Brevet FR2527310A1 — publié le 19831125

BUSE PERFECTIONNEE A ALLUMAGE PAR ETINCELLES ". Invention de Junichi KATAYAMA Au nom de la sociét dite:L'AIR LIQUIDESOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE. 1 La présente invention se rapporte à une buse à allumage par étincelles et en particulier à une buse qui comprend un tube intérieur et un tube extérieur électro-conducteurs dont les extrémités frontales sont utilisées comme électrodes à étincelles et assemblées avec inter- position d'un organe électriquement isolant entre elles vers l'arrière des électrodes et o le tube intérieur comprend plusieurs canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainure, disposés périphérique- ment tout autour et aménagés sur la partie périphérique extérieure de l'extrémité avant opposée à celle dé l'organe isolant. Les Figs 1 et 2 montrent un exemple de buse classique de ce type de construction proposé par le demandeur (non publié) Les dessins montrent le tube intérieur ( 1), le tube extérieur ( 2), les électrodes à étincelles ( 3,4), un organe isolant électrique (en céramique) ( 5) et des canaux de passage de mélange gazeux en forme de rainure ( 6) Le tube intérieur ( 1) est muni de saillies ( 7), chacune d'elles formée en- tre deux canaux adjacents ( 6, 6) Les étincelles tendent à se former en un endroit o l'entrefer est le plus réduit En conséquence, il exis- te une haute probabilité de formation d'une étincelle sur la buse clas- Bique entre la face interne de l'extrémité avant ( 8) du tube extérieur ( 2) et la face externe de la saillie ( 7) du tube intérieur ( 1) Une telle étincelle est représentée en ( 9) à titre d'illustration Toutefois le mélange de gaz combustibles passe par des canaux ( 6, 6) séparés pé- riphériquement La haute probabilité de formation des étincelles dans une zone située à l'écart de la zone de décharge des gaz implique un risque de ratés d'allumage étant donné que l'étincelle se forme en un point o le mélange gazeux est absent (ledit terme "absent" ne devant pas être considéré comme signifiant "totalement absent" mais comme vou- lant dire "à une faible concentration") Cette tendance s'accentue avec l'augmentation de la largeur T des saillies ( 7). La buse classique a en outre l'inconvénient d'avoir son or- gane isolant ( 5) dans une position beaucoup trop avancée et par suite sujette à détérioration thermique En d'autres termes, la partie fron- tale ( 10) de l'organe isolant ( 5) est disposée en avant de la partie frontale ( 11) du tube intérieur ( 1) et se trouve donc exposée aux flam- mes En outre, la distance A de l'extrémité frontale ( 12) du tube ex- térieur ( 2) à l'avant ( 10) de l'organe isolant est extrêmement faible, ce qui affecte la solidité de l'organe Lorsque l'extrémité avant ( 12) 1 du tube extérieur est chauffée par les flammes et par le rayonnement thermique de la pièce, la chaleur est transmise à l'organe isolant ( 5) ce qui affecte ce dernier de façon préjudiciable étant donné que la dis- tance A est faible. La présente invention a donc été réalisée de manière à re- médier efficacement aux problèmes de défaillance d'inflammation et de détérioration de l'organe isolant. Un objet de la présente invention est de réaliser une buse à allumage par étincelles comprenant un tube intérieur et un tube ex- térieur électro-conducteurs, dont les extrémités frontales servent res- pectivement d'électrodes à étincelles et sont montées ensemble avec interposition d'un organe électriquement isolant disposé de manière à se trouver à l'arrière des électrodes, le tube intérieur comprenant une pluralité de canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainures aménagés circonférentiellement dans sa partie périphérique extérieure avant opposée à l'organe isolant dont la partie frontale est positionnée à l'arrière de l'extrémité avant du tube intérieur isolant et de celle du tube extérieur; un canal de passage annulaire étant formé entre le tube intérieur et le tube extérieur de façon à communiquer avec les sorties d'une pluralité de canaux de passage, de façon à se trouver en avant de l'organe isolant et en arrière des électrodes. D'autres buts et avantages de la présente invention apparat- tront dans la description qui suit o: La Fig 1 est une vue en coupe axiale illustrant l'exemple de buse classique décrit ci-dessus, la Fig 2 est uen vue en coupe transversale prise dans l'axe II II de la Fig 1, La Fig 3 est une vue en coupe axiale d'une première forme de réalisation d'une buse conforme à l'invention, La Fig 4 est une vue en coupe transversale prise dans l'axe IV IV de la Fig 3, La Fig 5 est une vue en coupe axiale illustrant une seconde forme de réalisation d'une buse conforme-à l'invention, et, Les Figs 6 et 7 sont des vues en coupe axiale illustrant chacune une forme de réalisation différente d'une buse selon l'inven- tion. 1 La construction commune aux diverses formes de réalisation représentées sur les dessins joints sera décrite en premier lieu en se référant aux Figs 3 à 7. La buse de la présente invention consiste essentiellement en une structure du type déjà décrit en référence aux Figs 1 et 2 et comprend en outre les dispositifs suivants: (a) l'organe isolant électrique ( 5) dont l'extrémité avant ( 10) est disposée à l'arrière de l'extrémité frontale ( 11) du tube intérieur ( 1)et dl'extrémité frontale ( 12) du tube extérieur ( 2) et, (b) un canal de passage annulaire ( 13) communiquant avec les sorties d'une pluralité de canaux ( 6) est prévu, ce canal étant formé entre le tube intérieur ( 1) et le tube extérieur ( 2) et disposé en avant de l'organe isolant ( 5) et en arrière des électrodes à étincel- les ( 3, 4). Les dispositifs (a) et (b) entra Xnent certaines caractéris- tiques de fonctionnement lors de l'utilisation et certaines caractéris- tiques structurelles qui sont les suivantes: (i) En un endroit quelconque situé sur la périphérie, une étincelle peut s'infiltrer entre le tube intérieur ( 1) et le tube ex- térieur ( 2) ou se trouve invariablement le mélange de gaz Ceci entral- ne une probabilité d'infliammation notablement plus élevée que dans le cas du dispositif classique étant donné que les flux de mélange gazeux subdivisés périphériquement se réunissent dans le canal annulaire ( 13) mentionné ci-dessus en (b) pour sortir ensuite sous la forme d'un flux annulaire. (ii) L'inflammabilité n'est pas essentiellement contrôlée par la largeur T des saillies mentionnées plus haut. (iii) Si l'on considère le dispositif classique, le canal annulaire ( 13) peut être considéré commrne simplement constitué par un déplacement de l'organe isolant ( 5) vers l'arrière, donc par la créa- tion d'un espace à l'endroit ou la partie avant de l'organe isolant ( 5) est disposée de façon classique afin que cet espace puisse servir de canal annulaire ( 13) Se canal annulaire est ainsi bien plus facile à réaliser par exemple que s'il est usiné par découpage d'une partie in- térieure de l'organe isolant ( 5) se trouvant dans la position classi- que. (iv) L'extrémité frontale de l'organe isolant ( 5) se trouve 1 à une plus grande distance de l'avant du tube extérieur ( 2) que dans le dispositif classique En outre, il existe un canal annulaire ( 13), c'està-dire un espace à l'avant de l'organe isolant ( 5) Le mélange gazeux à basse température qui circule continuellement dans cet espa- ce a une conductibilité thermique bien inférieure à celle du matériau (conducteur) du tube extérieur ( 2) L'organe isolant ( 5) est donc dou- blement protégé contre la chaleur. la présente invention présente par conséquent les avantages suivants: la buse est de construction simple, elle est très facile à fabriquer et, en outre, son inflammabilité est notablement amélio- rée tout en assurant uen protection totale de l'organe isolant. les formes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrites ci-après. Dans la première forme de réalisation (voir Figs 3 et 4), on peut voir ut tube intérieur (i), un tube extérieur ( 2), des élec- trodes à étincelles ( 3, 4), un organe électro-isolant ( 5) en céramique ou similaire, des canaux de circulation en forme de rainure ( 6) pour un mélange gazeux de combustion (C 3 H 8 + 02), un canal annulaire ( 13) et un canal de passage d'oxygène de coupe ( 14). Le canal annulaire ( 13) comprend une partie triangulaire - arrière de grand diamètre et une partie avant de petit diamètre. Cette forme de réalisation diffère de celle des Fige 5 et 6 décrite plus loin en ce que l'avant ( 11) du tube intérieur ( 1) vient à fleur de l'avant ( 12) du tube ( 2). le tube intérieur ( 1) et le tube extérieur ( 2) sont reliés à une alimentation (non représentée) constituée par un bloc piézo- électrique logé dans une tête de chalumeau. Dans la seconde forme de réalisation (voir Fig 5), l'in- verse de la première, l'avant ( 11) du tube intérieur ( 1) est disposé à l'arrière de l'avant ( 12) du 'tube extérieur ( 2) et il a été prévu un canal de passage annulaire ( 13) composé d'une partie rectangulaire ar- rière et d'une partie triangulaire avant. En dehors de ces caractéristiques, la seconde forme de réa- lisation est essentiellement similaire à la première Les parties ou zones désignées par les mêmes repères sont celles de la première for- me de réalisation. 1 Dans les autres formes de réalisation (voir Figs 6 et 7), chacune d'elles est dotée d'un canal de passage annulaire ( 13) plus simple que dans la première ou la seconde forme de réalisation Cha- que partie ou portion représentée est désignée par le inmme repère que celui de la première forme de réalisation. PEVEIDICATIONS 1 1 Buse à allumage par étincelles comprenant un tube inté- rieur, un tube extérieur et un organe électro-isolant ainsi qu'un canal de passage de gaz prévus entre ces tubes, caractérisée en ce que le tube intérieur ( 1) et le tube extérieur ( 2) sont électro-conducteurs, leurs extrémités avant servant d'électrodes à étincelles ( 3, 4) res- pectivement, et sont montés ensemble avec un organe isolant ( 5) inter- posé entre les deux A l'arrière des électrodes ( 3, 4), en ce que le tube intérieur ( 1) comprend une pluralité de canaux axiaux de passage de mélange gazeux en forme de rainures ( 6) aménagés sur l'avant de sa partie périphérique extérieure opposée à l'organe isolant ( 5) et dis- posés périphériquement tout autour de celle-ci, en ce que l'extrémité avant de l'organe isolant ( 5) est disposé à l'arrière de l'extrémité froûtale du tube intérieur ( 1) et de l'extrémité frontale du tube ex- térieur ( 2), et en ce qu'un canal de passage annulaire ( 13) communi- quant avec les sorties de la pluralité de canaux de passage ( 6) est aménagé entre le tube intérieur ( 1) et le tube extérieur ( 2) et posi- tionné à l'avant de l'organe isolant ( 5) et à l'arrière des électrodes à étincelles ( 3, 4). 2 Buse d'allumage par étincelles suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe isolant ( 5) est réalisé en céramique.