EP0093642A2 - Buse perfectionnée à allumage par étincelles - Google Patents

Buse perfectionnée à allumage par étincelles Download PDF

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EP0093642A2
EP0093642A2 EP83400797A EP83400797A EP0093642A2 EP 0093642 A2 EP0093642 A2 EP 0093642A2 EP 83400797 A EP83400797 A EP 83400797A EP 83400797 A EP83400797 A EP 83400797A EP 0093642 A2 EP0093642 A2 EP 0093642A2
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insulating member
tube
inner tube
nozzle
outer tube
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Withdrawn
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EP83400797A
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Inventor
Junichi Katayama
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/52—Nozzles for torches; for blow-pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/008—Structurally associated with fluid-fuel burners

Definitions

  • the present invention relates to a spark ignition nozzle and in particular to a nozzle which comprises an inner tube and an outer electrically conductive tube, the front ends of which are used as spark electrodes and assembled with the interposition of an electrically insulating member. between them towards the rear of the electrodes and where the inner tube comprises several axial channels for passage of gas mixture in the form of a groove, disposed peripherally all around and arranged on the external peripheral part of the front end opposite to that of the member insulating.
  • Figs. 1 and 2 show an example of a conventional nozzle of this type of construction proposed by the applicant (unpublished).
  • the drawings show the inner tube (1), the outer tube (2), the spark electrodes (3,4), an electrical insulator (ceramic) (5) and groove-shaped gas mixture passage channels (6).
  • the inner tube (1) is provided with projections (7), each of which is formed between two adjacent channels (6, 6). Sparks tend to form in a place where the air gap is the smallest. Accordingly, there is a high probability of formation of a spark at the nozzle clas- if q ue between the inner face of front end (8) of the outer tube (2) and the outer face of the projection (7) of the inner tube (1). Such a spark is shown in (9) by way of illustration.
  • the conventional nozzle also has the drawback of having its insulating member (5) in a position that is far too advanced and therefore subject to thermal deterioration.
  • the front part (10) of the insulating member (5) is arranged in front of the front part (11) of the inner tube (1) and is therefore exposed to the flames.
  • the distance A from the front end (12) of the outer tube (2) to the front (10) of the insulating member is extremely small, which affects the strength of the member.
  • the present invention has therefore been made so as to effectively remedy the problems of ignition failure and deterioration of the insulating member.
  • An object of the present invention is to provide a spark ignition nozzle comprising an inner tube and an outer electrically conductive tube, the front ends of which serve respectively as spark electrodes and are mounted together with the interposition of an electrically insulating member.
  • the inner tube comprising a plurality of axial gas passage passage channels in the form of grooves arranged circumferentially in its front external peripheral part opposite to the insulating member, the front part of which is positioned behind the front end of the insulating inner tube and that of the outer tube; an annular passage channel being formed between the inner tube and the outer tube so as to communicate with the outputs of a plurality of passage channels, so as to be in front of the insulating member and behind the electrodes.
  • the present invention consequently has the following advantages: the nozzle is of simple construction, it is very easy to manufacture and, moreover, its flammability is notably improved while ensuring total protection of the insulating member.
  • an inner tube (1) an outer tube (2), spark electrodes (3, 4), an electrically insulating member (5) made of ceramic or similar, groove-shaped circulation channels (6) for a combustion gas mixture (O 3 H 8 + O 2 ), an annular channel (13) and a cutting oxygen passage channel (14 ).
  • the annular channel (13) comprises a rear triangular part of large diameter and a front part of small diameter.
  • This embodiment differs from that of Figs. 5 and 6 described below in that the front (11) of the inner tube (1) comes flush with the front (12) of the tube (2).
  • the inner tube (1) and the outer tube (2) are connected to a supply (not shown) constituted by a piezoelectric block housed in a torch head.
  • the front (11) of the inner tube (1) is arranged behind the front (12) of the outer tube ( 2) and an annular passage channel (13) has been provided composed of a rear rectangular part and a front triangular part.
  • the second embodiment is essentially similar to the first.
  • the parts or zones designated by the same references are those of the first embodiment.
  • each of them is provided with a simpler annular passage channel (13) than in the first or the second embodiment.
  • Each part or portion represented is designated by the same reference as that of the first embodiment.

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Abstract

Buse tubulaire d'allumage à étincelles comprenant un tube intérieur (1), un tube extérieur (2) et un organe isolant (5) monté entre les deux, les extrémités avant des tubes (1, 2) faisant saillie vers l'extérieur au delà de l'extrémité frontale de l'organe isolant, dans le sens axial ou d'écoulement des gaz de la buse, un canal de passage annulaire (13) étant aménagé entre les tubes intérieur (1) et extérieur (2) à l'avant de l'organe isolant afin de communiquer avec les canaux axiaux de passage de gaz à la périphérie extérieure dudit tube intérieur.
L'invention s'applique, en particulier, aux buses pour chalumeau d'oxycoupage.

Description

  • La présente invention se rapporte à une buse à allumage par étincelles et en particulier à une buse qui comprend un tube intérieur et un tube extérieur électro-conducteurs dont les extrémités frontales sont utilisées comme électrodes à étincelles et assemblées avec interposition d'un organe électriquement isolant entre elles vers l'arrière des électrodes et où le tube intérieur comprend plusieurs canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainure, disposés périphériquement tout autour et aménagés sur la partie périphérique extérieure de l'extrémité avant opposée à celle de l'organe isolant.
  • Les Figs. 1 et 2 montrent un exemple de buse classique de ce type de construction proposé par le demandeur (non publié). Les dessins montrent le tube intérieur (1), le tube extérieur (2), les électrodes à étincelles (3,4), un organe isolant électrique (en céramique) (5) et des canaux de passage de mélange gazeux en forme de rainure (6). Le tube intérieur (1) est muni de saillies (7), chacune d'elles formée entre deux canaux adjacents (6, 6). Les étincelles tendent à se former en un endroit où l'entrefer est le plus réduit. En conséquence, il existe une haute probabilité de formation d'une étincelle sur la buse clas- sique entre la face interne de l'extrémité avant (8) du tube extérieur (2) et la face externe de la saillie (7) du tube intérieur (1). Une telle étincelle est représentée en (9) à titre d'illustration. Toutefois le mélange de gaz combustibles passe par des canaux (6, 6) séparés périphériquement. La haute probabilité de formation des étincelles dans une zone située à l'écart de la zone de décharge des gaz implique un risque de ratés d'allumage étant donné que l'étincelle se forme en un point où le mélange gazeux est absent (ledit terme "absent" ne devant pas être considéré comme signifiant "totalement absent" mais comme voulant dire "à une faible concentration"). Cette tendance s'accentue avec l'augmentation de la largeur T des saillies (7).
  • La buse classique a en outre l'inconvénient d'avoir son organe isolant (5) dans une position beaucoup trop avancée et par suite sujette à détérioration thermique. En d'autres termes, la partie frontale (10) de l'organe isolant (5) est disposée en avant de la partie frontale (11) du tube intérieur (1) et se trouve donc exposée aux flammes. En outre, la distance A de l'extrémité frontale (12) du tube extérieur (2) à l'avant (10) de l'organe isolant est extrêmement faible, ce qui affecte la solidité de l'organe. Lorsque l'extrémité avant (12) du tube extérieur est chauffée par les flammes et par le rayonnement thermique de la pièce, la chaleur est transmise à l'organe isolant (5) ce qui affecte ce dernier de façon préjudiciable étant donné que la distance A est faible,
  • La présente invention a donc été réalisée de manière à remédier efficacement aux problèmes de défaillance d'inflammation et de détérioration de l'organe isolant.'
  • Un objet de la présente invention est de réaliser une buse à allumage par étincelles comprenant un tube intérieur et un tube extérieur électro-conducteurs, dont les extrémités frontales servent respectivement d'électrodes à étincelles et sont montées ensemble avec interposition d'un organe électriquement isolant disposé de manière à se trouver à l'arrière des électrodes, le tube intérieur comprenant une pluralité de canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainures aménagés circonférentiellement dans sa partie périphérique extérieure avant opposée à l'organe isolant dont la partie frontale est positionnée à l'arrière de l'extrémité avant du tube intérieur isolant et de celle du tube extérieur ; un canal de passage annulaire étant formé entre le tube intérieur et le tube extérieur de façon à communiquer avec les sorties d'une pluralité de canaux de passage, de façon à se trouver en avant de l'organe isolant et en arrière des électrodes.
  • D'autres buts et avantages de la présente invention apparai- tront dans la description qui suit où :
    • La Fig. 1 est une vue en coupe axiale illustrant l'exemple de buse classique décrit ci-dessus,
    • La Fig. 2 est uen vue en coupe transversale prise dans l'axe II - II de la Fig. 1,
    • La Fig. 3 est une vue en coupe axiale d'une première forme de réalisation d'une buse conforme à l'invention,
    • La Fig. 4 est une vue en coupe transversale prise dans l'axe IV - IV de la Fig. 3,
    • La Fig. 5 est une vue en coupe axiale illustrant une seconde forme de réalisation d'une buse conforme à l'invention, et,
    • Les Figs. 6 et 7 sont des vues en coupe axiale illustrant chacune une forme de réalisation différente d'une buse selon l'invention.
  • La construction commune aux diverses formes de réalisation représentées sur les dessins joints sera décrite en premier lieu en se référant aux Figs. 3 à 7.
  • La buse de la présente invention consiste essentiellement en une structure du type déjà décrit en référence aux Figs. 1 et 2 et comprend en outre les dispositifs suivants :
    • (a) l'organe isolant électrique (5) dont l'extrémité avant (10) est disposée à l'arrière de l'extrémité frontale (11) du tube intérieur (1)et de l'extrémité frontale (12) du tube extérieur (2) et,
    • (b) un canal de passage annulaire (13) communiquant avec les sorties d'une pluralité de canaux (6) est prévu, ce canal étant formé entre le tube intérieur (1) et le tube extérieur (2) et disposé en avant de l'organe isolant (5) et en arrière des électrodes à étincelles (3, 4).
  • Les dispositifs (a) et (b) entraînent certaines caractéristiques de fonctionnement lors de l'utilisation et certaines caractéristiques structurelles qui sont les suivantes :
    • (i) En un endroit quelconque situé sur la périphérie, une étincelle peut s'infiltrer entre le tube intérieur (1) et le tube extérieur (2) où se trouve invariablement le mélange de gaz. Ceci entraîne une probabilité d'inflammation notablement plus élevée que dans le cas du dispositif classique étant donné que les flux de mélange gazeux subdivisés périphériquement se réunissent dans le canal annulaire (13) mentionné ci-dessus en (b) pour sortir ensuite sous la forme d'un flux annulaire.
    • (ii) L'inflammabilité n'est pas essentiellement contrôlée par la largeur T des saillies mentionnées plus haut.
    • (iii) Si l'on considère le dispositif classique, le canal annulaire (13) peut être considéré comme simplement constitué par un déplacement de l'organe isolant (5) vers l'arrière, donc par la création d'un espace à l'endroit ou la partie avant de l'organe isolant (5) est disposée de façon classique afin que cet espace puisse servir de canal annulaire (13). Le canal annulaire est ainsi bien plus facile à réaliser par exemple que s'il est usiné par découpage d'une partie intérieure de l'organe isolant (5) se trouvant dans la position classique.
    • (iv) L'extrémité frontale de l'organe isolant (5) se trouve à une plus grande distance de l'avant du tube extérieur (2) que dans le dispositif classique. En outre, il existe un canal annulaire (13), c'est-à-dire un espace à l'avant de l'organe isolant (5). Le mélange gazeux à basse température qui circule continuellement dans cet espace a une oonductibilité thermique bien inférieure à celle du matériau (conducteur) du tube extérieur (2). L'organe isolant (5) est donc doublement protégé contre la chaleur.
  • La présente invention présente par conséquent les avantages suivants : la buse est de construction simple, elle est très facile à fabriquer et, en outre, son inflammabilité est notablement améliorée tout en assurant uen protection totale de l'organe isolant.
  • Les formes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrites ci-après.
  • Dans la première forme de réalisation (voir Figs. 3 et 4), on peut voir un tube intérieur (1), un tube extérieur (2), des électrodes à étincelles (3, 4), un organe électro-isolant (5) en céramique ou similaire, des oanaux de circulation en forme de rainure (6) pour un mélange gazeux de combustion (O3 H8 + O2), un canal annulaire (13) et un canal de passage d'oxygène de coupe (14).
  • Le canal annulaire (13) comprend une partie triangulaire arrière de grand diamètre et une partie avant de petit diamètre.
  • Cette forme de réalisation diffère de celle des Figs. 5 et 6 décrite plus loin en ce que l'avant (11) du tube intérieur (1) vient à fleur de l'avant (12) du tube (2).
  • Le tube intérieur (1) et le tube extérieur (2) sont reliés à une alimentation (non représentée) constituée par un bloc piézo- électrique logé dans une tête de chalumeau.
  • Dans la seconde forme de réalisation (voir Fig. 5), à l'inverse de la première, l'avant (11) du tube intérieur (1) est disposé à l'arrière de l'avant (12) du tube extérieur (2) et il a été prévu un canal de passage annulaire (13) composé d'une partie rectangulaire arrière et d'une partie triangulaire avant.
  • En dehors de ces caractéristiques, la seconde forme de réalisation est essentiellement similaire à la première. Les parties ou zones désignées par les mêmes repères sont celles de la première forme de réalisation.
  • Dans les autres formes de réalisation (voir Fige. 6 et 7), chacune d'elles est dotée d'un oanal de passage annulaire (13) plus simple que dans la première ou la seconde forme de réalisation. Chaque partie ou portion représentée est désignée par le même repère que celui de la première forme de réalisation.

Claims (2)

1. Buse à allumage par étincelles comprenant un tube intérieur, un tube extérieur et un organe électro-isolant ainsi qu'un canal de passage de gaz prévus entre ces tubes, caractérisée en ce que le tube intérieur (1) et le tube extérieur (2) sont électro-conducteurs, leurs extrémités avant servant d'électrodes à étincelles (3, 4) respectivement, et sont montés ensemble avec un organe isolant (5) interposé entre les deux à l'arrière des électrodes (3, 4), en ce que le tube intérieur (1) comprend une pluralité de canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainures (6) aménagés sur l'avant de sa partie périphérique extérieure opposée à l'organe isolant (5) et disposés périphériquement tout autour de celle-ci, en ce que l'extrémité avant de l'organe isolant (5) est disposé à l'arrière de l'extrémité frontale du tube intérieur (1) et de l'extrémité frontale du tube extérieur (2), et eL ce qu'un canal de passage annulaire (13) communiquant avec les sorties de la pluralité de canaux de passage (6) est aménagé entre le -ube intérieur (1) et le tube extérieur (2) et positionné à l'avant ce l'organe isolant (5) et à l'arrière des électrodes à étincelles (3, -).
2. Buse d'allumage par étincelles suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe isolant (5) est réalisé en céramique.
EP83400797A 1982-04-26 1983-04-22 Buse perfectionnée à allumage par étincelles Withdrawn EP0093642A3 (fr)

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EP0093642A3 (fr) 1984-03-28
JPS6222751Y2 (fr) 1987-06-10
FR2527310B3 (fr) 1985-02-22
FR2527310A1 (fr) 1983-11-25
JPS58165419U (ja) 1983-11-04

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