JP2913200B2 - スパークロッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、導電性セラミックス材料で形成されて有底
円筒状の金属パイプの開口端部に接続された保炎器の燃
焼空間に突出されており燃焼ガスの燃焼を持続するため
に火花放電を発生するためのラジアントチューブ用のス
パークロッドに関し、特に、導電性セラミックス材料で
形成されたスパークロッド本体の基端部に取付けられた
継手部材をスパークロッド保持体の先端部に対して取外
可能に取付けてなるスパークロッドに関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種のスパークロッドとしては、鉄−クロム
−アルミニウム系合金（たとえばガデリウス社製の“カ
ンタル”）などの金属導電体によって全体が形成されて
なるものが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら、従来のスパークロッドでは、鉄−クロ
ム−アルミニウム系合金などの金属導電体によって全体
が形成されていたので、燃焼ガスの燃焼に伴なって発生
される熱量が増加してラジアントチューブないし燃焼炉
内が高温となるにつれ、（ｉ）酸化に伴なう消耗あるい
はクリープに伴なう彎曲などの劣化が短期間に増大して
しまう欠点があり、ひいては（ii）耐用寿命が短縮され
てしまう欠点があり、また（iii）酸化に伴なう消耗あ
るいはクリープに伴ない彎曲などの劣化に際し全体を交
換しなければならず材料効率を改善できない欠点があっ
た。

そこで、本発明は、これらの欠点を除去すべく、導電
性セラミックス材料によって形成したスパークロッド本
体を高靭性の金属導電体によって形成したスパークロッ
ド保持体に対し取外可能に取付けてなるスパークロッド
を提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、 導電性セラミックス材料で形成されて有底円筒状の金
属パイプの開口端部に接続された保炎器の燃焼空間に突
出されており火花放電を発生するためのラジアントチュ
ーブ用のスパークロッドにおいて、 （ａ）導電性セラミックス材料で形成されており、先端
部が保炎器の燃焼空間に突出されるスパークロッド本体
（31）と、 （ｂ）導電性セラミックス材料で形成された円板状の周
辺部に複数の燃焼ガス供給孔（13a）が形成されるとと
もに保炎器のほぼ中間部内周面に対して連設されてお
り、中心部の保持孔（13b）にスパークロッド本体（3
1）を絶縁層（14）を介して保持する保持部（13）と、 （Ｃ）スパークロッド本体（31）の基端部が挿着により
取付けられており、導電性金属で形成された継手部材
（32）と、 （ｄ）金属導電体で形成されており、先端部が継手部材
（32）に対して螺着により取外可能に取付けられるとと
もに基端部が金属パイプの基部中心部に絶縁層（34）を
介した取付部材（35）によって取付けられかつ基端部が
電源に接続されるスパークロッド保持体（33）と、を包
有してなることを特徴とするスパークロッド」 である。

［作用］ 本発明にかかるスパークロッドは、上述の［問題点の
解決手段］に明示したごとく、導電性セラミックス材料
で形成されたスパークロッド本体の基端部が挿着により
取付けられた導電性金属からなる継手部材をスパークロ
ッド保持体の先端部に対して螺着により取付可能に取付
けてなるので、 （ｉ）燃焼ガスの燃焼に伴なって発生される熱量が増加
し高温となっても劣化を抑制する作用 をなし、ひいては （ii）耐用寿命を遷延する作用 をなす。

本発明にかかるスパークロッドは、また、上述の構成
を有するので、 （iii）導電性セラミックス材料からなるスパークロッ
ド本体と金属導電体からなるスパークロッド保持体との
電気的、熱的、機械的連結を良好にする作用 をなし、かつ （iv）劣化に際して部分交換可能とし材料効率を改善す
る作用 をなす。

又、本発明にかかるスパークロッドは、スパークロッ
ド本体が保持部に支持されるとともにスパークロッド保
持体が取付部材に支持された両端支持構造となるので、 （Ｖ）その位置決めを正確にし、かつ先端部の振動を抑
さえて損傷を防止する作用 をなす。

［実施例］ 次に、本発明にかかるスパークロッドについて、その
好ましい実施例を挙げ、添付図面を参照しつつ、具体的
に説明する。ここでは、本発明にかかるスパークロッド
に関する構成ならびに作用効果の理解を促進する目的
で、本発明にかかるスパークロッドが取付けられる保炎
器の一例についても説明する。

（実施例の構成） まず、第１図を参照しつつ、本発明にかかるスパーク
ロッドの一実施例について、その構成を詳細に説明す
る。

30は、本発明にかかるスパークロッドであって、導電
性セラミックス材料によって形成されており先端部31a
が放電領域として機能するスパークロッド本体31と、一
端部にスパークロッド本体31の基端部31bが挿着により
取付けられており適宜の耐熱性金属導電体（たとえば耐
熱合金もしくはステンレス鋼など）によって形成された
継手部材32と、継手部材32の他端部に対して先端部が螺
着により取外可能に取付けられており高靭性の金属導電
体（たとえばステンレス鋼，銅あるいは真鑄など）によ
って形成されたスパークロッド保持体33と、スパークロ
ッド保持体33の基端部33bの近傍周面に配設された絶縁
層34と、絶縁層34の周囲に配設されており後述の金属パ
イプ20に適宜に取付けるための取付部材35と、スパーク
ロッド保持体33の基端部33bに対して形成されており給
電線（図示せず）を接続するための給電端子36とを備え
ている。

10は、本発明にかかるスパークロッド30が取付けられ
る保炎器であって、導電性セラミックス材料によって形
成されており後述の金属パイプ20の開口端部に取付けら
れる筒状基部11と、導電性セラミックス材料によって形
成されており筒状基部11に対して一体に形成された燃焼
部12と、導電性セラミックス材料によって形成されてお
り筒状基部11に対して一体に形成された保持部13とを備
えている。

保炎器10の筒状基部11は、一端部11Aで後述の金属パ
イプ20に包有された金属パイプ本体21の開口端部21Aに
対し挿入して取付けられており、金属パイプ本体21の開
口端部21Aから与えられた燃焼ガス（たとえば天然ガ
ス）を他端部11Bに向けて案内している。

筒状基部11は、所望により、一端部11Aの肉厚が削減
されている。筒状基部11の一端部11Aは、金属パイプ本
体21の開口端部21Aに挿入して取付けられたとき、固定
ネジ22の先端部を係入して安定化するために、その周面
に対し少なくとも１つの係止凹部（係止孔であってもよ
い）11aが形成されている。筒状基部11の一端部11Aの周
面には、固定ネジ22の先端部による固定を安定化する目
的で、所望により、銅フィルムなどの緩衝部材11bを配
置してもよい。筒状基部11の一端部11Aには、燃焼ガス
の漏出を防止する目的で、耐熱性接着剤からなる接着剤
層11c,11dを金属パイプ本体21との間の導電路を遮断し
ない範囲内で形成してもよい。

保炎器10の燃焼部12は、筒状基部11の他端部11Bに対
して連設されており、その内部空間（燃焼空間ともい
う）で燃焼ガスが燃焼せしめられる。燃焼部12には、筒
状基部11の他端部11Bへの連絡部に対して少なくとも１
つの助燃剤供給孔12aが形成されている。助燃剤供給孔1
2aは、複数形成される場合、互いに等角度間隔を保持せ
しめられていることが好ましい。

保炎器10の保持部13は、筒状基部11の他端部11Bの内
周面に対して連設されており、その周縁部に燃焼ガスを
燃焼部12の内部空間に向けて供給するための適宜の数の
燃焼ガス供給孔13aが所望の角度間隔をおいて形成さ
れ、かつ中心部に本発明にかかるスパークロッド30の先
端部すなわちスパークロッド本体31を絶縁層14を介して
保持するための保持孔13bを有している。

金属パイプ20は、有底円筒状を呈し、開口端部21Aに
対し保炎器10の筒状基部11の一端部11Aが挿入して取付
けられた金属パイプ本体21と、金属パイプ本体21の開口
端部21Aの周面に形成されたネジ孔21aに螺入されたとき
先端部が緩衝部材11bを押圧して係止凹部11aに係入され
る固定ネジ22と、金属パイプ本体21の基部21Bに対して
開口されており燃焼ガス供給源（図示せず）から燃焼ガ
スを供給するための燃焼ガス供給管23と、金属パイプ本
体21の基部21Bに対して形成されており本発明にかかる
スパークロッド30の取付部材35を適宜に（たとえば螺合
することによって）取付けるための取付孔24とを包有し
ている。

本発明にかかるスパークロッド30のスパークロッド本
体31は、保炎器10の筒状基部11の内部空間を介して延長
されたのち、その先端部31aが燃焼部12の内部空間（す
なわち燃焼空間）に対して突出されている。

（組立要領） 更に、第１図を参照しつつ、本発明にかかるスパーク
ロッドの一実施例について、その組立要領を簡略に説明
する。

本発明にかかるスパークロッド30は、たとえば、活性
金属ロウを巻き付けてスパークロッド本体31の基端部31
bを継手部材32の一端部に挿入し加熱処理することによ
って継手部材32を取付ける。そののち、継手部材32の他
端部が、スパークロッド保持体33の先端部33aを連結さ
れる。スパークロッド保持体33の基端部33bの周面に
は、予め絶縁層34を介して取付部材35を配設しておく。

保炎器10は、その筒状基部11の一端部11A周面に対し
て緩衝部材11bを配置しかつ先端面および段部端面に対
して燃焼ガスの漏出を防止するために耐熱性接着剤（こ
れにより接着剤層11c,11dが形成される）を配置した状
態で金属パイプ本体21の開口端部21Aに挿入される。

金属パイプ本体21のネジ孔21aに対して固定ネジ22を
螺入することにより、その先端部で緩衝部材11bを押圧
して係止凹部11aに係入せしめる。

そののち、金属パイプ20の取付孔24に対し、本発明に
かかるスパークロッド30をその先端部すなわちスパーク
ロッド本体31の先端部31aから挿入し、保炎器10の保持
部13に形成された保持孔13bに対して挿入する。そのの
ち、取付部材35を取付孔24に対して適宜に取付ける。

以上により、本発明にかかるスパークロッド30は、保
炎器10に対して取付けられる。

（実施例の作用） 加えて、第１図を参照しつつ、本発明にかかるスパー
クロッドの一実施例について、その作用を詳細に説明す
る。

保炎器10は、燃焼ガス供給管23によって燃焼ガス供給
源から矢印A₁で示すごとく供給されたのち矢印A₂で示す
ごとく案内された燃焼ガスを、金属パイプ本体21の開口
端部21Aから受け取り筒状基部11によって保持部材13ま
で案内したのち、保持部材13の周縁部に形成された燃焼
ガス供給孔13aを介して矢印A₃で示すごとく燃焼部12の
燃焼空間に対して供給する。

燃焼部12の燃焼空間では、燃焼ガスが、助燃剤供給孔
12aから矢印Ｂで示すごとく与えられた助燃剤（たとえ
ば燃焼空気）と混合されたのち、本発明にかかるスパー
クロッド30の先端部すなわちスパークロッド本体31と燃
焼部12の内周面との間で発生される火花放電によって点
火されて燃焼せしめられる。

（具体例） 併せて、本発明にかかるスパークロッドの一実施例に
ついて、その構成および作用効果の理解を助けるため
に、具体的な数値などを挙げて説明する。

実施例１ 内径が2.8mmで外径が4mmであるステンレス鋼（日本工
業規格SUS310）製の金属パイプを、長さ22mmに切断し、
その一端部より10mmの距離まで内周面を研削して内径を
3.2mmとし、かつ他端部より10mmの距離まで内周面を研
削して谷径が3mmでピッチが0.5mmの雌ネジを形成するこ
とにより、継手部材を作成した。

炭化珪素質複合材料を用い、周知の要領で外径が3mm
で長さが200mmであり電気抵抗が40Ωであるスパークロ
ッド本体を作成した。スパークロッド本体の基端部は、
幅が10mmで肉厚が0.05mmであるシート状の活性銀ロウを
二重に巻き付けたのち、継手部材の一端部に挿入した。
スパークロッド本体は、基端部を継手部材に挿入した状
態で、カーボンケース内に収容され、真空炉内において
約10^-5mmHgの雰囲気下で900℃の温度に５時間保持され
た。これにより、スパークロッド本体は、継手部材と結
合され、継手部材付スパークロッド本体とされた。ちな
みに、活性銀ロウの組成は、銀67重量部，銅30重量部お
よびチタン３重量部であった。

継手部材付スパークロッド本体は、その継手部材の他
端部に対し予めステンレス鋼で形成されたスパークロッ
ド保持体の先端部を螺合して連結することにより、スパ
ークロッドとされた。

スパークロッドは、保炎器に組込まれたのち、ラジア
ントチューブの点火装置として使用された。すなわち、
スパークロッドは、燃焼ガスとして天然ガスを採用し助
燃剤として空気を採用しかつ燃焼炉内の温度を1200℃に
保持しつつ３ケ月にわたって連続使用された。スパーク
ロッドは、燃焼ガスおよび助燃剤の供給ならびに給電を
停止し、燃焼炉内の温度が自然冷却によって室温となる
のを待って、ラジアントチューブから取出された保炎器
から取り外された。

スパークロッドは、スパークロッド本体およびスパー
クロッド保持体と継手部材との間の連結状態を観察した
ところ、異常が全く認められなかった。

実施例２ スパークロッド本体が窒化珪素質複合材料によって形
成されその電気抵抗が0.5Ωであり燃焼炉内の温度が110
0℃に保持されたことを除き、実施例１が反復された。

このときも、スパークロッド本体およびスパークロッ
ド保持体と継手部材との間の連結状態に、異常が全く認
められなかった。

実施例３ 活性銀ロウの組成が銀67重量部，銅30重量部およびジ
ルコニウム３重量部であったことを除き、実施例１が反
復された。

このときも、スパークロッド本体およびスパークロッ
ド保持体と継手部材との間の連結状態に、異常が全く認
められなかった。

実施例４〜６ 継手部材がステンレス鋼に代え耐熱合金によって作成
されたことを除き、それぞれ、実施例１〜３が反復され
た。

このときも、スパークロッド本体およびスパークロッ
ド保持体と継手部材との間の連結状態に、異常が全く認
められなかった。

（変形例） なお、上述においては、継手部材32とスパークロッド
保持体33とが螺合によって連結されているが、本発明
は、これに限定されるものではなく、他の適宜の要領で
連結される場合も包摂している。

（３）発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかかるスパークロ
ッドは、上述の［問題点の解決手段］に開示したごと
く、導電性セラミックス材料で形成されたスパークロッ
ド本体の基端部が挿着により取付けられた導電性金属か
らなる継手部材をスパークロッド保持体の先端部に対し
て螺着により取外可能に取付けてなるので、 （ｉ）燃焼ガスの燃焼に伴なって発生される熱量が増加
し高温となっても劣化を抑制できる効果 を有し、ひいては （ii）耐用寿命を遷延できる効果 を有する。

本発明にかかるスパークロッドは、また、上述の構成
を有するので、 導電性セラミックス材料からなるスパークロッド本体
と金属導電性からなるスパークロッド保持体との電気
的、熱的、機械的連結な良好にできる効果 を有し、かつ （iv）劣化に際して部分交換可能とでき材料効率を改善
できる効果 を有する。

又、本発明にかかるスパークロッドは、スパークロッ
ド本体が保持部に支持されるとともにスパークロッド保
持体が取付部材に支持された両端支持構造となるので、 （Ｖ）その位置決めを正確にし、かつ先端部の振動を抑
えて損傷を防止できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる保炎器の一実施例を示すため
の断面図である。10 ……保炎器 11……筒状基部 11A……一端部 11B……他端部 11a……係止凹部 11b……緩衝部材 11c,11d……接着剤層 12……燃焼部 12a……助燃剤供給孔 13……保持部 13a……燃焼ガス供給孔 13b……保持孔 14……絶縁層20 ……金属パイプ 21……金属パイプ本体 21A……開口端部 21B……基部 21a……ネジ孔 22……固定ネジ 23……燃焼ガス供給管 24……取付孔30 ……スパークロッド 31……スパークロッド本体 32……継手部材 33……スパークロッド保持体 34……絶縁層 35……取付部材 36……給電端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ関 共一 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミック ス株式会社中央研究所内 (72)発明者 村山 晴男 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミック ス株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−1481（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−131257（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01T 13/00 - 13/56 F23Q 3/00 102

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性セラミックス材料で形成されて有底
   円筒状の金属パイプの開口端部に接続された保炎器の燃
   焼空間に突出されており火花放電を発生するためのラジ
   アントチューブ用のスパークロッドにおいて、 （ａ）導電性セラミックス材料で形成されており、先端
   部が保炎器の燃焼空間に突出されるスパークロッド本体
   （31）と、 （ｂ）導電性セラミックス材料で形成された円板状の周
   辺部に複数の燃焼ガス供給孔（13a）が形成されるとと
   もに保炎器のほぼ中間部内周面に対して連設されてお
   り、中心部の保持孔（13b）にスパークロッド本体（3
   1）を絶縁層（14）を介して保持する保持部（13）と、 （ｃ）スパークロッド本体（31）の基端部が挿着により
   取付けられており、導電性金属で形成された継手部材
   （32）と、 （ｄ）金属導電体で形成されており、先端部が継手部材
   （32）に対し螺着ににより取外可能に取付けられるとと
   もに基端部が金属パイプの基部中心部に絶縁層（34）を
   介した取付部材（35）によって取付けられかつ基端部が
   電源に接続されるスパークロッド保持体（33）と、 を包有してなることを特徴とするスパークロッド。