FR2504745A1 - IGNITER FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN ALLUMEUR DESTINE A DES MOTEURS A REACTION ET AUTRES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. CET ALLUMEUR CONTIENT UN ISOLATEUR CERAMIQUE TUBULAIRE 17 QUI RENFERME UNE PROPORTION IMPORTANTE DE NITRURE DE SILICIUM ET QUI EST DISPOSE A L'INTERIEUR DU CULOT 13 DE L'ALLUMEUR 10, AFIN QU'UNE DECHARGE DISRUPTIVE SE PRODUISE LE LONG D'UNE SURFACE 24 DE L'ISOLATEUR 17, ADJACENTE A L'ECLATEUR FORME ENTRE UNE ELECTRODE CENTRALE 14 ET UNE ELECTRODE DE MASSE CONSTITUEE PAR UNE SURFACE 18 DU CULOT 13. L'UTILISATION DU NITRURE DE SILICIUM PERMET D'ELIMINER L'OXYDE DE BERYLLIUM QUI EST TOXIQUE. DOMAINE D'APPLICATION : MOTEURS A REACTION ET AUTRES MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.THE INVENTION RELATES TO AN IGNITER FOR REACTION ENGINES AND OTHER INTERNAL COMBUSTION ENGINES. THIS IGNITER CONTAINS A TUBULAR CERAMIC INSULATOR 17 WHICH CONTAINS A SIGNIFICANT PROPORTION OF SILICON NITRIDE AND WHICH IS PROVIDED INSIDE THE CAP 13 OF THE IGNITER 10, SO THAT DISRUPTIVE DISCHARGE OCCURS ALONG A SURFACE 24 OF THE INSULATOR 17, ADJACENT TO THE SPARKLER FORMED BETWEEN A CENTRAL ELECTRODE 14 AND A GROUND ELECTRODE CONSTITUTED BY A SURFACE 18 OF THE SOCKET 13. THE USE OF SILICON NITRIDE ELIMINATES THE BERYLLIUM OXIDE WHICH IS TOXIC. FIELD OF APPLICATION: REACTION ENGINES AND OTHER INTERNAL COMBUSTION ENGINES.
Description
L'invention concerne un allumeur du type àThe invention relates to an igniter of the type
haute énergie, destiné à un moteur à combustion interne. high energy, intended for an internal combustion engine.
En service, par exemple dans un moteur à réaction, un tel allumeur est allumé par un dispositif d'allumage à décharge capacitive, soit du type à haute tension, soit du type à basse tension La décharge disruptive des allumeurs à haute tension se produit habituellement le long d'une surface d'une céramique diélectrique située de façon à être adjacente à un éclateur formé entre une électrode centrale et une électrode de masse Il faut appliquer une tension "élevée", habituellement de l'ordre de 10 000 à 30 000 volts, pour ioniser l'éclateur formé entre les électrodes afin de permettre la décharge de l'allumeur. In use, for example in a jet engine, such an igniter is ignited by a capacitive discharge ignition device, either of the high voltage type or of the low voltage type. The disruptive discharge of the high voltage igniters usually occurs. along a surface of a dielectric ceramic located adjacent a spark gap formed between a center electrode and a ground electrode A "high" voltage should be applied, usually in the range of 10,000 to 30,000 volts, to ionize the spark gap formed between the electrodes to allow the discharge of the igniter.
Les allumeurs destinés à des dispositifs d'allu- Lighters intended for lighting devices
mage à basse tension, habituellement de l'ordre de 200 Low voltage mage, usually around 200
à 5000 volts, présentent une surface électriquement semi- at 5000 volts, have an electrically semi-
conductrice, adjacente à un éclateur formé entre une électrode centrale et une électrode de masse Il est adjacent a spark gap formed between a central electrode and a ground electrode It is
apparu que dans un allumeur présentant une surface semi- appeared in an igniter with a semi-surface
conductrice ainsi disposée, la tension nécessaire à une décharge disruptive est réduite par rapport à celle demandée pour un allumeur o cette position est occupée conductive so arranged, the voltage required for a disruptive discharge is reduced compared to that required for an igniter o this position is occupied
par un isolateur.by an insulator.
Que l'allumeur soit à haute tension ou à basse tension, l'étincelle apparaissant entre l'électrode de masse et l'électrode centrale accompagne une décharge d'un Whether the igniter is high voltage or low voltage, the spark appearing between the ground electrode and the central electrode accompanies a discharge of a
condensateur chargé précédemment La décharge du conden- capacitor previously charged The discharge of condensa-
sateur confère à l'étincelle une haute énergie, à savoir gives the spark a high energy, namely
jusqu'à environ 20 joules.up to about 20 joules.
On a suggéré et utilisé dans l'art antérieur It has been suggested and used in the prior art
divers matériaux électriquement semi-conducteurs et iso- various electrically semiconducting and insulating materials
lants, placés à proximité immédiate de l'éclateur d'allu- placed in close proximity to the spark gap
meurs conçu pour des dispositifs d'allumage à basse tension et à haute tension, respectivement Parexemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 558 959 décrit For example, U.S. Patent No. 3,558,959 discloses low voltage and high voltage ignition devices.
un allumeur à basse tension utilisant des corps semi- a low-voltage igniter using semi-
conducteurs composés de mélanges d'alumine et de carbure de silicium comprimés à chaud On également suggéré qu'il était possible de produire des semi-conducteurs conductors composed of mixtures of alumina and hot-pressed silicon carbide It is also suggested that it was possible to produce semiconductors
convenant à des applications à basse tension en compri- suitable for low voltage applications
mant un corps constitué d'un mélange de carbure de sili- a body made of a mixture of silicon carbide
cium et de silicate d'aluminium, en noyant le corps aluminum silicate, by drowning the body
dans des particules de carbure de silicium, et en procé- in silicon carbide particles, and in process
dant à une cuisson (voir, par exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 376 367 et N' 3 573 231) De plus, le brevet des EtatsUnis d'Amérique No 3 968 057 décrit un procédé de production d'un semiconducteur en carbure de silicium lié par de l'alumine, destiné à un dispositif d'allumage à basse tension, haute énergie, et le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 120 829 décrit un semi-conducteur perfectionné au carbure de silicium, comportant une phase de liaison en verre, non In addition, United States Patent No. 3,968,057 discloses a process for the production of baking (see, for example, U.S. Patent Nos. 3,376,367 and 3,573,231). an alumina-bonded silicon carbide semiconductor for a high-energy, low-voltage ignition device, and US Patent No. 4,120,829, discloses an improved carbide semiconductor silicon, having a glass bonding phase, not
conductrice du courant électrique.conductor of the electric current.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N' 3 052 814 décrit des corps semiconducteurs en carbure de silicium lié par du nitrure de silicium, destinés à des allumeurs à basse tension Selon ce dernier brevet, des allumeurs U.S. Patent No. 3,052,814 discloses silicon nitride bonded silicon carbide semiconductor bodies for low voltage igniters. According to the latter patent, lighters
comportant un corps semi-conducteur en carbure de sili- having a semiconductor body of silicon carbide
cium lié avec du nitrure de silicium sont mieux aptes à supporter les forces de compression, les températures extrêmes, les vibrations et les effets d'érosion des étincelles rencontrés pendant le fonctionnement dans une chambre de combustion, que les allumeurs utilisant les matières de l'art antérieur L'utilisation de corps semi-conducteurs formés d'une masse nitrurée de Si et Si C s'est avérée minimiser les problèmes posés par la porosité excessive, l'insuffisance de résistance à la compression, la faible résistance à l'érosion par les silicon nitride are better able to withstand the compressive forces, extreme temperatures, vibrations and erosion effects of sparks encountered during operation in a combustion chamber, than igniters using the materials of the PRIOR ART The use of semiconductor bodies formed of a nitrided mass of Si and Si C has been found to minimize the problems posed by excessive porosity, insufficient compressive strength, and low resistance to erosion. by the
étincelles, et les variations des caractéristiques ehi- sparks, and variations in the ehi-
miques apparaissant dans la chambre de combustion (avec, pour conséquence, une variation des caractéristiques appearing in the combustion chamber (with consequent variation in
électriques), ces problèmes étant posés par les semi- These problems are posed by semi-electric
conducteurs des allumeurs suggérés dans l'art antérieur. suggested igniter conductors in the prior art.
Le brevet britannique N O 717 555 décrit un procédé de production, à partir de silicium métallique, de corps profilés en nitrure de silicium Les corps en nitrure de silicium, liés par réaction, ainsi produits sont décrits comme étant résistants aux chocs thermiques, comme ayant British Patent No. 717,555 discloses a method for producing, from silicon metal, silicon nitride shaped bodies. The reaction-bonded silicon nitride bodies thus produced are described as being resistant to thermal shock, as having
une grande résistance mécanique et comme étant très résis- high mechanical strength and being very resistant
tants à l'oxydation et aux attaques chimiques De plus, les propriétés diélectriques des corps en nitrure de silicium produits conformément au procédé décrit dans le brevet No 717 555 précité sont indiquées comme étant similaires à celles de la silice Le brevet britannique précité suggère en outre qu'il serait possible d'utiliser In addition, the dielectric properties of silicon nitride bodies produced in accordance with the process described in the aforementioned US Pat. No. 717,555 are shown to be similar to those of silica. that it would be possible to use
des corps en nitrure de silicium dans de nombreuses appli- silicon nitride bodies in many applications.
cations à température élevée, ces applications compre- cations at high temperature, these applications include
nant les chambres de combustion de moteurs à réaction, les garnissages de tuyères d'éjection, les chambres de combustion et les tuyères d'éjection de fusées, et les jet combustion chambers, ejector nozzles, combustion chambers and rocket ejector nozzles, and
corps de bougies d'allumage.body of spark plugs.
Bien que l'on ait suggéré d'incorporer de nom- Although it has been suggested to incorporate
breuses matières dans des allumeurs destinés à être mis en oeuvre dans des conditions très contraignantes (voir, par exemple, les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 2 684 665, N 2 786 158, n' 3 344 304 et N O 3 558 959), Many materials are used in igniters for use under very stringent conditions (see, for example, U.S. Patent Nos. 2,684,665, 2,786,158, 3,344,304 and 3,558,304. 959),
il n'a pas été suggéré, jusqu'à présent, dans l'art anté- it has not been suggested, so far, in the prior art
rieur d'utiliser du nitrure de silicium, seul ou en mélange avec d'autres matières, à la surface d'isolateurs adjacents à l'éclateur d'allumeurs commandés par des circuits d'allumage à haute tension, haute énergie Ces to use silicon nitride, alone or mixed with other materials, on the surface of insulators adjacent to the igniter spark gap controlled by high-voltage, high-energy ignition circuits.
allumeurs sont soumis à des contraintes thermiquesméca- igniters are subject to thermal stresses
niques et électriques extrêmement sévères lorsqu'ils sont utilisés dans des moteurs à réaction et dans d'autres extreme electrical and electrical characteristics when used in jet engines and other
moteurs à combustion interne Les isolateurs connus jus- internal combustion engines Insulators known
qu'à présent, utilisés dans de tels allumeurs, sont produits à partir de matières telles que l'alumine et l'oxyde de béryllium, ces deux matières étant connues pour la production de corps céramiques qui constituent des isolateurs électriques satisfaisants lorsqu'ils sont now used in such igniters, are produced from materials such as alumina and beryllium oxide, both known for the production of ceramic bodies which are satisfactory electrical insulators when they are
convenablement disposés à proximité de l'extrémité d'allu- conveniently located near the end of all
mage d'un allumeur à haute énergie Cependant, les iso- of a high-energy igniter. However, the iso-
lateurs en alumine sont sujets à une érosion importante par les étincelles et à une dégradation par les chocs thermiques, en service Bien que les isolateurs réalisés à base d'oxyde de béryllium soient beaucoup plus durables et plus résistants aux chocs thermiques que ceux produits à partir de l'alumine, on considère que l'oxyde de béryllium Alumina latters are subject to significant spark erosion and degradation by thermal shock, in service Although insulators made from beryllium oxide are much more durable and more resistant to thermal shock than those produced from of alumina, it is considered that beryllium oxide
est toxique pour l'homme et qu'il est donc moins souhai- is toxic to humans and therefore less desirable
table de l'utiliser intensivement dans la fabrication table to use it extensively in manufacturing
des allumeurs.igniters.
L'invention repose sur la constatation qu'il est possible de produire un allumeur perfectionné du type à haute énergie en assemblant convenablement, dans un tel allumeur, un corps d'isolateur composé de nitrure de silicium pratiquement pur ou d'une matière à base de nitrure de silicium, et présentant une surface parcourue, au moment d'une décharge, par une étincelle formée entre The invention is based on the observation that it is possible to produce an improved high-energy type igniter by suitably assembling, in such an igniter, an insulator body composed of substantially pure silicon nitride or a base material. silicon nitride, and having a surface covered, at the moment of a discharge, by a spark formed between
une électrode centrale et une électrode de masse. a center electrode and a ground electrode.
Il est apparu que des allumeurs à haute énergie, qui comprennent des corps convenablement formés, contenant une proportion importante de nitrure de silicium et placés en position appropriée dans leurs culots, présentent une plus grande longévité dans des conditions de service rencontrées dans'des applications telles que les moteurs à réaction, o les allumeurs sont soumis à de sévères contraintes thermiques, mécaniques et électriques Il It has been found that high-energy igniters, which comprise suitably formed bodies, containing a large proportion of silicon nitride and placed in their appropriate positions in their caps, have a longer life under service conditions encountered in such applications. that jet engines, where igniters are subjected to severe thermal, mechanical and electrical
semble que les propriétés thermiques, mécaniques et électri- seems that the thermal, mechanical and electrical properties
ques apparentes des corps d'isolateurs composés de matières à base de nitrure de silicium permettent non seulement à ces matières d'opposer une plus grande résistance à l'érosion par les étincelles et à la dégradation par les chocs thermiques que celle des isolateurs réalisés apparent effects of the insulator bodies composed of silicon nitride materials not only allow these materials to oppose greater resistance to spark erosion and thermal shock degradation than that of the insulators produced.
en alumine# mais permettent également, de façon inatten- in alumina # but also unexpectedly
due, à ces corps de se comporter presque aussi bien que des isolateurs composés d'oxyde de béryllium, sans soulever les problèmes de toxicité posés par cette dernière matière Par conséquent, l'invention concerne un allumeur perfectionné utilisant du nitrure de silicium, qui peut être produit sans présenter les dangers, pour le personnel, associés à la fabrication d'allumeurs due to these bodies behaving almost as well as insulators composed of beryllium oxide, without raising the toxicity problems posed by the latter material Therefore, the invention relates to an improved igniter using silicon nitride, which can be produced without presenting the hazards to the personnel associated with the manufacture of igniters
contenant de l'oxyde de béryllium.containing beryllium oxide.
L'invention a donc pour objet un allumeur perfectionné à haute énergie pour moteurs à réaction et The subject of the invention is therefore an improved high-energy igniter for jet engines and
autres moteurs à combustion interne. other internal combustion engines.
L'invention a pour autre objet un allumeur compre- Another object of the invention is an igniter comprising
nant un isolateur céramique qui contient une proportion importante de nitrure de silicium, l'isolateur étant logé de manière annulaire dans le culot de l'allumeur, à proximité de l'extrémité d'allumage, afin qu'une décharge disruptive, produite entre une électrode centrale et une électrode de masse de l'allumeur, apparaisse le long de a ceramic insulator which contains a large proportion of silicon nitride, the insulator being housed annularly in the base of the igniter, near the ignition end, so that a disruptive discharge, produced between a center electrode and a ground electrode of the igniter, will appear along
la surface de l'isolateur.the surface of the insulator.
L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale de l'allumeur à haute tension selon l'invention; la figure 2 est une coupe longitudinale à The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing by way of non-limiting examples and in which: Figure 1 is a longitudinal section of the high voltage igniter according to the invention; FIG. 2 is a longitudinal section at
échelle agrandie, partiellement schématique, d'un isola- enlarged, partially schematic scale of an isola-
teur en nitrure de silicium disposé dans le culot de l'allumeur représenté sur la figure 1; et silicon nitride nozzle disposed in the base of the igniter shown in Fig. 1; and
la figure 3 est une coupe longitudinale par- FIG. 3 is a longitudinal section through
tiellement schématique de l'extrémité d'allumage d'une autre forme de réalisation de l'allumeur à haute tension schematic of the ignition end of another embodiment of the high-voltage igniter
selon l'invention.according to the invention.
Comme représenté en détail sur la figure 1, un As shown in detail in FIG.
allumeur à haute tension, haute énergie, indiqué globale- high voltage igniter, high energy, indicated overall-
ment en 10, présente une extrémité 11 d'allumage et une extrémité 12 de connexion L'allumeur 10 comprend un culot métallique 13, une électrode centrale 14 et des isolateurs 15, 16 et 17 montés dans un espace annulaire formé entre le culot 13 et l'électrode 14 Le culot 13 comporte une partie annulaire 18 orientée vers l'intérieur située à-l'extrémité d'allumage 11 de l'allumeur 10 et constituant une électrode de masse En cours d'utilisation, l'allumeur 10 est monté de manière amovible afin que la partie annulaire 18 pénètre dans la chambre d'allumage d'un moteur associé (non représenté) et soit mise à la 10, has an ignition end 11 and a connecting end 12. The igniter 10 comprises a metal base 13, a central electrode 14 and insulators 15, 16 and 17 mounted in an annular space formed between the base 13 and The base 13 has an annular portion 18 facing inwardly located at the ignition end 11 of the igniter 10 and constituting a ground electrode. In use, the igniter 10 is mounted. removably so that the annular portion 18 enters the ignition chamber of an associated motor (not shown) and is set to
masse du moteur par contact du culot 13 avec ce dernier. mass of the engine by contacting the base 13 with the latter.
L'isolateur 15, qui est un corps réalisé en alumine, est emboîté à proximité de l'extrémité 12 de connexion de l'allumeur 10 afin de former une cavité cylindrique 19 dans laquelle un contact d'un dispositif d'allumage associé (non représenté) peut être enclenché électrique- ment avec une partie de l'électrode centrale 14 qui pénètre dans la cavité 19 L'isolateur 16, qui est un corps réalisé en alumine, présente un alésage central contenant l'électrode centrale 14, et il fait saillie axialement du fond de la cavité 19 pour former un tronçon The insulator 15, which is a body made of alumina, is fitted close to the connection end 12 of the igniter 10 in order to form a cylindrical cavity 19 in which a contact of an associated ignition device (no shown) can be electrically engaged with a portion of the central electrode 14 which enters the cavity 19 The insulator 16, which is a body made of alumina, has a central bore containing the central electrode 14, and it is protruding axially from the bottom of the cavity 19 to form a section
tubulaire 20 aboutissant en un point situé à peu de dis- tubular 20 terminating at a point
tance de l'extrémité 11 d'allumage de l'allumeur 10, point auquel cet isolateur est disposé entre l'isolateur the ignition end 11 of the igniter 10, at which point this insulator is disposed between the insulator
17 et l'électrode centrale 14, dans un espace annulaire 21. 17 and the central electrode 14, in an annular space 21.
L'isolateur 17, qui est un corps réalisé en The insulator 17, which is a body made of
nitrure de silicium sensiblement pur, est logé dans l'es- substantially pure silicon nitride, is housed in the
pace annulaire 21 et il comporte un tronçon tubulaire 22 situé entre une partie de l'isolateur 16 et le culot 13, et il s'étend axialement vers l'extrémité 12 de 21 and it comprises a tubular section 22 located between a portion of the insulator 16 and the base 13, and it extends axially towards the end 12 of
connexion de l'allumeur 10 Un embout extrême 23 d'allu- igniter connection 10 An extreme tip 23 of allu-
mage, élargi radialement, est monté sur l'électrode centrale 14 et est disposé dans l'espace annulaire 21 mage, widened radially, is mounted on the central electrode 14 and is arranged in the annular space 21
afin qu'une partie de cet embout soit adjacente à V'iso- so that part of this mouthpiece is adjacent to V'iso-
lateur 17 en nitrure de silicium, à l'extrémité il d'allu- 17 silicon nitride, at the end of all
mage L'isolateur 17 en nitrure de silicium comporte une partie qui s'étend axialement de sa partie tubulaire 22 jusqu'à l'extrémité 11 d'allumage de l'allumeur 10, cette partie présentant une surface 24 adjacente à un The silicon nitride insulator 17 has a portion that extends axially from its tubular portion 22 to the ignition end 11 of the igniter 10, this portion having a surface 24 adjacent to a
éclateur formé entre l'extrémité ou l'embout 23 d'allu- spark gap formed between the end or the tip 23 of allu-
mage de l'électrode centrale 14 et l'électrode annulaire mage of the central electrode 14 and the annular electrode
18 de masse du culot 13.18 of the mass of the base 13.
L'isolateur 17 en nitrure de silicium est repré- The insulator 17 made of silicon nitride is
senté en coupe verticale et à échelle agrandie sur la in vertical section and on an enlarged scale on the
figure 2.figure 2.
Comme représenté en détail sur la figure 3, - As shown in detail in FIG. 3,
l'extrémité d'allumage d'un allumeur à haute tension, haute énergie selon l'invention est indiquée globalement en 25 L'allumeur 25 comprend un culot métallique inférieur the ignition end of a high-voltage, high-energy igniter according to the invention is indicated generally at 25. The igniter 25 comprises a lower metal base
Z 304745Z 304745
26 relié à un culot métallique supérieur 27 par une 26 connected to an upper metal base 27 by a
brasure à l'argent indiquée en 28, et il comporte égale- silver solder indicated in 28, and it also includes
ment une électrode centrale 29 qui présente un embout a central electrode 29 which has a mouthpiece
d'allumage, et des isolateurs annulaires 31 et 32. ignition and ring insulators 31 and 32.
Seul un tronçon tubulaire de l'isolateur 31 est repré- -senté Le culot inférieur 26 comporte une partie annulaire 33 orientée vers l'intérieur et constituant une électrode de masse En service, l'allumeur 25 est fixé de manière amovible afin que la partie annulaire 33 pénètre dans Only a tubular portion of the insulator 31 is shown. The bottom cap 26 has an annular portion 33 facing inwards and constituting a ground electrode. In use, the igniter 25 is removably attached so that the portion ring finger 33 gets into
la chambre d'allumage d'un moteur associé (non repré- the ignition chamber of an associated engine (not shown
senté) et il est mis àhla masse du moteur par contact du culot supérieur 27 avec ce dernier L'isolateur 31, qui est un corps réalisé en alumine, est logé dans un espace annulaire 33 ménagé entre le culot supérieur 27 The insulator 31, which is a body made of alumina, is housed in an annular space 33 formed between the upper base 27 and is grounded to the motor by contacting the upper base 27 with the latter.
et l'électrode centrale 29 et il présente un alésage cen- and the central electrode 29 and has a central bore
tral dans lequel sont disposés un tronçon de l'électrode tral in which are arranged a section of the electrode
centrale 29 et un tronçon tubulaire 34 de l'isolateur 32. central 29 and a tubular section 34 of the insulator 32.
Un joint 35 au talc, s'opposant aux fuites de gaz, est formé annulairement entre le culot inférieur 26 et le tronçon tubulaire 34 de l'isolateur 32 et remplit une zone comprise entre une bride annulaire- extérieure 36 de l'isolateur 32 et une bride annulaire intérieure 37 A gas-permeable talc seal is annularly formed between the bottom cap 26 and the tubular section 34 of the insulator 32 and fills an area between an annular-outer flange 36 of the insulator 32 and an inner annular flange 37
du culot inférieur 26.bottom cap 26.
L'isolateur 32, qui est un corps constitué de nitrure de silicium sensiblement pur, s'étend axialement de sa partie tubulaire 34 vers un point situé à peu de distance de l'électrode annulaire 33 de masse et il occupe, à cet emplacement, un espace annulaire 38 formé The insulator 32, which is a substantially pure silicon nitride body, extends axially from its tubular portion 34 to a point located a short distance from the annular mass electrode 33 and occupies, at this location, an annular space 38 formed
entre le culot inférieur 26 et l'électrode centrale 29. between the lower pellet 26 and the central electrode 29.
L'isolateur 32 en nitrure de silicium présente une sur- The insulator 32 made of silicon nitride has a sur-
face 39 qui est adjacente à une partie d'un tronçon 40, aminci radialement, de l'électrode centrale 29, tandis qu'une surface 41 de l'isolateur 32 est adjacente à-un éclateur formé entre l'extrémité 30 d'allumage de l'électrode centrale 29 et l'électrode annulaire 33 de face 39 which is adjacent to a portion of a radially thinned section 40 of the central electrode 29, while a surface 41 of the insulator 32 is adjacent to a spark gap formed between the ignition end 30 of the central electrode 29 and the annular electrode 33 of
masse formée par le culot inférieur 26. mass formed by the lower pellet 26.
Il convient de noter qu'un isolateur possédant, parecemple, la forme globale de l'un des isolateurs 17 et 32 montrés sur les figures 1-3, peut être réalisé It should be noted that an insulator having, for example, the overall shape of one of the insulators 17 and 32 shown in FIGS. 1-3, can be realized
en toute matière convenable, à base de nitrure de sili- in any suitable material, based on silicon nitride
cium, plutôt qu'en nitrure de silicium sensiblement pur, et qu'il peut être utilisé à proximité immédiate de l'extrémité d'allumage d'un allumeur selon l'invention afin qu'une décharge disruptive se produise le long rather than substantially pure silicon nitride, and can be used in close proximity to the ignition end of an igniter according to the invention so that a disruptive discharge occurs along the
d'une surface de cet allumeur Par exemple, un tel iso- of a surface of this igniter For example, such an iso-
lateur peut être réalisé à partir d'oxynitrures de sili- can be made from silicon oxynitrides
cium-aluminium ("SIALON") ou à partir de compositions -10 de nitrure de silicium ou de "SIALON" et d'un ou plusieurs composants supplémentaires, ajoutés en tant qu'auxiliaires de frittage, par exemple Y 203, Ce 203, La 203, Sc 203, Cr 203, Mg O, Zn O, Ni O, Ti O 2, Sn O 2 et Sr O 2 Ces auxiliaires de frittage sont particulièrement utiles lors d'un frittage aluminum-aluminum ("SIALON") or from compositions -10 of silicon nitride or "SIALON" and one or more additional components, added as sintering auxiliaries, for example Y 203, Ce 203, 203, Sc 203, Cr 203, Mg O, Zn O, Ni O, Ti O 2, Sn O 2 and Sr O 2 These sintering aids are particularly useful in sintering
sans pression d'une composition du type "SIALON" Cepen- without pressure of a composition of the type "SIALON" Cepen-
dant, un allumeur selon l'invention, comprend un isolateur dans lequel la proportion de nitrure de silicium est importante, c'est-à-dire d'au moins 50 % en poids, et lant, an igniter according to the invention, comprises an insulator in which the proportion of silicon nitride is large, that is to say at least 50% by weight, and
de préférence d'au moins 65 % en poids. preferably at least 65% by weight.
Seulement deux formes de réalisation de l'inven- Only two embodiments of the invention
tion ont été décrites ci-dessus en référence aux dessins. have been described above with reference to the drawings.
Un allumeur selon l'invention peut également être produit au moyen d'un isolateur en deux pièces ayant, par exemple, la forme globale de l'isolateur 17 montré sur les figures 1 et 2 et constitué, par exemple, d'un nitrure de silicium sensiblement pur, comprimé à chaud, ou bien d'un "bouton' à base de nitrure de silicium, lié à An igniter according to the invention may also be produced by means of a two-piece insulator having, for example, the overall shape of the insulator 17 shown in FIGS. 1 and 2 and consisting, for example, of a nitride of substantially pure silicon, hot pressed, or a "button" based on silicon nitride, bound to
un isolateur en alumine La surface 24 doit être consti- an alumina isolator Surface 24 must be
tuée de ces matières à base de nitrure de silicium; le bouton peut avoir une épaisseur descendant jusqu'à environ 3,2 mm, son épaisseur étant de préférence au killed from these silicon nitride materials; the button can have a thickness down to about 3.2 mm, its thickness preferably being
moins égale à 4,8 mm et, d'une manière encore plus souhai- less than 4.8 mm and, even more desirably
ble, au moins égale à 6,35 mm Les matières à base de nitrure de silicium s'avèrent présenter, de façon inattendue, une bonne résistance à l'érosion par des étincelles à haute énergie, du type se produisant dans l'allumeur 10 et dans des allumeurs analogues tels que The silicon nitride materials are unexpectedly found to exhibit good erosion resistance by high-energy sparks of the type occurring in the igniter 10. and in similar igniters such as
celui représenté sur la figure 3.that shown in Figure 3.
L'isolateur en nitrure d'aluminium de l'allumeur selon l'invention, qu'il s'agisse d'un isolateur complet ou d'un bouton collé à un isolateur en alumine, et, dans tous les cas, qu'il soit composé essentiellement de nitrure de silicium, ou bien de nitrure de silicium en mélange avec d'autres matières, peut être produit par compression à chaud, comme indiqué précédemment, ou bien The aluminum nitride insulator of the igniter according to the invention, whether it is a complete insulator or a button glued to an insulator made of alumina, and in all cases, that it is composed essentially of silicon nitride, or silicon nitride mixed with other materials, can be produced by hot pressing, as indicated above, or
par des procédés de frittage sans pression ou de liaison- by sintering processes without pressure or bonding
réaction Cependant, des isolateurs en nitrure de sili- However, silicon nitride insulators
cium comprimé à chaud sont préférés, car ils présentent généralement une plus grande résistance à l'érosion que les isolateurs obtenus par des procédés de frittage sans pression ou de liaison-réaction Par conséquent, les corps comprimés à chaud conviennent particulièrement à des allumeurs soumis à de sévères contraintes en service Hot-pressed cium are preferred because they generally exhibit greater erosion resistance than insulators obtained by non-pressure sintering or reaction-bonding processes. Therefore, hot pressed bodies are particularly suitable for igniters subjected to severe constraints in service
comme c'est le cas, par exemple, dans des moteurs à réaction. as is the case, for example, in jet engines.
Cependant, lorsque la géométrie d'un allumeur exige un usinage d'un corps d'isolateur après fabrication et cuisson, le frittage sans pression ou la liaison-réaction est préféré car ces procédés confèrent au corps une However, when the geometry of an igniter requires machining of an insulator body after fabrication and firing, pressure-free sintering or bond-reaction is preferred because these processes impart to the body a
meilleure aptitude à l'usinage.better machinability.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'allumeur décrit et représenté It goes without saying that many modifications can be made to the igniter described and shown
sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
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