Brevet FR2515788A1 — publié le 19830506

Système d'electrode our un brûleur fuél ou a gaz L'invention concerne un système d'électrode pour un brû- leur à fuel ou a gaz du type comportant une électrode en forme de tige logée dans une monture qui est fixée sur une plaque support solidaire d'un boltier. Sur un système d'électrode connu (DE-AS 26 24 649) une électrode d'allumage est constituée d'u fil mince fixement monté dans une monture isolante et recourbé à son extrémité avant vers l'axe du brûleur Cette monture est logée fixe dans une cloison de séparation servant de plaque support. Cette cloison sévère deux compartiments a circulation d'air différente Sur des électrodes de ce genre il n'y a au- cune difficulté a orienter l'extrémité avant en recourbant le fil d'électrode de manière qu'il se trouve a l'endroit optimal Du fait que l'extrémité avant de l'électrode se trouve, d'une msnière générale, dans une zone à haute tem- pérature, par exemple de 1400 C, les électrodes métalliques de ce genre n'ont souvent qu'une courte dur 6 e de vie, no- tamment dans un milieu agressif, par ex dans les flammes des fuels contenant du soufre. Ces risques s'appliquent dans une mesure accrue aux électrodes devant servir au contrôle de l'ionisation, car celles-ci se trouvent généralement encore plus près des en- droits les plus chauds de la flamme. L'invention se propose de fournir un système d'élec- trode du type décrit précédemment qui, tout en conservant -2 - les bonnes possibilités d'ajustage, assure une pbus grande durée de vie de l'électrode. Cet objectif est réalisé conformément à l'invention par le fait que l'électrode est constituée en un matériau en céramique tel que du carbure de silicium, et que la monture est logée mobile angulairement, mais peut être bloquée sur la plaque support. En utilisant une tige en céramique pour l'électrode, on obtient une durée de vie presque illimitée tant dans le cas du fuel que de celui du gaz En effet, le matériau en céra- mique se caractérise par une grande stabilité tant a l'égard des hautes températures qu'e l'égard des processus chimiques. C'est pourquoi, les électrodes en céramique présentent une grande stabilité de forme et ne se décomposent donc pas dans les flammes de fuel contenant du soufre Cependant, les élec- trodes en céramique ne peuvent plus être façonnées apres leur fabrication Il n'est donc pas possible de les ajuster par cintrage Un ajustage très précis peut cependant être reali- sé grâce à la mobilité angulaire de la monture Il n'est pas difficile de disposer l'extrémité avant de l'électrode à une distance déterminée de l'axe du brueleur et d'obtenir ainsi la position optimale C'est ainsi que l'extrémité avant d' une électrode de contrôle de l'ionisation peut, par exemple, être disposée dans la zone de réaction de la flammey ce que produit le plus grand signal. En raison de la mobilité angulaire il est même pos- sible d'utiliser comme électrode une tige droite en céra- mique et d'amener malgré tout son extrémité avant à proxi- mité de l'axe du brûleur, de préférence dans la zone de réaction de la flamme. Dans un mode de réalisation préférentiel, la monture comprend une partie sphérique qui est enfoncée au moyen d' un dispositif de retenue dans un orifice ménagé dans la plaque support avec un diamètre plus petit que la partie sphérique L;orifice et la partie sphérique forment une ar'- ticulation s Dhériaoue, de sorte qu'il en résulte une mobili- té angulaire d 3 ns tous les Pl-an S radiaux De plus, l'ori- fice est rendu assez bien étanche à l'air par la partie sphérîiaue en 2 foncée Gznerenpnc 1 e ainsi un courant d'air per- turbateur de pass&r CI trcvers ll'orifice sur unie cloison de séparation susceptible de nuire a la répartition optimale de l'air et de nrovcquer des rlépfts de suie sur l'célectrode O L'usinage de la placae SPC'es rssimple, caré seul 11 orifice est a pre IéVo r. Le dispoaitif' d 3 retenue est aatgue ntconstitue par un ressort de fil caprntune spirale qui vient en appui sur le G Gtlé d el ate sphérique opposé à la plaque support e-t une bouc;La I 1 ate'ralement an saillie pour la fixatioij sur la pclaue support Le spirale -est nor- malemrnet précowntrair rtcde sorte que la partie sphérique est enfoncée s CJ-ei-àpt dans l'orifice de la plaque support O Lorsque la b-I:-oe esen liais-on avec le côts de l Ia spirale c-,PosÉ Jle lar p-Icque siupprtj, la précontrainte transmise a part-;r îe bnccsur lesa' agit in- tégralement sur I Lenenb J N 13 nooï Dans le cas l e plus aile a bouc; 3 Cle est f ix 7 eee sur la p 11 a qu e S u Pppo r t moe ct'îj J_ L a Sp Di ral 1 est pree contraintepar la serrage de la vies. Dans un aut-re mocde de réelisaltion, l'électrode estmon- t 6 e mobile axialement, mais peut eltre bloquée, dans un alé- sage cylindrique de la monture L'extrémité avant de l'élec- trode peut ainsi êAtre di-spob 6 e a chaque point 8 % l'intérieur d'un cône tronqué relativement grand Un seul modèle peut etre adapté aux différentes tuyères, pressions de service, configurations de la chambre de combustion, tailles etformes des flammes etc grace à la mobilité axiale en combinaison -4- avec la mobilité angulaire. Une solution très simple consiste à ménager dans la monture une fente transversale coupant l'alésage, dans la- auelle une branche d'un ressort en forme d'épingle à cheveu est en prise La branche en appui élastique sur l'électrode suffit entièrement a assurer la sûreté axiale. Le raccordement de l'extrémité arrière de la tige en céramique peut être réalisé simplement au moyen d'une fiche coaxiale. L'invention sera décrite en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation préférentiel représenté sur le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue de côté du système d'électrode se- lon l'invention, la figure 2 est une coupe longitudinale de la monture (sans ressort spiral), la figure 3 est une coupe transversale de la monture le long de la ligne A-A sur la figure 2, la figure 4 est une vue de dessus du ressort spiral, et la figure 5 est une vue latérale du ressort spiral. La figure 1 représente un porte-tuyère 1 qui passe à travers une plaque support 2 assurant l'étanchéité et qui (Qu bue porte à son extrémité avant une tuyere/l Une électrode 4 sous forme d'une tige de céramique en carbure de silicium est maintenue au moyen d'une monture 5 dans la même plaque support 2 Ainsi qu'il ressort des représentations en poin- tillés, l'extrémité avant 6 de cette tige électrode peut être déplacée, de sorte que l'extrémité peut également oc- cuper la position 6 ' à proximité de la tuyère 3 Pour éta- blir le branchement électrique, une fiche coaxiale 7 avec un câble d'alimentation 8 est emmanchée sur l'extrémité arrière de la tige électrode 4. - La monture 5 est en matière isolante et, ainsi qu'il ressort de la figure 2, comprend entre deux parties cylin- driques 9 et 10 une partie sphérique Il qui est enfoncée dans un orifice circulaire 12 de la plaque support 2 avec un plus petit diamètre que la partie sphérique 11 l de sorte qu'il en résulte une étanchéité suffisante a l'air La pres- sion d'application est assurée au moyen d'un dispositif de retenue 15 constitué par un ressort de fil comprenant une spirale 14 et une boucle 15 en saillie latéralement La boucle 15 est reliée a l'extrémité de la spirale 14 opposée a la plaque support 2 La boucle est fixée sur la plaque support 2 au moyen d'une vis 16 et d'un écrou 17 en forme d'agrafe (voir figure 1) Le ressort de fil est ainsi pr é- contraint et génère une force suffisante pour enfoncer la partie sphérique 11 dans l'orifice 12 La monture 5 et par conséquent l'électrode 4 sent arrttées simultanément dans la position angulaire voulue La tige électrode 4 est mobile axialement dans un alésage 18 de la monture 5, mais elle est également arrêtée eu moyen d'un ressort 19 en forme d'épin- gle à cheveu A cet effet, une fente transversale 20, dans laquelle une branche 21 du ressort 19 en forme d'épingle a cheveu est en prise, est m 6 nagée dans la partie cylindrique arrière 10, Cette branche qui est précontrainte, est en ap- pui sur la tige électrode 4 et empêche par frottement un déplacement axial indesirable. Il ressort de ce qui précede que l'extrémité avant 6 de l'électrode peut être ajustée en un point quelconque 3 l'intérieur du cóne tronqué dont la limitation est illus- trée sur la figure I par des lignes en traits interrompus. L'électrode 4 peut être utilisée comme électrode d'al- lumage, mais notamment pour le contrôle de l'ionisation. L'angle d'orientation de l'électrode atteint de préfé- rence + 30 C. 6 - Selon une modification de l'exemple de réalisation re- présenté, le brâleur I peut également tre disposé plus à droite (sur la figure 1), voire à droite de la plaque sup- port 2 sur le même axe, ainsi que cela est représenté S'il est situé à droite de la plaque support 2, celle-ci comporte (également) un orifice, à proximité immédiate duquel, éven- tuellement un peu à l'intérieur de l'orifice, se trouve la tuyère 3, de sorte que la flamme traverse cet orifice, lors- qu'il est essentiellement situé plus à gauche de la plaque support 2 et que l'extrémité avant 6 de la tige électrode 4 peut-continuer à faire saillie dans la zone de réaction de la flamme qui se trouve habituellement dans la zone margi- nale de la flamme, peu importe qu'elle soit utilisée pour l-allumageç ou pour lercontro 1 e de la flamme. Alors que la plaque support 2 repr 6 sentée est en métal et la monture 5 dans un matériau réfractaire d'isolation 6 élec- trique, il est également possible d'exécuter la plaque sup- port 2 dans un matériau réfractaire d'isolation électrique, de préférence en verre armé Eventuellement, la monture 5 n'a pas besoin d'etre réalisée dans un matériau d'isolation électrique. 7- Revendications 1 Système d'électrode pour un brûleur a fuel ou a gaz, du type comportant une électrode en forme de tige logée dans une monture qui est fixée sur une plaque support so- lidaire d'un boîtier, caractérisé en ce que l'électrode ( 4) est constituée en un matériau en céramique tel que du carbure de silicium et que la monture ( 5) est montée mobile angulairement, mais peut etre bloquée sur la plaque support ( 2). 2 Système d'électrode selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'électrode ( 4) est une tige droite en céramique. 3 Système d'électrode selon la revendication I ou 2, ca- ractérisé en ce que la monture ( 5) comprend une partie sph- rique ( 11) qui est enfoncée au moyen d'un dispositif de re- tenue ( 13) dans un orifice ( 12) ménagé dans la plaque sup- port ( 2) dont le diamètre est plus petit que la partie sphé- rique. 4 Système d'électrode selon la revendication 5, caracte- risé en ce que le dispositif de retenue ( 15) est un ressort en fil qui comporte une spirale ( 14) venant en appui sur le cet' de la partie sphérique ( 11) opposé à la plaque support ( 2), et une boucle ( 15) latéralement en saillie pour la fixation sur la plaque support ( 2). Système d'électrode selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la boucle ( 15) est reliée au caté de la spi- rale ( 14) oppos 6 à la plaque support ( 2). 6 Système d'électrode selon la revendication 4 ou 5, ca- ractérisé en ce sue la boucle ( 15) est fixée sur la plaque support ( 2) au moyen d'une vis ( 16). quelconque 7 Système d'électrode selon l'une/des revendications I -8- à 6, caractérise en ce que l'électrode ( 4) est montée axiale- ment mobile, mais peut tre arrêtée dans un alésage cylin- drique ( 18) de la monture ( 5). 8 Système d'électrode selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la monture ( 5) comprend une fente transver- sale ( 20) coupant l'alésage ( 18), dans laquelle une branche ( 21) d'un ressort ( 19) en forme d'épingle à cheveu est en prise. 9 Système d'électrode selon l'une quelconque des revendications 1, à 8, caractérisé en ce que le branchement sur l'extrémité arrière de la tige en céramique est assure au moyen d'une fiche coaxiale ( 7).