EP1930658A1

EP1930658A1 - Electrode for a boiler

Info

Publication number: EP1930658A1
Application number: EP07023331A
Authority: EP
Inventors: Renate Huhn; Björn Kluge; Heinz Gerd Specht
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-06-11
Also published as: DE102006058284A1

Abstract

A first longitudinal section (1) fastens with a holder (4) on a burner. A second unsupported longitudinal section (2) under its own load connects to the first longitudinal section and faces a working area of the burner with its free end. A cross-section surface (Q) of the second longitudinal section has a non-circular shape in relation to an imaginary circular cross-section surface and its greatest resistance torque against bending in a vertical direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für Heizkesselbrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an electrode for boiler burners according to the preamble of claim 1.

Elektroden der genannten Art sind als Zünd- oder auch als Überwachungselektroden hinlänglich bekannt und in Benutzung, so dass es diesbezüglich an sich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Verwiesen sei hierzu aber beispielsweise auf das DE 93 11 503 U1 , das eine solche Zündelektrode zum Gegenstand hat und deren einfachen Aufbau aus Halter und aus einem in einer Isolationshülse gefaßten Elektrodendraht verdeutlicht.Electrodes of the type mentioned are well known as ignition or as monitoring electrodes and in use, so that in this regard, no special printed proof is required. Reference is made to this but for example on the DE 93 11 503 U1 , Which has such an ignition electrode to the object and their simple structure of the holder and made of an electrode in an insulation sleeve electrode wire illustrates.

Solche Elektroden sind insbesondere bei Verwendung an Gasbrennern für Heizkessel hohen thermischen Belastungen ausgesetzt, denen, was den eigentlichen, im Querschnitt runden beziehungsweise kreisförmigen und im Durchmesser in der Größenordnung von 1-4 mm bemessenen Elektrodendraht betrifft, Rechnung getragen werden muß. Soweit bekannt, geschieht dies bislang durch geeignete Materialauswahl für den Elektrodendraht in Richtung auf möglichst hohe Oxydationsbeständigkeit. Dem sind jedoch Grenzen gesetzt, da hohe Oxydationsbeständigkeit des Materials mit reduzierter Warmfestigkeit verbunden ist und umgekehrt. Reduzierte Warmfestigkeit birgt aber die Gefahr der Eigenlastdurchbiegung des aus seinem Halter frei herausragenden beziehungsweise auskragenden Abschnittes des Elektrodendrahtes in sich.Such electrodes are particularly when used on gas burners for heating boilers exposed to high thermal loads, which, as regards the actual, round in cross-section or circular and the diameter of the order of 1-4 mm sized electrode wire, must be taken into account. As far as known, this has so far been done by suitable selection of materials for the electrode wire in the direction of the highest possible resistance to oxidation. However, there are limits to this since high oxidation resistance of the material is associated with reduced heat resistance and vice versa. Reduced heat resistance, however, involves the risk of self-load deflection of the section of the electrode wire projecting freely from or protruding from its holder.

Davon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Standzeit bzw. Lebensdauer von Elektroden der genannten Art zu vergrößern und zwar trotz der bestehenden, entgegengesetzten Eigenschaften des Elektrodenmaterials hinsichtlich Oxydationsbeständigkeit einerseits und Warmfestigkeit andererseits.On this basis, the invention has the object to increase the service life or life of electrodes of the type mentioned in spite of the existing, opposite properties of the electrode material with respect to oxidation resistance on the one hand and high temperature resistance on the other.

Diese Aufgabe ist für Elektroden der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.This object is achieved for electrodes of the type mentioned according to the invention by the features cited in the characterizing part of claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Querschnittsfläche mindestens des zweiten Längenabschnittes eine in Bezug auf eine gedachte Kreisquerschnittsfläche unrunde Form und in Vertikalrichtung ihr größtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweist.According to the invention, it is thus provided that the cross-sectional area of at least the second longitudinal section has a shape which is non-circular with respect to an imaginary circular cross-sectional area and, in the vertical direction, its greatest resistance moment against bending.

Mit anderen Worten bedeutet die erfindungsgemäße Lösung, dass mindestens der aus seinem Halter bzw. seiner Isolationshülse frei auskragende Längenabschnitt des Elektrodendrahtes beispielsweise und insbesondere durch eine auf einen zunächst kreisförmigen, d. h. runden Elektrodendrahtquerschnitt wirkende Formgebung in einen unrunden, d. h., nicht kreisförmigen Elektrodendrahtquerschnitt umgeformt wird und zwar derart orientiert, dass das Biegewiderstandsmoment des Drahtquerschnittes in Bezug auf die vertikal zur Wirkung kommende Eigenlast vergrößert ist. Dadurch wird es möglich, von einem Drahtmaterial mit relativ hoher Oxydationsfestigkeit auszugehen, dessen entsprechend relativ niedrige Warmfestigkeit aber durch eine geometrische Veränderung des Drahtquerschnitt zwar nicht verändert aber deren Folge durch das vergrößerte Biegewiderstandsmoment zumindest gemindert wird, was beides vorteilhaft zu einer Verlängerung der Standzeit bzw. Lebensdauer der erfindungsgemäß ausgebildeten Elektroden führt.In other words, the solution according to the invention means that at least the length of the electrode wire cantilevered out of its holder or its insulating sleeve, for example, and in particular by a first circular, d. H. round electrode wire cross-section shaping in a non-circular, d. H., Non-circular electrode wire cross-section is transformed and indeed oriented so that the bending resistance torque of the wire cross-section is increased in relation to the self-acting vertically acting. This makes it possible to start from a wire material with relatively high oxidation resistance, whose corresponding relatively low hot strength but not changed by a geometric change of the wire cross-section but whose consequence is at least reduced by the increased bending resistance, which both beneficial to an extension of the service life or Lifespan of the invention formed electrodes leads.

Unter unrunden Drahtquerschnitten sind dabei solche zu verstehen, die beispielsweise eine rechteckige oder angenähert rechteckige aber beispielsweise auch schlank-elliptische Form haben können, deren Hauptachse bei entsprechender Zuordnung der Elektrode zum Brenner, und, das ist wesentlich, vertikal, d. h., in Richtung der Schwerkraft orientiert ist.Under non-circular wire cross sections are to be understood as those which may have, for example, a rectangular or approximately rectangular but also slender-elliptical shape, the main axis with appropriate assignment of the electrode to the burner, and, which is essential, vertical, d. h., is oriented in the direction of gravity.

Die üblichen runden Querschnitte von Elektrodendrähten durch äußere Formgebung mehr oder weniger stark auszuflachen beziehungsweise flach zu quetschen, ist zwar nach dem vorgenannten DE 93 11 503 U1 bekannt, dies erfolgt dort jedoch zum Einen in einem anderen Bereich des Elektrodendrahtes, nämlich dem Abschnitt der sich im Halter beziehungsweise in der Isolationshülse befindet, und zum Anderen aus einem völlig anderen als dem vorliegenden Grund, nämlich um den Draht in seinem Halter gegen Verdrehung zu sichern. Eine solche Zielsetzung wird auch mit dem Gegenstand der DE 31 11 033 A1 verfolgt.The usual round cross sections of electrode wires by external shaping more or less strongly flatten or squeeze flat, although after the above DE 93 11 503 U1 However, this is done there on the one hand in another area of the electrode wire, namely the portion of the holder or in the insulating sleeve and for another reason other than the present, namely to secure the wire in its holder against twisting. Such an objective is also with the object of DE 31 11 033 A1 tracked.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.Advantageous developments emerge according to the subclaims.

Die erfindungsgemäße Elektrode und deren vorteilhafte Weiterbildungen werden anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.The electrode according to the invention and its advantageous developments are explained in more detail below with reference to the drawing of exemplary embodiments.

It shows

Fig. 1, 2Fig. 1, 2: eine Zündelektrode in Seitenansicht und Draufsicht;an ignition electrode in side view and top view;
Fig. 3Fig. 3: die Zündelektrode gemäß der Fig. 1, 2 in perspektivischer Ansicht undthe ignition electrode according to the Fig. 1, 2 in perspective view and
Fig. 4, 5Fig. 4, 5: Querschnitte ausgeflachter Elektroden.Cross sections of flattened electrodes.

Die Zündelektrode für einen Heizkesselbrenner, auf die nachfolgend durchgehend Bezug genommen wird, besteht unter Verweis auf Fig. 1 bis 3 aus einem in einem Halter 4 verdrehfest gefaßten Elektrodendraht 3, dessen aus dem mit Isolationshülse 5 versehenen Halter 3 frei auskragender Längenabschnitt 2 mit seinem freien Ende 6 in den Zünd- bzw. Wirkbereich eines hier nicht dargestellten Brenners gerichtet ist.The ignition electrode for a boiler burner, to which reference will now be made, is made with reference to FIG Fig. 1 to 3 from a holder 4 in a rotationally fixed electrode wire 3, which is directed from the provided with insulating sleeve 5 holder 3 freely projecting length portion 2 with its free end 6 in the ignition or effective range of a burner, not shown here.

Um den Halter 4 an der dafür notwendigen Stelle einer hier nicht dargestellten Brennertragplatte befestigen zu können, ist der Halter 4 außerdem mit einem entsprechenden Anschlußflansch 7 versehen.In order to secure the holder 4 at the necessary point of a burner support plate, not shown here, the holder 4 is also provided with a corresponding flange 7.

Für eine solche Zündelektrode ist nun wesentlich, dass die Querschnittsfläche Q mindestens des zweiten Längenabschnittes 2 eine in Bezug auf eine gedachte Kreisquerschnittsfläche unrunde Form und in Vertikalrichtung ihr größtes Widerstandsmoment gegen Biegung aufweist.For such an ignition electrode is now essential that the cross-sectional area Q of at least the second length portion 2 has a non-circular shape with respect to an imaginary circular cross-sectional area and in vertical direction their maximum resistance moment against bending.

Sofern nachfolgend nur von ausgeflachtem Querschnitt Q' die Rede ist, so bedeutet dies nicht, dass dies zwingend durch seitliche Verquetschung von im Querschnitt kreisförmigen Elektrodendraht erreicht wird. Denkbar ist nämlich auch, dass man entsprechend schmale Streifen von entsprechend dickem Flachmaterial abkantet oder ausstanzt oder von vornherein von querschnittsentsprechend gezogenem Drahtmaterial ausgeht.If, below, only flat cross-section Q 'is mentioned, this does not mean that this is necessarily achieved by lateral crimping of circular cross-section electrode wire. It is also conceivable that correspondingly narrow strips of correspondingly thick flat material kinked or punched or emanates from the outset of cross-sectionally drawn wire material.

Der ausgeflachte Querschnitt Q' des Elektrodendrahtes 3 kann dabei unter Verweis auf die Fig. 4, 5 schlank-rechteckförmig oder auch flach-elliptisch ausgebildet sein, wobei in diesen Fig. 4, 5 auch gestrichelt der gedachte Kreisquerschnitt Q eines Elektrodendrahtes mit angedeutet ist, der einer auszuflachenden Formgebung zu unterwerfen ist.The flattened cross section Q 'of the electrode wire 3 can be made with reference to the Fig. 4, 5 slender-rectangular or flat-elliptical be formed, in these Fig. 4, 5 Also dashed the imaginary circular cross-section Q of an electrode wire is indicated, which is to be subjected to a auszuflachenden shaping.

Die an einem Draht mit kreisförmigen Querschnitt vorzunehmende Ausflachung, die einerseits und theoretisch bis ins Extrem getrieben werden könnte, hat andererseits natürlich ihre Grenzen, da bei extrem ausgeflachten Querschnitt der auskragende Abschnitt 2 des Elektrodendrahtes 3 nicht nur seine Seitenstabilität sondern auch seine Formstabiltät verlieren würde.The flattening to be performed on a wire with a circular cross-section, which on the one hand and theoretically could be driven to extremes, of course, has its limits, since with extremely flattened cross-section of the projecting portion 2 of the electrode wire 3 would lose not only its lateral stability but also its shape stability.

Mit Rücksicht darauf hat sich eine Bemessung der Ausflachung als vertretbar erwiesen, bei der sich eine Breite B des ausgeflachten Querschnittes ergibt, die mit der Hälfte bis einem Viertel der Höhe H des ausgeflachten Querschnittes Q' bemessen ist. Die Breite B steht dabei für die Querschnittsnebenache und die Höhe H für die Querschnittshauptachse.With this in mind, a design of the flattening has been found to be reasonable, in which a width B of the flattened cross-section results, which is dimensioned with half to a quarter of the height H of the flattened cross-section Q '. The width B stands for the Querschnittsnebenache and the height H for the cross-sectional main axis.

Da der Elektrodendraht 3 hinsichtlich seines ausgeflachten Querschnittes beziehungsweise bezüglich seiner Hauptachse per se eine zwingende Orientierung in Richtung Schwerkraftwirkung verlangt, kann die erfindungsgemäß vorgesehene Abflachung auch dafür mit ausgenutzt werden, dass auch der in der Isolationshülse 5 des Halters 4 erstreckte Längenabschnitt 1 des Elektrodendrahtes 3 ausgeflacht und in einem querschnittsentsprechenden Durchgriffskanal 8 der Isolationshülse 5 erstreckt ist. Damit wird auch die bei solchen Zündelektroden in der üblicherweise abgeknickten Form, wie bspw. in Fig. 1 dargestellt, gegebene Forderung einer Drehfixierung des Elektrodendrahtes 3 am Halter 4 beziehungsweise in dessen Isolationshülse 5 gleichzeitig mit Rechnung getragen.Since the electrode wire 3 with respect to its flattened cross-section or with respect to its major axis per se requires a mandatory orientation in the direction of gravity, the invention provided flattening can also be exploited for that also in the insulating sleeve 5 of the holder 4 extended length portion 1 of the electrode wire 3 flattened and extends in a cross-section corresponding through-passage 8 of the insulating sleeve 5 is. This is also the case of such ignition electrodes in the usually bent form, such as in Fig. 1 represented, given demand rotational fixation of the electrode wire 3 on the holder 4 or in the insulating sleeve 5 at the same time taken into account.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Längenabschnittlongitudinal section
22: Längenabschnittlongitudinal section
33: Elektrodendrahtelectrode wire
44: Halterholder
55: Isolationshülseinsulation sleeve
66: freies Endefree end
77: Anschlußflanschflange
88th: DurchgriffskanalPenetration channel

BB: Breitewidth
DD: Durchmesserdiameter
HH: Höheheight
QQ: QuerschnittsflächeCross sectional area
Q'Q ': ausgeflachter Querschnitt beziehungsweise Querschnittsflächeflattened cross-section or cross-sectional area

Claims

Electrode for a boiler burner, comprising an electrode wire (3) with a cross-sectional area (Q), the electrode wire (3) having first and second longitudinal sections (1, 2), the first longitudinal section (1) being provided with a holder (4 ) is attached to the burner and wherein the first longitudinal section (1) adjoining the second longitudinal section (2) cantilevered, self-standing standing and faces with its free end to the effective range of the burner,
characterized,
in that the cross-sectional area (Q) of at least the second longitudinal section (2) has a shape which is non-circular with respect to an imaginary circular cross-sectional area and in the vertical direction its maximum resistance moment against bending.

An electrode according to claim 1,
characterized,
in that the flattened cross-section (Q ') of the electrode wire (2) is slim-rectangular.

An electrode according to claim 1,
characterized,
that the flattened cross-section (Q ') of the electrode wire (2) is slender-elliptical.

Electrode according to one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the first longitudinal section (1) of the electrode wire (3), which extends in an insulating sleeve (5) of the holder (4), is also flattened out and extends in a cross-sectional through-passage (8) of the insulating sleeve (5).