具有改进的密封的电晕点火装置制造方法及图纸

提供了一种导电的玻璃密封，用于提供电晕点火装置的导电部件与绝缘体之间的密封结合。通过混合玻璃粉、粘合剂、膨胀剂和导电金属粒子而形成玻璃密封。玻璃粉可包括二氧化硅(SiO

Corona ignition device with improved sealing

A conductive glass seal is provided to provide a sealing fit between a conductive member of the corona ignition device and an insulator. Glass sealing is formed by mixing glass powder, adhesives, expanders, and conductive metal particles. Glass powder may include silica dioxide (SiO)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的密封的电晕点火装置相关专利申请的交叉引用本专利申请要求2014年8月10日提交的、序列号为62/035,452的美国临时专利申请和2015年8月10日提交的、序列号为14/822,073的美国实用专利申请的权益，这些专利申请的所有内容通过引用而并入本文。专利技术背景1.专利
本专利技术主要涉及用于点火装置的玻璃密封，更具体地，涉及包括玻璃密封的电晕点火器及其形成方法。2.相关技术玻璃密封常常被用来在点火装置(例如电晕点火器)的导电部件(诸如中心电极)与绝缘体之间形成密封结合。典型地通过把玻璃粉放置在绝缘体的开孔中，然后把绝缘体、中心电极和玻璃粉一起放置在炉中烘烤而形成电晕点火器的玻璃密封。该热量也使得玻璃密封的某些成分膨胀，因此在绝缘体与中心电极之间形成结合。然而，随着玻璃粉在中心电极与绝缘体之间的熔化和膨胀，形成了气泡或气孔，即使玻璃密封冷却到室温，那些气泡或气孔仍留在成品电晕点火器的玻璃密封中。因此，当电晕点火器在内燃机中使用并受到高电场时，电场使包含在气泡或气孔中的气体电离或形成电晕。电离的气体产成级联的电离电荷，其把热量传送到周围的固态绝缘体。出现热击穿机制，这会产生介质击穿。当气泡或气孔很大时，特别能断言由气体造成的这种介质击穿的影响，在此情形下，会发生绝缘体的介质失效。穿过绝缘体到膨胀的玻璃密封的介质穿透可能会导致电晕点火器失效。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了一种导电玻璃密封，其导电率在9x106S/m到65x106S/m，用于提供电晕点火装置的导电部件与绝缘体之间的密封结合。基于玻璃密封的总重量，玻璃密封包括总量为50.0到85.0重量百分比(wt.％)的玻璃，以及含量为15.0到50.0重量百分比(wt.％)的导电金属粒子。基于玻璃密封的总体积，玻璃密封还包括含量为25.0到75.0体积百分比(vol.％)的气孔。本专利技术的另一方面提供一种电晕点火器，其包括围绕导电部件的绝缘体和导电玻璃密封，所述导电玻璃密封提供电晕点火装置的导电部件与绝缘体之间的密封结合。基于玻璃密封的总重量，所述导电玻璃密封包括总量为50.0到85.0重量百分比(wt.％)的至少一种玻璃，以及含量为15.0到50.0重量百分比(wt.％)的导电金属粒子。玻璃密封的导电率从9x106S/m到65x106S/m。基于玻璃密封的总体积，玻璃密封还包括含量为25.0到75.0体积百分比(vol.％)的气孔。本专利技术的再一个方面提供了一种制造用于电晕点火器的玻璃密封的方法。该方法包括提供一种混合物，基于所述混合物的总重量，所述混合物包括总量为48.8到85.0wt.％的至少一种玻璃粉、含量为0.1到3.0wt.％的粘合剂、含量为0.1到1.0wt.％的膨胀剂、以及含量为14.8到50.0wt.％的导电金属粒子。该方法还包括烘烤所述混合物，以便形成玻璃密封，其中玻璃密封的导电率从9x106S/m到65x106S/m。本专利技术的另一个方面提供了一种制造电晕点火器的方法，所述电晕点火器包括提供导电部件与绝缘体之间的密封结合的导电玻璃密封。该方法包括把混合物置于导电部件与绝缘体之间，其中基于混合物的总重量，混合物包括总量为48.8到85.0wt.％的至少一种玻璃粉、含量为0.1到3.0wt.％的粘合剂、含量为0.1到1.0wt.％的膨胀剂、以及含量为14.8到50.0wt.％的导电金属粒子。该方法还包括烘烤所述混合物，以便形成玻璃密封，其中玻璃密封的导电率从9x106S/m到65x106S/m。导电粒子围绕在烘烤玻璃密封期间形成的任何气体填充孔。当火花塞在内燃机中使用并受到高电场时，导电粒子消除了越过气孔的电场。因此，消除了会造成介质击穿和经过火花塞的绝缘体的介质穿透的气体电离。附图说明当结合附图考虑时，参照以下的详细说明可以更好地理解本专利技术的其它优点，因此将很容易地看到本专利技术的其它优点，在附图中：图1是按照本专利技术示例性实施例的、包括导电玻璃密封的电晕点火器的截面图；图2是在烘烤步骤后的、图1所示导电玻璃密封的、沿A-A线的视图，其中包括玻璃、导电金属粒子和气体填充孔；以及图2A是图2的一部分的放大图。具体实施方式本专利技术的一个方面提供一种电晕点火器20，其包括导电玻璃密封22，导电玻璃密封22提供在至少一个导电部件，诸如中心电极24，与绝缘体26之间的密封结合，如图1所示。玻璃密封22的组成成分减小介质击穿的可能性，并因而减小电晕点火器20在内燃机中使用期间当其中心电极24或其它导电部件接收高频电场时穿过绝缘体26的介质穿透的可能性。导电玻璃密封22由粉状混合物形成，它包括导电粒子、至少一种粘合剂、膨胀剂与玻璃粉的混合物。在示例性实施例中，基于玻璃密封22的总重量，玻璃密封22包括含量为15.0到50.0重量百分比(wt.％)、优选20.0wt.％的导电金属粒子。基于用来形成玻璃密封22的粉末的总重量，用来形成玻璃密封22的粉末典型地包括含量为14.8到50.0wt.％的导电粒子。导电粒子可包括单种材料或不同材料的混合物。任何导电金属均可被用来形成导电粒子，但在示例性实施例中，导电粒子由主要由铜组成，或主要由铜组成。另外，导电粒子可包括各种形式，但在示例性实施例中，它们以铜屑形式被提供，所述铜屑的粒子尺寸小于325筛目或45微米。导电粒子使得玻璃密封22变得导电。在一个示例性实施例中，玻璃密封22的导电率的范围是9x106S/m到65x106S/m，或大于9x106S/m，优选大于30x106S/m。如上所述，在包括非导电玻璃密封的、可比较的电晕点火器中，在使用期间，气泡或气孔被电离并形成电晕，这会导致绝缘体的介质失效。然而，当在电晕点火器20中使用本专利技术的导电玻璃密封22时，导电粒子围绕气泡或气孔，由此在高射频电压施加到电晕点火器20时消除越过气泡或气孔的电场。由于沿导电玻璃密封22的气泡或气孔没有形成电晕放电，消除了穿过绝缘体26的电离击穿和介质穿透的诱发机制。根据粉末的总重量，用来形成导电玻璃密封22的粉末还包括数量最多为3.0wt.％的至少一种粘合剂。当玻璃密封22被引入绝缘体26的孔中时，粘合剂帮助把玻璃密封22的各种组分粘合在一起。优选地，玻璃密封22包括无机粘合剂与合成的或天然的有机粘合剂的混合物。当用来形成导电玻璃密封22的粉末在烘烤步骤期间被加热到玻璃熔化温度时，至少一部分粘合剂、典型地为有机粘合剂被烧尽，因此它不出现在烘烤过的玻璃密封22的组分中。在示例性实施例中，基于用来形成导电玻璃密封22的粉末的总重量，用来形成导电玻璃密封22的粉末包括数量高达2.0wt.％、或0.1到2.0wt.％、优选1.0wt.％的无机粘合剂。无机粘合剂可包括单种材料或不同材料的混合物。任何类型的无机粘合剂材料可用于玻璃密封22，但典型地，无机粘合剂包括天然黏土或工程黏土。在示例性实施例中，无机粘合剂由钠基膨润土或镁铝硅酸盐组成，或基本上由钠基膨润土或镁铝硅酸盐组成，其以名称销售。根据用来形成导电玻璃密封22的粉末的总重量，用来形成示例性实施例的玻璃密封22的粉末还包括数量高达2.0wt.％、或0.1到2.0wt.％、优选0.65wt.％的合成的或天然的有机粘合剂。合成的或天然的有机粘合剂可包括单种材料或不同材料的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电晕点火器的导电玻璃密封，所述玻璃密封包括：至少一种玻璃，基于所述玻璃密封的总重量，所述至少一种玻璃的总量为50.0到85.0wt.％；导电金属粒子，基于所述玻璃密封的总重量，所述导电金属离子的含量为15.0到50.0wt.％；其中基于所述玻璃密封的总体积，所述玻璃密封包括总量为25.0到70.0vol.％的充气孔；所述玻璃密封是导电的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.10 US 62/035,4521.一种用于电晕点火器的导电玻璃密封，所述玻璃密封包括：至少一种玻璃，基于所述玻璃密封的总重量，所述至少一种玻璃的总量为50.0到85.0wt.％；导电金属粒子，基于所述玻璃密封的总重量，所述导电金属离子的含量为15.0到50.0wt.％；其中基于所述玻璃密封的总体积，所述玻璃密封包括总量为25.0到70.0vol.％的充气孔；所述玻璃密封是导电的。2.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，其中所述玻璃包括二氧化硅(SiO2)、氧化硼(B2O3)、氧化铝(Al2O3)、氧化铋(Bi2O3)和氧化锌(ZnO)；所述导电粒子包括铜。3.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，其中基于所述玻璃的总重量，所述玻璃包括含量为35.0到40.0wt.％的二氧化硅(SiO2)；含量为20.0到28.0wt.％的氧化硼(B2O3)；含量为10.0到15.0wt.％的氧化铝(Al2O3)；含量为10.0到15.0wt.％的氧化铋(Bi2O3)和含量为3.0到5.0wt.％的氧化锌(ZnO)。4.如权利要求3所述的导电玻璃密封，其特征在于，其中基于所述玻璃的总重量，所述玻璃还包括总量为2.0到6.0wt.％的碱性金属氧化物，以及总量为3.0到7.0wt.％的碱土金属氧化物。5.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，基于所述玻璃密封的总体积，所述充气孔以35.0到45.0vol.％的含量存在。6.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，其中所述充气孔通过所述玻璃和所述导电金属粒子而互相间隔开。7.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，所述导电金属粒子包括铜。8.如权利要求7所述的导电玻璃密封，其特征在于，所述导电金属粒子包括铜屑，并且其粒子尺寸小于45微米。9.如权利要求1所述的导电玻璃密封，其特征在于，所述玻璃密封的导电率的范围是9x106S/m到65x106S/m。10.如权利要求9所述的导电玻璃密封，其特征在于，其中所述玻璃密封的导电率大于30x106S/m。11.一种电晕点火器，包括：导电部件；围绕所述导电部件的绝缘体；导电玻璃密封，所述导电玻璃密封提供所述导电部件与所述绝缘体之间的密封结合；基于所述玻璃密封的总重量，所述导电玻璃密封包括总量为50.0到85.0wt.％的至少一种玻璃，以及含量为15.0到50.0wt.％的导电金属粒子；其中基于所述玻璃密封的总体积，所述玻璃密封包括总量为25.0到70.0vol.％的充气孔；所述玻璃密封是导电的。12.如权利要求11所述的电晕点火器，其特征在于，其中基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·弗斯滕伯格，W·J·小沃克，P·J·德拉姆，J·D·吕科瓦斯基，
申请(专利权)人：费德罗莫格尔点火公司，
类型：发明
国别省市：美国,US