[发明专利]带有改进密封件的电晕点火设备

说明书

提供一种导电玻璃密封件，其在电晕点火器的导电部件和绝缘体之间提供密封接合。该玻璃密封件通过混合玻璃浆料、粘合剂、膨胀剂和导电金属颗粒形成。该玻璃浆料可以包括二氧化硅(SiO₂)、氧化硼(B₂O₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铋(Bi₂O₃)及氧化锌(ZnO)；该粘合剂可以包括钠基膨润土、镁铝硅酸盐、聚乙二醇(PEG)及糊精；该膨胀剂可以包括碳酸锂；该导电颗粒可包括铜。基于玻璃密封件的总重量，成品玻璃密封件包括总含量为50.0至90.0重量百分比(wt.％)的玻璃，和含量为10.0至50.0wt.％的导电金属颗粒。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年8月1日提交的美国专利申请号15/225,341的权益，其整体内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明总体涉及用于点火设备的玻璃密封件，并且更特别地涉及包括玻璃密封件的电晕点火器，及其形成方法。

背景技术

玻璃密封件时常用于在点火设备(例如电晕点火器)的导电部件(例如中心电极)和绝缘体之间形成密封接合。电晕点火器的玻璃密封件通常通过将玻璃粉末设置在绝缘体的孔中，然后在熔炉中将绝缘体、中心电极和玻璃粉末一起烧制而形成的。热量还使得玻璃密封件的某些部件膨胀，并因此在绝缘体和中心电极之间形成密封接合。然而，随着中心电极和绝缘体之间的玻璃粉末的熔化和膨胀，会形成气泡或气孔，并且即使在玻璃密封件冷却到室温之后，这些气泡或气孔还是保留在成品电晕点火器的玻璃密封件中。因此，当电晕点火器用在内燃机中并经受高电场时，电场导致包含在气泡或气孔中的气体电离并形成电晕。电离气体产生一系列的电离电荷，其将热量传输到周围的固体绝缘体中。发生热击穿机制，其可能造成介电击穿。当气泡或气孔较大时，由气体造成的这种介电击穿效应尤其明显，这种情况下可能产生绝缘体的介电失效。穿过绝缘体至膨胀的玻璃密封件的介电穿刺(dielectric puncture)可能导致电晕点火器的失效。

发明内容

本发明的一方面提供一种具有范围为9×10⁶S/m至65×10⁶S/m的电导率的导电玻璃密封件，用于提供电晕点火器的导电部件和绝缘体之间的密封接合。基于玻璃密封件的总重量，玻璃密封件包括总含量为50.0至90.0重量百分比(wt.％)的至少一个玻璃，和含量为10.0至50.0wt.％的导电金属颗粒。基于玻璃密封件的总体积，玻璃密封件还包括含量为25.0至75.0体积百分比(vol.％)的充气气孔。

本发明的另一方面提供包括围绕导电部件的绝缘体的电晕点火器，和在导电部件和绝缘体之间提供密封接合的导电玻璃密封件。基于玻璃密封件的总重量，导电玻璃密封件包括总含量为50.0至90.0wt.％的至少一个玻璃，和含量为10.0至50.0wt.％的导电金属颗粒。玻璃密封件具有范围为9×10⁶S/m至65×10⁶S/m的电导率。基于玻璃密封件的总体积，玻璃密封件还包括含量为25.0至75.0vol.％的充气气孔。

本发明的另一方面提供制造用于电晕点火器的玻璃密封件的方法。该方法包括提供一种至少包括含量为48.8至90.0wt.％的一份玻璃浆料、含量为0.1至3.0wt.％的粘合剂、含量为0.1至1.0wt.％的膨胀剂和含量为14.8至50.0wt.％的导电金属颗粒的混合物，基于混合物的总重量。该方法进一步包括烧制混合物以形成玻璃密封件，其中玻璃密封件具有范围为9×10⁶S/m至65×10⁶S/m的电导率。