DE102012001285B4

DE102012001285B4 - ignition lance

Info

Publication number: DE102012001285B4
Application number: DE102012001285.3A
Authority: DE
Inventors: Jörg Maurer; Boris Reimer
Original assignee: Hegwein GmbH
Current assignee: Hegwein GmbH
Priority date: 2012-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2032-01-26
Also published as: DE102012001285A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zündlanze zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit einem Lanzenrohr (12) mit Zündelektrode (14), einem Anschlusskabel (20) zur Verbindung mit einem Zündgerät und einer Anschlussvorrichtung (22) zum Anschließen des Kabels (20) an die Zündelektrode (14). Um eine verbesserte Zündlanze bereitzustellen, die in explosionsgefährdeten Umgebungen einsetzbar ist und die dennoch einfach handhabbar und bei der Komponenten austauschbar sind, wird vorgeschlagen, dass die Anschlussvorrichtung (22) abnehmbar vom Lanzenrohr (12) ausgebildet ist.The invention relates to an ignition lance for use in potentially explosive areas with a lance tube (12) with ignition electrode (14), a connection cable (20) for connection to an ignition device and a connection device (22) for connecting the cable (20) to the ignition electrode (14 ). In order to provide an improved ignition lance, which is applicable in explosive environments and yet easy to handle and the components are interchangeable, it is proposed that the connection device (22) is detachably formed by the lance tube (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündlanze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an ignition lance according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, zum Zünden mittlerer und größerer Zündbrenner, z. B. in Kraftwerken, eine Einrichtung zu verwenden, die aus einem Zündgerät zur Erzeugung von Hochspannung, einem langen Rohr und einer Zündkerze mit einer Funkenstrecke am Ende des Rohres besteht. Das als Zündlanze bezeichnete Rohr dient dem Zweck, die Zündspitze mit der Funkenstrecke in den Bereich einer Brennermündung zu bringen, wo der Brennstoff gezündet werden soll. Über ein Anschlusskabel wird die Hochspannung an die Zündlanze gebracht. Mit solchen Zündlanzen können nicht nur Gas- oder Ölbrenner gezündet werden sondern auch Gasturbinen, Zündbrenner und dergleichen oder auch brennbare Gemische, wie Stäube in einer Brennkammer oder Reaktor.It is known to ignite medium and larger pilot burner, z. As in power plants, to use a device consisting of an ignitor for generating high voltage, a long tube and a spark plug with a spark gap at the end of the tube. The designated as ignition lance tube serves the purpose of bringing the firing tip with the spark gap in the area of a burner port, where the fuel is to be ignited. The high voltage is connected to the ignition lance via a connecting cable. With such Zündlanzen not only gas or oil burners can be ignited but also gas turbines, pilot burners and the like, or combustible mixtures such as dusts in a combustion chamber or reactor.

Aus der DE 7244878 U ist eine Zündlanze bekannt mit einem Lanzenrohr, einer Zündelektrode und einer Vorrichtung zum Zuführen von Strom und Spannung. Diese Vorrichtung umfasst eine Anschlussbuchse, Aufnahmebuchse und weitere Komponenten, wie Bolzen, Druckfeder, etc. und ist innerhalb des Lanzenrohres vorgesehen.From the DE 7244878 U is an ignition lance known with a lance tube, a starting electrode and a device for supplying current and voltage. This device comprises a connection socket, receiving socket and other components, such as bolts, compression spring, etc. and is provided within the lance tube.

DE 10 2004 033 775 A1 beschreibt eine weitere Zündlanze mit einem Adaptergehäuse. Das Lanzenrohr ist über Flansche an das Adaptergehäuse anflanschbar. In dem Adaptergehäuse ist ein Zündstecker vorgesehen zur Zuführung der elektrischen Leistung. DE 10 2004 033 775 A1 describes another ignition lance with an adapter housing. The lance tube can be flanged to the adapter housing via flanges. In the adapter housing a Zündstecker is provided for supplying the electrical power.

Eine weitere Zündvorrichtung ist der US 6,345,979 bekannt.Another ignition device is the US 6,345,979 known.

In besonderen Anwendungen ist der Bereich außerhalb des Brennraums ein Staub- und Gas-explosionsgefährdeter Bereich, in dem die dort verwandten Geräte explosionsgeschützt nach der ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG ausgeführt sein müssen. Bekannte Zündlanzen, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden sind ausschließlich als fest angeschlossene Systeme ausgeführt. Die einzelnen Komponenten wie Zündlanze und Anschlusskabel sind also nicht trennbar. Das hat den Nachteil, dass ein Tausch einzelner z. B. defekter Komponenten, insbesondere einer defekten Zündlanze, die ja im Brenner hohen Belastungen ausgesetzt ist, nicht möglich ist. Stattdessen muss das ganze System ausgewechselt werden.In special applications, the area outside the combustion chamber is a dust and gas explosive area in which the devices used there must be explosion-proof in accordance with the ATEX product directive 94/9 / EC. Known ignition lances that are used in potentially explosive areas are designed exclusively as permanently connected systems. The individual components such as ignition lance and connection cable are therefore not separable. This has the disadvantage that an exchange of individual z. As defective components, in particular a defective ignition lance, which is indeed exposed in the burner high loads, is not possible. Instead, the whole system has to be replaced.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Zündlanze bereitzustellen, die in explosionsgefährdeten Umgebungen einsetzbar ist und die dennoch einfach handhabbar und bei der Komponenten austauschbar sind.On this basis, it is an object of the invention to provide an improved ignition lance, which can be used in explosive environments and yet easy to handle and the components are interchangeable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Zündlanze mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by an ignition lance with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Zündlanze zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen weist ein Lanzenrohr mit Zündelektrode, ein Anschlusskabel zur Verbindung mit einem Zündgerät und eine Anschlussvorrichtung zum Anschließen des Kabels an die Zündelektrode auf, wobei Anschlussvorrichtung und Lanzenrohr so ausgebildet sind, dass das Lanzenrohr von der Anschlussvorrichtung abnehmbar ist.The ignition lance according to the invention for use in potentially explosive areas has a lance tube with ignition electrode, a connection cable for connection to an ignition device and a connection device for connecting the cable to the ignition electrode, connecting device and lance tube being designed such that the lance tube can be removed from the connection device.

Es muss dabei betont werden, dass die Ausgestaltung derart ist, dass bei verbundenem Lanzenrohr die Verbindung Lanzenrohr-Anschlussvorrichtung trotz ihrer Lösbarkeit explosionsgeschützt nach ATEX-Produktrichtlinie ausgeführt ist.It must be emphasized that the design is such that when connected lance tube, the connection lance tube connecting device despite their solubility is explosion-proof executed according to ATEX product directive.

Dadurch ist eine leichtere Montage am Bestimmungsort, z. B. an einem Zündbrenner, in einer Gasturbine o. dgl., möglich, was erhebliche Kosten spart.As a result, easier assembly at the destination, eg. B. on a pilot burner, in a gas turbine o. The like., Possible, which saves considerable costs.

Des Weiteren kann die Zündlanze im Ersatzfall einzeln und schnell getauscht werden. Bisher musste die Zündlanze mitsamt dem Anschlusskabel getauscht werden. War das Anschlusskabel in einer Anlage fest installiert, hatte dies einen hohen Arbeitsaufwand zur Folge. Durch die neuartige Verbindung entfallen aufwändige Löt- und Montagearbeiten.Furthermore, the ignition lance can be replaced individually and quickly in case of replacement. Previously, the ignition lance had to be replaced together with the connection cable. If the connecting cable was permanently installed in a system, this resulted in a high workload. The novel connection eliminates the need for expensive soldering and assembly work.

Damit ist ein Tauschen einzelner, möglicherweise verschlissener oder defekter, Einzelkomponenten, insbesondere des Lanzenrohres möglich, womit erhebliche Kosten eingespart werden können.This is an exchange of individual, possibly worn or defective, individual components, in particular of the lance tube possible, which can be saved considerable costs.

Wenn die Anschlussvorrichtungen verschiedener Zündlanzen gleiche Anschlussmaße halten, sind Komponenten artverwandter Systeme in verschiedenen Kombinationen einsetzbar.If the connection devices of different ignition lances keep the same connection dimensions, components of related systems can be used in various combinations.

Eine konstruktive einfache Art der Verbindung von Lanzenrohr und Anschlussvorrichtung ist gegeben, wenn das Lanzenrohr einschraubbar ist.A constructive simple way of connecting the lance tube and connecting device is given when the lance tube is screwed.

Die Anschlussvorrichtung weist ein Gehäuse mit einer Durchführungselektrode zur Strom- und Spannungsdurchführung für die Zündlanzenelektrode und einen Isolator zur Isolierung der Durchführungselektrode gegen das Gehäuse auf. Der Isolator, der die Durchführungselektrode aufnimmt, kann aus einem keramischen Material bestehen. Denkbar wären auch andere isolierende Materialien wie PTFE.The connection device has a housing with a leadthrough electrode for current and voltage feedthrough for the ignition lance electrode and an insulator for insulating the leadthrough electrode against the housing. The insulator receiving the feedthrough electrode may be made of a ceramic material. Also conceivable would be other insulating materials such as PTFE.

Zur sicheren und gut elektrisch leitenden Verbindung weist die Durchführungselektrode lanzenrohrseitig eine Buchse auf, in die die Zündelektrode einsteckbar ist.For safe and good electrically conductive connection, the lead-through electrode lance tube side has a socket into which the ignition electrode can be inserted.

Vorteilhafterweise sind die Durchführungselektrode und der Isolator über eine Verschraubung gegeneinander fixiert. Advantageously, the lead-through electrode and the insulator are fixed against each other via a screw connection.

Besonders gute Durchschlagsresistenz und damit Explosionsschutz wird erreicht, wenn der Isolator die Durchführungselektrode über die volle Länge umschließt und der Isolator im eingeschraubten Zustand des Lanzenrohres in dieses hineinragt.Particularly good resistance to breakdown and thus explosion protection is achieved when the insulator encloses the lead-through electrode over the full length and the insulator protrudes into the screwed state of the lance tube in this.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Anschlusskabel eine Kabelhalterung in explosionsgeschützter Ausführung auf, und die Kabelhalterung ist in das Gehäuse einschraubbar.In a further development of the invention, the connection cable to a cable holder in explosion-proof design, and the cable holder is screwed into the housing.

Für einen einfachen Zusammenbau ist der Isolator durch die eingeschraubte Kabelhalterung in dem Gehäuse fixiert.For easy assembly, the insulator is fixed in the housing by the screwed-in cable holder.

In Weiterbildung der Erfindung ist das Anschlusskabel an die Durchführungselektrode anlötbar und die Lötstelle von einer Hülse aus isolierendem Material, insbesondere einer PTFE-Hülse, umgeben.In a development of the invention, the connecting cable can be soldered to the lead-through electrode and the soldering point is surrounded by a sleeve of insulating material, in particular a PTFE sleeve.

Ein Durchschlag wird insbesondere dann verhindert, wenn in Weiterbildung der Erfindung sämtliche Spaltmaße zwischen dem Gehäuse und darin aufgenommenem Isolator, Durchführungselektrode, Zündlanze, Kabelhalterung und vorhandenen Gewinden derart eng toleriert sind, dass ein Flammendurchschlag verhindert ist.A breakdown is particularly prevented if, in a further development of the invention, all gaps between the housing and the insulator, feedthrough electrode, ignition lance, cable holder and existing threads are tolerated so tightly that a flameout is prevented.

Insgesamt kann mit diesen Maßnahmen eine Zündlanze bereitgestellt werden, die einerseits modular aufgebaut ist und deren Komponenten trennbar sind, wobei dennoch eine Zertifizierung nach ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG erreichbar ist, was einen Einsatz in Staub und Gas explosionsgefährdeten Bereichen ermöglicht. Dabei ist die Zündlanze und insbesondere die Verbindung Lanzenrohr-Anschlussvorrichtung trotz der Trennbarkeit sehr kompakt ausgeführt. Durch die neuartige Schraub-/Steckverbindung entfallen aufwändige Löt- und Montagearbeiten.Overall, with these measures, an ignition lance can be provided, which is on the one hand modular and whose components are separable, yet a certification according to ATEX product directive 94/9 / EC is achievable, allowing use in dust and gas explosive atmospheres. In this case, the ignition lance and in particular the connection lance tube connecting device is made very compact despite the separability. The novel screw / plug connection eliminates complex soldering and assembly work.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:The invention will be described below with regard to further features and advantages with reference to an embodiment and with reference to the drawings. The figures of the drawing show in:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Zündlanze; 1 a schematic representation of an ignition lance according to the invention;

2 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts der Anschlussvorrichtung. 2 a schematic representation of a longitudinal section of the connecting device.

Eine in 1 dargestellte erfindungsgemäße Zündlanze 10 für Gas- oder Ölbrenner zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen umfasst ein Lanzenrohr 12 mit einer darin geführten Zündelektrode 14. Die Zündelektrode 14 umfasst einerseits eine Zuleitung 16 und andererseits eine Zündspitze 18, mit der letztlich eine Flamme gezündet wird. Der Zündelektrode 14 wird über Anschlusskabel 20 von einem nicht dargestellten Zündgerät eine Hochspannung zugeführt. Über eine Anschlussvorrichtung 22 ist das Kabel 20 an die Elektrode 14 anschließbar.An in 1 illustrated ignition lance invention 10 for gas or oil burners for use in potentially explosive atmospheres includes a lance tube 12 with an ignition electrode guided therein 14 , The ignition electrode 14 on the one hand comprises a supply line 16 and on the other hand, a firing tip 18 with which ultimately a flame is ignited. The ignition electrode 14 is via connection cable 20 supplied by a igniter, not shown, a high voltage. Via a connection device 22 is the cable 20 to the electrode 14 connected.

Die Anschlussvorrichtung ist im Einzelnen in 2 im Längsschnitt dargestellt. Sie besteht aus einem Gehäuse 24, das eine durchgehende Öffnung 26 mit verschiedenen Durchmessern hat. In die Öffnung 26 ist ein Isolator 28 eingeführt, der auf einem Absatz 30 aufsitzt. Der Isolator 28 selbst weist auch eine durchgehende Öffnung 32 mit unterschiedlichen Durchmessern auf, in der eine Durchführungselektrode 34 aufgenommen ist. Die Durchführungselektrode 34 dient zur Strom- und Spannungsführung vom Kabel 20 zur Zündelektrode 14 und weist an ihrem kabelseitigen Ende ein Gewinde auf, auf das eine Befestigungsmutter 38 aufgeschraubt ist, wodurch die Durchführungselektrode 34 zwischen einem Absatz 40 und der Befestigungsmutter 38 eingespannt in dem Isolator 28 gehalten ist. Die Befestigungsschraube 38 und ein freies kabelseitiges Ende 36 der Durchführungselektrode 34 sind von einer Hülse 42 aus isolierendem Material, insbesondere PTFE, umgeben, die vom kabelseitigen Ende in das Gehäuse 28 eingeführt wird.The connection device is in detail in 2 shown in longitudinal section. It consists of a housing 24 that has a continuous opening 26 with different diameters. In the opening 26 is an insulator 28 introduced on a paragraph 30 seated. The insulator 28 itself also has a continuous opening 32 with different diameters, in which a feedthrough electrode 34 is included. The feedthrough electrode 34 serves to conduct current and voltage from the cable 20 to the ignition electrode 14 and has at its cable-side end a thread on which a fastening nut 38 screwed on, causing the feedthrough electrode 34 between a paragraph 40 and the fastening nut 38 clamped in the insulator 28 is held. The fixing screw 38 and a free cable end 36 the feedthrough electrode 34 are from a pod 42 made of insulating material, in particular PTFE, surrounded by the cable end in the housing 28 is introduced.

An dem kabelseitigen Ende des Gehäuses 24 ist ein Innengewinde 44 vorgesehen, in das eine Kabelhalterung 46 einschraubbar ist. Die Kabelhalterung 46 ist explosionsgeschützt ausgeführt. Nach Einschrauben der Kabelhalterung 46 sind die Hülse 42, der Isolator 28 und damit auch die Durchführungselektrode 34 in dem Gehäuse 24 festgelegt.At the cable end of the housing 24 is an internal thread 44 provided in which a cable holder 46 can be screwed. The cable holder 46 is explosion-proof. After screwing in the cable holder 46 are the sleeve 42 , the insulator 28 and thus also the feedthrough electrode 34 in the case 24 established.

Die strom- und spannungsführende Ader des Kabels 20 wird durch Löten an das kabelseitige Ende 36 mit der Durchführungselektrode 34 kontaktiert.The current and live wire of the cable 20 is soldered to the cable end 36 with the feedthrough electrode 34 contacted.

An dem lanzenseitigen Ende des Gehäuses 24 ist ein zweites Innengewinde 48 angeordnet, in das das Lanzenrohr 12 einschraubbar ist. Damit sind das Gehäuse 24 und damit die Anschlussvorrichtung 22 stabil aber lösbar mit dem Lanzenrohr 12 verbindbar und die Anschlussvorrichtung 22 ist abnehmbar vom Lanzenrohr 12 ausgebildet. Um auch die Zündelektrode 14 mit der Durchführungselektrode 34 verbinden zu können, weist die Durchführungselektrode 34 lanzenrohrseitig eine Buchse 50 auf, in die die Zuleitung 16 der Zündelektrode 14 beim Aufschrauben des Lanzenrohres 12 einsteckbar ist.At the lance end of the case 24 is a second internal thread 48 arranged in which the lance tube 12 can be screwed. This is the case 24 and thus the connection device 22 stable but detachable with the lance tube 12 connectable and the connection device 22 is removable from the lance tube 12 educated. To also the ignition electrode 14 with the feedthrough electrode 34 To connect, has the feedthrough electrode 34 Lanzrohrseitig a socket 50 on, in which the supply line 16 the ignition electrode 14 when screwing on the lance tube 12 is pluggable.

Wenn das Lanzenrohr 12 vollständig aufgeschraubt ist ragt der Isolator 28 in das Lanzenrohr 12 hinein, so dass ein ausreichender Schutz gegen Durchschlag gegeben ist. Zum Schutz gegen Durchschlag sind noch weitere Maßnahmen vorgesehen, nämlich der Isolator 28 umschließt die Durchführungselektrode 34 über die volle Länge, und sämtliche Spaltmaße zwischen dem Gehäuse 24 und den darin aufgenommenen Komponenten, nämlich Isolator 28, Hülse 42 und Kabelhalterung 46 sind derart eng toleriert, dass ein Flammendurchschlag verhindert ist.If the lance tube 12 completely unscrewed protrudes the insulator 28 into the lance tube 12 into it, so that a sufficient protection against breakdown is given. To protect against breakdown further measures are provided, namely the insulator 28 encloses the feedthrough electrode 34 over the full length, and all gaps between the housing 24 and the components housed therein, namely insulator 28 , Sleeve 42 and cable holder 46 are so tightly tolerated that a flameout is prevented.

Claims

Ignition lance for use in potentially explosive atmospheres with a lance tube ( 12 ) with ignition electrode ( 14 ), a connection cable ( 20 ) for connection to an ignition device and a connection device ( 22 ) for connecting the cable ( 20 ) to the ignition electrode ( 14 ), characterized in that the connecting device ( 22 ) detachable from the lance tube ( 12 ) is formed and the lance tube ( 12 ) in the connection device ( 22 ) and a housing ( 24 ) with a feed-through electrode ( 34 ) for current and voltage feedthrough for the ignition electrode ( 14 ) and an isolator ( 28 ) for the isolation of the lead-through electrode ( 34 ) against the housing ( 24 ), wherein the lead-through electrode lance tube side has a socket into which the ignition electrode ( 14 ) when screwing the lance tube ( 12 ) is insertable and wherein the insulator ( 28 ) the feedthrough electrode ( 34 ) over the full length and the insulator ( 28 ) in the screwed state of the lance tube ( 12 ) protrudes into this.

Ignition lance according to claim 1, characterized in that the lead-through electrode and the insulator are fixed against each other via a screw connection.

Ignition lance according to one of the preceding claims, characterized in that the connection cable has a cable holder in explosion-proof design, and the cable holder is screwed into the housing.

Ignition lance according to claim 3, characterized in that the insulator is fixed by the screwed cable holder in the housing.

Ignition lance according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting cable can be soldered to the feedthrough electrode and the solder joint is surrounded by a sleeve of insulating material, in particular PTFE.

Ignition lance according to one of the preceding claims, characterized in that all the gaps between the housing and the insulator contained therein, feedthrough electrode, ignition lance and cable holder are so closely tolerated that a flameout is prevented.