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of electrical conductors (4) each having a region (5) having an increased electrical resistance, in the housing (6) forming electrically non-conductive silicon nitride material are embedded and each electrical conductor (4 ) has at least one region (5) with increased electrical resistance, and these regions (5) are arranged at different positions at a distance from one another. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem einzelnen elektrischen Leiter (4) mehrere Bereiche (5) mit erhöhtem elektrischen Widerstand vorhanden sind, und diese Bereiche (5) an verschiedenen Positionen in einem Abstand zueinander angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of regions (5) with increased electrical resistance are present on a single electrical conductor (4), and these regions (5) are arranged at different positions at a distance from each other. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (5) mit erhöhtem elektrischen Widerstand an einem in das Gehäuseinnere hineinragenden Steg (7) oder einer Innenkontur angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a region (5) with increased electrical resistance at a projecting into the housing interior web (7) or an inner contour is arranged. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (5) mit erhöhtem elektrischen Widerstand so angeordnet ist, dass er in die Strömung des nach dem Austritt aus der Zuführung (1) für den Kraftstoff und dem Austritt aus der Zuführung (2) für das Oxidationsmittel ausgebildeten Kraftstoff-Oxidationsmittelgemischs hinein- zumindest an den äußeren Rand dieser Strömung heran ragt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that an area (5) with increased electrical resistance is arranged so that it flows into the flow of the after the exit from the feed (1) for the fuel and the exit from the feed (2 ) for the oxidant formed fuel-Oxidationsmittelgemischs- at least at the outer edge of this flow zoom out. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bereiche (5) eines elektrischen Leiters (4) oder mehrere Bereiche (5) mit erhöhtem elektrischen Widerstand, die an mehreren elektrischen Leitern (4) vorhanden sind, mit vorzugsweise jeweils gleichen Winkelabständen zueinander über den Umfang der Gehäuseinnenwand verteilt angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of regions (5) of an electrical conductor (4) or a plurality of regions (5) with increased electrical resistance, which are present on a plurality of electrical conductors (4), preferably with each other equal angular intervals are distributed over the circumference of the housing inner wall. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (5) an einem elektrischen Leiter mit erhöhtem elektrischen Widerstand in Richtung der Strömung des Kraftstoff-Oxidationsmittelgemisches mit einer Schicht, die mit elektrisch nicht leitenden Siliziumnitrid (3) gebildet ist, die eine maximal Schichtdicke von 2 mm aufweist, überdeckt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a region (5) on an electrical conductor with increased electrical resistance in the direction of the flow of the fuel-oxidizing agent mixture with a layer which is formed with electrically non-conductive silicon nitride (3), the one maximum layer thickness of 2 mm, is covered.
DE102018214281.5A 2018-08-23 2018-08-23 Device for igniting a fuel-oxidizer mixture Active DE102018214281B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214281.5A DE102018214281B3 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Device for igniting a fuel-oxidizer mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018214281.5A DE102018214281B3 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Device for igniting a fuel-oxidizer mixture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018214281B3 true DE102018214281B3 (en) 2019-08-14

Family

ID=67399878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018214281.5A Active DE102018214281B3 (en) 2018-08-23 2018-08-23 Device for igniting a fuel-oxidizer mixture

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018214281B3 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3095006A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-16 Safran Helicopter Engines FUEL INJECTOR WITH INTEGRATED HEATING ELEMENT FOR A GAS TURBINE AND ITS MANUFACTURING PROCESS
EP3995742A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-11 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch igniter cooling system
EP3995740A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-11 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch igniter cooling system
US11421602B2 (en) 2020-12-16 2022-08-23 Delavan Inc. Continuous ignition device exhaust manifold
EP4019839A3 (en) * 2020-12-23 2022-10-12 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch ignitors with gas assist start
US11486309B2 (en) 2020-12-17 2022-11-01 Delavan Inc. Axially oriented internally mounted continuous ignition device: removable hot surface igniter
US11608783B2 (en) 2020-11-04 2023-03-21 Delavan, Inc. Surface igniter cooling system
US11635210B2 (en) 2020-12-17 2023-04-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Conformal and flexible woven heat shields for gas turbine engine components
US11635027B2 (en) 2020-11-18 2023-04-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Fuel systems for torch ignition devices
US11680528B2 (en) 2020-12-18 2023-06-20 Delavan Inc. Internally-mounted torch igniters with removable igniter heads
US11754289B2 (en) 2020-12-17 2023-09-12 Delavan, Inc. Axially oriented internally mounted continuous ignition device: removable nozzle
US11913646B2 (en) 2020-12-18 2024-02-27 Delavan Inc. Fuel injector systems for torch igniters

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2659226A1 (en) 1975-12-29 1977-07-07 Engelhard Min & Chem PROCEDURE FOR STARTING A COMBUSTION SYSTEM USING A CATALYST
DE3609228A1 (en) 1985-03-20 1986-10-16 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi BURNER FOR STIRLING MACHINES
DE3739197A1 (en) 1986-11-21 1988-06-01 Bbc Brown Boveri & Cie Method for avoiding the spontaneous ignition of a fuel/air mixture in the region of the premixing chamber and the swirl body between premixing chamber and combustion chamber of a gas turbine installation
US6076493A (en) 1998-10-26 2000-06-20 Caterpillar Inc. Glow plug shield with thermal barrier coating and ignition catalyst
DE10217996A1 (en) 2002-04-23 2003-11-13 Man B & W Diesel Ag Self-igniting mixture-compressing internal combustion engine and method for its operation
JP3467070B2 (en) 1994-03-08 2003-11-17 ボルカノ株式会社 Burner ignition device
US20080141651A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Eason Martin P Ceramic-encased hot surface igniter system for jet engines
DE102007019898A1 (en) 2007-04-27 2008-11-06 Man Diesel Se ignition device
DE102014220036A1 (en) 2014-10-02 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh glow plug

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2659226A1 (en) 1975-12-29 1977-07-07 Engelhard Min & Chem PROCEDURE FOR STARTING A COMBUSTION SYSTEM USING A CATALYST
DE3609228A1 (en) 1985-03-20 1986-10-16 Aisin Seiki K.K., Kariya, Aichi BURNER FOR STIRLING MACHINES
DE3739197A1 (en) 1986-11-21 1988-06-01 Bbc Brown Boveri & Cie Method for avoiding the spontaneous ignition of a fuel/air mixture in the region of the premixing chamber and the swirl body between premixing chamber and combustion chamber of a gas turbine installation
JP3467070B2 (en) 1994-03-08 2003-11-17 ボルカノ株式会社 Burner ignition device
US6076493A (en) 1998-10-26 2000-06-20 Caterpillar Inc. Glow plug shield with thermal barrier coating and ignition catalyst
DE10217996A1 (en) 2002-04-23 2003-11-13 Man B & W Diesel Ag Self-igniting mixture-compressing internal combustion engine and method for its operation
US20080141651A1 (en) 2006-12-15 2008-06-19 Eason Martin P Ceramic-encased hot surface igniter system for jet engines
DE102007019898A1 (en) 2007-04-27 2008-11-06 Man Diesel Se ignition device
DE102014220036A1 (en) 2014-10-02 2016-04-07 Robert Bosch Gmbh glow plug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Fused filament fabrication; in: Wikipedia - the free encyclopedia; Version 27.07.2018; DOI: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fused_filament_fabrication&oldid=852290864 *
Silicon nitride; in: Wikipedia - the free encyclopedia; Version 29.05.2018; DOI: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Silicon_nitride&oldid=843477110 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3095006A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-16 Safran Helicopter Engines FUEL INJECTOR WITH INTEGRATED HEATING ELEMENT FOR A GAS TURBINE AND ITS MANUFACTURING PROCESS
US11982237B2 (en) 2020-11-04 2024-05-14 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch igniter cooling system
US11692488B2 (en) 2020-11-04 2023-07-04 Delavan Inc. Torch igniter cooling system
US11719162B2 (en) 2020-11-04 2023-08-08 Delavan, Inc. Torch igniter cooling system
EP3995742A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-11 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch igniter cooling system
US11473505B2 (en) 2020-11-04 2022-10-18 Delavan Inc. Torch igniter cooling system
US11608783B2 (en) 2020-11-04 2023-03-21 Delavan, Inc. Surface igniter cooling system
EP3995740A1 (en) * 2020-11-04 2022-05-11 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch igniter cooling system
US11635027B2 (en) 2020-11-18 2023-04-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Fuel systems for torch ignition devices
US11421602B2 (en) 2020-12-16 2022-08-23 Delavan Inc. Continuous ignition device exhaust manifold
US11891956B2 (en) 2020-12-16 2024-02-06 Delavan Inc. Continuous ignition device exhaust manifold
US11486309B2 (en) 2020-12-17 2022-11-01 Delavan Inc. Axially oriented internally mounted continuous ignition device: removable hot surface igniter
US11635210B2 (en) 2020-12-17 2023-04-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Conformal and flexible woven heat shields for gas turbine engine components
US11754289B2 (en) 2020-12-17 2023-09-12 Delavan, Inc. Axially oriented internally mounted continuous ignition device: removable nozzle
US11680528B2 (en) 2020-12-18 2023-06-20 Delavan Inc. Internally-mounted torch igniters with removable igniter heads
US11913646B2 (en) 2020-12-18 2024-02-27 Delavan Inc. Fuel injector systems for torch igniters
EP4019839A3 (en) * 2020-12-23 2022-10-12 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch ignitors with gas assist start
US11708793B2 (en) 2020-12-23 2023-07-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Torch ignitors with gas assist start

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018214281B3 (en) Device for igniting a fuel-oxidizer mixture
DE4433505C2 (en) ceramic glow
DE4440005C2 (en) Silicon nitride ceramic heater and process for its manufacture
DE3038649A1 (en) SPARK PLUG AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE19703662B4 (en) Oxygen concentration measuring device and method for its production
DE3512483A1 (en) CERAMIC HEATING DEVICE
DE60222961T2 (en) Ceramic heater and method of making the same, glow plug and ion current detector
DE2446929A1 (en) Spark plug electrode alloys - carbonising contaminants prevented from depositing so lengthening service life
DE112012000600T5 (en) Electrode material for a spark plug
EP1463910B1 (en) Pin heater
DE2339511A1 (en) BASE METAL ELECTRODE CAPACITOR
DE3901545C2 (en)
DE102013219520A1 (en) SPARK PLUG FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP1240461B1 (en) Sheathed element heater plug
DE2548019A1 (en) Ceramic plate-shaped heating element - has a substrate made from green ceramic refractory plate, or a fired ceramic plate
DE3843863C2 (en)
DE19532158A9 (en) Heated oxygen concn. detector
DE102015112014B4 (en) Alumina sintered body and spark plug
WO2001073907A1 (en) Spark plug for an internal combustion engine
EP1900708B1 (en) Heat insulation material with high cyclical temperature rating
DE102020119424A1 (en) Method of making a spark plug
DE102015214057A1 (en) Spark plug with powder capsule
DE2233573A1 (en) SPARK PLUG FOR COMBUSTION MACHINERY
DE2361274B2 (en) Wire-shaped electrode, in particular center electrode, for spark plugs for internal combustion engines
DE102012218695A1 (en) Spark plug with improved burn-off resistance

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative