JP2005317514A - Igniting electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば炭化水素を含む改質用燃料(改質原燃料)を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料改質装置(改質装置)に用いられる着火電極に関する。 The present invention relates to an ignition electrode used in a fuel reformer (reformer) that generates reformed gas containing hydrogen by reforming a reforming fuel (reforming raw fuel) containing, for example, hydrocarbons. .
従来より、改質装置には、炭化水素を含む改質原燃料を燃焼させて水素を含む改質ガスを生成するために、改質原燃料を燃焼させる燃焼器(又は燃焼室)や、燃焼器の下流に配置されて燃料ガスを触媒により改質する改質器(又は改質反応部)等が配置されていた。 Conventionally, a reformer has a combustor (or a combustion chamber) that burns reformed raw fuel in order to burn reformed raw fuel containing hydrocarbons to generate reformed gas containing hydrogen, and combustion. A reformer (or reforming reaction section) or the like that is disposed downstream of the reactor and reforms the fuel gas with a catalyst has been disposed.
そして、前記燃焼器には、改質原燃料を燃焼させる際の着火のために、着火装置が用いられており、この着火装置としては、スパークプラグやグロープラグが使用されていた(特許文献1、2、3参照)。 In the combustor, an ignition device is used for ignition when the reformed raw fuel is combusted, and a spark plug or a glow plug is used as the ignition device (Patent Document 1). 2, 3).
この種の着火装置は、筒状のセラミックス部材に棒状の中心電極が嵌挿された構造を有しており、例えばスパークプラグでは、粉末充填による加締め法により中心電極とセラミックス部材とが一体化されている。また、例えばグロープラグでは、締まり焼きばめ嵌合により中心電極とセラミックス部材とが一体化されている(特許文献4参照)。
しかしながら、改質装置に上述した着火装置を用いる場合には、従来の着火装置が例えば締まり焼きばめ嵌合等により製造されているので、気密性の点で必ずしも十分ではないという問題があった。 However, when the above-described ignition device is used for the reformer, there is a problem that the conventional ignition device is manufactured by, for example, interference fit fitting or the like, which is not necessarily sufficient in terms of airtightness. .
つまり、着火装置自身における気密性、例えば中心電極の外周側などにおける気密性が十分で無い場合には、燃焼器内の空燃比に影響を及ぼして、ガス改質の能率が低下するなどの問題があるので、特に改質装置に用いる着火装置においては、その改善が望まれていた。 In other words, when the gas tightness of the ignition device itself, for example, the airtightness on the outer peripheral side of the center electrode or the like is not sufficient, it affects the air-fuel ratio in the combustor and the efficiency of gas reforming is reduced. Therefore, improvement in the ignition device used in the reformer has been desired.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、気密性の高い着火電極を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an ignition electrode with high airtightness.
(1)請求項1の発明は、筒状の主体金具と、前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、を備えた着火電極で、前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、前記絶縁セラミックス部材の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極を要旨とする。
(1) The invention of
本発明は、絶縁セラミックス部材と中心電極とを(例えば直接に又は例えばワッシャ状部材等の第1中間部材などを介して)ろう付け接合して、絶縁セラミックス部材と中心電極との間隙を気密している。 In the present invention, the insulating ceramic member and the center electrode are brazed and joined (for example, directly or via a first intermediate member such as a washer-like member) to hermetically seal the gap between the insulating ceramic member and the center electrode. ing.
そのため、着火電極の軸方向における気密性が向上するので、この着火電極を例えば改質装置の燃焼器に装着した場合には、ガスの漏出により空燃比が変動することを抑制できる。そのため、ガス改質の能率が向上するという効果がある。また、可燃性ガスの漏出を抑制できるので、安全性が高まるという利点もある。 Therefore, since the airtightness in the axial direction of the ignition electrode is improved, when this ignition electrode is mounted on, for example, the combustor of the reformer, it is possible to suppress fluctuations in the air-fuel ratio due to gas leakage. Therefore, there is an effect that the efficiency of gas reforming is improved. Moreover, since leakage of combustible gas can be suppressed, there also exists an advantage that safety | security increases.
(2)請求項2の発明は、筒状の主体金具と、前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、を備えた着火電極で、前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、前記主体金具の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極を要旨とする。 (2) The invention of claim 2 is characterized in that a cylindrical metal shell, a cylindrical insulating ceramic member inserted through the through hole of the metal shell, and a rod-like metal inserted through the through hole of the insulating ceramic member. A center electrode, and an ignition electrode that ignites by performing discharge between the front end side of the center electrode and an electrode other than the ignition electrode, on the rear end side of the metal shell The gist of the ignition electrode is characterized in that the insulating ceramic member and the metallic shell are integrated by brazing so as to hermetically seal a gap between the insulating ceramic member and the metallic shell.
本発明は、絶縁セラミックス部材と主体金具とを(例えば直接に又は例えばフランジ付き筒状部材等の第2中間部材などを介して)ろう付け接合して、絶縁セラミックス部材と主体金具との間隙を気密している。 In the present invention, the insulating ceramic member and the metal shell are brazed and joined (for example, directly or via a second intermediate member such as a flanged tubular member), so that the gap between the insulating ceramic member and the metal shell is reduced. Airtight.
そのため、着火電極の軸方向における気密性が向上するので、この着火電極を例えば改質装置の燃焼器に装着した場合には、ガスの漏出により空燃比が変動することを抑制できる。そのため、ガス改質の能率が向上するという効果がある。また、可燃性ガスの漏出を抑制できるので、安全性が高まるという利点もある。 Therefore, since the airtightness in the axial direction of the ignition electrode is improved, when this ignition electrode is mounted on, for example, the combustor of the reformer, it is possible to suppress fluctuations in the air-fuel ratio due to gas leakage. Therefore, there is an effect that the efficiency of gas reforming is improved. Moreover, since leakage of combustible gas can be suppressed, there also exists an advantage that safety | security increases.
(3)請求項3の発明は、筒状の主体金具と、前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、を備えた着火電極で、前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、前記絶縁セラミックス部材の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極とをろう付け接合により一体化するとともに、前記主体金具の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極を要旨とする。 (3) The invention of claim 3 is a cylindrical metal shell, a cylindrical insulating ceramic member that is inserted through the through hole of the metal shell, and a rod-like material that is inserted into the through hole of the insulating ceramic member. An ignition electrode comprising a center electrode, wherein the ignition electrode ignites by performing discharge between the tip side of the center electrode and an electrode other than the ignition electrode, on the rear end side of the insulating ceramic member The insulating ceramic member and the center electrode are integrated by brazing so as to hermetically seal the gap between the insulating ceramic member and the center electrode, and at the rear end side of the metal shell, the insulation The gist of the ignition electrode is that the insulating ceramic member and the metallic shell are integrated by brazing so as to hermetically seal a gap between the ceramic member and the metallic shell.
本発明は、前記請求項1の発明の様に、絶縁セラミックス部材と中心電極とを(例えば直接に又は例えばワッシャ状部材等の第1中間部材などを介して)ろう付け接合して、絶縁セラミックス部材と中心電極との間隙を気密するとともに、前記請求項2の発明の様に、絶縁セラミックス部材と主体金具とを(例えば直接に又は例えばフランジ付き筒状部材等の第2中間部材などを介して)ろう付け接合して、絶縁セラミックス部材と主体金具との間隙を気密している。 As in the first aspect of the present invention, the insulating ceramic member and the center electrode are brazed and joined (for example, directly or via a first intermediate member such as a washer-like member) to form an insulating ceramic. The gap between the member and the center electrode is hermetically sealed, and the insulating ceramic member and the metal shell (for example, directly or via a second intermediate member such as a flanged tubular member) as in the invention of claim 2. B) Brazing and joining to seal the gap between the insulating ceramic member and the metal shell.
そのため、前記請求項1及び請求項2の発明よりも、着火電極の軸方向における気密性が一層向上するので、この着火電極を例えば改質装置の燃焼器に装着した場合には、ガスの漏出により空燃比が変動することを効果的に抑制できる。そのため、ガス改質の能率が一層向上するという効果がある。また、可燃性ガスの漏出を抑制できるので、安全性が一層高まるという利点もある。 Therefore, the airtightness in the axial direction of the ignition electrode is further improved as compared with the inventions of the first and second aspects. Therefore, when this ignition electrode is mounted on, for example, the combustor of the reformer, the leakage of gas As a result, the air-fuel ratio can be effectively suppressed from fluctuating. Therefore, there is an effect that the efficiency of gas reforming is further improved. Moreover, since leakage of combustible gas can be suppressed, there is also an advantage that safety is further enhanced.
(4)請求項4の発明は、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極とを、前記中心電極に外嵌した金属製の第1中間部材を介してろう付け接合したことを特徴とする前記請求項1又は3に記載の着火電極を要旨とする。 (4) The invention of claim 4 is characterized in that the insulating ceramic member and the center electrode are brazed and joined via a metal first intermediate member fitted on the center electrode. The gist of the ignition electrode according to 1 or 3.
本発明では、第1中間部材(例えばワッシャ状部材)を用いて、絶縁セラミックス部材と中心電極とのろう付けを行っている。つまり、第1中間部材を介して、絶縁セラミックス部材と第1中間部材とがろう付けされるとともに、第1中間部材と中心電極とがろう付けされている。 In the present invention, the insulating ceramic member and the center electrode are brazed using a first intermediate member (for example, a washer-like member). That is, the insulating ceramic member and the first intermediate member are brazed via the first intermediate member, and the first intermediate member and the center electrode are brazed.
従って、絶縁セラミックス部材や中心電極の形状や材質が制限されている場合でも、(
ろう付けに適する形状や材質を採用できる)第1中間部材を用いることにより、容易に且つ確実にろう付けすることができる。これにより、一層気密性が向上するという効果がある。
Therefore, even when the shape and material of the insulating ceramic member and the center electrode are limited,
By using the first intermediate member (which can adopt a shape and material suitable for brazing), brazing can be performed easily and reliably. Thereby, there exists an effect that airtightness improves further.
(5)請求項5の発明は、前記第1中間部材が、ワッシャ状部材であることを特徴とする前記請求項4に記載の着火電極を要旨とする。
本発明は、第1中間部材の好ましい形状を例示したものである。
(5) The invention according to
The present invention exemplifies a preferable shape of the first intermediate member.
(6)請求項6の発明は、前記ワッシャ状部材を、その主面側にて、前記絶縁セラミックス部材の後端側端面にろう付け接合するとともに、その内周面にて、前記中心電極の外周面にろう付け接合したことを特徴とする前記請求項5に記載の着火電極を要旨とする。
(6) In the invention of claim 6, the washer-like member is brazed to the rear end side end surface of the insulating ceramic member on the main surface side, and on the inner peripheral surface of the center electrode, The gist of the ignition electrode according to
本発明は、ワッシャ状部材におけるろう付け位置を例示したものであり、この位置にてろう付けを行うことにより、容易に且つ確実にろう付けを行うことができ、気密性を向上できる。 The present invention exemplifies the brazing position in the washer-like member. By brazing at this position, the brazing can be performed easily and reliably, and the airtightness can be improved.
(7)請求項7の発明は、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具とを、前記絶縁セラミック部材に外嵌した金属製の第2中間部材を介してろう付け接合したことを特徴とする前記請求項2又は3に記載の着火電極を要旨とする。
(7) The invention according to
本発明では、第2中間部材(例えばフランジ付き筒状部材)を用いて、絶縁セラミックス部材と主体金具とのろう付けを行っている。つまり、第2中間部材を用いて、絶縁セラミックス部材と第2中間部材とがろう付けされるとともに、第2中間部材と主体金具とがろう付けされている。 In the present invention, the insulating ceramic member and the metal shell are brazed using a second intermediate member (for example, a cylindrical member with a flange). That is, the insulating ceramic member and the second intermediate member are brazed using the second intermediate member, and the second intermediate member and the metal shell are brazed.
従って、絶縁セラミックス部材や主体金具の形状や材質が制限されている場合でも、(ろう付けに適する形状や材質を採用できる)第2中間部材を用いることにより、容易に且つ確実にろう付けすることができる。これにより、一層気密性が向上するという効果がある。 Therefore, even when the shape and material of the insulating ceramic member and the metal shell are limited, the second intermediate member (which can adopt a shape and material suitable for brazing) can be brazed easily and reliably. Can do. Thereby, there exists an effect that airtightness improves further.
(8)請求項8の発明は、前記第2中間部材が、フランジ付き筒状部材であることを特徴とする前記請求項7に記載の着火電極を要旨とする。
本発明は、第2中間部材の好ましい形状を例示したものである。つまり、筒状部材の外周面からフランジが張り出す形状の部材を用いることにより、ろう付け面が広くなるので、接合性(従って気密性)が向上するという利点がある。
(8) The invention according to claim 8 is characterized in that the second intermediate member is a cylindrical member with a flange, and the ignition electrode according to
The present invention exemplifies a preferable shape of the second intermediate member. That is, by using a member having a shape in which the flange projects from the outer peripheral surface of the cylindrical member, the brazed surface is widened, so that there is an advantage that jointability (and hence airtightness) is improved.
(9)請求項9の発明は、前記フランジ付き筒状部材を、そのフランジの主面側にて、前記主体金具の後端側端面にろう付け接合するとともに、その筒状部分の内周面にて、前記絶縁セラミックス部材の外周面にろう付け接合したことを特徴とする前記請求項8に記載の着火電極を要旨とする。 (9) According to the ninth aspect of the present invention, the cylindrical member with the flange is brazed to the rear end side end surface of the metal shell on the main surface side of the flange, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion The gist of the ignition electrode according to claim 8, wherein the ignition electrode is brazed to the outer peripheral surface of the insulating ceramic member.
本発明は、フランジ付き筒状状部材におけるろう付け位置を例示したものであり、この位置にてろう付けを行うことにより、容易に且つ確実にろう付けを行うことができ、気密性を向上できる。 The present invention exemplifies a brazing position in a flanged cylindrical member, and brazing can be easily and reliably performed at this position to improve airtightness. .
(10)請求項10の発明は、前記フランジ付き筒状部材を、前記主体金具の後端側に設けた凹部内に収容したことを特徴とする前記請求項8又は9に記載の着火電極を要旨とする。 (10) In the invention of claim 10, the ignition electrode according to claim 8 or 9, wherein the flanged tubular member is accommodated in a recess provided on a rear end side of the metal shell. The gist.
本発明は、フランジ付き筒状部材の配置を例示したものであり、フランジ付き筒状部材
を主体金具の後端側の凹部に収容することにより、外部に突出することがなく、着火電極をコンパクトにすることができる。
The present invention exemplifies the arrangement of the flanged cylindrical member, and the ignition electrode is compacted without projecting to the outside by housing the flanged cylindrical member in the recess on the rear end side of the metal shell. Can be.
(11)請求項11の発明は、前記着火電極は、改質原燃料から改質ガスを生成する改質装置にて、前記改質原燃料の着火を行うものであることを特徴とする前記請求項1〜10のいずれかに記載の着火電極を要旨とする。
(11) The invention according to
本発明は、着火電極の用途を例示したものである。この着火電極を、改質装置の燃焼器に装着した場合には、ガスの漏出により空燃比が変動することを効果的に抑制でき、よって、ガス改質の能率が一層向上するという効果がある。また、可燃性ガスの漏出を抑制できるので、安全性が一層高まるという利点もある。 The present invention illustrates the use of an ignition electrode. When this ignition electrode is mounted on the combustor of the reformer, it is possible to effectively suppress fluctuations in the air-fuel ratio due to gas leakage, and thus the gas reforming efficiency is further improved. . Moreover, since leakage of combustible gas can be suppressed, there is also an advantage that safety is further enhanced.
尚、前記各請求項の着火電極は、例えば自身の一対の電極間で放電を行うスパークプラグとは異なり、着火電極自身の中心電極と着火電極とは別に設けられた電極との間で放電を行って、例えば改質原燃料の着火を行うものである。 The ignition electrode of each claim is different from, for example, a spark plug that discharges between its own pair of electrodes, and discharges between the center electrode of the ignition electrode itself and an electrode provided separately from the ignition electrode. For example, the reforming raw fuel is ignited.
この中心電極と対をなす相手側の電極としては、例えば着火電極が取り付けられる装置(例えば改質装置)に設けられた電極が挙げられるが、中心電極との間で放電を行って、着火対象である燃料(例えば改質原燃料)等のガスなどの着火が可能であれば、特に限定はない。 The counterpart electrode that forms a pair with the center electrode includes, for example, an electrode provided in a device (for example, a reforming device) to which an ignition electrode is attached. If ignition of gas etc., such as fuel (for example, reforming raw fuel) is possible, there will be no limitation in particular.
次に、本発明の最良の形態の例(実施例)について説明する。 Next, an example (example) of the best mode of the present invention will be described.
本実施例では、燃料電池に用いるために、メタノールなどの炭化水素系の改質原燃料を改質することにより、水素を含む改質ガスを生成する燃料電池用改質装置(以下単に改質装置と称する)において、その燃焼器(又は燃焼室)に用いられる改質装置用着火電極(以下単に着火電極と称する)を例に挙げる。 In this embodiment, a reformer for a fuel cell (hereinafter simply referred to as reformer) that generates reformed gas containing hydrogen by reforming a hydrocarbon-based reformed raw fuel such as methanol for use in a fuel cell. For example, an ignition electrode for a reformer (hereinafter simply referred to as an ignition electrode) used in the combustor (or combustion chamber) is used.
a)まず、本実施例の着火電極の構成について説明する。
図1及び図2に示す様に、本実施例の着火電極1は、その先端側にて着火を行う棒状の電極であり、主として、筒状の主体金具3と、主体金具3の貫通孔5に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材7と、絶縁セラミックス部材7の貫通孔9に貫挿された棒状の中心電極11とを備えている。
a) First, the structure of the ignition electrode of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このうち、前記主体金具3は、JIS SUS316Lからなる外径φ20mmの円筒状の部材であり、軸中心に内径φ13mmの貫通孔5を有している。
前記貫通孔5の後端側(図1上方)には、貫通孔5より大径(φ17.5mm)で円盤状に切り欠かかれた後凹部13が設けられており、後凹部13内の後端面15には、Niメッキが施されている。
Among these, the metal shell 3 is a cylindrical member having an outer diameter of φ20 mm made of JIS SUS316L, and has a through
A rear
また、主体金具3の外周側の下端には、外周に沿って下方に張り出す環状円筒部17が設けられている。尚、環状円筒部17の下端と(取付対象である)燃焼器の側壁等とが溶接されることにより、着火電極1が燃焼器に固定される。
In addition, an annular
前記絶縁セラミックス部材7は、アルミナからなる外径φ10mm(環状円筒部17部分)×内径φ2.5mm×長さ55mmの円柱状の部材であり、その先端側及び後端側が、主体金具3の両端から突出している。
The insulating
この絶縁セラミックス部材7の先端側及び後端側には、縁面距離をかせぐために波状にコルゲーション19、21が設けられている。また、両コルゲーション19、21の間には、径方向に環状に突出する環状台部23が設けられている。
Corrugations 19 and 21 are provided in a corrugated manner on the front end side and rear end side of the insulating
前記中心電極11は、Fe−Cr−Al系の高温用耐熱電熱合金(商品名:YSS−エスイット)からなる外径φ2mm×長さ68mmの柱状の部材であり、その先端側及び後端側が、絶縁セラミックス部材7の両端から突出している。尚、中心電極11の後端側の一部(後述するワッシャ状部材31が配置される箇所)には、Niメッキが施されている。
The
特に本実施例では、絶縁セラミックス部材7の後端側に、図3(a)に示す様に、貫通孔33を有するコバール製のワッシャ状部材31が配置されている。つまり、外径φ5mm×内径φ2.1mm×厚み0.3mmの円環状で板状のワッシャ状部材31が、中心電極11に外嵌されている。
In particular, in this embodiment, a Kovar washer-
このワッシャ状部材31は、図4に拡大して示す様に、ろう材(JIS BAg−8)により、中心電極11の外周面35と絶縁セラミックス部材7の後端面37とに、隙間無くろう付け接合されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, the
つまり、ワッシャ状部材31は、その貫通孔33の内周面39と中心電極11の外周面35とがろう付け接合されるとともに、その主面の先端側(先端側主面41)と絶縁セラミックス部材7の後端面37とがろう付け接合されている。
That is, the washer-shaped
これにより、ワッシャ状部材31と中心電極11と絶縁セラミックス部材7とが接合されて一体化するとともに、中心電極11と絶縁セラミックス部材7との隙間が完全に気密される。
Thereby, the washer-shaped
一方、主体金具3の後端側には、図3(b)に示す様に、外径φ17mm×内径φ10.1mm×高さ5mmのコバール製のフランジ付き筒状部材43が配置されている。つまり、貫通孔45を有する筒状部47と、筒状部47の軸方向の一端から外方向に垂直に張り出すフランジ部49と、からなる板厚0.3mmのフランジ付き筒状部材43が、絶縁セラミックス部材7に外嵌されている。
On the other hand, on the rear end side of the metal shell 3, as shown in FIG. 3B, a Kovar flanged
このフランジ付き筒状部材43は、図5に示す様に、ろう材(JIS BAg−8)により、絶縁セラミックス部材7の外周面(即ち環状台部23の外周面)51と主体金具3の後凹部13の後端面15とに、隙間無くろう付け接合されている。
As shown in FIG. 5, the flanged
つまり、フランジ付き筒状部材43は、その筒状部47を先端側に向けて、貫通孔5を閉塞するようにして貫通孔5内に嵌め込まれている。そして、筒状部47の内周面53と絶縁セラミックス部材7の外周面51とがろう付け接合されるとともに、フランジ部49の主面の先端側(先端側主面55)と後凹部13の後端面15とがろう付け接合されている。
That is, the flanged
これにより、フランジ付き筒状部材43と絶縁セラミックス部材7と主体金具3とが接合されて一体化するとともに、絶縁セラミックス部材7と主体金具3との隙間が完全に気密される。
Thereby, the flanged
b)次に、本実施例の着火電極1の製造手順について説明する。
まず、主体金具3、絶縁セラミックス部材7、中心電極11、ワッシャ状部材31、フランジ付き筒状部材43の各部材を、定法に従って、それぞれ製造する。
b) Next, the manufacturing procedure of the
First, each member of the metal shell 3, the insulating
このうち、前記主体金具3には、その後凹部13の後端面(フランジ付き筒状部材43のフランジ部49が接合される面)15に、ろう付け性を向上させるために、Niメッキを施す。
Among these, the metal shell 3 is then subjected to Ni plating to improve the brazing property on the
前記絶縁セラミックス部材7は、アルミナを主体(例えば92重量%)に若干の副原料を加えたものであり、例えばトンネル窯にて、約1600℃にて焼成されたアルミナ質焼結体である。
The insulating
この絶縁セラミックス部材7の外周面51のうち、フランジ付き筒状部材43の筒状部47が接合される部位と、絶縁セラミックス部材43のワッシャ状部材31が接合される後端面37とには、ろう付け性を向上させるために、周知のMo−Mn法によりメタライズ層(図示せず)を形成する。尚、メタライズ層の表面にもNiメッキを施す。
Of the outer
前記中心電極11の後端側の一部には、(ワッシャ状部材31を接合する際の)ろう付け性を向上させるために、Niメッキを施す。
尚、前記ワッシャ状部材31及びフランジ付き筒状部材43の全表面にも、ろう付け性を向上させるために、Niメッキを施す。
Ni plating is applied to a part of the rear end side of the
The entire surface of the washer-
次に、主体金具3の貫通孔5に、フランジ付き筒状部材43を外嵌した状態の絶縁セラミックス部材7を嵌挿する。尚、主体金具3の凹部17にフランジ付き筒状部材43を嵌め込んだ状態で、絶縁セラミックス部材7を嵌挿してもよい。
Next, the insulating
それとともに、ワッシャ状部材31を外嵌した中心電極11を、絶縁セラミックス部材7の貫通孔9に嵌挿する。尚、中心電極11を、絶縁セラミックス部材7の貫通孔9に嵌挿した後に、中心電極11にワッシャ状部材31を外嵌してもよい。
At the same time, the
そして、前記主体金具3、絶縁セラミックス部材7、中心電極11、ワッシャ状部材31、フランジ付き筒状部材43を組み付けて、治具(図示せず)で固定した状態で、ろう付けを行う。
Then, the metal shell 3, the insulating
具体的には、ワッシャ状部材31の近傍にろう材を配置するか、ワッシャ状部材31の主面側と絶縁セラミックス部材7との間にろう材箔を配置する。更に、フランジ付き筒状部材43の筒状部47の近傍にろう材を配置するとともに、フランジ付き筒状部材43のフランジ部49の近傍にろう材を配置する(又は、フランジ付き筒状部材43のフランジ部49と主体金具3の後端面15との間にろう材箔を配置)する。そして、この状態で、例えば還元雰囲気中にて800〜830℃に加熱し、その後冷却することで、ろう付けを行う。
Specifically, a brazing material is disposed in the vicinity of the washer-shaped
これにより、ワッシャ状部材31の先端側主面41と絶縁セラミックス部材7の後端面37とが接合されるとともに、ワッシャ状部材31の内周面39と中心電極11の外周面35とが接合され、それにより、中心電極11と絶縁セラミックス部材7との隙間が気密された状態で、両部材が一体化する。
Thereby, the front end side
また、フランジ付き筒状部材43のフランジ部49の先端側主面55と主体金具3の後端面15とが接合されるとともに、フランジ付き筒状部材43の筒状部47の内周面53と絶縁セラミックス部材7の外周面51とが接合され、それにより、絶縁セラミックス部材7と主体金具3との間隙が気密された状態で、両部材が一体化する。
Further, the front-end-side
c)次に、本実施例の着火電極1が使用される改質装置について説明する。
図6示す様に、着火電極1が使用される改質装置61は、改質原燃料(例えばメタノールを含む燃料)と燃焼用空気とが供給される蒸発器63と、改質触媒層65が充填された改質器67とを備えている。
c) Next, a reformer in which the
As shown in FIG. 6, the
蒸発器63には、着火電極1がその先端側が燃焼室69内に突出する様に配置されてお
り、燃焼用空気により霧化された改質原燃料が、この着火電極1により点火される(着火する)。つまり、着火電極1と燃焼室69内に設けられた相手側の電極(図示せず)との間に、所定の電圧が印加され、それによって両電極間に発生した放電により、改質原燃料が点火される。
In the
そして、この点火によって燃焼室69内でメタノールが部分燃焼して発熱することにより、残りのメタノールや水が蒸発して、改質に適する温度より高い温度の高温蒸気となる。
Then, by this ignition, methanol partially burns in the
その後、この高温蒸気は、改質用空気が加えられて改質器67に送られ、改質器67内の触媒層65によって改質される。
d)次に、本実施例の効果を確認するために行った実験例について説明する。
Thereafter, the high-temperature steam is supplied with reforming air, sent to the
d) Next, an experimental example performed to confirm the effect of the present embodiment will be described.
図7に示す様に、市販のヘリウムリークディテクター(Veeco社製)の容器71の貫通孔73に、本実施例の着火電極1を挿入し、環状円筒部17の下端と貫通孔73の上縁部75とを溶接して、着火電極1を容器71に固定する。
As shown in FIG. 7, the
次に、この容器71の内部を排気し、真空状態(圧力:0.1〜1Pa)として、容器71の周囲にプローブガス(漏れ検出用ガス)であるHeガスを吹き付ける。そして、そのときに、着火電極1を含む容器71の外側から内側に侵入するHeガス量を、ヘリウムリークディテクターを用いて測定した。
Next, the inside of the
その結果、He漏洩量は、1×10-9Pa・m3/sec以下と非常に少なく、極めて気密性に優れていることが分かる。
同様に、市販のグロープラグ(日本特殊陶業社製)、即ち本実施例の様なろう付けにて気密されていないグロープラグを用いて、ガスの気密性の実験を行ったところ、He漏洩量は、1×10-4〜1×10-3Pa・m3/sec程度であり、本実施例と比べて、気密性が低かった。
As a result, it can be seen that the amount of He leakage is as very low as 1 × 10 −9 Pa · m 3 / sec or less, and is extremely excellent in airtightness.
Similarly, when a gas glow test was conducted using a commercially available glow plug (manufactured by Nippon Special Ceramics Co., Ltd.), that is, a glow plug that was not hermetically sealed by brazing as in this example, the amount of He leakage was measured. Was about 1 × 10 −4 to 1 × 10 −3 Pa · m 3 / sec, and the airtightness was lower than that of this example.
e)この様に、本実施例の着火電極1は、中心電極11と絶縁セラミックス部材7との間は、ワッシャ状部材31を介して隙間無くろう付けされており、また、絶縁セラミックス部材7と主体金具3との間は、フランジ付き筒状部材43を介して隙間無くろう付けされているので、着火電極1の軸方向における気密性が極めて高いという顕著な効果を奏する。
e) In this way, the
これにより、着火電極1を改質装置61の蒸発器63に取り付けた場合には、改質原燃料が改質装置61外に漏出することを防止できるので、空燃比に変動が生じ難く、精度良くガスの改質を行うことができる。また、可燃性のガスの漏出を防止できるので、安全性の観点からも、優れている。
Thereby, when the
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば前記実施例では、ワッシャ状部材やフランジ付き筒状部材を介してろう付けを行ったが、それらの部材を介すること無く、中心電極と絶縁セラミックス部材とをろう付けしたり、絶縁セラミックス部材と主体金具とをろう付けしてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said Example at all, and it cannot be overemphasized that it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, in the above-described embodiment, brazing is performed through a washer-like member or a flanged cylindrical member, but the center electrode and the insulating ceramic member are brazed without using those members, The metal shell may be brazed.
ワッシャ状部材やフランジ付き筒状部材の形状は、適宜変更してもよい。例えばワッシャ状部材に代えてフランジ付き筒状部材を用いてもよく、その逆も可能である。
更に、主体金具の後端側にフランジ付き筒状部材を収容する凹部を設けたが、フランジ付き筒状部材の向きを逆にしたり、ワッシャ状部材を用いることにより、凹部を設けなくとも良い。逆に、絶縁セラミックス部材の後端側に、ワッシャ状部材(或いはワッシャ状部材に代えて用いるフランジ付き筒状部材)を収容する凹部を設けてよい。
You may change suitably the shape of a washer-like member or a cylindrical member with a flange. For example, a flanged tubular member may be used instead of the washer member, and vice versa.
Furthermore, although the recessed part which accommodates the cylindrical member with a flange was provided in the rear end side of the main metal fitting, it is not necessary to provide a recessed part by reversing the direction of the cylindrical member with a flange or using a washer-like member. On the contrary, you may provide the recessed part which accommodates a washer-like member (or a cylindrical member with a flange used instead of a washer-like member) in the rear-end side of an insulating ceramic member.
尚、絶縁セラミックス部材は一般にろう付けが難いので、定法に従って、メタライズ層やNiメッキ等を設けることが望ましい。 In addition, since the insulating ceramic member is generally difficult to braze, it is desirable to provide a metallized layer, Ni plating or the like according to a conventional method.
1…着火電極
3…主体金具
5、9、33、45、73…貫通孔
7…絶縁セラミックス部材
11…中心電極
31…ワッシャ状部材
43…フランジ付き筒状部材
61…改質装置
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、
前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、
を備えた着火電極で、
前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、
前記絶縁セラミックス部材の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極。 A cylindrical metal shell,
A cylindrical insulating ceramic member inserted in the through hole of the metal shell,
A rod-shaped center electrode inserted through the through hole of the insulating ceramic member;
With an ignition electrode equipped with
An ignition electrode that ignites by performing discharge between the tip side of the center electrode and an electrode other than the ignition electrode,
The insulating ceramic member and the central electrode are integrated by brazing joint so that a gap between the insulating ceramic member and the central electrode is hermetically sealed at a rear end side of the insulating ceramic member. Ignition electrode.
前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、
前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、
を備えた着火電極で、
前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、
前記主体金具の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極。 A cylindrical metal shell,
A cylindrical insulating ceramic member inserted in the through hole of the metal shell;
A rod-shaped center electrode inserted through the through hole of the insulating ceramic member;
With an ignition electrode equipped with
An ignition electrode that ignites by performing discharge between the tip side of the center electrode and an electrode other than the ignition electrode,
Ignition characterized in that the insulating ceramic member and the metallic shell are integrated by brazing joint so that the gap between the insulating ceramic member and the metallic shell is hermetically sealed at the rear end side of the metallic shell. electrode.
前記主体金具の貫通孔に貫挿された筒状の絶縁セラミックス部材と、
前記絶縁セラミックス部材の貫通孔に貫挿された棒状の中心電極と、
を備えた着火電極で、
前記中心電極の先端側と当該着火電極以外の電極との間で放電を行って着火を行う着火電極であって、
前記絶縁セラミックス部材の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極とを、前記絶縁セラミックス部材と前記中心電極との間隙を気密するように、ろう付け接合により一体化するとともに、
前記主体金具の後端側にて、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具との間隙を気密するように、前記絶縁セラミックス部材と前記主体金具とをろう付け接合により一体化したことを特徴とする着火電極。 A cylindrical metal shell,
A cylindrical insulating ceramic member inserted in the through hole of the metal shell,
A rod-shaped center electrode inserted through the through hole of the insulating ceramic member;
With an ignition electrode equipped with
An ignition electrode that ignites by performing discharge between the tip side of the center electrode and an electrode other than the ignition electrode,
At the rear end side of the insulating ceramic member, the insulating ceramic member and the center electrode are integrated by brazing so as to hermetically seal a gap between the insulating ceramic member and the center electrode,
Ignition characterized in that the insulating ceramic member and the metallic shell are integrated by brazing joint so that the gap between the insulating ceramic member and the metallic shell is hermetically sealed at the rear end side of the metallic shell. electrode.
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