DE202004006644U1 - electrode - Google Patents

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Abstract

Elektrode als Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung oder Zündelektrode bei einem Gas- oder Ölbrenner, bestehend aus einer Ionisationselektrode zur Ionisationsstrommessung auf einer Überwachungsstrecke gegen ein zugeordnetes Massepotenzial oder zwei einander zugeordneten Zündelektroden, welche eine Funkenstrecke ausbilden, einem jeweils die Elektrode in Teilbereichen einfassenden Isolierkeramikkörper sowie einem Halter zur Befestigung der Anordnung im Bereich einer Brenneroberfläche oder einer Mischeinrichtung des Brenners, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der von der Flamme beaufschlagte Bereich aus einem elektrisch leitfähigen Keramikkörper besteht.Electrode as an ionization electrode for flame monitoring or ignition electrode for a gas or oil burner, consisting of an ionization electrode for ionization current measurement on a monitoring path against an assigned ground potential or two mutually assigned ignition electrodes, which form a spark gap, an insulating ceramic body that surrounds the electrode in some areas and a holder for Fastening the arrangement in the area of a burner surface or a mixing device of the burner, characterized in that at least the area exposed to the flame consists of an electrically conductive ceramic body.

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Description

Die Neuerung betrifft eine Elektrode für den Einsatz als Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung oder Zündelektrode bei einem Gas- oder Ölbrenner nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.The innovation concerns an electrode for use as an ionization electrode for flame monitoring or ignition electrode with a gas or oil burner according to the preamble of protection claim 1.

Mit einer Ionisationselektrode wird das Vorhandensein einer Flamme bei einem Brenner überwacht. Dabei fließt ein Strom an einer Überwachungsstrecke zwischen dem Elektrodendraht und einem Massepotenzial, wenn das Brennstoff-/Luft-Gemisch ionisiert ist. Als Massepotenzial dient bei einem atmosphärischen Gasbrenner meistens die Brenneroberfläche, bei einem Gebläsebrenner für Öl oder Gas in der Regel die Blende zur Verteilung der Verbrennungsluft an der Mischeinrichtung. Von einem Feuerungsautomaten werden die Flammensignale ausgewertet.With an ionization electrode monitors the presence of a flame in a burner. It flows a stream on a surveillance line between the electrode wire and a ground potential if that Fuel / air mixture is ionized. Serves as ground potential at an atmospheric Gas burners mostly the surface of the burner, with a forced draft burner for oil or gas usually the aperture for distributing the combustion air on the Mixing device. The flame signals are from a burner control evaluated.

Bekannte Ionisationselektroden bestehen aus einem massiven Draht, der in Teilbereichen, insbesondere zur Befestigung, durch einen elektrisch isolierenden Körper eingefasst wird. Genau wie das erforderliche Zündelektrodenpaar, welches zwischen seinen zueinander stehenden Endbereichen eine Funkenstrecke bildet, ist die Flammenüberwachungseinrichtung mit einem Halter an der Blende eines Gebläsebrenners für Öl oder Gas oder an der Brennerplatte eines atmosphärischen Gasbrenners befestigt.Known ionization electrodes consist of a solid wire that is used in some areas, especially for fastening, is bordered by an electrically insulating body. I agree like the required pair of ignition electrodes, which is a spark gap between its end regions forms, is the flame monitoring device with a holder on the cover of a fan burner for oil or gas or attached to the burner plate of an atmospheric gas burner.

Neben der Temperaturbeständigkeit müssen Zünd- und Ionisationselektroden auch eine ausreichende Korrosionsfestigkeit besitzen, um einen sicheren Brennerbetrieb über eine lange Zeitdauer zu gewährleisten. Metallische Zündelektroden unterliegen ständig einem gewissen Abbrand, so dass bei Wartungsarbeiten möglicherweise die Funkenstrecke bzw. der Elektrodenabstand neu justiert werden muss. Problematisch ist bei dem bisher verwendeten Elektrodendraht die Ausbildung von isolierenden Schutzschichten auf dessen Oberfläche, insbesondere durch Metall-, Chrom- und Aluminiumoxide. Dadurch kommt es im Laufe der Zeit zu einem starken Abfall des möglichen Ionisationsstroms. Das Ionisationssignal wird schwächer und bei darauf basierenden Verbrennungsregelungen sind Kalibrierungen nötig.In addition to the temperature resistance need ignition and Ionization electrodes also have sufficient corrosion resistance to ensure safe burner operation over a long period of time. Metallic ignition electrodes subject to constantly a certain burn, so that during maintenance work may be the spark gap or the electrode distance must be readjusted. The problem with the previously used electrode wire Formation of insulating protective layers on its surface, in particular through metal, chrome and aluminum oxides. This is what happens in the course time to a sharp drop in the possible ionization current. The ionization signal becomes weaker and calibrations are necessary for combustion regulations based on this.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Elektroden zur Zündung, Flammenüberwachung und Ionisationsstrommessung bei Gas- und Ölbrennern zu optimieren.The innovation is therefore the task based, electrodes for ignition, flame monitoring and optimize ionization current measurement for gas and oil burners.

Neuerungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Elektrode als Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung oder Zündelektrode bei einem Gas- oder Ölbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der von der Flamme beaufschlagte Bereich aus einem elektrisch leitfähigen Keramikkörper besteht. Dabei ist der elektrisch leitfähige Keramikkörper in einem Isolierkeramikkörper gelagert. In einer Bohrung im Zentrum des Isolierkeramikkörpers sind ein als Anschlussstift dienender Stahldraht sowie der elektrisch leitfähige Keramikkörper mit einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze fixiert. Auf einer gemeinsamen Achse mit dem elektrisch leitfähigen Keramikkörper ragt dabei der Stahldraht auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Isolierkeramikkörper heraus.According to the new features of protection claim 1 solved. Advantageous further developments can be found in the subclaims. The electrode as an ionization electrode for flame monitoring or ignition electrode with a gas or oil burner is characterized in that at least the one exposed to the flame Area consists of an electrically conductive ceramic body. Here is the electrically conductive ceramic body in an insulating ceramic body stored. Are in a hole in the center of the insulating ceramic body a steel wire serving as a connecting pin and the electrical one conductive ceramic body with an electrically conductive Glass melt fixed. On a common axis with the electric conductive ceramic body the steel wire protrudes from the opposite side Isolierkeramikkörper out.

Der elektrisch leitfähige Keramikkörper kann in einer ersten Ausführungsvariante eine rotationssymmetrische Form besitzen. Dies ist für eine Verwendung als Zündelektrode günstig. Dazu wird der elektrisch leitfähige Keramikkörper im flammennahen Endbereich mit einem größeren Durchmesser versehen. Zwei benachbarte Elektroden bilden dann mit ihren einander zugeordneten Endbereichen eine Funkenstrecke aus. In einer weiteren Ausführungsvariante kann der elektrisch leitfähige Keramikkörper flächig ausgeführt sein und einen abgewinkelten Endbereich besitzen. Dieser zeigt bei der Ausführung als Zündelektrode vorzugsweise in Richtung Funkenstrecke und kann wahlweise auch spitz zulaufen. Der flächig ausgeführte, elektrisch leitfähige Keramikkörper kann aus einem Verbund von mehreren keramischen, vorzugsweise miteinander versinterten Schichten bestehen.The electrically conductive ceramic body can be in a first embodiment have a rotationally symmetrical shape. This is for one use only as an ignition electrode Cheap. For this, the electrically conductive ceramic body provided with a larger diameter in the flame-near end area. Two adjacent electrodes then form with their mutually associated A spark gap. In a further variant can the electrically conductive ceramic body flat accomplished be and have an angled end portion. This shows at the execution as an ignition electrode preferably towards the spark gap and can optionally also be pointed run. The flat executed, electrically conductive ceramic body can be a composite of several ceramic, preferably together sintered layers exist.

Generell ist der Isolierkeramikkörper außen an einer Halteplatte befestigt. Speziell bei einem Zündelektrodenpaar ist ein Isolierkeramikkörper fest mit der Halteplatte verbunden. Dagegen ist der benachbarte, zugeordnete Isolierkeramikkörper verschiebbar an der Halteplatte gelagert, um den Elektrodenabstand in der Funkenstrecke einzustellen. Dies kann sehr einfach mit einer entsprechenden Lehre erfolgen. Vorzugsweise besteht der elektrisch leitfähige Keramikkörper aus einer Oxidkeramik, insbesondere aus der Gruppe der Siliziumkarbide.In general, the insulating ceramic body is on the outside Holding plate attached. An insulating ceramic body is fixed, particularly in the case of a pair of ignition electrodes connected to the holding plate. In contrast, the neighboring is assigned Isolierkeramikkörper slidably mounted on the holding plate to the electrode spacing set in the spark gap. This can be done very easily with a appropriate teaching. It is preferably electrical conductive ceramic body from an oxide ceramic, in particular from the group of silicon carbides.

Mit der Neuerung wird der Aufbau einer Elektrode zur Zündung, Flammenüberwachung und Ionisationsstrommessung bei Gas- und Ölbrennern optimiert. Gegenüber herkömmlichen Elektroden ergibt sich eine deutlich höhere Robustheit, so dass ein sicherer Brennerbetrieb über eine lange Zeitdauer gewährleistet ist. Bei Zündelektroden ist der Abbrand nur noch minimal und bei der Verwendung als Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung können sich keine isolierenden Schutzschichten mehr ausbilden, welche das Ionisationssignal abschwächen.With the innovation, the structure an electrode for ignition, flame monitoring and ionization current measurement in gas and oil burners. Compared to conventional ones Electrodes results in a significantly higher robustness, so that a safe burner operation via guaranteed a long period of time is. With ignition electrodes the burn-up is minimal and when used as an ionization electrode for flame monitoring can no longer form insulating protective layers, which the ionization signal weaken.

Es ergibt sich dadurch gegenüber herkömmlichen Ausführungen eine höhere Ionisationsstromausbeute und der Abfall des Ionisationsstroms im Laufe der Betriebszeit bleibt aus. Somit müssen Kalibrierungen von Verbrennungsregelungen, welche nach dem Ionisationssignal arbeiten, nur noch in relativ großen Zeitabständen durchgeführt werden oder können sogar ganz entfallen.This results in comparison to conventional ones versions a higher one Ionization current yield and the drop in ionization current in the There is no operating time. So calibrations of combustion regulations, which work according to the ionization signal, only in relative huge intervals carried out become or can are even completely eliminated.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar. Es zeigt:The drawing represents an embodiment of the Innovation. It shows:

1: Einen Elektrode im Längsschnitt, 1 : An electrode in longitudinal section,

2: einen Elektrodenpaar mit rotationssymmetrische Form, 2 : a pair of electrodes with a rotationally symmetrical shape,

3: eine flächig ausgeführte Elektrode in perspektivischer Darstellung und 3 : a flat electrode in perspective and

4: eine Elektrodenpaar mit einstellbarem Elektrodenabstand. 4 : a pair of electrodes with adjustable electrode spacing.

Die Elektrode für den Einsatz zur Flammenübenwachung besteht aus einer Ionisationselektrode 1 zur Ilonisationsstrommessung oder ist als Zündelektrode 2 ausgeführt. Dabei besteht der von der Flamme beaufschlagte Bereich der Elektrode aus einem elektrisch leitfähigen Keramikkörper Jeweils zwei Zündelektroden 2 sind einander zugeordnet und bilden zwischen ihren Enden eine Funkenstrecke F aus.The electrode for use in flame monitoring consists of an ionization electrode 1 for ionization current measurement or as an ignition electrode 2 executed. The area of the electrode exposed to the flame consists of an electrically conductive ceramic body. Each has two ignition electrodes 2 are assigned to one another and form a spark gap F between their ends.

In Teilbereichen ist die Elektrode von einem Isolierkeramikkörper 3 eingefasst und damit an einem Halter 4 zur Befestigung der Anordnung fixiert. Ein Stahldraht ist als Anschlussstift 5 zusammen mit dem elektrisch leitfähigen Keramikkörper der Ionisationselektrode 1 oder der Zündelektrode 2 in einer Bohrung im Zentrum des Isolierkeramikkörpers 3 angeordnet und mit einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze 6 fixiert.In some areas the electrode is made of an insulating ceramic body 3 edged and thus on a holder 4 fixed for fastening the arrangement. A steel wire is used as a connector pin 5 together with the electrically conductive ceramic body of the ionization electrode 1 or the ignition electrode 2 in a hole in the center of the insulating ceramic body 3 arranged and with an electrically conductive glass melt 6 fixed.

Bei einem Paar von Zündelektroden 2 ist ein Isolierkeramikkörper 3 fest mit der Halteplatte 4 verbunden. Dagegen ist der benachbarte Isolierkeramikkörper 3 verschiebbar mit einer weiteren Platte 7 an der Halteplatte 4 gelagert, um den Elektrodenabstand bzw. die Funkenstrecke F einzustellen.With a pair of ignition electrodes 2 is an insulating ceramic body 3 firmly with the holding plate 4 connected. In contrast, the neighboring insulating ceramic body 3 slidable with another plate 7 on the holding plate 4 stored to adjust the electrode spacing or the spark gap F.

Claims (8)

Elektrode als Ionisationselektrode zur Flammenüberwachung oder Zündelektrode bei einem Gas- oder Ölbrenner, bestehend aus einer Ionisationselektrode zur Ionisationsstrommessung auf einer Überwachungsstrecke gegen ein zugeordnetes Massepotenzial oder zwei einander zugeordneten Zündelektroden, welche eine Funkenstrecke ausbilden, einem jeweils die Elektrode in Teilbereichen einfassenden Isolierkeramikkörper sowie einem Halter zur Befestigung der Anordnung im Bereich einer Brenneroberfläche oder einer Mischeinrichtung des Brenners, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der von der Flamme beaufschlagte Bereich aus einem elektrisch leitfähigen Keramikkörper besteht.Electrode as an ionization electrode for flame monitoring or ignition electrode for a gas or oil burner, consisting of an ionization electrode for ionization current measurement on a monitoring path against an assigned ground potential or two mutually assigned ignition electrodes, which form a spark gap, an insulating ceramic body that surrounds the electrode in some areas and a holder for Fastening of the arrangement in the area of a burner surface or a mixing device of the burner, characterized in that at least the area exposed to the flame consists of an electrically conductive ceramic body. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Keramikkörper in einem Isolierkeramikkörper (3) gelagert ist, wobei ein Stahldraht als Anschlussstift (5) sowie der elektrisch leitfähige Keramikkörper in einer Bohrung im Zentrum des Isolierkeramikkörpers (3) mit einer elektrisch leitfähigen Glasschmelze (6) fixiert sind.Electrode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive ceramic body in an insulating ceramic body ( 3 ) is mounted, with a steel wire as a connecting pin ( 5 ) and the electrically conductive ceramic body in a hole in the center of the insulating ceramic body ( 3 ) with an electrically conductive glass melt ( 6 ) are fixed. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Keramikkörper eine rotationssymmetrische Form aufweist.Electrode according to one of claims 1 or 2, characterized in that the electrically conductive ceramic body has a rotationally symmetrical shape. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Keramikkörper als Zündelektrode (2) eine rotationssymmetrische Form aufweist und im flammennahen Endbereich einen größeren Durchmesser besitzt, wobei zwei benachbarte, einander zugeordnete Endbereiche eine Funkenstrecke (F) ausbilden.Electrode according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrically conductive ceramic body as the ignition electrode ( 2 ) has a rotationally symmetrical shape and has a larger diameter in the end region close to the flame, two adjacent end regions assigned to one another forming a spark gap (F). Elektrode nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Keramikkörper flächig ausgeführt ist und einen abgewinkelten Endbereich besitzt, welcher bei der Ausführung als Zündelektrode (2) in Richtung Funkenstrecke (F) zeigt.Electrode according to one of claims 1 or 2, characterized in that the electrically conductive ceramic body is flat and has an angled end region which, when embodied as an ignition electrode ( 2 ) in the direction of the spark gap (F). Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flächig ausgeführte, elektrisch leitfähige Keramikkörper aus einem Verbund von mehreren keramischen, vorzugsweise miteinander versinterten Schichten besteht.Electrode according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the flat executed, electrically conductive ceramic body from a composite of several ceramic, preferably together sintered layers. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkeramikkörper (3) außen an einer Halteplatte (4) befestigt ist, wobei bei der Ausführung als Zündelektrode (2) ein Isolierkeramikkörper (3) fest mit der Halteplatte (4) verbunden ist und der benachbarte, zugeordnete Isolierkeramikkörper (3) zum Einstellen des Elektrodenabstandes in der Funkenstrecke (F) verschiebbar an der Halteplatte (4) gelagert ist.Electrode according to one of claims 1 to 6, characterized in that the insulating ceramic body ( 3 ) outside on a holding plate ( 4 ) is attached, with the execution as an ignition electrode ( 2 ) an insulating ceramic body ( 3 ) firmly with the holding plate ( 4 ) is connected and the adjacent, assigned insulating ceramic body ( 3 ) for adjusting the electrode distance in the spark gap (F) slidably on the holding plate ( 4 ) is stored. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Keramikkörper aus einer Oxidkeramik, insbesondere aus der Gruppe der Siliziumkarbide, besteht.Electrode according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrically conductive ceramic body from an oxide ceramic, in particular from the group of silicon carbides, consists.
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