EP0930464B1 - Method and system for sealingly mounting a burner electrode - Google Patents
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- EP0930464B1 EP0930464B1 EP98121428A EP98121428A EP0930464B1 EP 0930464 B1 EP0930464 B1 EP 0930464B1 EP 98121428 A EP98121428 A EP 98121428A EP 98121428 A EP98121428 A EP 98121428A EP 0930464 B1 EP0930464 B1 EP 0930464B1
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- EP
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- edge
- hole
- sealing ring
- electrode
- ceramic body
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
- F23Q3/006—Details
Definitions
- the present invention relates to a method of attaching an electrode to a Wall plate of a burner, wherein the wall plate has a bore, in which the ceramic insulating body of an electrode is arranged, whereupon by a pressing operation the metal material of the wall plate surrounding the ceramic body of the electrode in the direction the center of the bore is plastically deformed, so that the ceramic body through the Hole edge of the wall plate is held.
- the present invention also relates to a burner electrode with a ceramic insulating body of the electrode in a bore receiving wall plate.
- Such burner electrodes and method for fixing the electrodes in the wall panels of burners have been known in principle for a long time.
- This can be the electrode in one Hole receiving wall plate either one separately in an opening of a burner wall be usable retaining plate, but theoretically can also easily boiler wall in question or a closure plate of a burner insert have a corresponding bore, in which the ceramic insulating body of the electrode is received and fixed.
- the term "wall panel” as used herein includes the term "retaining panel” and the Use of this term takes place here largely synonymous, even if as a rule separate, small retaining plates are meant, which are mounted on the Elektraden and in the assembled state of the burner form part of the wall of this burner, so that insofar as the term “wall plate” is correct.
- One in a correspondingly larger opening a burner wall to be used retaining plate is in communication with the electrode and its Attachment therein easier to handle and therefore preferred.
- the retaining plate relatively easily be tightly secured in the space provided for the wall panel, z. B. by screwing.
- the connection between retaining plate and electrode is against it relatively expensive, since the electrode is under tension during operation or, in the Case of a monitoring electrode, must transport very small currents, so that by the holding plate guided electrode very well insulated from the holding plate itself have to be.
- Electrode This is generally done by the ceramic insulator surrounding the electrode, wherein the unit of ceramic insulating body and the central metallic electrode element also collectively referred to as "electrode".
- connection between the ceramic insulating body of the electrode and the retaining plate leaves Although mechanically relatively safe to produce by the usual pressing, but is this compound is generally not gastight.
- modern burners will increasingly gas-tight combustors required and thus gas-tight connections between the ceramic body of the electrode and the associated holding plate. This is partly related to the fact that increasingly more burners with a fan operated, by which combustion air or a mixture of combustion air and burning gas is blown into the burner chamber, so that in the burner chamber a slight overpressure arises. This is to make the combustion more effective and with less Pollutant emissions occur.
- the present invention has the object, a method for attaching burner electrodes in retaining plates or a corresponding, To provide burner plate provided with retaining plate, which is a gas-tight connection provide between holding plate and burner electrode.
- this object is achieved in that before the pressing of the Holding plate or wall sheet an elastically or plastically deformable sealing ring between the hole edge of the wall plate (or holding plate) and the ceramic body of the Electrode is arranged.
- the process for preparing such a compound is so designed that holding and positioning devices are provided, through which the between the edge of the hole and the ceramic body provided sealing ring during the pressing of the Holding plate remains at its intended position.
- the sealing ring can also be self be configured in a corresponding manner, that he before connecting the retaining plate and Ceramic body either on the ceramic body or on the retaining plate or the hole edge firmly adheres to the retaining plate. Examples of this will be described later.
- a Possibility for positioning or exact arrangement of the sealing ring lies therein, in the ceramic body in height of the mounting position of the retaining plate a circumferential groove to provide, in which a sealing ring is at least partially included. Of the Sealing ring can then not in the longitudinal direction on the generally cylindrical Slip ceramic body.
- the sealing ring could also at the edge of the hole provided in the holding plate be attached, for. B. if in the opening edge of the holding plate a circumferential Well is provided, or if the sealing ring has a U- or L-shaped cross-section Has with one or two radially outwardly projecting legs, causing the sealing ring can be anchored to the opening edge of the retaining plate.
- the pressing of the Metal of the retaining plate annular and substantially without interruption around the edge of the hole circulating in a substantially constant distance from the hole edge of the bore of the Holding plate takes place.
- the pressure can also be interrupted and in particular simultaneously or successively over certain angle segments of 60 °, 90 ° or 120 ° take place, it can be between adjacent segments and short, unpressed webs remain.
- this pressing takes place at a distance between 0.2 mm and 10 mm from Hole edge of the bore, wherein the width of the pressing line or a corresponding pressing tool preferably between 1 and 5 mm.
- the pressing of the metal of the Holding plate preferably from both sides of the metal sheet ago and preferably in each case at the same distance to the edge of the hole and also in the same width and the same Cross-sectional shape of the pressing or of the pressing tool. That way expediently embossed annular grooves on both sides in the metal sheet, wherein a portion of the metal captured by the dies flows radially inwardly and therewith reduces the diameter of the bore receiving the ceramic body with the seal, in this way a firm engagement between retaining plate, seal and ceramic body manufacture.
- Preßnuten be generated with trapezoidal cross-section.
- a variant of the method is particularly preferred in which the pressing in such a way that the inner edges of the bore at the top and bottom of the Each sheet is pressed slightly more radially inward than the sheet material in one middle section in between, i. between the top and bottom of the sheet.
- This causes a groove or circumferential recess to be effectively created in the hole edge in which the seal is securely held.
- the seal in extends in the axial direction beyond the thickness of the retaining plate, come these protruding Edges of the mounting hole with the seal in a more or less linear Contact, which causes a high sealing pressure and thus the tightness of the Guaranteed connection in a special way.
- the sealing ring is arranged such that between the Ceramic body of the electrode and the holding plate no direct contact exists.
- the hole edge of the bore of the retaining plate engages only with the seal and the seal in turn on one side with this hole edge and on the other side engaged with the ceramic body.
- sealing ring z As suitable materials for the sealing ring z. As PTFE, EPTM or silicone in question.
- the sealing ring may also consist of a plastically deformable metal, such as. As copper or a copper alloy. such Metal gaskets are more suitable, especially when operating the burner on the holding plate and in particular in the region of the burner electrode on the holding plate higher Temperatures may arise to which the aforementioned elastomeric seals possibly would not withstand.
- the seals for the connection according to the invention can have different cross sections to have. In question are both round and rectangular, as well as x-shaped cross-sectional shapes, without this list should be exhaustive.
- FIG. 1 shows a burner in the form of a rectangular, here open on three sides illustrated box, which is tightly closed in the operation of the burner and only in the not shown here top an opening for the exit of exhaust gases accordingly has the arrow B shown there.
- Fuel rods 21 which are hollow and which with their hollow interior with a fuel, concrete a fuel gas and an air supply in connection. This fuel gas and combustion air supply takes place along the arrow A, for example by the injector effect of supplied fuel gas, if necessary, with a blower, not shown here.
- an ignition electrode 1 is shown in a holding plate 2 is disposed in the wall 22 of the combustion chamber 20.
- the retaining plate 2 can with the wall 22 bolted or riveted.
- the ignition electrode itself and its attachment in the Holding plate is better seen in Figures 2 and 3.
- Figure 2 is an axial section through a first embodiment of a burner electrode, which in the attachment region has a substantially cylindrical ceramic body 3 through which extends centrally an electrode wire 5.
- the electrode wire 5 is in turn with a plug 15, and between the plug 15, the electrode wire 5 and the Ceramic body 3 is still a sealing ring 14 is provided which among other things, the gas-tight Connection between the ceramic body 3 and the electrode wire centrally disposed therein 5 ensures.
- the holding plate 2 also shown in section, or the edge of the central bore in the Holding plate 2 is in engagement with a seal 4 ', which extends in the axial direction over the entire thickness of the holding plate 2 extends away.
- the seal used here could z. B. have the above shown in Figure 4, flat rectangular cross-sectional shape.
- the sealing ring 4 ' since the projecting upper and lower edge of the hole hole of the holding plate radially inwardly, is the sealing ring 4 'in the region of the upper and lower edges of the hole edge stronger compressed as in the rest area. Because of this almost linear engagement a very high specific surface pressure is generated, with a very good tightness of this Connection.
- the ceramic body 3 has a clear changed shape and is no longer a simple hollow cylinder but a hollow cylinder with a stepped, central bore, and the ceramic body 3 also has one on its outer circumference provided groove 8.
- the narrower central cylindrical Cavity extends substantially in tight fit of the electrode wire 5.
- a sealing ring 14th arranged, preferably in a tight fit, so that in turn a safe Seal between the electrode wire 5 on the one hand and the inner wall of the hollow cylindrical Ceramic body 3 on the other hand is generated.
- the trapezoidal grooves 7 of the holding plate 2 have substantially the same shape and Arrangement as in the case of the embodiment of Figure 2 and also due to the special arrangement of the trapezoidal grooves 7 generated, projecting upper and lower hole edges 9 have substantially the same course as in the embodiment of Figure 2.
- Figure 5 is a section of the Dichtungseingriffs between retaining plate 2 and ceramic body 3 without the sealing ring shown. It can clearly be seen along the circumference of the ceramic body. 3 provided groove 8 for receiving a sealing ring 4, wherein, as can be seen in Figure 3, the sealing ring 4 is dimensioned so that it is only partially received in this groove and in any case, so far out of this groove protrudes that he is in close engagement with the inner surface the bore in the retaining plate 2 occurs when this retaining plate is pressed against the ceramic body 3 is.
- Sealing ring 4 "are used, as shown in the lower part of Figure 4, as a Such sealing ring with flat surfaces also initially only in more or less line engagement occurs and generally sealed with such sealing rings Make connections.
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Elektrode an einem Wandblech eines Brenners, wobei das Wandblech eine Bohrung aufweist, in welcher der keramische Isolierkörper einer Elektrode angeordnet wird, woraufhin durch einen Preßvorgang das den Keramikkörper der Elektrode umgebende Metallmaterial des Wandbleches in Richtung des Zentrums der Bohrung plastisch verformt wird, so daß der Keramikkörper durch den Lochrand des Wandbleches festgehalten wird. The present invention relates to a method of attaching an electrode to a Wall plate of a burner, wherein the wall plate has a bore, in which the ceramic insulating body of an electrode is arranged, whereupon by a pressing operation the metal material of the wall plate surrounding the ceramic body of the electrode in the direction the center of the bore is plastically deformed, so that the ceramic body through the Hole edge of the wall plate is held.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Brennerelektrode mit einem den keramischen Isolierkörper der Elektrode in einer Bohrung aufnehmenden Wandblech.Likewise, the present invention also relates to a burner electrode with a ceramic insulating body of the electrode in a bore receiving wall plate.
Derartige Brennerelektroden und Verfahren zum Befestigen der Elektroden in den Wandblechen von Brennern sind im Prinzip seit langem bekannt. Dabei kann das die Elektrode in einer Bohrung aufnehmende Wandblech entweder ein getrennt in eine Öffnung einer Brennerwand einsetzbares Halteblech sein, theoretisch kann jedoch auch einfach die betreffende Kesselwand oder ein Abschlußblech eines Brennereinsatzes eine entsprechende Bohrung aufweisen, in welcher der keramische Isolierkörper der Elektrode aufgenommen und fixiert wird. Insofern umfaßt der hier verwendete Begriffe "Wandblech" den Begriff "Halteblech" und die Verwendung dieser Begriff erfolgt hier weitgehend synonym, auch wenn in aller Regel getrennte, kleine Haltebleche gemeint sind, die an den Elektraden montiert werden und die im zusammengebauten Zustand des Brenners einen Teil der Wand dieses Brenners bilden, so daß insoweit der Begriff "Wandblech" zutreffend ist. Ein in eine entsprechend größere Öffnung einer Brennerwand einzusetzendes Halteblech ist in Verbindung mit der Elektrode und deren Anbringung darin leichter handhabbar und deshalb bevorzugt. Außerdem kann das Halteblech relativ leicht in der dafür vorgesehenen Öffnung des Wandbleches dicht befestigt werden, z. B. durch Verschrauben. Die Verbindung zwischen Halteblech und Elektrode ist dagegen vergleichweise aufwendig, da die Elektrode im Betrieb unter Spannung steht oder aber, im Falle einer Überwachungselektrode, sehr geringe Ströme transportieren muß, so daß die durch das Halteblech hindurchgeführte Elektrode gegenüber dem Halteblech selbst sehr gut isoliert sein muß.Such burner electrodes and method for fixing the electrodes in the wall panels of burners have been known in principle for a long time. This can be the electrode in one Hole receiving wall plate either one separately in an opening of a burner wall be usable retaining plate, but theoretically can also easily boiler wall in question or a closure plate of a burner insert have a corresponding bore, in which the ceramic insulating body of the electrode is received and fixed. insofar For example, the term "wall panel" as used herein includes the term "retaining panel" and the Use of this term takes place here largely synonymous, even if as a rule separate, small retaining plates are meant, which are mounted on the Elektraden and in the assembled state of the burner form part of the wall of this burner, so that insofar as the term "wall plate" is correct. One in a correspondingly larger opening a burner wall to be used retaining plate is in communication with the electrode and its Attachment therein easier to handle and therefore preferred. In addition, the retaining plate relatively easily be tightly secured in the space provided for the wall panel, z. B. by screwing. The connection between retaining plate and electrode is against it relatively expensive, since the electrode is under tension during operation or, in the Case of a monitoring electrode, must transport very small currents, so that by the holding plate guided electrode very well insulated from the holding plate itself have to be.
Dies geschieht im allgemeinen durch den keramischen Isolierkörper, der die Elektrode umgibt, wobei die Einheit aus keramischem Isolierkörper und dem zentralen metallischen Elektrodenelement auch insgesamt als "Elektrode" bezeichnet wird.This is generally done by the ceramic insulator surrounding the electrode, wherein the unit of ceramic insulating body and the central metallic electrode element also collectively referred to as "electrode".
Die Verbindung zwischen dem keramischen Isolierkörper der Elektrode und dem Halteblech läßt sich zwar durch den üblichen Preßvorgang mechanisch relativ sicher herstellen, allerdings ist diese Verbindung im allgemeinen nicht gasdicht. Bei modernen Brennern werden jedoch zunehmend häufiger gasdichte Brennkammern verlangt und damit auch gasdichte Verbindungen zwischen dem Keramikkörper der Elektrode und dem zugehörigen Halteblech. Dies hängt teilweise auch damit zusammen, daß zunehmend mehr Brenner mit einem Gebläse betrieben werden, durch welches Verbrennungsluft oder ein Gemisch aus Verbrennungsluft und verbrennendem Gas in den Brennerraum eingeblasen wird, so daß in dem Brennerraum ein leichter Überdruck entsteht. Hierdurch soll die Verbrennung effektiver und mit weniger Schadstoffausstoß erfolgen. Dabei will man selbstverständlich vermeiden, daß aufgrund des Überdruckes, der durch die Verwendung eines solchen Gebläses in der Brennkammer notwendigerweise entsteht, Abgase oder gar noch nicht verbranntes Brenngas durch Lecks in der Wand der Brennkammer entweicht. Stattdessen soll das gesamte Abgas vollständig nur durch die dafür vorgesehene Abgasöffnung entweichen, die so angeordnet ist, daß die Abgase bis zum Erreichen dieser Öffnung die in ihnen enthaltene Wärme abgegeben haben und daß bis dahin auch sämtliches Brenngas und sämtliche oxidierfähigen Bestandteile des Abgases verbrannt sind. Dies gilt selbstverständlich auch für sogenannte atmosphärische Brenner die nicht mit einem Gebläse betrieben werden, auch wenn bei diesen wegen des fehlenden oder nur geringeren Überdrucks im Inneren des Brenners der Austritt von Abgasen durch Lecks ein etwas geringeres Problem darstellt.The connection between the ceramic insulating body of the electrode and the retaining plate leaves Although mechanically relatively safe to produce by the usual pressing, but is this compound is generally not gastight. However, modern burners will increasingly gas-tight combustors required and thus gas-tight connections between the ceramic body of the electrode and the associated holding plate. This is partly related to the fact that increasingly more burners with a fan operated, by which combustion air or a mixture of combustion air and burning gas is blown into the burner chamber, so that in the burner chamber a slight overpressure arises. This is to make the combustion more effective and with less Pollutant emissions occur. Of course, one wants to avoid that due to the Overpressure caused by the use of such a fan in the combustion chamber necessarily arises, exhaust gases or even unburned fuel gas by leaks escapes in the wall of the combustion chamber. Instead, the entire exhaust is completely only escape through the designated exhaust port, which is arranged so that the exhaust gases until reaching this opening have given off the heat contained in them and that until then, all fuel gas and all oxidizable constituents of the exhaust gas are burned. Of course, this also applies to so-called atmospheric burners not be operated with a blower, even if this is because of the missing or Only lower overpressure inside the burner, the leakage of exhaust gases through leaks represents a lesser problem.
Die herkömmlichen Verfahren zur Befestigung von Elektroden in Halteblechen und die entsprechenden, in Halteblechen befestigten Brennerelektroden werden den heutigen Anforderungen zumeist nicht gerecht, da die Verbindung zwischen dem Halteblech und dem keramischen Isolierkörper der Elektrode nicht gasdicht ist.The conventional methods for attaching electrodes in retaining plates and the corresponding, mounted in retaining plates burner electrodes become today Requirements mostly not fair, since the connection between the holding plate and the ceramic insulating body of the electrode is not gas-tight.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befestigen von Brennerelektroden in Halteblechen bzw. eine entsprechende, mit Halteblech versehene Brennerelektrode zu schaffen, welche eine gasdichte Verbindung zwischen Halteblech und Brennerelektrode bereitstellen.Compared to this prior art, the present invention has the object, a method for attaching burner electrodes in retaining plates or a corresponding, To provide burner plate provided with retaining plate, which is a gas-tight connection provide between holding plate and burner electrode.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor dem Preßvorgang des Haltebleches bzw. Wandbleches ein elastisch oder plastisch verformbarer Dichtungsring zwischen dem Lochrand des Wandbleches (bzw. Haltebleches) und dem Keramikkörper der Elektrode angeordnet wird.With regard to the method, this object is achieved in that before the pressing of the Holding plate or wall sheet an elastically or plastically deformable sealing ring between the hole edge of the wall plate (or holding plate) and the ceramic body of the Electrode is arranged.
Hinsichtlich der entsprechenden Brennerelektrode wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Rand der den Keramikkörper aufnehmenden Bohrung des Haltebleches und dem Keramikkörper ein elastischer und/oder plastischer Dichtungsring angeordnet ist.With regard to the corresponding burner electrode, the basis of the invention Problem solved in that between the edge of the ceramic body receiving Hole of the retaining plate and the ceramic body an elastic and / or plastic Sealing ring is arranged.
Zweckmäßigerweise ist das Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung so ausgestaltet, daß Halte- und Positioniervorrichtungen vorgesehen sind, durch welche der zwischen Lochrand und Keramikkörper vorgesehene Dichtungsring während des Pressens des Haltebleches an seiner vorgesehenen Position verbleibt. Der Dichtungsring kann auch selbst in entsprechender Weise ausgestaltet werden, daß er vor dem Verbinden von Halteblech und Keramikkörper entweder an dem Keramikkörper oder an dem Halteblech bzw. dem Lochrand des Haltebleches fest haftet. Beispiele hierfür werden später noch beschrieben. Eine Möglichkeit zur Positionierung bzw. genauen Anordnung des Dichtungsringes liegt darin, in dem Keramikkörper in Höhe der Befestigungsposition des Haltebleches eine umlaufende Nut vorzusehen, in welcher ein Dichtungsring mindestens teilweise aufgenommen ist. Der Dichtungsring kann dann nicht in Längsrichtung auf dem im allgemeinen zylindrischen Keramikkörper verrutschen.Conveniently, the process for preparing such a compound is so designed that holding and positioning devices are provided, through which the between the edge of the hole and the ceramic body provided sealing ring during the pressing of the Holding plate remains at its intended position. The sealing ring can also be self be configured in a corresponding manner, that he before connecting the retaining plate and Ceramic body either on the ceramic body or on the retaining plate or the hole edge firmly adheres to the retaining plate. Examples of this will be described later. A Possibility for positioning or exact arrangement of the sealing ring lies therein, in the ceramic body in height of the mounting position of the retaining plate a circumferential groove to provide, in which a sealing ring is at least partially included. Of the Sealing ring can then not in the longitudinal direction on the generally cylindrical Slip ceramic body.
Alternativ könnte der Dichtungsring auch am Rand der im Halteblech vorgesehenen Bohrung befestigt werden, z. B. wenn in dem Öffnungsrand des Haltebleches eine umlaufende Vertiefung vorgesehen ist, oder wenn der Dichtungsring einen U- oder L-förmigen Querschnitt hat mit einem oder zwei radial nach außen ragenden Schenkeln, wodurch der Dichtungsring an dem Öffnungsrand des Haltebleches verankert werden kann. Alternativ könnte z. B. ein im Querschnitt flach rechteckiger Dichtungsring auch mit enger Passung auf den zylindrischen Keramikkörper aufgeschoben werden und würde aufgrund der engen Passung und einer flachen, ebenen Auflagefläche auf dem Keramikkörper ebenfalls nicht ohne weiteres verrutschen.Alternatively, the sealing ring could also at the edge of the hole provided in the holding plate be attached, for. B. if in the opening edge of the holding plate a circumferential Well is provided, or if the sealing ring has a U- or L-shaped cross-section Has with one or two radially outwardly projecting legs, causing the sealing ring can be anchored to the opening edge of the retaining plate. Alternatively, z. B. an im Cross section flat rectangular sealing ring also with close fit on the cylindrical Ceramic body to be postponed and would due to the tight fit and a flat, flat bearing surface on the ceramic body also not readily slip.
In der bevorzugten Variante des Herstellungsverfahrens ist vorgesehen, daß das Pressen des Metalls des Halteblechs ringförmig und im wesentlichen ohne Unterbrechung um den Lochrand umlaufend in einem im wesentlichen konstanten Abstand zum Lochrand der Bohrung des Haltebleches erfolgt. Die Pressung kann aber auch unterbrochen sein und insbesondere gleichzeitig oder nacheinander über bestimmte Winkelsegmente von 60°, 90° oder 120° erfolgen, dabei können zwischen benachbarten Segmenten auch kurze, ungepresste Stege verbleiben.In the preferred variant of the manufacturing process it is provided that the pressing of the Metal of the retaining plate annular and substantially without interruption around the edge of the hole circulating in a substantially constant distance from the hole edge of the bore of the Holding plate takes place. The pressure can also be interrupted and in particular simultaneously or successively over certain angle segments of 60 °, 90 ° or 120 ° take place, it can be between adjacent segments and short, unpressed webs remain.
Vorzugsweise erfolgt dieses Pressen in einem Abstand zwischen 0,2 mm und 10 mm vom Lochrand der Bohrung, wobei die Breite der Preßlinie bzw. eines entsprechenden Preßwerkzeuges vorzugsweise zwischen 1 und 5 mm liegt. Außerdem erfolgt das Pressen des Metalls des Haltebleches vorzugsweise von beiden Seiten des Metallbleches her und vorzugsweise jeweils im gleichen Abstand zum Lochrand und auch in der gleichen Breite und der gleichen Querschnittsform der Pressung bzw. des Preßwerkzeuges. Auf diese Weise werden zweckmäßigerweise ringförmig umlaufende Nuten beiderseits in das Metallblech eingeprägt, wobei ein Teil des von den Preßwerkzeugen erfaßten Metalls radial einwärts fließt und damit den Durchmesser der den Keramikkörper mit der Dichtung aufnehmenden Bohrung verkleinert, um auf diese Weise einen festen Eingriff zwischen Halteblech, Dichtung und Keramikkörper herzustellen.Preferably, this pressing takes place at a distance between 0.2 mm and 10 mm from Hole edge of the bore, wherein the width of the pressing line or a corresponding pressing tool preferably between 1 and 5 mm. In addition, the pressing of the metal of the Holding plate preferably from both sides of the metal sheet ago and preferably in each case at the same distance to the edge of the hole and also in the same width and the same Cross-sectional shape of the pressing or of the pressing tool. That way expediently embossed annular grooves on both sides in the metal sheet, wherein a portion of the metal captured by the dies flows radially inwardly and therewith reduces the diameter of the bore receiving the ceramic body with the seal, in this way a firm engagement between retaining plate, seal and ceramic body manufacture.
Besonders bevorzugt ist eine Variante des Herstellungsverfahrens, bei welcher die Preßnuten mit trapezförmigem Querschnitt erzeugt werden.Particularly preferred is a variant of the manufacturing process in which the Preßnuten be generated with trapezoidal cross-section.
Außerdem ist eine Variante des Verfahrens besonders bevorzugt, bei welchem das Pressen in der Weise erfolgt, daß die Innenkanten der Bohrung an der Oberseite und der Unterseite des Bleches jeweils etwas stärker radial einwärts gedrückt werden als das Blechmaterial in einem mittleren Abschnitt dazwischen, d.h. zwischen Ober- und Unterseite des Bleches. Dies bewirkt, daß in dem Lochrand effektiv eine Auskehlung bzw. umlaufende Vertiefung erzeugt wird, in welcher die Dichtung sicher festgehalten wird. Für den Fall, daß sich die Dichtung in axialer Richtung über die Dicke des Haltebleches hinaus erstreckt, kommen diese vorstehenden Kanten des Befestigungsloches mit der Dichtung in eine mehr oder weniger linienförmige Berührung, was einen hohen Abdichtungsdruck hervorruft und damit die Dichtigkeit der Verbindung in besonderer Weise gewährleistet.In addition, a variant of the method is particularly preferred in which the pressing in such a way that the inner edges of the bore at the top and bottom of the Each sheet is pressed slightly more radially inward than the sheet material in one middle section in between, i. between the top and bottom of the sheet. This causes a groove or circumferential recess to be effectively created in the hole edge in which the seal is securely held. In the event that the seal in extends in the axial direction beyond the thickness of the retaining plate, come these protruding Edges of the mounting hole with the seal in a more or less linear Contact, which causes a high sealing pressure and thus the tightness of the Guaranteed connection in a special way.
Konkret kann man die vorstehend beschriebene, bevorzugte Form des Lochrandes z. B. dadurch erzeugen, daß das Pressen des Metallbleches von einer oder von beiden Seiten her in einem Abstand zum Rand der Bohrung erfolgt, der im Vergleich zur Dicke des Bleches relativ klein ist, vorzugsweise absolut kleiner ist als die Dicke des Metallbleches und insbesondere kleiner als die Hälfte der Dicke des Metallbleches.Specifically, you can the above-described, preferred shape of the hole edge z. B. thereby producing that the pressing of the metal sheet from one or both sides at a distance from the edge of the bore, relative to the thickness of the sheet relative is small, preferably is absolutely smaller than the thickness of the metal sheet and in particular less than half the thickness of the metal sheet.
Hinsichtlich der konkreten Brennerelektrode wird eine Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, bei welcher der Dichtungsring derart angeordnet ist, daß zwischen dem Keramikkörper der Elektrode und dem Halteblech kein unmittelbarer Kontakt besteht. Dies bedeutet, daß der Lochrand der Bohrung des Haltebleches nur mit der Dichtung in Eingriff tritt und die Dichtung ihrerseits auf der einen Seite mit diesem Lochrand und auf der anderen Seite mit dem Keramikkörper in Eingriff steht. Dies erreicht man entweder dadurch, daß die Dichtung eine entsprechende Dicke hat, die ein unmittelbares Inkontakttreten zwischen Halteblech und Keramikkörper der Elektrode verhindert, oder aber dadurch, daß sich die Dichtung in axialer Richtung zu beiden Seiten hin über die Dicke des Haltebleches hinweg erstreckt, so daß über die gesamte Dicke des Haltebleches hinweg die Dichtung zwischen dem Halteblech und dem Keramikkörper angeordnet ist.With regard to the specific burner electrode is an embodiment of the invention preferred in which the sealing ring is arranged such that between the Ceramic body of the electrode and the holding plate no direct contact exists. This means that the hole edge of the bore of the retaining plate engages only with the seal and the seal in turn on one side with this hole edge and on the other side engaged with the ceramic body. This is achieved either by the fact that the seal has a corresponding thickness, which is a direct Inkontakttreten between retaining plate and Ceramic body of the electrode prevents, or by the fact that the seal in the axial Direction extends on both sides over the thickness of the retaining plate away, so that over the entire thickness of the retaining plate away the seal between the retaining plate and the Ceramic body is arranged.
Als geeignete Materialien für den Dichtring kommen z. B. PTFE, EPTM oder Silikon in Frage. As suitable materials for the sealing ring z. As PTFE, EPTM or silicone in question.
Statt der vorgenannten, elastischen Materialien kann der Dichtungsring jedoch auch aus einem plastisch verformbaren Metall, wie z. B. Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Derartige Metalldichtungen sind insbesondere dann besser geeignet, wenn beim Betrieb des Brenners an dem Halteblech und insbesondere im Bereich der Brennerelektrode am Halteblech höhere Temperaturen entstehen, denen die vorgenannten elastomeren Dichtungen möglicherweise nicht standhalten würden.However, instead of the aforementioned elastic materials, the sealing ring may also consist of a plastically deformable metal, such as. As copper or a copper alloy. such Metal gaskets are more suitable, especially when operating the burner on the holding plate and in particular in the region of the burner electrode on the holding plate higher Temperatures may arise to which the aforementioned elastomeric seals possibly would not withstand.
Die Dichtungen für die erfindungsgemäße Verbindung können unterschiedliche Querschnitte haben. In Frage kommen sowohl runde als auch rechteckige, als auch x-förmige Querschnittsformen, ohne daß diese Aufzählung erschöpfend sein soll.The seals for the connection according to the invention can have different cross sections to have. In question are both round and rectangular, as well as x-shaped cross-sectional shapes, without this list should be exhaustive.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Figur 1- schematisch einen offen dargestellten Brennerraum mit darin angeordneten Brennstäben und einer in einem Halteblech aufgenommenen Brennerelektrode,
Figur 2- eine erste Ausführungsform einer in einem Halteblech befestigten Brennerelektrode,
Figur 3- eine zweite Ausführungsform einer in einem Halteblech befestigten Brennerelektrode,
- Figur 4
- unterschiedliche Querschnittsformen für in Frage kommende Dichtungsringe und
Figur 5- nochmals einen vergrößerten Ausschnitt der Verbindung zwischen Halteblech und Keramikkörper ohne Dichtungsring.
- FIG. 1
- 2 schematically shows an open burner chamber with fuel rods arranged therein and a burner electrode accommodated in a holding plate,
- FIG. 2
- A first embodiment of a burner electrode mounted in a holding plate,
- FIG. 3
- A second embodiment of a burner electrode fixed in a holding plate,
- FIG. 4
- different cross-sectional shapes for eligible sealing rings and
- FIG. 5
- again an enlarged section of the connection between the holding plate and ceramic body without sealing ring.
Man erkennt in Figur 1 einen Brenner in Form eines rechteckigen, hier an drei Seiten offen
dargestellten Kastens, der im Betrieb des Brenners dicht geschlossen ist und lediglich in der
hier nicht dargestellten Oberseite eine Öffnung für den Austritt von Abgasen entsprechend
dem dort gezeigten Pfeil B aufweist. In den Brennraum hinein ragen zwei sogenannte
Brennerstäbe 21, die hohl sind und die mit ihrem hohlen Inneren mit einer Brennstoff-, konkret
einer Brenngas- und einer Luftzufuhr in Verbindung stehen. Diese Brenngas- und Verbrennungsluftzufuhr
erfolgt entlang des Pfeiles A, zum Beispiel durch die Injektorwirkung des
zugeführten Brenngases, bei Bedarf auch mit einem hier nicht dargestellten Gebläse.FIG. 1 shows a burner in the form of a rectangular, here open on three sides
illustrated box, which is tightly closed in the operation of the burner and only in the
not shown here top an opening for the exit of exhaust gases accordingly
has the arrow B shown there. Into the combustion chamber protrude two so-called
Oberhalb eines der Brennstäbe 21 ist eine Zündelektrode 1 dargestellt, die in einem Halteblech
2 in der Wand 22 der Brennkammer 20 angeordnet ist. Das Halteblech 2 kann mit der Wand
22 verschraubt oder vernietet sein. Die Zündelektrode selbst und ihre Befestigung in dem
Halteblech ist besser in den Figuren 2 und 3 zu erkennen.Above one of the
Figur 2 ist ein axialer Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Brennerelektrode, die in
dem Befestigungsbereich einen im wesentlichen zylindrischen Keramikkörper 3 aufweist, durch
welchen sich zentral ein Elektrodendraht 5 erstreckt. Der Elektrodendraht 5 ist wiederum mit
einem Stecker 15 verbunden, und zwischen dem Stecker 15, dem Elektrodendraht 5 und dem
Keramikkörper 3 ist noch ein Dichtring 14 vorgesehen, der unter anderem auch die gasdichte
Verbindung zwischen dem Keramikkörper 3 und dem zentral darin angeordneten Elektrodendraht
5 sicherstellt.Figure 2 is an axial section through a first embodiment of a burner electrode, which in
the attachment region has a substantially cylindrical
Das ebenfalls im Schnitt dargestellte Halteblech 2 bzw. der Rand der zentralen Bohrung in dem
Halteblech 2 steht in Eingriff mit einer Dichtung 4', die sich in axialer Richtung über die
gesamte Dicke des Haltebleches 2 hinweg erstreckt. Der dabei verwendete Dichtring könnte
z. B. die oben in Figur 4 dargestellte, flach rechteckige Querschnittsform haben. Da jedoch die
obere und untere Lochrandkante der Bohrung des Haltebleches radial einwärts vorspringen,
ist der Dichtungsring 4' im Bereich der oberen und unteren Kanten des Lochrandes stärker
zusammengedrückt als im übrigen Bereich. Aufgrund dieses nahezu linienförmigen Eingriffs
wird ein sehr hoher spezifischer Flächendruck erzeugt, mit einer sehr guten Dichtigkeit dieser
Verbindung.The holding
Wie man erkennt, haben die ringförmig um die Aufnahmeöffnung umlaufenden, eingepreßten
Nuten 7 einen trapezförmigen Querschnitt und ihr lichter Abstand zum Lochrand, d.h. der
lichte Abstand zwischen der radial am weitesten innen liegenden oberen bzw. unteren Kante
der Nuten 7 zum Lochrand ist kleiner als die Dicke des Haltebleches und beträgt nur zwischen
20 und 30% dieser Dicke.As you can see, have the annular around the receiving opening encircling, pressed-in
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 2 in mehrfacher Hinsicht. Zum einen hat der Keramikkörper 3 eine deutlich
geänderte Form und ist nicht mehr ein einfacher Hohlzylinder sondern ein Hohlzylinder mit
einer abgestuften, zentralen Bohrung, und der Keramikkörper 3 hat außerdem noch eine an
seiner Außenseite umlaufend vorgesehene Nut 8. In dem engeren zentralen zylindrischen
Hohlraum verläuft im wesentlichen in dichter Passung der Elektrodendraht 5. In dem
anschließenden, etwas weiteren hohlzylindrischen Abschnitt ist wiederum ein Dichtring 14
angeordnet, und zwar vorzugsweise in strammer Passung, so daß wiederum eine sichere
Abdichtung zwischen dem Elektrodendraht 5 einerseits und der Innenwand des hohlzylindrischen
Keramikkörpers 3 andererseits erzeugt wird.The embodiment according to FIG. 3 differs from the exemplary embodiment
according to Figure 2 in several ways. On the one hand, the
Die trapezförmige Nuten 7 des Haltebleches 2 haben im wesentlichen dieselbe Form und
Anordnung wie im Falle des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 und auch die aufgrund der
speziellen Anordnung der trapezförmigen Nuten 7 erzeugten, vorspringenden oberen und
unteren Lochkanten 9 haben im wesentlichen den gleichen Verlauf wie im Ausführungsbeispiel
der Figur 2.The
Weitere Details sind besser noch in Figur 5 zu erkennen. In Figur 5 ist ein Ausschnitt des
Dichtungseingriffs zwischen Halteblech 2 und Keramikkörper 3 ohne den Dichtungsring
dargestellt. Man erkennt dabei deutlich die entlang des Umfanges des Keramikkörpers 3
vorgesehene Nut 8 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 4, wobei, wie man in Figur 3 erkennt,
der Dichtungsring 4 so bemessen ist, daß er nur teilweise in dieser Nut aufgenommen ist und
auf jeden Fall so weit aus dieser Nut hervorsteht, daß er in dichten Eingriff mit der Innenfläche
der Bohrung im Halteblech 2 tritt, wenn dieses Halteblech an den Keramikkörper 3 angepreßt
ist. In diesem Fall ist aber zusätzlich zu dem Eingriff zwischen Dichtungsring und Keramikkörper
3 einerseits sowie zwischen Dichtungsring 4 und Halteblech 2 andererseits auch noch ein
unmittelbarer Eingriff der Lochrandkanten 9 des Haltebleches 2 mit dem Keramikkörper 3
vorgesehen, der nicht notwendigerweise gasdicht sein muß, jedoch zusätzlichen mechanischen
Halt gibt. Der Dichtungsring 4 könnte z. B. die in der Mitte der Figur 4 dargestellte, in etwa
X-förmige Querschnittsform haben, wobei er aufgrund der Pressung durch das Halteblech 2
eine nahezu quadratische Form annimmt. Auch dabei entsteht jedoch wegen der X-Querschnittsform
des Dichtungsringes zunächst ein mehr oder weniger linienförmiger Eingriff
entlang der vorstehenden Kanten des Dichtungsringes, so daß auch im Bereich dieser Kanten
ein relativ großer, spezifischer Flächendruck herrscht.Further details can be better seen in Figure 5. In Figure 5 is a section of the
Dichtungseingriffs between retaining
Allerdings könnte ohne weiteres auch ein herkömmlicher, im Querschnitt kreisförmiger Dichtungsring 4" verwendet werden, wie er im unteren Teil der Figur 4 dargestellt ist, da ein solcher Dichtungsring mit ebenen Flächen ebenfalls zunächst nur in mehr oder weniger linienförmigen Eingriff tritt und sich im allgemeinen auch mit solchen Dichtungsringen dichte Verbindungen erzielen lassen.However, a conventional circular cross-section could readily be used Sealing ring 4 "are used, as shown in the lower part of Figure 4, as a Such sealing ring with flat surfaces also initially only in more or less line engagement occurs and generally sealed with such sealing rings Make connections.
Claims (20)
- A method of fixing an electrode (1) to a wall plate (2) of a burner, wherein the wall plate (2) has a bore in which a ceramic insulating body (3) of the electrode (1) is arranged, whereupon the metal material of the wall plate (2), surrounding the ceramic body (3) of the electrode (1), is plastically deformed in the direction of the centre of the bore by a pressing operation so that the ceramic body (3) is held fast by the edge (9) of the hole in the wall plate (2), characterised in that prior to the pressing operation an elastic and/or plastically deformable sealing ring (4, 4') is arranged between the edge (9) of the hole in the wall plate (2) and the ceramic body (3) of the electrode (1).
- A method according to claim 1 characterised in that the sealing ring (4, 4') is arranged in a peripherally extending groove (8) provided in the fixing region of the ceramic body (3).
- A method according to claim 1 or claim 2 characterised in that the operation of pressing the metal is effected substantially annularly around the edge (9) of the hole and at a substantially constant spacing relative to the edge (9) of the hole.
- A method according to claim 3 characterised in that the pressing operation is effected at a spacing of between 0.2 and 10 mm from the edge (9) of the bore (6).
- A method according to claim 3 or claim 4 characterised in that the operation of pressing the metal is effected in a width of between 1 and 5 mm, measured in a radial direction from the centre of the hole.
- A method according to one of claims 1 to 5 characterised in that the pressing operation is effected from both sides of the metal plate and preferably at a substantially equal spacing relative to the edge (9) of the hole.
- A method according to one of claims 1 to 6 characterised in that the pressing operation causes annularly peripherally extending grooves (7) to be pressed into the metal plate on both sides.
- A method according to claim 7 characterised in that the grooves (7) are produced with a trapezoidal cross-section.
- A method according to one of claims 1 to 8 characterised in that the operation of pressing the metal plate is effected at a spacing relative to the edge of the hole in the metal plate (2), which is less than the thickness of the metal plate, preferably less than half the thickness of the metal plate.
- A method according to one of claims 1 to 9 characterised in that the operation of pressing the metal plate is effected in such a way that there are produced at the edge of the hole at the top side and the underside respectively of the wall plate (2) edge portions which project with respect to the rest of the thickness region of the wall plate.
- A burner electrode comprising a holding plate (2) accommodating a ceramic insulating body (3) of the electrode (1) in a bore, wherein the metal material of the wall plate (2) is plastically deformed in the direction of the centre of the bore, characterised in that an elastic and/or plastic sealing ring (4, 4') is arranged between the edge (9) of the bore and the ceramic body (3).
- A burner electrode according to claim 11 characterised in that the sealing ring is arranged in such a way that there is no direct contact between the ceramic body (3) of the electrode (1) and the holding plate (2).
- A burner electrode according to claim 11 or claim 12 characterised in that the ceramic body (3) has a peripherally extending groove (8) for at least partially receiving the sealing ring (4, 4').
- A burner electrode according to one of claims 11 to 13 characterised in that the edge of the hole has a peripherally extending depression (10) for at least partially receiving the sealing ring (4, 4').
- A burner electrode according to claim 14 characterised in that at least one projecting edge portion of the hole is in direct contact with the surface of the ceramic body (3).
- A burner electrode according to one of claims 11 to 15 characterised in that the grooves which are impressed into the plate along the edge of the hole are of a trapezoidal cross-section.
- A burner electrode according to one of claims 11 to 16 characterised in that the sealing ring (4') which is pressed in between the edge (9) of the hole and the ceramic body (3) is of a dimension exceeding the thickness of the holding plate (2) in the axial direction of the bore (6).
- A burner electrode according to one of claims 11 to 17 characterised in that the sealing ring comprises an elastomer, preferably a temperature-resistant elastomer, and in particular PTFE, EPTM or silicone.
- A burner electrode according to one of claims 11 to 17 characterised in that the sealing ring (4') comprises an elastically deformable material such as for example copper or a copper alloy.
- A burner electrode according to one of claims 11 to 19 characterised in that the sealing ring (4') prior to fixing is of a round, rectangular or X-shaped cross-section.
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