RU2497251C1 - Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants - Google Patents
Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497251C1 RU2497251C1 RU2012112712/07A RU2012112712A RU2497251C1 RU 2497251 C1 RU2497251 C1 RU 2497251C1 RU 2012112712/07 A RU2012112712/07 A RU 2012112712/07A RU 2012112712 A RU2012112712 A RU 2012112712A RU 2497251 C1 RU2497251 C1 RU 2497251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central electrode
- ceramic insulator
- cylindrical cap
- cap
- ceramic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к свечам зажигания энергетических и двигательных установок, работающих на экологически чистых видах топлива, и может быть использовано в частности в генераторах водяного пара высокого давления, например, используемых для выпарки каустической соды.The invention relates to spark plugs of power and propulsion systems operating on environmentally friendly fuels, and can be used in particular in high pressure water vapor generators, for example, used for the evaporation of caustic soda.
Известны малогабаритные свечи зажигания, содержащие корпус из жаропрочного металла, керамический изолятор, керамический изолятор с полупроводниковым элементом в виде кольца, центральный электрод, стеклогерметик, заключенный между корпусом, керамическим изолятором с полупроводниковым элементом и центральным электродом [1, 2].Known small-sized spark plugs containing a body made of heat-resistant metal, a ceramic insulator, a ceramic insulator with a semiconductor element in the form of a ring, a central electrode, glass sealant enclosed between the body, a ceramic insulator with a semiconductor element and a central electrode [1, 2].
Известны также свечи зажигания, содержащие корпус с размещенным в нем изолятором с каналом, снабженным центральным электродом, и закрепленную в корпусе в стеклогерметической втулке экранную керамическую втулку, медную втулку [3-7].Spark plugs are also known, comprising a housing with an insulator placed therein with a channel provided with a central electrode, and a ceramic screen sleeve, a copper sleeve fixed in a housing in a glass-tight sleeve, [3-7].
Все указанные свечи зажигания имеют ограниченную область применения, связанную с ограничением допустимых температур и давлений, воздействующих на них в процессе работ. Циклическое воздействие на них повышенных температур, обусловленных работой камеры сгорания, охлаждающего воздуха, также имеющего высокую температуру, так как он отбирается из-за компрессора, высоких тепловых потоков, приводит к размягчению стеклогерметика, стеклогерметизирующей втулки или повышению термомеханического напряжения в них, и как следствие, к возникновению трещин в стеклогерметике, расслоению стеклогерметика в зоне соединения с корпусом свечи. В свою очередь это приводит к прорыву горячих газов из камеры сгорания в подкапотное пространство двигателя. Растрескивание стеклогерметика способствует также снижению его электропрочности и, соответственно, электрическому пробою внутри свечи, а не по рабочему торцу в искровом зазоре свечи. В условиях включения свечей зажигания при повышенном давлении в зоне рабочего торца это приводит к незапуску камеры сгорания двигателя или энергетической установки по причине отсутствия искрообразования в искровом зазоре. Кроме того, при использовании экологически чистых видов топлива, таких как сжиженный природный газ, пропан, водород негерметичность свечей зажигания приводит к проникновению этих газов через свечу в окружающее двигатель или энергетическую установку пространство, создавая повышенную взрывоопасность воздушного судна или промышленной установки, в составе которой используются свечи зажигания.All of these spark plugs have a limited scope associated with the limitation of permissible temperatures and pressures acting on them during operation. The cyclic effect of elevated temperatures on them, due to the operation of the combustion chamber, cooling air, also having a high temperature, since it is selected due to the compressor, high heat fluxes, softens the glass sealant, glass-sealing sleeve or increases the thermomechanical stress in them, and as a result , to the occurrence of cracks in the glass sealant, stratification of the glass sealant in the zone of connection with the candle body. In turn, this leads to a breakthrough of hot gases from the combustion chamber into the engine compartment. Cracking of glass sealant also helps to reduce its electrical strength and, accordingly, electrical breakdown inside the candle, and not along the working end in the spark gap of the candle. Under conditions of turning on the spark plugs at elevated pressure in the area of the working end, this leads to a failure to start the combustion chamber of the engine or power plant due to the absence of spark formation in the spark gap. In addition, when using environmentally friendly fuels, such as liquefied natural gas, propane, hydrogen, leakage of spark plugs leads to the penetration of these gases through the spark plug into the surrounding engine or power plant, creating an increased explosion hazard of the aircraft or industrial plant, which includes spark plug.
Таким образом, свечи зажигания, описанные в [1-7], имеют низкую надежность при работе в условиях повышенных температур и давлений, исключают применение экологически чистых видов топлива, таких как природный газ, пропан, водород в двигательных и энергетических установках, требуют специальных дорогостоящих мер по обеспечению безопасности зон, в которых они используются, повышенного уровня взрывозащищенности объекта применения, системы зажигания, в составе которых они применяются [8, 9].Thus, the spark plugs described in [1-7] have low reliability when operating at elevated temperatures and pressures, exclude the use of environmentally friendly fuels, such as natural gas, propane, hydrogen in propulsion and power plants, require special expensive measures to ensure the safety of the zones in which they are used, an increased level of explosion protection of the application, the ignition system, in which they are used [8, 9].
Частично указанных недостатков лишены свечи зажигания, описанные в [10-16], содержащие основной керамический изолятор с закрепленным в нем центральным электродом, размещенным в основном металлическом корпусе и образующим с ним искровой зазор, дополнительный керамический изолятор, размещенный в дополнительном металлическом корпусе, сваркой соединенным с основным металлическим корпусом, при этом дополнительный керамический изолятор закреплен в дополнительном металлическом корпусе с помощью медной втулки и стеклогерметической втулки, в дополнительном керамическом изоляторе также закреплен стержень центрального электрода, а в дополнительном металлическом корпусе - экранный керамический изолятор.Partially indicated drawbacks are deprived of the spark plugs described in [10-16], containing a main ceramic insulator with a central electrode fixed in it, placed in the main metal body and forming a spark gap with it, an additional ceramic insulator placed in the additional metal body, welded together with the main metal case, while the additional ceramic insulator is fixed in the additional metal case using a copper sleeve and a glass-tight sleeve, in an additional ceramic insulator also fixes the core of the central electrode, and in an additional metal case - a screen ceramic insulator.
Узел, обеспечивающий герметичность описанных в [10-16] свечей зажигания, конструктивно удален от воздействия повышенных температур камер сгорания. Особенности конструкции дополнительного керамического изолятора и его закрепления в дополнительном корпусе стеклогерметической втулкой и медным клином исключают потерю электропрочности свечей при возникновении трещин в стеклогерметике, так как электропрочность свечей зажигания обеспечивается непосредственно дополнительным керамическим изолятором. Однако свечи зажигания [10-16] не обеспечивают необходимого уровня герметичности при циклическом совместном воздействии повышенных давлений и температур, так как не исключают имеющих место в свечах [1-8] микротрещин и расслоений стеклогерметика, которые приводят к разгерметизации. Если при давлениях в камере сгорания до 40-50 кгс/см2 при использовании керосина в качестве топлива свечей, описанных в [10-16], обеспечивается приемлемый для двигательных и энергетических установок уровень герметичности - утечка не превышает значения 10 см3 за 60 с, то при применении экологически чистых видов топлива, таких как природный газ, пропан, водород, такой уровень утечек через свечи не приемлем, так как приводит к накоплению в подкапотном пространстве двигательных установок или производственной зоне, в которой установлена энергетическая установка (газотурбинные электростанции, генераторы пара высокого давления и т.д.), взрывоопасной смеси. Это требует проведения специальных мероприятий по обеспечению взрывозащиты с использованием электрооборудования с повышенным уровнем взрывозащищенности, что значительно усложняет конструкции двигательных и энергетических установок, увеличивает их массу, уменьшает надежность, уменьшает эксплуатационную технологичность.The assembly that ensures the tightness of the spark plugs described in [10-16] is structurally removed from the effects of elevated temperatures of the combustion chambers. The design features of the additional ceramic insulator and its fastening in the additional housing with a glass-tight bushing and a copper wedge exclude the loss of electrical strength of candles in case of cracks in glass-sealing, since the electrical strength of spark plugs is provided directly by the additional ceramic insulator. However, the spark plugs [10-16] do not provide the necessary level of tightness under cyclic joint action of elevated pressures and temperatures, since they do not exclude microcracks and fiberglass seams that occur in the candles [1-8], which lead to depressurization. If at pressures in the combustion chamber up to 40-50 kgf / cm 2 when using kerosene as the fuel of the candles described in [10-16], an acceptable level of tightness is provided for engine and power plants - the leak does not exceed 10 cm 3 in 60 s , when using environmentally friendly fuels, such as natural gas, propane, hydrogen, this level of leakage through candles is not acceptable, as it leads to the accumulation of engine installations in the engine compartment or the production area in which I unit (gas turbine power plant, high pressure steam generators, etc.), an explosive mixture. This requires special measures to ensure explosion protection using electrical equipment with a high level of explosion protection, which significantly complicates the design of propulsion and power plants, increases their mass, reduces reliability, reduces operational manufacturability.
Повышение эксплуатационных характеристик газотурбинных двигательных и энергетических установок, уменьшение их массы совместно с увеличением рабочего давления в камерах сгорания увеличивает утечку взрывоопасной смеси при использовании свечей, описанных в [10-16], и тем самым усложняет эксплуатацию.An increase in the operational characteristics of gas turbine engine and power plants, a decrease in their mass together with an increase in the working pressure in the combustion chambers increases the leakage of the explosive mixture when using the candles described in [10-16], and thereby complicates the operation.
Указанных недостатков лишена свеча зажигания, описанная в [17] (см. фиг.1), принятая за прототип, содержащая трубчатый корпус 1, экранную керамическую трубку 2, размещенную внутри корпуса 1, керамический изолятор 3, запаянный герметично в корпусе 1, снабженный контактной головкой 4 и коническим колпачком 5, припаянным к ножке изолятора 3 со стороны экранной керамической трубки 2 и стержню центрального электрода одновременно, причем центральный электрод состоит из стержня 6, эластичной термокомпенсационной шинки 7, выполненной в виде изогнутой металлической полосы, соединенной точечной сваркой со стержнем 6 и металлическим диском 8, припаянным ко дну цилиндрического колпачка 9, герметично запаянного в керамическом изоляторе 3 со стороны рабочего торца свечи, электрода центрального электрода 10, размещенного внутри колпачка 9, соединенного с ним сваркой, контакты центрального 11 и бокового 12 электродов, образующих с керамическим изолятором 3 кольцевой искровой зазор 13.The aforementioned drawbacks are deprived of the spark plug described in [17] (see FIG. 1), adopted as a prototype, comprising a
Паяные металлокерамические соединения свечи, описанной в [17], исключают утечки через свечу, обеспечивают высокий уровень герметичности до давлений в 600 кгс/см2 [18], что обеспечивает высокую надежность и герметичность свечей при использовании экологически чистых видов топлива (природного газа, пропана, водорода). Это позволяет значительно упростить меры по обеспечению взрывозащиты двигательных или энергетических установок, на которых используются такие свечи зажигания.Brazed metal-ceramic compounds of the candle described in [17] exclude leakage through the candle, provide a high level of tightness to pressures of 600 kgf / cm 2 [18], which ensures high reliability and tightness of the candles when using environmentally friendly fuels (natural gas, propane hydrogen). This makes it possible to significantly simplify measures to ensure explosion protection of engine or power plants that use such spark plugs.
Однако при использовании свечей зажигания, принятых за прототип, на двигательных и энергетических установках с повышенным уровнем вибрационных воздействий на свечи возможно нарушение целостности термокомпенсирующей шинки, которое приводит к появлению в цепи центрального электрода свечи зазора, требующего повышения выходного напряжения агрегата зажигания для его пробоя, кроме этого дополнительный зазор центрального электрода приводит к дополнительным потерям энергии по месту разрыва шинки, так как в этом случае в цепи центрального электрода возникает электрический разряд, дополнительный к искровому разряду на рабочем торце свечи, используемому для воспламенения топливной смеси. Генерация этого дополнительного искрового разряда к искровому разряду на рабочем торце свечи уменьшает энергию, выделяемую в искровом разряде, используемом для воспламенения топливной смеси в камере сгорания, что уменьшает надежность воспламенения топливной смеси и надежность запуска камеры сгорания двигательных или энергетических установок.However, when using spark plugs adopted as a prototype in engine and power plants with an increased level of vibration effects on candles, the integrity of the thermocompensating bus may be violated, which leads to the appearance of a gap in the central electrode circuit of the spark plug, which requires an increase in the output voltage of the ignition unit for its breakdown, except of this, the additional gap of the central electrode leads to additional energy losses at the break of the busbar, since in this case in the central circuit Electrode electrical discharge occurs, complementary to the spark discharge at the working end of the spark used to ignite the fuel mixture. The generation of this additional spark discharge to the spark discharge at the working end of the candle reduces the energy released in the spark discharge used to ignite the fuel mixture in the combustion chamber, which reduces the reliability of ignition of the fuel mixture and the reliability of starting the combustion chamber of engine or power plants.
Таким образом, свеча зажигания, принятая за прототип, имеет пониженную надежность при использовании в условиях повышенного уровня вибрации, обусловленного особенностями работы двигательных и энергетических установок.Thus, the spark plug, adopted as a prototype, has reduced reliability when used in conditions of an increased level of vibration, due to the peculiarities of the operation of propulsion and power plants.
Целью изобретения является повышение надежности свечей зажигания за счет исключения обрыва электрической цепи по центральному электроду.The aim of the invention is to increase the reliability of spark plugs by eliminating the breakage of the electric circuit along the central electrode.
Поставленная задача решается свечой зажигания, содержащей трубчатый металлический корпус, экранную керамическую трубку, закрепленную внутри металлического корпуса, керамический изолятор, запаянный герметично в трубчатом металлическом корпусе, контактную головку, пайкой соединенную с коническим колпачком, припаянным герметично к ножке керамического изолятора со стороны экранной керамической трубки и к стержню центрального электрода, размещенному во внутренней полости керамического изолятора, цилиндрический колпачок, обращенный дном в сторону стержня центрального электрода и запаянный герметично с керамическим изолятором по его внутренней поверхности со стороны рабочего торца свечи зажигания, электрод центральный, размещенный во внутренней полости цилиндрического колпачка, соединенный с ним сваркой, контакт бокового электрода, соединенный с металлическим корпусом свечи со стороны ее рабочего торца, контакт центрального электрода, размещенный непосредственно на центральном электроде с образованием между контактами центрального и бокового электродов кольцевого искрового зазора по торцевой поверхности керамического изолятора, при этом стержень центрального электрода соединен с дном цилиндрического колпачка клепкой и пайкой, при этом отношение внешнего диаметра цилиндрического колпачка к толщине его дна находится в пределах от 25 до 44, толщина дна и стенок колпачка не превышает 0,2 мм, материал цилиндрического колпачка и стержня центрального электрода содержит (28,5-29,5)% никеля, (17-18)% кобальта и (51,14-54,5)% железа, а керамический изолятор содержит (90-94)% Аl2O3, (4-4,4)% SiO2, (1-1,6)% CaO.The problem is solved by a spark plug containing a tubular metal casing, a ceramic shield tube fixed inside the metal casing, a ceramic insulator sealed tightly in a tubular metal casing, a contact head soldered to a conical cap soldered tightly to the ceramic insulator leg on the side of the ceramic screen tube and to the core of the central electrode located in the inner cavity of the ceramic insulator, a cylindrical cap facing d ohm to the side of the core of the central electrode and sealed hermetically with a ceramic insulator on its inner surface from the side of the working end of the spark plug, the central electrode placed in the inner cavity of the cylindrical cap connected by welding, the side electrode contact connected to the metal body of the candle on its side working end, the contact of the Central electrode, placed directly on the Central electrode with the formation between the contacts of the Central and side electrodes of the ring the spark gap on the end surface of the ceramic insulator, while the core of the central electrode is connected to the bottom of the cylindrical cap by riveting and soldering, while the ratio of the outer diameter of the cylindrical cap to the thickness of its bottom is in the range from 25 to 44, the thickness of the bottom and walls of the cap does not exceed 0 , 2 mm, the material of the cylindrical cap and the core of the central electrode contains (28.5-29.5)% nickel, (17-18)% cobalt and (51.14-54.5)% iron, and the ceramic insulator contains (90 -94)% Al 2 O 3 , (4-4.4)% SiO 2 , (1-1.6)% CaO.
Новым, согласно изобретению, является то, что стержень центрального электрода соединен с дном цилиндрического колпачка клепкой и пайкой, отношение внешнего диаметра цилиндрического колпачка к толщине его дна находится в пределах от 25 до 44, толщина дна и стенок колпачка не превышает 0,2 мм, материал, из которого выполняется стержень центрального электрода и цилиндического колпачка содержит (28,5-29,5)% никеля, (17-18)% кобальта, не менее (51,14-54,5)% железа, а керамический изолятор выполнен из материала, содержащего (90-94)% Аl2О3, (4-4,4) % SiO2, (1-l,6)% CaO.New according to the invention, is that the core of the central electrode is connected to the bottom of the cylindrical cap by riveting and soldering, the ratio of the outer diameter of the cylindrical cap to the thickness of its bottom is in the range from 25 to 44, the thickness of the bottom and walls of the cap does not exceed 0.2 mm, the material from which the core of the central electrode and the cylinder cap is made contains (28.5-29.5)% nickel, (17-18)% cobalt, not less than (51.14-54.5)% iron, and the ceramic insulator is made from a material containing (90-94)% Al 2 O 3 , (4-4,4)% SiO 2 , (1-l, 6)% CaO.
Закрепление клепкой одного из торцев стержня центрального электрода непосредственно с дном цилиндрического колпачка исключает обрыв электрической цепи свечи по центральному электроду, имевшему место в прототипе (обрыв термокомпенсационной шинки 7, см. фиг.2). Соединение стержня центрального электрода с дном цилиндрического колпачка дополнительно пайкой (например, серебром) повышает прочность этого соединения и обеспечивает уменьшение переходных сопротивлений в этом соединении и тем самым уменьшает сопротивление по цепи центрального электрода, уменьшая потери энергии в нем и обеспечивая повышение энергии, реализуемой в процессе работы агрегата зажигания (протекание разрядного тока) в искровом зазоре на рабочем торце свечи. Выполнение цилиндрического колпачка с толщиной стенок не более 0,2 мм обеспечивает исключение возникновения трещин, приводящих к разрушению керамического изолятора при большой скорости изменения температур на рабочем торце свечи зажигания. Выполнение отношения внешнего диаметра цилиндрического колпачка к толщине его дна в пределах от 25 до 44, а также выполнение стержня центрального электрода и цилиндрического колпачка из материала, содержащего (28,5-29,5)% никеля, (17-18)% кобальта, не менее (51,14-54,5)% железа, а керамического изолятора из материала, содержащего (90-94)% Аl2О3, (4-4,4)% SiO2, (1-1,6)% СаО обеспечивает исключение обрыва стержня центрального электрода при изменении температуры на свечах за счет обеспечения близких температурных коэффициентов материалов керамического изолятора, стержня центрального электрода, цилиндрического колпачка при медленном изменении температуры и за счет изменения величины изгиба дна цилиндрического колпачка, выполняющего роль термокомпенсирующей мембраны при высокой скорости изменения температур в зоне рабочей части свечи.The riveting of one of the ends of the core of the central electrode directly with the bottom of the cylindrical cap eliminates the breakage of the electrical circuit of the plug along the central electrode that took place in the prototype (breakage of the
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает исключение нарушения электрической цепи по центральному электроду свечи при воздействии повышенных вибрационных нагрузок, сохраняя при этом работоспособность в широком диапазоне быстро изменяющихся воздействующих температур. Это позволяет обеспечить сохранение энергии, выделяемой в искровом зазоре свечи в процессе протекания искрового разряда при работе системы зажигания, достаточной для воспламенения топливной смеси. Таким образом, предлагаемое изобретение повышает надежность работы свечей зажигания.Thus, the present invention eliminates the violation of the electrical circuit along the central electrode of the candle when exposed to increased vibrational loads, while maintaining operability in a wide range of rapidly changing operating temperatures. This allows you to ensure the conservation of energy released in the spark gap of the spark during the course of the spark discharge during operation of the ignition system, sufficient to ignite the fuel mixture. Thus, the present invention improves the reliability of spark plugs.
Предлагаемая свеча зажигания для двигательных и энергетических установок (см. фиг.3) содержит трубчатый металлический корпус 1, экранную керамическую трубку 2, закрепленную внутри металлического корпуса 1, керамический изолятор 3, запаянный герметично в металлическом корпусе, контактную головку 4, пайкой соединенную с коническим колпачком 5, припаянным герметично к ножке керамического изолятора со стороны экранной керамической трубки и к стержню центрального электрода 6, размещенного во внутренней полости керамического изолятора 3, цилиндрический колпачок 7, обращенный дном в сторону стрежня центрального электрода 6 и запаянного герметично с керамическим изолятором 3 по его внутренней поверхности со стороны рабочего торца свечи зажигания, электрод центрального электрода 8, размещенный во внутренней полости цилиндрического колпачка 7 и соединенный с ним сваркой, контакт бокового электрода 9, соединенный с металлическим корпусом 1 свечи со стороны ее рабочего торца, контакт центрального электрода 10, размещенный непосредственно на электроде центрального электрода 8 с образованием между контактом бокового электрода 9 и центрального электрода 10 кольцевого искрового зазора 11, при этом стержень центрального электрода 6 соединен с дном цилиндрического колпачка клепкой и пайкой, а отношение внешнего диаметра цилиндрического колпачка 7 к толщине дна колпачка находится в пределах от 25 до 44, толщина дна и стенок цилиндрического колпачка не превышает 0,2 мм, материал цилиндрического колпачка 7 и стержня центрального электрода 6 содержит (28,5-29,5)% никеля, (17-18)% кобальта, не менее (51,14-54,5)% железа, а керамический изолятор выполнен из материала, содержащего (90-94)% Аl2О3, (4-4,4)% SiO2, (1-1,6)% CaO.The proposed spark plug for propulsion and power plants (see figure 3) contains a
Предлагаемая свеча зажигания работает следующим образом. При приложении выходного напряжения агрегата зажигания непосредственно через высоковольтные провода зажигания (на фиг.3 не показаны) к контактной головке 4 и корпусу 1 возникает разность потенциалов между контактами центрального 10 и бокового 9 электродов и электрический пробой по кольцевой поверхности керамического изолятора 3, образующей искровой зазор 11. Посредством электрической искры, генерируемой в искровом зазоре, осуществляется воспламенение топливной смеси в камере сгорания и ее запуск. В процессе запуска и работы камеры сгорания на свечу зажигания воздействует повышенное давление, а также изменяющаяся в широком диапазоне температура.The proposed spark plug works as follows. When the output voltage of the ignition unit is applied directly through the high-voltage ignition wires (not shown in Fig. 3) to the
При использовании экологически чистых видов топлива (природный газ, пропан, водород), с учетом специфичности хранения этих газов в жидком состоянии, температура на свечах может изменяться от минус 196 до плюс 700°С. Конструктивные особенности свечи, а именно закрепление стрежня центрального электрода посредством клепки в дне колпачка 7 обеспечивает исключение нарушения целостности цепи центрального электрода. Дополнительное соединение пайкой (например, серебром) к клепке стержня центрального электрода 6 с цилиндрическим колпачком 7 исключает повышение переходного сопротивления клепаного соединения, обусловленное воздействием на него термомеханических нагрузок при изменении температуры и повышенном уровне вибрации, приводящих к нарушению целостности этой цепи свечи зажигания, принятой за прототип.When using environmentally friendly fuels (natural gas, propane, hydrogen), taking into account the specificity of storing these gases in a liquid state, the temperature on candles can vary from minus 196 to plus 700 ° С. The design features of the candle, namely, fixing the rod of the central electrode by riveting in the bottom of the
Выполнение толщины стенок цилиндрического колпачка не более 0,2 мм исключает возникновение в керамическом изоляторе трещин, приводящих в процессе циклического воздействия изменения температур на свече к разрушению керамического изолятора 3 и прорыву взрывоопасных газов в подкапотное пространство двигателя или производственную зону, в которой размещается энергетическая установка (в частности генератор водяного пара высокого давления). Выполнение цилиндрического колпачка, стержня центрального электрода из материала, содержащего (28,5-29,5)% никеля, (17-18)% кобальта, не менее (51,14-54,5)% железа, а керамического изолятора 3 из материала, содержащего (90-94)% Аl2О3, (4-4,4) % SiO2, (1-1,6) % СаО при обеспечении внешнего диаметра цилиндрического колпачка к толщине его дна в пределах от 25 до 44 при максимальной толщине дна и стенок колпачка 0,2 мм обеспечивает исключение обрыва стержня как при медленном, так и при быстром изменении температур в рабочей части свечи за счет обеспечения близких температурных коэффициентов и использования колпачка в качестве термокомпенсационной мембраны, изменяющей свой изгиб при быстрой смене температур.The implementation of the wall thickness of the cylindrical cap of not more than 0.2 mm eliminates the occurrence of cracks in the ceramic insulator, resulting in cyclic exposure to temperature changes on the candle, to destruction of the ceramic insulator 3 and the breakthrough of explosive gases into the engine compartment or the production area in which the power plant is located ( in particular a high pressure water vapor generator). The implementation of a cylindrical cap, the core of the central electrode from a material containing (28.5-29.5)% nickel, (17-18)% cobalt, not less than (51.14-54.5)% iron, and a ceramic insulator 3 of material containing (90-94)% Al 2 O 3 , (4-4,4)% SiO 2 , (1-1,6)% CaO while providing the outer diameter of the cylindrical cap to the thickness of its bottom in the range from 25 to 44 with a maximum thickness of the bottom and walls of the cap of 0.2 mm, the rod is prevented from breaking both with a slow and a rapid change in temperature in the working part of the candle by ensuring close temperatures s coefficients and use of the cap as a thermo-compensation membrane, altering its bending during rapid temperature changes.
Таким образом, конструктивные особенности предлагаемой свечи исключают обрыв электрической цепи по центральному электроду за счет сохранения целостности стержня центрального электрода в условиях воздействия вибрационных нагрузок и быстроизменяющихся воздействующих на свечу температур. При этом сохраняется целостность керамического изолятора.Thus, the design features of the proposed candles eliminate the breakdown of the electric circuit along the central electrode by maintaining the integrity of the core of the central electrode under the influence of vibrational loads and rapidly changing temperatures affecting the candle. At the same time, the integrity of the ceramic insulator is maintained.
Проведенные испытания показали, что в условиях воздействия вибрационных нагрузок, приводящих к разрушению термокомпенсационной шинки, и, соответственно, к отказу системы зажигания при использовании свечи прототипа применение предлагаемого изобретения обеспечивает целостность цепи по центральному электроду и сохранение свечей герметичными в условиях воздействия температур от минус 250 до плюс 700°С и давлении до 240 кгс/см2.The tests showed that under the influence of vibrational stresses leading to the destruction of the thermal compensation bus, and, accordingly, to the failure of the ignition system when using the prototype spark plug, the application of the present invention ensures the integrity of the circuit along the central electrode and keeps the plugs airtight under conditions of temperatures from minus 250 to plus 700 ° C and pressure up to 240 kgf / cm 2 .
Указанные преимущества позволяют повысить надежность свечей зажигания для их применения в составе двигательных и энергетических установок, использующих экологически чистые виды топлива (природный газ, пропан, водород), в том числе в промышленных генераторах водяного пара высокого давления. Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить затраты на обеспечение мероприятий по взрывозащите применяемого на этих изделиях электрооборудования, повысить безопасность эксплуатации.These advantages can improve the reliability of spark plugs for their use in propulsion and power plants using environmentally friendly fuels (natural gas, propane, hydrogen), including industrial high-pressure steam generators. The use of the present invention allows to reduce the cost of providing measures for explosion protection of electrical equipment used on these products, to increase operational safety.
Источники литературы:Sources of literature:
1. Патент РФ №1720459, 30.03.1994 г.1. RF patent No. 1720459, 03/30/1994
2. Патент США №4951173, 21.08.1990 г.2. US patent No. 4951173, 08.21.1990,
3. Патент РФ №2285318, 10.10.2006 г.3. RF patent No. 2285318, 10.10.2006,
4. Патент Японии №1200587, 08.11.1989 г.4. Japan patent No. 1200587, 11/08/1989
5. Свеча зажигания СП-24 ВИ. Руководство по эксплуатации 8Г3.242.152РЭ.5. Spark plug SP-24 VI. Operation manual 8G3.242.152RE.
6. Свеча зажигания СП-04М. Руководство по эксплуатации 8Г3.242.251РЭ.6. Spark plug SP-04M. Operation manual 8G3.242.251RE.
7. Патент РФ №51445, 10.02.2006 г.7. RF patent No. 51445, 02/10/2006
8. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), Госэнергонадзор, 2001 г.8. Rules for the installation of electrical installations (PUE), Gosenergonadzor, 2001
9. ГОСТ Р 51330.0-99 Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования.9. GOST R 51330.0-99 Explosion-proof electrical equipment. Part 0. General requirements.
10. Патент РФ №51446, 10.02.2006 г.10. RF patent No. 51446, 02/10/2006
11. Патент США №RE34152, 29.12.1992 г.11. US Patent No. RE34152, December 29, 1992
12. Патент РФ №51793, 27.02.2006 г.12. RF patent No. 51793, February 27, 2006.
13. Патент РФ №94071, 10.05.2010 г.13. RF patent No. 94071, 05/10/2010.
14. Патент РФ №32028023, 27.01.1995 г.14. RF patent No. 32028023, 01/27/1995
15. Патент РФ №51446, 10.02.2006 г.15. RF patent No. 51446, 02/10/2006
16. Патент РФ №2007004, 30.01.1994 г.16. RF patent No. 2007004, 01/30/1994
17. Свеча зажигания СЭ-31Б кл. П2В. Руководство по эксплуатации 8Г3.244.071РЭ.17. Spark plug SE-31B class. P2V. Operation manual 8G3.244.071RE.
18. Свеча зажигания СЭ-31Б кл. П2В. Технические условия 8Г3.244.071 ТУ18. Spark plug SE-31B class. P2V. Specifications 8G3.244.071 TU
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112712/07A RU2497251C1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012112712/07A RU2497251C1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2497251C1 true RU2497251C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012112712/07A RU2497251C1 (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2497251C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550335C1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-05-10 | Николай Иванович Чепелев | Ignition plug |
| RU182925U1 (en) * | 2018-04-16 | 2018-09-06 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | SURFACE IGNITION CANDLE FOR CAPACITIVE IGNITION SYSTEM |
| RU184862U1 (en) * | 2018-04-16 | 2018-11-13 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | SURFACE IGNITION CANDLE FOR CAPACITIVE IGNITION SYSTEM |
| RU2752015C1 (en) * | 2020-08-17 | 2021-07-21 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method for manufacture of ignition plugs with iridium contacts of side electrode |
| RU2799493C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-07-05 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Spark plug for combustion chambers of power and engine installations |
| US11777282B2 (en) | 2019-09-06 | 2023-10-03 | Federal-Mogul Ignition Llc | Electrode material for a spark plug |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028576A (en) * | 1975-07-21 | 1977-06-07 | David Wofsey | Sonic spark plug |
| US20020184892A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Snecma Moteurs | Fastening a CMC combustion chamber in a turbomachine using brazed tabs |
| RU2273082C1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-03-27 | Антон Евгеньевич Монич | Spark plug for internal-combustion engine |
| RU2295812C1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-03-20 | Гаджикадир Алиярович Ибадуллаев | Spark plug for internal combustion engine |
| RU2366053C1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-08-27 | Сергей Васильевич Рыков | Internal combustion engine spark plug |
-
2012
- 2012-03-30 RU RU2012112712/07A patent/RU2497251C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028576A (en) * | 1975-07-21 | 1977-06-07 | David Wofsey | Sonic spark plug |
| US20020184892A1 (en) * | 2001-06-06 | 2002-12-12 | Snecma Moteurs | Fastening a CMC combustion chamber in a turbomachine using brazed tabs |
| RU2273082C1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-03-27 | Антон Евгеньевич Монич | Spark plug for internal-combustion engine |
| RU2295812C1 (en) * | 2005-10-12 | 2007-03-20 | Гаджикадир Алиярович Ибадуллаев | Spark plug for internal combustion engine |
| RU2366053C1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-08-27 | Сергей Васильевич Рыков | Internal combustion engine spark plug |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550335C1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-05-10 | Николай Иванович Чепелев | Ignition plug |
| RU182925U1 (en) * | 2018-04-16 | 2018-09-06 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | SURFACE IGNITION CANDLE FOR CAPACITIVE IGNITION SYSTEM |
| RU184862U1 (en) * | 2018-04-16 | 2018-11-13 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | SURFACE IGNITION CANDLE FOR CAPACITIVE IGNITION SYSTEM |
| US11777282B2 (en) | 2019-09-06 | 2023-10-03 | Federal-Mogul Ignition Llc | Electrode material for a spark plug |
| RU2752015C1 (en) * | 2020-08-17 | 2021-07-21 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Method for manufacture of ignition plugs with iridium contacts of side electrode |
| RU2799493C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-07-05 | Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" | Spark plug for combustion chambers of power and engine installations |
| RU2809491C1 (en) * | 2022-07-25 | 2023-12-12 | Акционерное общество "Уфимское агрегатное производственное объединение" | Erosion spark plug for combustion chambers of power and engine installations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2497251C1 (en) | Ignition plug for combustion chambers of power and propulsion plants | |
| RU2379807C2 (en) | Encapsulated compression proof untight axisymmetric high-efficiency spark gap | |
| CN102678339B (en) | Plasma igniter with reusable cathode | |
| RU119532U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR COMBUSTION CHAMBERS OF POWER AND ENGINE INSTALLATIONS | |
| CN103726972B (en) | Corona ignition device with airtight high frequency plug-in connector | |
| CN104214796B (en) | Electric ignition device | |
| CN202718760U (en) | Plasma ignitor with reusable cathode | |
| CN103134391B (en) | High frequency multi-pulse detonation initiation igniter | |
| CN112128798A (en) | Ignition device with controllable energy, pulse width and frequency | |
| WO2024007524A1 (en) | Plasma needle, burner assembly, and electric flame stove | |
| RU2418337C1 (en) | Cathode of plasma accelerator | |
| RU101872U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR GAS-TURBINE INSTALLATIONS | |
| RU2621700C2 (en) | Spark plug for power and engine units | |
| RU2757292C1 (en) | Ignition plug of gas turbine industrial units | |
| RU207379U1 (en) | SPARK PLUG FOR GAS TURBINE INDUSTRIAL PLANTS | |
| RU156352U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR A GAS-TURBINE ENGINE | |
| RU94071U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR A GAS-TURBINE ENGINE | |
| RU191392U1 (en) | Ignition device | |
| RU149484U1 (en) | IGNITION DEVICE FOR IGNITION OF THE COMBUSTION CHAMBER OF A GAS TURBINE ENGINE | |
| RU52529U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR A GAS-TURBINE ENGINE | |
| CN112736649A (en) | Ignition electric nozzle with high-voltage insulator | |
| RU2799493C1 (en) | Spark plug for combustion chambers of power and engine installations | |
| RU74523U1 (en) | PLASMA PLUG CANDLE | |
| RU150820U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR A GAS-TURBINE ENGINE | |
| RU51446U1 (en) | IGNITION CANDLE FOR A GAS-TURBINE ENGINE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 30-2013 FOR TAG: (57) |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |