专利名称：点火器护罩的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及气态燃料的点火器，具体涉及包括点火器元件和用于保护 该点火器元件的护罩的点火器。背鼓技术陶瓷材料作为例如燃气炉、加热器和衣物干燥器的点火器已取得了很大的成 功。制造陶瓷点火器包括用陶瓷部件构造电路，所述陶瓷部件的一部分是高电阻 的，经引线通电后其温度会上升，例如可参见美国专利6，582，629、 6,278,087、 6,028,292、 5,801,361、 5， 786， 565、 5， 405， 237、 5191508和美国公开文本 2003/0080193。典型的点火器一般是矩形元件，点火器顶端带有高电阻的"加热区"以及从 点火器相反一端与所述加热区相连的一个或多个导电"冷区"。 一种目前可从 Norton Igniter Products of Milford， N. H获得的Moni-Igniter"点火器被设 计成用f 12-120V电压，并且其组成包括氮化铝(A1N) 、 二硅化钼(MoSi2)和碳 化硅(SiC)。业己在陶瓷点火器上使用某些护罩元件以便点火器系统具有增强的机械整 体性(参见Hamel的美国专利6,777,650，它公开了一种非常有用的点火器/护罩 系统)。但是，鉴于终端用户的要求，需要以更高的制造效率制得更耐用的点火器系统。需要一种具有点火器元件和护罩的点火器，所述护罩用于保护所述点火器元 件免遭意外的或其它不合需求的破坏或断裂。还需要这样一种点火器系统，其制 造和使用相对价廉。
发明的内容本发明提供一种新的点火器系统，它包括陶瓷点火器元件和固定包封的护罩 元件。所述护罩元件可以各种构造固定在所述点火器元件上，包括直接附着在所述 点火器兀件上或者通过在所述点火器元件和所述护罩元件之间的插入另一个结 构物来固定在所述点火器元件上。一种较好的系统还可包括用于所述陶瓷点火器元件的固定块或其它结构物。 在较好的系统中，点火器元件的近端接合在所述固定结构中，包封该点火器元件 的护罩元件固定在该固定结构上。电引线与点火器的所述近端相连以向所述点火 器提供电能。在-个较好的系统中，木发明点火器系统可以包括陶瓷点火器元件，其近端 置于P fl &结构中。护罩元件包封所述点火器元件并固定在所述固定结构上。在所述系统的点火器元件和护罩元件之间放置有固定块的点火器系统中，所 述固定结构较好是非金属并且可由例如塑料或陶瓷材料制成。可在该固定结构上 有利地附着(较好通过喷丸硬化(peening)或压入配合)由金属构造的其它固 定支架。通过不使护罩元件与这种金属固定支架相对接，这些元件相互间是电气 绝缘的，从而可避免电击危害。在木文中术语"护罩元件与陶瓷点火元件是"固定的"、"附着的"或"锁 定接合的""(或其它类似的术语)是指护罩元件与点火器元件直接接合(即直 接附着在点火器元件上)或通过结实的接合而非简单的压入配合而间接与点火器 元件接介(即附着至一个中间结构如固定结构)。例如，护罩和点火器元件的较 好接合包括对接法兰、对接法兰/凹槽系统、螺纹接合等。另外，在较好的系统中点火器元件和护罩元件被视为是"固定的"、"附着 的"或者"锁定接合的"(或其它类似的术语)，此时在器件的常规使用过程中 这些元件保持直接对接或通过一个中间结构(例如固定元件)间接对接，不会例 如在常规的人工操作该接合元件的过程中发生脱开。所述固定的或者锁定的接合 通常不包括护罩和点火器或中间结构元件的直接粘结(bonding)(例如焊接)。下而描述本发明的其它方面。
图1是本发明较好的点火器的部分剖面图； 图2是本发明较好点火器护罩的平面图； 图3是较好的点火器固定块的示意图；图4是本发明较好的点火器系统的示意图；图5是本发明另一个较好的点火器护罩的示意图。
具体实施方式
如前面所述，本发明提供一种用于陶瓷点火器的新的护罩元件。本发明较好 的点火器系统能使护罩和点火器元件直接或间接固定(例如可锁定地)连接，例 如经由--个点火器固定结构。本发明更好的点火器系统还可包括以高制造效率 (尤其是减少的构造材料)得至lj的有效的护罩元件。本发明较好的点火器系统可包括 (a)陶瓷点火器元件，它具有导电部分并适于使气态燃料点火，所述导电 部分(i)与点火器的电阻性加热区相连；并且(ii)与一个电引线相连；和(b)用于保护该点火器元件的护罩元件，所述点火器元件沿所述护罩元件的 纵轴放'ff，所述护罩元件包括多个开孔，所述点火器元件和护罩元件相互锁定地 接合。下lfif参见附图，图1显示本发明较好的点火器系统10，它包括与点火器元件 14附着接合的的护罩元件12。如图所示，点火器14固定在点火器固定结构16 中。这种固定夹具可由各种材料制得，包括金属、陶瓷、塑料等。对于许多用途， 较好使用非金属材料(例如塑料和/或陶瓷塑料密封剂材料)来构造固定结构16， 如图1所示的那样包封点火器的导电近端。陶瓷塑料材料的这种应用可参见美国 公开专利申请2003/0080103。合迠的点火器元件14可具有各种构造，包括例如美国专利5,892,201、 6,474,492和6,582,629公开的陶瓷点火器元件。具体地说，较好的点火器元件14通常包括与高电阻中部相连的导电端部， 它也称为"加热区"。使用时，点火器元件的导电端部可与电引线相连，该电引 线向该点火器提供电能。随后将一部分相连的点火器元件14固定(例如用合适 的粘合剂胶结)在陶瓷外壳16或其它固定结构中。而点火器元件的其余部分14a 伸出该结构16的一端。所示引线可穿过固定结构16，从相反一端伸出。如图1大致描述和前面所述的那样，固定结构16可包括附加元件，例如压 入配合(喷丸硬化的)法兰即固定元件18，它可用于附着其它操作元件，例如接 合在小孔20中的传感器元件(图中未表示)，用于探测火焰、热量等。如前面 所述，通过将金属护罩元件12与金属固定元件18相分离，可避免电击危害。
护罩12可由能长时间承受燃料点火温度作用并能使包封的点火器元件14免 受损伤或断裂的任何合适的材料制成。较好的用于构造护罩元件的材料包括具有 足够硬度来保护包封的点火器元件免遭不当心的损伤或断裂，但是又是可延展的 以便容易形成所述护罩并随后将所述护罩用于点火器系统中的那些材料。例如较好的是由高温金属合金(例如INC0NEL,镍-铬-铁合金或者KANTHAL"金属合金) 制得的护罩元件。如阁1所示，合适的护罩12可具有基本管状结构，其基本圆形的横截面较 好与固定结构16具有相同的直径。护罩元件与固定块元件的这种对应的直径可 使两者，在没有可能会使用的附着锁定机构15情况下，也能紧紧地接合在一起。除了保护点火器元件免遭意外损伤或断裂以外，所述护罩元件较好还有助于 将所述点火器系统固定在所用的工业或市政燃气装置(图中未表示)中。合迠的护罩元件包括一个或多个(较好许多)空气或燃气可流通的孔22。合 适的孔可包括各种构型，包括狭缝、基本圆形、椭圆形、斜向狭缝等。图2给出一种本发明较好的护罩元件12，它包括许多狭缝孔22和一个对接 或锁定机构30，该机构30包括一个或较好多个接合元件32，该接合元件32可 如图3人致描述的那样附着至点火器固定块16上。如图3所示，固定结构16包 括能容纳点火器元件的点火器孔34和一个或多个与护罩12相应的凸缘32对接 的接合部36。图4示意性地描述了护罩元件12和固定结构16,它们各自带有使所述元件 12和16接合的互锁的护罩边缘38和固定结构边缘40。如阁4所示，护罩元件12仅延伸至固定结构16的近端16a，从而使构造护 罩所需的材料减至最少。在图4例举的这种较好实例中，护罩元件12伸入点火 器固定结构16并且伸入部分占固定结构16总长度的不超过约50%，护罩元件伸 入部分较好不超过固定结构总长度的约40%、 30%、 20%或甚至不超过约10%。本发明点火器系统可排列成各种构造和尺寸。因此，护罩/点火器组件的合 适的长度(图4中的长度x)可根据该系统具体的用途而异。对于某些较好的系统， 点火器/护罩组件合适的长度x (如图4所示)可以为约2-12cm、较好约4-8cm、 更合迠的长度x约为6cm。对于某些较好的系统，合适的固定结构的长度z (如 图4所小)可以为1-6cm，较好约为1.5-5cm，更合适的长度z为约2. 5cm。对 于某些较好的系统，由固定结构伸出的合适的护罩长度t (如图4所示)可以为 约l-6cm，较好约1.5-5cm，更合适的长度t约为3. 5cm。对于某些较好的系统， 护罩元件和固定结构元件之间合适的叠合(或对接区)长度y(如图4所示)可以约为O. 25-4cm，较好约O. 25-2cm，更合适的长度y约为0. 5cm。对于某些较好的 系统，护罩元件和固定元件的宽度w (如图4所示)可发生变化，并可以约为 0. 25-4cm，较好约O. 25-2cm，更合适的宽度w约为lcm。图5给出另一个较好的护罩元件12，它包括许多狭缝孔22和对接或锁定机 构30，该对接或锁定机构30包括一个或较好多个接合元件32，该接合元件32 可附着至点火器固定块(点火器块在图5中未表示)。在图5所示的结构中，含 狭缝孔22的点火器区t (该区也显示在图4中)仅伸出一部分距离来包封点火器 元件，因此所述点火器有面未被包封。例如，在该结构中点火器区可仅伸出例如 最多占包封距离t'的约80%、 70%、 60%、 50%、 40%或30% (距离t'如图5 所示)。这种部分包封的结构对某些用途是有利的，例如可使包封的点火器元件 更靠近燃料出口放置(例如在燃气烹饪烤炉的情况)。护罩元件可容易地用各种方法制得，包括用金属片原料冲压，所述金属片原 料可以是上述高温金属合金。本发明点火器可用于各种用途，包括气态燃料点火用途(例如炉子和烹饪用 具、护壁板式加热器、锅炉和煤气炉顶端)。具体地说，本发明点火器可作为点 火源用于填塞(st叩)顶部气体燃烧器和燃气炉。本发明点火器还适合或用于使液态燃料(例如煤油、汽油)蒸发并点火的场 合，例如用于机动车(如汽车)预热的加热器。另外，本发明较好的点火器系统与称为热线点火塞的加热元件不同。常用的 热线点火塞常加热至相对较低的温度(例如最高温度约为80(TC、 90(TC或1000 °C)，从而它是加热一定体积的空气而非直接使燃料点火，而本发明较好的点火 器可提供的最高温度例如至少约1200°C、 130(TC或1400°C，直接使燃料点火。 本发明较好的点火器系统无需如热线点火塞常用的那样带有围绕点火器元件的 气密密封或者至少一部分气密密封来形成气体燃烧室。此外，本发明许多较好的 点火器在相对高的线电压下使用(例如超过24V的线电压，如60V或更高、或者 120V或更高，包括220V、 230V和240V)，而热线点火塞通常仅在12-24V下使 用。本文提到的所有文献均以引用的方式插入本文作为本发明的一部分。 上面对本发明和本发明的较好实例进行了详细描述。但是应理解在阅读了本发明公开的内容后本领域的普通技术人员可在所附权利要求的范围内对本发明进行改进和完善。
权利要求
1.一种点火器系统，它包括适合使气态燃料点火的点火器元件；用于保护所述点火器元件的护罩元件；所述点火器元件和护罩元件锁定接合。
2. 如权利要求1所述的点火器系统，其特征在于在所述点火器元件和护罩 元件之问放置有固定结构。
3. 如权利要求2所述的点火器系统，其特征在于所述护罩元件与所述固定 结构重叠约所述固定结构长度的50%或更少。
4. 如权利要求2所述的点火器系统，其特征在于在所述固定结构上附着有 固定支架。
5. 如权利要求2所述的点火器系统，其特征在于所述固定结构不是金属构造。
6. 如权利要求1所述的点火器系统，其特征在于所述护罩元件和点火器元 件通过接合法兰相接合。
7. 如权利要求1所述的点火器系统，其特征在于所述护罩元件是金属构造。
8. 如权利要求1所述的点火器系统，其特征在于护罩元件包括许多使空气 和燃料流通的孔。
9. 如权利要求1所述的点火器系统，其特征在于所述点火器元件是陶瓷。
10. —种点火器系统，它包括(a)具有导电部分的陶瓷点火器元件，它适合使气态燃料点火，所述导电 部分(i)与点火器电阻性加热区相连；(ii)与电引线相连；和(b)用于保护所述点火器元件的护罩，所述点火器元件沿所述护罩元件的纵 轴放置；所述护罩元件包括许多开孔，所述点火器元件和护罩元件锁定接合。
11. 如权利要求IO所述的点火器系统，其特征在于所述陶瓷点火器元件是 烧结的。
12. 如权利要求IO所述的点火器系统，其特征在于所述固定结构置于点火 器元件和护罩元件之间。
13. 如权利要求12所述的点火器系统，其特征在于所述护罩元件与所述固 定结构'TI:叠部分为所述固定结构长度的约5Q0/^或更短。
14. 如权利要求12所述的点火器系统，其特征在于在所述固定结构上附着 有固定支架。
15. 如权利要求IO所述的点火器系统，其特征在于所述点火器元件和护罩 元件通过接合法兰相接合。
16. —种使气态燃料点火的方法，它包括向权利要求l所述的点火器施加电流。
17. —种使气态燃料点火的方法，它包括向权利要求IO所述的点火器施加 电流。
全文摘要
提供一种新的点火器系统，它包括陶瓷点火器元件和附着的包封护罩元件。所述护罩元件可以各种结构接合或附着在所述点火器元件上，包括直接附着在点火器元件上或者通过另外一个置于点火器和护罩元件之间的结构进行接合。在较好的系统中，点火器元件的近端可接合在一个固定结构中，包封该点火器元件的护罩元件附着在该固定结构上。
文档编号F23Q7/00GK101163921SQ200680004111
公开日2008年4月16日 申请日期2006年2月3日 优先权日2005年2月5日
发明者S·M·哈梅尔, T·A·乔答基 申请人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司