专利名称：具有压电点火装置的点火器的制作方法
具有压电点火装置的点火器本发明的目的是提供一种气体点火器，特别是香烟点火器类型的点火器，其点火装置是使用压电系统获得的。更具体地，本发明涉及一种气体点火器，其包括-与定义中心轴的气体出口喷嘴相连的阀；-用于开启阀的控制杆；-压电系统，其包括与第一电极和第二电极相连的电压发生器，第一电极设置在下游且相对于气体出口喷嘴的一侧上；以及-控制元件，当控制元件被致动时，其适于通过中间杆来驱动阀的开启并在第一和第二电极之间形成电弧。这种类型的点火器已经在市场上销售多年，相对于传统的摩擦轮点火器，由于该类型点火器点火方便，因而具有一定的商业成效。确实，使用摩擦轮来产生火焰需要使用者的两种动作(轮的旋转以及柱塞的按压)，而使用压电点火器仅需柱塞上的按压动作。然而，压电点火的点火器的制造更加复杂，这不仅需要有压电发生器，还必须采取特别的防范以确保空气/气体混合物的点燃。确实，电弧具有极短的持续性，并且能量有限。因此，销售的这种类型的打火机在气体出口喷嘴上系统地采用相对于摩擦轮点火器的额外装置。该装置的作用一方面是产生一个或数个二次气体流，另一方面，构成设置在利于点火的区域内的第二电极。这些二次气体流必须具有一定的速度，以及远比主气流要小的输出流量，以便有助于与周围空气混合，并获得介于1到8%之间的、使点火成为可能的、接近化学计量的比例。普遍可被接受的是，需要有这样的扩散装置，以便获得为压电点火器点火而充分延伸的化学计量区域。在大部分情况中，该装置由螺旋弹簧形成，该螺旋弹簧具有很小直径的间隔的尖顶，并通过插入到气体出口喷嘴孔内进行安装。该实施例显示在图4中，且在很多专利如 FR2551535或EP1435487中有描述。通过弹簧实现的分配装置提出了额外的费用，但是最重要的，这种小尺寸的弹簧通过插入喷嘴来进行的安装，使得制造更加复杂。在使用中，弹簧可能会变形，或者甚至由于挡风壳后的其他物体的引入而脱离喷嘴。为了限制这些缺点，有人提出了使用安装在具有辅助输出孔的喷嘴上的盖来实现该扩散装置，如文献US6672861所述。然而，这种解决方式需要附加的小尺寸部件，以及具有辅助孔的喷嘴，这就不能直接使用大批量生产的用于摩擦轮点火器的标准喷嘴。本发明的目的是降低压电点火器的制造成本，尤其是通过简化其制造。当然，压电点火装置的可靠性不能本质上降低。为了达到这个效果，本发明提出了前述类型的点火器，其特征在于第二电极由导电材料制成的杆的材料成一体的突出部构成，并延伸至顶部，所述顶部布置在喷嘴的下游， 并在控制元件促发过程中相对于所述喷嘴的中心轴线大体与第一电极相对的方式设置，以便距离第一电极一定的距离，以适于产生电弧。尽管没有以递减的速度输送气体流的第二孔，并且尽管电极之间的距离比包括插入喷嘴内的弹簧扩散装置的传统系统要略大，业已发现点火器获得了完全满意的点火。这可以通过以下事实来解释，即通过电极的该布置，电弧穿过纯气体流周围的区域，在此区域气体/空气的混合充分接近化学计量比，不过，该区域仍充分地扩展，以便获得点火器的点火。形成第二电极的突出部与杆形成一体部件，这也可有助于提高导电性，以及从而改善从压电发生器到第二电极的电路中的弱电流通路。当然，在现有技术中，该电流是通过杆、喷嘴、以及随后的分配装置传递的，这尤其在杆与喷嘴之间的接合处会产生损失。值得注意的是，由于这样的杆形成了能实现两个作用的单一部件，点火器的制造就实质上简化了。在喷嘴上不再需要安装一部件，且喷嘴可以是用于摩擦轮点火器的完全标准化的喷嘴。在本发明的优选实施例中，还可以借助于以下一个或另一个布置-构成第二电极的突出部整体上呈三角形板状，三角形板的基部与杆成一整体； 这种布置在第二电极的坚固性和电极上的电弧启动精度之间提供了很好的平衡；-杆具有两分支，它们环绕与阀连接的减小的外部的接合部，其中构成第二电极的突出部从所述两个分支端部中至少一个端部开始延伸；-在电弧产生的瞬时，构成第二电极的突出部的顶部距中心轴线的径向距离在1 至IJ 5mm之间，优选为约2mm;-在形成电弧期间，构成第二电极的突出部的顶部根据中心轴线距喷嘴的纵向距离在2到8mm之间，优选为约4mm ；-在形成电弧期间，根据中心轴线从喷嘴起，从第一电极的端部测得的和从构成第二电极的突出部的顶部测得的纵向距离在2mm内；为了获得具有用于分配气体的标准装置、而无需借助于比目前使用的能量更强的压电发生器的香烟点火器的点火，这些数值范围显得更为适合，-在电弧产生期间，突出部的顶部位于根据中心轴线测得的从喷嘴起的某一纵向距离处，该距离小于从第一电极的端部起的纵向距离；-杆和形成第二电极的突出部由导电性合成树脂注模成型；这可以获得相对复杂且精确形式的第二电极，除了突出部需要的材料量之外，无需额外的费用，-杆和形成第二电极的突出部由金属板构成。本发明的其他特征和优点将从以下参照附图对非限制性实施例作的描述中得以明了，其中-
图1是根据本发明的具有使用控制杆的用于分配气体的装置的点火器头部的简化剖视图，其中所述杆位于静止位置；-图2是与图1类似的视图，其中控制杆位于点火位置；-图3a是图1和2中控制杆的透视图；-图北是与图3a类似的图，其示出了控制杆的另一替代实施例；-图4是示出了现有技术的与图2类似的视图。在各图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。图1部分地示出了根据本发明的气体点火器1的剖视图，具体地是香烟点火器。点火器1包括压电点火装置2，以及分别安装在壁4和通道5内的用于分配气体的装置3，通道5形成在塑性材料的贮存器的上壁6中。贮存器通过结构7延伸到上壁6外， 该结构7特别地用作金属挡风壳的支撑。
已知，压电点火装置2包括压电元件21，板22，支撑板23，以及安装在管状体25中的小槌对。致动按钮沈固定在管状体25的上端。金属楔27横向地安装在管状体25上， 并与支撑板23电连接。这些元件形成一个单元，该单元由贮存器的上部结构7和插入壁4 内的套筒在竖直方向上被引导滑动。因此，致动按钮沈在上端静止位置和点火位置之间垂直移动，上端静止位置如图 1所示，其中，致动按钮26由未示出的弹簧引导，而点火位置在使用者施加足够大压力时获得。当获得了图2所示的点火位置时，小槌M叩击支撑板23，且压电元件21产生一高压 (15000伏)，并传递到第一电极四。第一电极四由带有安装在致动按钮沈上的塑性尖端的弹簧构成，这样，致动按钮26的内端部与板22接触，而外自由端部29a位于由挡风盖8 保护的空间内。第一电极四的自由端^a相对第二电极50布置，具体细节将在下面进行介绍，这样高压就在电极之间产生电弧。另一方面，与支撑板23相连的楔元件27与控制杆10接触， 并驱动控制杆的枢转。用于分配气体的装置3完全是标准化的。它包括圆柱体31，在其下端处由垫圈固定一多孔膜。多孔膜可以调节来自贮存器的气体流量，不管与之接触的是蒸气相气体还是液相的气体。中空杆32可滑动地安装在圆柱体31内，该中空杆32在其下端处装有缓冲件 34，当杆32位于下端位置时，缓冲件构成一阀，该阀密封减小的通道。在圆柱体31的外部， 中空杆32具有接合部分33，其由外部递减的部分形成，且由两径向缺口纵向地界定出。该接合部分33与控制杆10接合，这样控制杆10的枢转就能驱动中空杆32在圆柱体31内的如图1所示的下降位置和如图2所述的上升位置之间上升和下降，在图1中分配装置3是密封的，在图2中，分配装置通过喷嘴35提供气体。此处的喷嘴35与中空杆32形成一整体，但也可以有其它的结构。喷嘴35具有位于其顶端的平面内的单一孔。此处的该孔由圆柱体通道的开口形成，因此它是圆形的且中心轴Z垂直设置，如附图1和2所示。控制杆10枢转地安装在由贮存器的上部结构7支撑的轴41上。如图3a中可以更好地看出，杆10具有倾斜延伸至在图中轴41左侧的第一臂43。 该臂43具有自由端，当按钮沈被致动时，抵住该自由端以支撑楔元件27。杆10包括大体水平延伸至图中轴41右侧的第二臂44，这样，该杆整体上具有V型开口的结构。在此以V 型刀片的形式实现的弹簧45，施加一作用力到第一臂43下，以便引导杆10朝向图1所示的静止位置。第二臂44具有由两平行的分支48界定出的窗口 47。这些分支48相互间隔开且同形，特别在其突出部48a上，这样与中空杆32的接合部分33以一定的间隙配合。在附图中，杆10的第二臂44具有突出部50，该突出部大体上与该臂垂直并向上延伸至顶部51。因此，无论杆10是处于静止位置还是点火位置，顶端51总位于相对于喷嘴35的开口平面的下游，并相对于中心轴Z略有偏置。突出部50起压电点火系统的第二电极的作用。但是必须指出的是，当杆10位于点火位置时，即当压电点火系统2提供电压时，该突出部50的顶端51的位置正是产生电弧的位置，为达到本发明的目的这是很重要的。顶端51的该位置必须位于喷嘴35的开口的下游，并相对中心轴Z有一偏移量，且位于与第一电极四相对的那侧上。顶端51的几何中心不需要相对于中心轴Z精确地刚好在直径方向上定位在第一电极的自由端29a的相对侧上，可以有偏移。然而，优选地是，连接这些点的线要横贯一区域，其中，当分配装置3的阀 34完全打开时，喷嘴35输送的气体含量为100%。该纯气体区域的边缘在图2中表示为区域A。但是，如果要获得满意的点火，则该线相对于区域A不能以明显分离的方式通过，尤其是分离的距离是比该点所在区域的直径大的距离。另一方面，本领域的技术人员应当能够明白，当杆10位于点火位置时，第一电极的自由端29a与顶端51之间的距离必须保持在一定的范围内，以使形成的电弧有足够的能量。从图3中可以更好地看出，突出部50整体上为三角形板，它的末端构成顶端51以及基部52与杆10成一体。实施例中所示的呈延伸三角形形式的该三角板形，提供了一相对小尺寸的顶部，这可以精确地定位电弧的端部，同时又能提供基本可靠的突出部50，并且在任何情况下，它都不只是一简单的杆。突出部50来自杆10的材料，即它由与杆10相同的材料构成，并具有与杆的完美连续，以便只构成单一部件。该部分必须由导电材料制成，从而突出部50可以实现其作为压电点火装置2的第二电极的功能。在图1、2以及3A所示的杆10的第一实施例中，该部分是由人造树脂作为基体的导电体，例如通过加入一定比例的导电性良好的粒子。杆10通过该塑性材料的注模成型来实现，从而能够获得具有很好精密度的部件。由于突出部的三角形形状易于从模具中取出， 使得突出部50的成型方法不会变得复杂。注意，从图3A中可以看出，突出部50的基部52由连接第二臂的分支48的两个自由端的杆M支撑。这增强了第二臂的牢固性，并且合成树脂的弹性使得喷嘴35可穿过窗口 47以略微的咬合力接合，尤其是接合在接合部31上的突出部48a上。从图3A还可以看出，突出部50的基部52位于左分支48的端部处的杆M的一侧上。但是也可以考虑位于更加中心的位置，以及对称地连接两臂的突出部基部。图;3B示出了杆10的另一可替代的实施例。在这个可替代的实施例中，杆10由金属板构成，因此完全导电，它可以完全由传统的切割、冲压以及折边加工形成。可以注意到，在该可替代的实施例中，电极50具有只连接到左分支48—端的基部 52。事实上，基部52是该分支的一个延伸部，通过折边加工弯折了大约90度。还可以注意至IJ，突出部50的三角形使得突出部在其基部52上具有坚固性和刚性，又同时具有递减尺寸的顶部51，从而使得电弧的定位具有良好的准确度。此处的窗口 47是打开的，以便使第二臂44横向地与用于分配气体的装置的接合部33接合，所述装置与装置3完全相同。在这个可替代的实施例中，只有贮存器的上部结构7必须改进，以便支撑不同结构的枢转轴41。无论是可替代的实施例中的杆10，点火器的点火操作是完全相同的。点火操作通过以下述方式进行。使用者用拇指压住控制按钮沈，从而使支撑板23和楔元件27下降，直到叩击到小槌对，此时便得到图2所示的结构。在按钮的下降过程中，楔元件27作用于杆10的第一臂43上，从而驱动杆10枢转。第二臂44以逆时针方向执行一小角度的圆弧动作，从而驱动中空杆32的向上运动。中空杆的该运动使构成阀的缓冲件34上升，并通过输出喷嘴35 输送气体。在小槌M的叩击时，即在图2所示的结构中，压电元件21释放出非常高的电压， 该电压一方面通过中间件板22传递到第一电极四，另一方面传递到由突出部50形成的第二电极。向第二电极50的传递是通过以下部件实现的中间件板23，与中间件板23相连的楔元件27，其上支撑着楔元件27的杆10的第一臂43，以及支撑着突出部50的第二臂。要注意的是，第一臂43、第二臂44以及突出部50形成一个单一的导体，从而电导性不会受到接触的影响。在该结构中，根据释放的电压以及其他所示的元件，第一和第二电极O9，50) 必须非常靠近，以便在两电极之间产生电弧。更准确地说，电弧在最近的两区域之间产生， 即在转向自由端^a的顶端51那侧与该自由端^a的下部之间。来自喷嘴35并与空气混合的气体能够获得可靠且可反复的点火。这样，使用压电发生器，可以无需直至目前被认为是获得点火所必须的分配装置。如图4所示，包括压电系统和用于分配气体的装置的现有技术中的点火器，在所有方面可比拟，此外还包括由具有非结合尖顶的螺旋弹簧构成的分配装置C。小尺寸弹簧C的尖顶之间的间隙用于输送螺旋层状的辅助气流B。区域B与主气流的区域A—样，显示了比率也是100%的区域。辅助气流B具有一定的喷出速度，其流量比主气流A小得多，且与空气的混合气是从分配弹簧C的紧邻的宽敞区域中获得，直到包围安装在致动按钮上的弹簧的自由端。电弧形成在构成第一电极的弹簧的自由端与分配弹簧C的左上端部之间，因此，该电弧几乎完全被包括在空气/气体混合区域内，且不会横过主纯气流Α。获得根据本发明的装置的可靠的点火，当然依赖于一些参数，诸如电压、电流以及由压电系统2产生的放电的持续时间，由喷嘴35输送的气流A的特性，由盖体界定出的空间内的空气循环流动特性，而且在某种方式上还依赖于第一和第二电极( ，50)相对于该气流的布置。对于标准的香烟点火器，S卩，由于没有分配装置，香烟点火器的喷嘴35以及出口气体流的特性与摩擦轮点火器的相同，以及压电发生器等同于所使用的点火装置，显然，此后用来定位顶部51的参数是首优的。这使得顶部51相对于气流、更确切的是相对于气流的中心轴Z定位，以及相对定位在第二电极的该顶部51和第一电极的自由端29a之间。优选地，符合于下述特征。构成第二电极的突出部的顶部51优选地位于离中心轴Z的径向距离R2处，该距离介于1到5mm之间。距离R2过短会产生干扰出口气流的风险，而距离过长会过度地分离开两电极。在所示的实施例中，R2大约为2mm。图2中所示的径向距离R2当然必须是电弧产生时所对应的结构下测量的，在其他结构中，由于控制杆10的运动，顶部51会间隔得更开。构成第二电极的突出部50的顶端51位于的纵向位置L2在2到8mm之间。顶端的该纵向距离L2对应于从喷嘴35的开口平面并沿平行于中心轴Z的方向测得的距离。距离越短会使电弧越靠近喷嘴35，这会使电弧的轨迹更加随机，并使点火更加困难。较长的距离是可能的，但是会损害到防风罩8下的点火系统所占的空间。在实施例中，距离L2在电弧产生过程中大约为4mm。第一电极四的端部29a在电弧产生时即按钮沈压下时位于距离喷嘴35的纵向距离Ll处。第一和第二电极O9，50)的纵向距离(L1，L2)应以这样的方式进行选择，即要获得点火效果佳的最佳电极交互距离，且为了确保电弧出现在第一和第二电极之间。更优选地，在与气体流相对垂直的电弧产生时，距离Ll与L2之差不大于2mm。在距离Ll与L2之间存在差别的情况下，优选地，构成第二电极的突出部50的顶部51更靠近喷嘴35，因此L2比Ll短，以便限制突出部50的尺寸。当然，上文所示关于香烟点火器类型的点火器的实施例绝不受任何限制。仍在下文所述的权利要求保护范围内的几何变形甚至结构的替换都是可能的。举例来说，这里绕中心轴41实施倾斜的杆10可以具有极大不同的运动，甚至平移运动。此处的喷嘴35与构成阀的缓冲件34可一体移动，但是对于其他类型的点火器，例如烤肉点火器，它可以通过柔性管道提供喷嘴与阀的连接。构成第二电极的突出部50可以是除三角形板之外的许多其他结构，甚至具有数个顶部，只要这些顶部设置成可获得至少一个能够点燃气流的电弧。
权利要求
1.气体点火器，包括-阀(34)，其与定义中心轴(Z)的气体出口喷嘴(35)相连；-杆(10)，用于控制该阀(34)的开启；-压电系统O)，包括与第一电极09)和第二电极相连的电压发生器(21)，第一电极 (29)设置在相对于气体出口喷嘴的下游的一侧上；以及-控制元件(沈)，其适于通过中间件杆(10)来驱动阀(34)的开启，以及当致动该控制元件时，在第一和第二电极之间产生电弧，其特征在于第二电极由突出部(50)构成，该突出部与用导电材料制成的杆(10)的材料形成一体，并延伸至顶部(51)，所述顶部(51)布置在喷嘴(35)的下游，并在控制元件 (26)致动过程中，以相对于所述喷嘴(3 的中心轴(Z)大体上与第一电极09)相对的方式设置，以便距离第一电极09) —定的距离，以适于产生电弧。
2.根据前述权利要求所述的点火器，其特征在于，构成第二电极的该突出部(50)整体上呈三角形板状，其基部(5 与杆(10)成一整体。
3.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，杆(10)具有两分支(48)，该两分支G8)环绕与阀(34)连接的具有递减外部的接合部(33)，且其中，构成第二电极的突出部(50)从所述两个分支G8)的端部中的至少一个端部开始延伸。
4.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，在电弧产生瞬时，构成第二电极的突出部(50)的顶部(51)位于距离中心轴(Z) —径向距离(R2)处，该径向距离(R2)介于1到5mm之间，且优选为约2mm。
5.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，当电弧产生时，构成第二电极的突出部(50)的顶部(51)位于根据中心轴(Z)距喷嘴(35) —纵向距离(L2)处，该纵向距离(L2)介于2到8mm之间，优选为约4mm。
6.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，当电弧产生时，根据中心轴(Z) 从喷嘴(3 起，从第一电极的端部09a)测得的和从构成第二电极的突出部的顶部(51) 测得的纵向距离(L1，L2)大体相同，相互之间在2mm之内。
7.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，当电弧产生时，根据中心轴(Z) 从喷嘴(35)起测得的突出部(50)的顶部(51)的纵向距离(L2)，比第一电极(50)的端部 (29a)的纵向距离(Li)要小。
8.根据前述任一权利要求所述的点火器，其特征在于，杆(10)和构成第二电极的突出部(50)由导电性合成树脂注模成型。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的点火器，其特征在于，杆(10)和构成第二电极的突出部(50)由金属板构成。
全文摘要
气体点火器，包括与喷嘴(35)相连的阀(34)，用于控制阀(34)开启的杆(10)，包括设置在喷嘴下游一侧上的第一电极(29)和第二电极的压电系统(2)，以及适于驱动阀(34)的开启并当致动时产生电弧的控制元件(26)。第二电极由与导电材料制成的杆(10)成一体的突出部(50)构成。突出部的顶部(51)布置在喷嘴(35)的下游，并在控制元件(26)致动时相对于所述喷嘴(35)的中心轴(Z)基本上与第一电极(29)相对的方式设置，以便距离第一电极一定的距离，从而产生电弧。
文档编号F23Q2/28GK102483235SQ201080033846
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者乔塞普·阿尔特斯, 乔迪·马斯特, 伊洛艾·贡扎尔沃 申请人:毕克有限公司