專利名稱：點火器護罩的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及氣態(tài)燃料的點火器，具體涉及包括點火器元件和用于保護 該點火器元件的護罩的點火器。背鼓技術陶瓷材料作為例如燃氣爐、加熱器和衣物干燥器的點火器已取得了很大的成 功。制造陶瓷點火器包括用陶瓷部件構造電路，所述陶瓷部件的一部分是高電阻 的，經(jīng)引線通電后其溫度會上升，例如可參見美國專利6，582，629、 6,278,087、 6,028,292、 5,801,361、 5， 786， 565、 5， 405， 237、 5191508和美國公開文本 2003/0080193。典型的點火器一般是矩形元件，點火器頂端帶有高電阻的"加熱區(qū)"以及從 點火器相反一端與所述加熱區(qū)相連的一個或多個導電"冷區(qū)"。 一種目前可從 Norton Igniter Products of Milford， N. H獲得的Moni-Igniter"點火器被設 計成用f 12-120V電壓，并且其組成包括氮化鋁(A1N) 、 二硅化鉬(MoSi2)和碳 化硅(SiC)。業(yè)己在陶瓷點火器上使用某些護罩元件以便點火器系統(tǒng)具有增強的機械整 體性(參見Hamel的美國專利6,777,650，它公開了一種非常有用的點火器/護罩 系統(tǒng))。但是，鑒于終端用戶的要求，需要以更高的制造效率制得更耐用的點火器系統(tǒng)。需要一種具有點火器元件和護罩的點火器，所述護罩用于保護所述點火器元 件免遭意外的或其它不合需求的破壞或斷裂。還需要這樣一種點火器系統(tǒng)，其制 造和使用相對價廉。
發(fā)明的內容本發(fā)明提供一種新的點火器系統(tǒng)，它包括陶瓷點火器元件和固定包封的護罩 元件。所述護罩元件可以各種構造固定在所述點火器元件上，包括直接附著在所述 點火器兀件上或者通過在所述點火器元件和所述護罩元件之間的插入另一個結 構物來固定在所述點火器元件上。一種較好的系統(tǒng)還可包括用于所述陶瓷點火器元件的固定塊或其它結構物。 在較好的系統(tǒng)中，點火器元件的近端接合在所述固定結構中，包封該點火器元件 的護罩元件固定在該固定結構上。電引線與點火器的所述近端相連以向所述點火 器提供電能。在-個較好的系統(tǒng)中，木發(fā)明點火器系統(tǒng)可以包括陶瓷點火器元件，其近端 置于P fl &結構中。護罩元件包封所述點火器元件并固定在所述固定結構上。在所述系統(tǒng)的點火器元件和護罩元件之間放置有固定塊的點火器系統(tǒng)中，所 述固定結構較好是非金屬并且可由例如塑料或陶瓷材料制成?？稍谠摴潭ńY構上 有利地附著(較好通過噴丸硬化(peening)或壓入配合)由金屬構造的其它固 定支架。通過不使護罩元件與這種金屬固定支架相對接，這些元件相互間是電氣 絕緣的，從而可避免電擊危害。在木文中術語"護罩元件與陶瓷點火元件是"固定的"、"附著的"或"鎖 定接合的""(或其它類似的術語)是指護罩元件與點火器元件直接接合(即直 接附著在點火器元件上)或通過結實的接合而非簡單的壓入配合而間接與點火器 元件接介(即附著至一個中間結構如固定結構)。例如，護罩和點火器元件的較 好接合包括對接法蘭、對接法蘭/凹槽系統(tǒng)、螺紋接合等。另外，在較好的系統(tǒng)中點火器元件和護罩元件被視為是"固定的"、"附著 的"或者"鎖定接合的"(或其它類似的術語)，此時在器件的常規(guī)使用過程中 這些元件保持直接對接或通過一個中間結構(例如固定元件)間接對接，不會例 如在常規(guī)的人工操作該接合元件的過程中發(fā)生脫開。所述固定的或者鎖定的接合 通常不包括護罩和點火器或中間結構元件的直接粘結(bonding)(例如焊接)。下而描述本發(fā)明的其它方面。


圖1是本發(fā)明較好的點火器的部分剖面圖； 圖2是本發(fā)明較好點火器護罩的平面圖； 圖3是較好的點火器固定塊的示意圖；圖4是本發(fā)明較好的點火器系統(tǒng)的示意圖；圖5是本發(fā)明另一個較好的點火器護罩的示意圖。
具體實施方式
如前面所述，本發(fā)明提供一種用于陶瓷點火器的新的護罩元件。本發(fā)明較好 的點火器系統(tǒng)能使護罩和點火器元件直接或間接固定(例如可鎖定地)連接，例 如經(jīng)由--個點火器固定結構。本發(fā)明更好的點火器系統(tǒng)還可包括以高制造效率 (尤其是減少的構造材料)得至lj的有效的護罩元件。本發(fā)明較好的點火器系統(tǒng)可包括 (a)陶瓷點火器元件，它具有導電部分并適于使氣態(tài)燃料點火，所述導電 部分(i)與點火器的電阻性加熱區(qū)相連；并且(ii)與一個電引線相連；和(b)用于保護該點火器元件的護罩元件，所述點火器元件沿所述護罩元件的 縱軸放'ff，所述護罩元件包括多個開孔，所述點火器元件和護罩元件相互鎖定地 接合。下lfif參見附圖，圖1顯示本發(fā)明較好的點火器系統(tǒng)10，它包括與點火器元件 14附著接合的的護罩元件12。如圖所示，點火器14固定在點火器固定結構16 中。這種固定夾具可由各種材料制得，包括金屬、陶瓷、塑料等。對于許多用途， 較好使用非金屬材料(例如塑料和/或陶瓷塑料密封劑材料)來構造固定結構16， 如圖1所示的那樣包封點火器的導電近端。陶瓷塑料材料的這種應用可參見美國 公開專利申請2003/0080103。合迠的點火器元件14可具有各種構造，包括例如美國專利5,892,201、 6,474,492和6,582,629公開的陶瓷點火器元件。具體地說，較好的點火器元件14通常包括與高電阻中部相連的導電端部， 它也稱為"加熱區(qū)"。使用時，點火器元件的導電端部可與電引線相連，該電引 線向該點火器提供電能。隨后將一部分相連的點火器元件14固定(例如用合適 的粘合劑膠結)在陶瓷外殼16或其它固定結構中。而點火器元件的其余部分14a 伸出該結構16的一端。所示引線可穿過固定結構16，從相反一端伸出。如圖1大致描述和前面所述的那樣，固定結構16可包括附加元件，例如壓 入配合(噴丸硬化的)法蘭即固定元件18，它可用于附著其它操作元件，例如接 合在小孔20中的傳感器元件(圖中未表示)，用于探測火焰、熱量等。如前面 所述，通過將金屬護罩元件12與金屬固定元件18相分離，可避免電擊危害。
護罩12可由能長時間承受燃料點火溫度作用并能使包封的點火器元件14免 受損傷或斷裂的任何合適的材料制成。較好的用于構造護罩元件的材料包括具有 足夠硬度來保護包封的點火器元件免遭不當心的損傷或斷裂，但是又是可延展的 以便容易形成所述護罩并隨后將所述護罩用于點火器系統(tǒng)中的那些材料。例如較好的是由高溫金屬合金(例如INC0NEL,鎳-鉻-鐵合金或者KANTHAL"金屬合金) 制得的護罩元件。如閣1所示，合適的護罩12可具有基本管狀結構，其基本圓形的橫截面較 好與固定結構16具有相同的直徑。護罩元件與固定塊元件的這種對應的直徑可 使兩者，在沒有可能會使用的附著鎖定機構15情況下，也能緊緊地接合在一起。除了保護點火器元件免遭意外損傷或斷裂以外，所述護罩元件較好還有助于 將所述點火器系統(tǒng)固定在所用的工業(yè)或市政燃氣裝置(圖中未表示)中。合迠的護罩元件包括一個或多個(較好許多)空氣或燃氣可流通的孔22。合 適的孔可包括各種構型，包括狹縫、基本圓形、橢圓形、斜向狹縫等。圖2給出一種本發(fā)明較好的護罩元件12，它包括許多狹縫孔22和一個對接 或鎖定機構30，該機構30包括一個或較好多個接合元件32，該接合元件32可 如圖3人致描述的那樣附著至點火器固定塊16上。如圖3所示，固定結構16包 括能容納點火器元件的點火器孔34和一個或多個與護罩12相應的凸緣32對接 的接合部36。圖4示意性地描述了護罩元件12和固定結構16,它們各自帶有使所述元件 12和16接合的互鎖的護罩邊緣38和固定結構邊緣40。如閣4所示，護罩元件12僅延伸至固定結構16的近端16a，從而使構造護 罩所需的材料減至最少。在圖4例舉的這種較好實例中，護罩元件12伸入點火 器固定結構16并且伸入部分占固定結構16總長度的不超過約50%，護罩元件伸 入部分較好不超過固定結構總長度的約40%、 30%、 20%或甚至不超過約10%。本發(fā)明點火器系統(tǒng)可排列成各種構造和尺寸。因此，護罩/點火器組件的合 適的長度(圖4中的長度x)可根據(jù)該系統(tǒng)具體的用途而異。對于某些較好的系統(tǒng)， 點火器/護罩組件合適的長度x (如圖4所示)可以為約2-12cm、較好約4-8cm、 更合迠的長度x約為6cm。對于某些較好的系統(tǒng)，合適的固定結構的長度z (如 圖4所小)可以為1-6cm，較好約為1.5-5cm，更合適的長度z為約2. 5cm。對 于某些較好的系統(tǒng)，由固定結構伸出的合適的護罩長度t (如圖4所示)可以為 約l-6cm，較好約1.5-5cm，更合適的長度t約為3. 5cm。對于某些較好的系統(tǒng)， 護罩元件和固定結構元件之間合適的疊合(或對接區(qū))長度y(如圖4所示)可以約為O. 25-4cm，較好約O. 25-2cm，更合適的長度y約為0. 5cm。對于某些較好的 系統(tǒng)，護罩元件和固定元件的寬度w (如圖4所示)可發(fā)生變化，并可以約為 0. 25-4cm，較好約O. 25-2cm，更合適的寬度w約為lcm。圖5給出另一個較好的護罩元件12，它包括許多狹縫孔22和對接或鎖定機 構30，該對接或鎖定機構30包括一個或較好多個接合元件32，該接合元件32 可附著至點火器固定塊(點火器塊在圖5中未表示)。在圖5所示的結構中，含 狹縫孔22的點火器區(qū)t (該區(qū)也顯示在圖4中)僅伸出一部分距離來包封點火器 元件，因此所述點火器有面未被包封。例如，在該結構中點火器區(qū)可僅伸出例如 最多占包封距離t'的約80%、 70%、 60%、 50%、 40%或30% (距離t'如圖5 所示)。這種部分包封的結構對某些用途是有利的，例如可使包封的點火器元件 更靠近燃料出口放置(例如在燃氣烹飪烤爐的情況)。護罩元件可容易地用各種方法制得，包括用金屬片原料沖壓，所述金屬片原 料可以是上述高溫金屬合金。本發(fā)明點火器可用于各種用途，包括氣態(tài)燃料點火用途(例如爐子和烹飪用 具、護壁板式加熱器、鍋爐和煤氣爐頂端)。具體地說，本發(fā)明點火器可作為點 火源用于填塞(st叩)頂部氣體燃燒器和燃氣爐。本發(fā)明點火器還適合或用于使液態(tài)燃料(例如煤油、汽油)蒸發(fā)并點火的場 合，例如用于機動車(如汽車)預熱的加熱器。另外，本發(fā)明較好的點火器系統(tǒng)與稱為熱線點火塞的加熱元件不同。常用的 熱線點火塞常加熱至相對較低的溫度(例如最高溫度約為80(TC、 90(TC或1000 °C)，從而它是加熱一定體積的空氣而非直接使燃料點火，而本發(fā)明較好的點火 器可提供的最高溫度例如至少約1200°C、 130(TC或1400°C，直接使燃料點火。 本發(fā)明較好的點火器系統(tǒng)無需如熱線點火塞常用的那樣帶有圍繞點火器元件的 氣密密封或者至少一部分氣密密封來形成氣體燃燒室。此外，本發(fā)明許多較好的 點火器在相對高的線電壓下使用(例如超過24V的線電壓，如60V或更高、或者 120V或更高，包括220V、 230V和240V)，而熱線點火塞通常僅在12-24V下使 用。本文提到的所有文獻均以引用的方式插入本文作為本發(fā)明的一部分。 上面對本發(fā)明和本發(fā)明的較好實例進行了詳細描述。但是應理解在閱讀了本發(fā)明公開的內容后本領域的普通技術人員可在所附權利要求的范圍內對本發(fā)明進行改進和完善。
權利要求
1.一種點火器系統(tǒng)，它包括適合使氣態(tài)燃料點火的點火器元件；用于保護所述點火器元件的護罩元件；所述點火器元件和護罩元件鎖定接合。
2. 如權利要求1所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于在所述點火器元件和護罩 元件之問放置有固定結構。
3. 如權利要求2所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述護罩元件與所述固定 結構重疊約所述固定結構長度的50%或更少。
4. 如權利要求2所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于在所述固定結構上附著有 固定支架。
5. 如權利要求2所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述固定結構不是金屬構造。
6. 如權利要求1所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述護罩元件和點火器元 件通過接合法蘭相接合。
7. 如權利要求1所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述護罩元件是金屬構造。
8. 如權利要求1所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于護罩元件包括許多使空氣 和燃料流通的孔。
9. 如權利要求1所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述點火器元件是陶瓷。
10. —種點火器系統(tǒng)，它包括(a)具有導電部分的陶瓷點火器元件，它適合使氣態(tài)燃料點火，所述導電 部分(i)與點火器電阻性加熱區(qū)相連；(ii)與電引線相連；和(b)用于保護所述點火器元件的護罩，所述點火器元件沿所述護罩元件的縱 軸放置；所述護罩元件包括許多開孔，所述點火器元件和護罩元件鎖定接合。
11. 如權利要求IO所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述陶瓷點火器元件是 燒結的。
12. 如權利要求IO所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述固定結構置于點火 器元件和護罩元件之間。
13. 如權利要求12所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述護罩元件與所述固 定結構'TI:疊部分為所述固定結構長度的約5Q0/^或更短。
14. 如權利要求12所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于在所述固定結構上附著 有固定支架。
15. 如權利要求IO所述的點火器系統(tǒng)，其特征在于所述點火器元件和護罩 元件通過接合法蘭相接合。
16. —種使氣態(tài)燃料點火的方法，它包括向權利要求l所述的點火器施加電流。
17. —種使氣態(tài)燃料點火的方法，它包括向權利要求IO所述的點火器施加 電流。
全文摘要
提供一種新的點火器系統(tǒng)，它包括陶瓷點火器元件和附著的包封護罩元件。所述護罩元件可以各種結構接合或附著在所述點火器元件上，包括直接附著在點火器元件上或者通過另外一個置于點火器和護罩元件之間的結構進行接合。在較好的系統(tǒng)中，點火器元件的近端可接合在一個固定結構中，包封該點火器元件的護罩元件附著在該固定結構上。
文檔編號F23Q7/00GK101163921SQ200680004111
公開日2008年4月16日 申請日期2006年2月3日 優(yōu)先權日2005年2月5日
發(fā)明者S·M·哈梅爾, T·A·喬答基 申請人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司