DE2018187A1 - Verfahren und Einrichtung zur Vermeidung des Flammenruckschlags in einem Brennersystem - Google Patents

Description

!Ehe Electric !furnace Company, 435 Vest Wilson Street

Salem« Ohio (USA)

Verfahren und Einrichtung tür Vermeidung des iPlamaenrückschlags in einem Brennersystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Vermeidung des Flammenrücksehlags in einem·Brennersystem, bei dem Luft und Brennstoff vor dem Brennerzutritt zu einem brennbaren Gemisch vorgemischt werden·

Bei den bekannten Vormisch-Gasbrennersystemen werden die Verbrennungsluft und der Brennstoff (Brenngas) su einem brennbaren Gemisch gemischt, bevor sie über eine Leitung in den Einlaß eines Gasbrenner« gelangen· Bei solchen Brenner systemen strömt das brennbare Gemisch während des Ein-

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Abechsltsns d@s Brensore s&i* äuSerst niedriger Ge- ■

seliein&igkeit duren den BreBnersialaS. Si® BtrÖBungsgesclkiii&ciigk@it d©© teeimlisarsii Geaiseas ist hierbei kleiner als die FlaMicaf©stpflaastmg3ges©hiiiadiglK®it©n» Dies hat zur Folge, daß ät® Bresaaspflaiaia® sieh durch den Brennereialaß entgegen d©r GaesnstroiraagsricSitimg gegebenenfalls "bis in die ves d®m te©ajal5@r"3)a §©misefe durchströmte Brennersuflilirungsleitimg amsteeitea IaEBi₉ wobei sich gewöhnlich in Str-oMÄttgerieSitimg v@r des Bs'eEs^^siBlaJB eine Explosion oder TeriroffTäag ©instellt· Bias© tossa d«a ^lammenrückschlag "bewirktes TeipmffimgeB sind gefäM?lich und können zu erheb« liehen Störungen t'alu^n*, AmSerdem können sie die empfindlichen Eontroll« und Begier elemente beschädigen, die mit der Zuführuagsleitung tür das Liift-Brennetoffgemisch verbunden

Aus ümn fiorg@ma£mten Gründen ist ®& daher erwünscht, ein Rückschlägen der Flaume bei Yomiisch-Brennersystemen und damit ¥erpuffOng@n in des Leitungssystem zu vermeiden. Der Erfindung liegt die Aufg&fe® sugnmäe, ein Verfahren und ©iss Einriektting au eenaffen, mit dem bzw. mit der sich der !leimeBiSekeeklag bei To^&isuh-Gr&shrennereystemen auf ¥eis© wirksaa -verhindern läßt»

Bas ©r-ii&te&gsgeEiiB© fe^fateea keimsseichiiet sich dadurch, d&B ias tegaiäfearQ feaisoii "b®± einer Stromungsgeschwindigkeit ₉ #J.® Meines¹ ©ios? aielit W68©mtlieh, großer iat als die

mittels eines inerten

Gases in einem solchen HaBe verdünnt wird, daß es auf einer oberhalb der Flaanenfortpflanasungsgeechwindigkeit liegenden Strömungsgeschwindigkeit gehalten wird.

Beim Ab- oder Zurückschalten des Brennersystems wird das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß bei im wesentlichen konstant bleibendem Brennstoff-Luft-Verhältnis des Gemische die Brennstoff- und Luftzuführung zunächst so weit gedrosselt werden, bis die Strömungsgeschwindigkeit des Gemische nicht wesentlich größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des Gemische, und daß erst dann das Gemisch mit dem inerten Gas verdünnt wird. Nach Einschalten der Inertgaszuführung kann die Luft- und Brennstoffzuleitung gegebenenfalls vollständig abgeschaltet werden.

Beim Einschaltvorgang wird das erfindungegemäße Verfahren dagegen vorzugsweise so durchgeführt, daß die Luft- und Brennstoffzuführung zu dem Inertgasstrom zugeschaltet wird, d.h. es wird in dem kontinuierlich zufließenden Inertgasstrom die Luft- und Brennstoffmenge solange erhöht, bis die Strömungsgeschwindigkeit des von der Luft und dem Brennstoff gebildeten Gemische größer ist als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme. Es kann dann die Inertgaezuführung ohne Gefahr eines Flammenrückschlags abgeschaltet werden.

Bei der Drosselung der Luft- und Brennstoffzuführung zu dem Inertgas strom können die Mengenanteile der verschiedenen

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Komponenten des Gemlsciis β© eingestellt werdea, daß das dem Brenner system zuströaend® TerftSamte Gemisch unbrennbar ist, Soll spater die BreasbaÄeit des &esaiecfe.s wieder hergestellt werden, so werden die 3UiXt=* waä Bremstoffsraführtang erhöht und die Inertgaezufütaasg imter Aufrecliterhaltiang einer oberhalb der l*l©iBieaf02?^o«5pflaas^-agsge£5efefindiöseit liegenden Strömungsgeechiidjüdigkeit des §©iaiseiis gedrosselt raid schließlich abgeschaltet, wenn die Stroramgsgesclitiiiidigkeit dee unverdünnten, brennbaren Gemiselas gr©i©r ist als die Flammenfortpf lansungsgesehwijadigkeit ·

Mit dem erfindimgsgeäiiea ¥©ffa!te©a wird daher sichergestellt, daß sowoWL bein Ein« mad Aiifgsetialtea, ale auch bei Drosselung d©r Breaa@2?bek©iziaag ia <ügt fesantiitaimg zu, dem Brennersystem ©ine Gaügesefeüjiaäigkeit wosbsa&en ist, bei der ein Flammen-

Zur BnreMliknmg des e^fäjaäinagageaaiea TerfaJarene läßt sich eine Eiaxiektuag Ter-weadoso dia ©•E'fiai.imgBgemäß mit einer

sot Kessiaag H®e dta^eii den, Breaaereinlaß strö-

ZmiseMiag ψοά lae^tgas m, <t@a Gesiick in tot de® Bs?©Dae2?@isO.ai eö^ji© mit einer mit diesen beiden e2i1ni&g©n amsaiMiea^iirlsGadea Sonts?©ll» bssw. Steuervorrichtimg versalieD, ist, weleli© il© Inertgaszuführirngsvorrichtung euechaltet, wem die StromamgegeseMfisdiglielt des s-uströmenden Gemisehe etwa im Bereiek der flamenfortpflanzungsgescliwindigkeit liegt oder nur geringfügig größer ist als diese»

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In Stromungsrichtung vor dem Brennereinlaß ist eine Vormischvorrichtung zur Mischung der Verbrennungsluft und des Brenngases vor Erreichen des Brennereinlasses vorgesehen· Die Inertgaszuführungsvorrichtung ist dabei vorzugsweise in Strömungsrichtung hinter der Vormischvorrichtung bzw. hinter der Mischzone, in der die Luft und der Brennstoff gemischt werden, an die Brennerleitung angeschlossen· Zur Regelung und Absperrung der Luft- und Brennstoffzuführung sind Hegel- und Absperrrorrichtungen vorgesehen, die von der Überwachungs- und Steuervorrichtung gesteuert werden·

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäSen Überwachungseinrichtungen für ein Vormisch-Gasbrennersystem in Form eines Schaltdiagramms dargestellt.

Sie Zeichnung, in der bevorzugte lusführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben sind, zeigt in Fig. 1 eine Beine Gasbrenner A, die über Brennerspeiseleitungen 12 mit dem Brenngas versorgt werden. Die Speiseleitungen 12 sind über eine Sammelleitung 13 an eine Gaszuführungsleitung 14 angeschlossen. Jeder Brenner A weist einen Brennereinlaß 17 auf, durch den das Brenngas von der Speiseleitung 12 dem Brenner zur Verbrennung zuströmt.

In der USA-Patentschrift 3 396 951 ist eine Anlage offenbart, bei der die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung mit besonderem Vorteil zur Anwendung kommen kann. Es handelt sieh hier um einen direkt beheizten Hochtemperatur of en, in dem ' kontinuierlich durchlaufende Metallbänder einer raschen Vor-

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©«rär»!Bg imterwo^fen werden, !bevel¹ si® in einer nacMolgend®a BelsMlmgsetiif « auf Ito® eaiglltige Behandltmgstismpera-fcas? gebrasst werden® ü©l©ta öfen koBii@a für unterschiedliche Zwecke Ife^weatffiäg f indem, s»l© sima lrhits®n vos Eisenmetallbändern tos¹ eiaes Salvanisiensngsprozeße ¥enn dar kontinuierliche Smeiila·©! des Bamtes dusea den 79r®rhitzungsofen auf- · grand eiaeg Baaisisses ©des¹ anlgr-raici ©iaes ¥ersageas der mechaEisetoa ©der elektsisefeea EiKciefetiaigeis. unterbrochen wird, so besteht h±®r'die Gefahr₉ dai dao Hetallband bei der hohen Ofentempsr&tüsr beschädigt wird« Bei einer unterbrechung des Banddur^KLsefg müssen dafe©^ die Brenner abgeschaltet werden, wobei gegeteaenf alle zugleich mit dem Abschalten der Brenner durch Gaeeinleitexi eine IfotatmoSphäre in der Ofenkammer bewirkt wird«

Die bei einem gasbeheizten Ofen dieser oder ähnlicher Art mit Vorteil verwendbare Einrichtung gemäß der Erfindung weist - ein ©©"blase B für die Zuleitung der Yerbrennungsluf t über ©im© Hauptleitung 16 zu einem der Gasmischung dienenden T-Stück 18 auf j während, das Brenngas von einer Gasquelle über ein® Gasleitung 2Q dem T-Stäclc 18 zugeführt wird» Di® Luft imd das Brenngas werden in dem T-Stück 18 zti einen breimbaF®^ Gemisch gemischt, welches dann über die Jieitrag 14 den Breaaam A zuströmt« Es versteht sich, daS über, die L©itraag M Jai.® "beliebige ABaahl ml Brennern &1qt Bapeanosisl^aeja mit äea te®Bsb®i?e3B Gemisch versorgt werden ksua<·

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Ub in dem über die Leitung 14 zuströmenden brennbaren Gemisch ein konstantes Luft-Brenngas-Verhältnis aufrechtzuerhalten, sind Vorrichtungen herlcömmlicher Art vorgesehen. Diese weisen Heßdüsen 22 und 24 auf, von denen die eine in der Luftzuführungsleitung 16 und die andere in der Gaszuführungsleitung 20 angeordnet ist. Die Drücke in Strömungsrichtung Tor und hinter den Meßdüsen bzw. Heßblenden 22 und 24 werden auf Differentialumformer-Signalgeber 26 und 28 übertragen, die ihrerseits der Druckdifferenz proportionale Drucksignale auf Belade 30 und 32 übertragen. Die Beiais und 32 liefern Drucksignale, die proportional den Quadratwurzeln der Drucksignale der Signalgeber 26 und 28 sind. Das von den Beiais 30 und 32 gelieferte Drucksignal ist außerdem proportional den Druckdifferenzen an den Heßblenden 22 und 24. DaB Drucksignal der Relais 30 und 32 wird von einem Verhältnisrechner, einem Verhältnis-Steuercomputer 36 empfangen. Die von den Beiais 30 und 32 eingehenden Signale werden von dem Verhältnisrechner gegeneinander verglichen. Solange das Luft-Brenngas-Verhältnis mit der Einstellung des, Steuercomputers 36 übereinstimmt, bleibt das von ihm über die Bohrleitung 38 abgegebene Ausgangssignal unverändert. Stimmt das Luft-Brennstoff-Verhältnis jedoch nicht mit der Einstellung des St euer computers 36 überein, so liefert dieser über die Leitung 38 ein Drucksignal an den Begier 40 des Brennstoffventils 42, wodurch dieses selbsttätig verstellt wird, bis die Drucksignale der Beiais 30 und 32 wieder in Übereinstimmung mit der Einstellung des

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Steuercomputers 36 ausgeglichen sind. Hit dieser Anordnung wird somit das Brennstoff-Luft-Verhältnis des den Brennern A durch die Brennerexnlässe 17 zuströmenden Gemische lediglich mittels eines einzigen Ventils 42 gesteuert.

In der Luftzuiührungsleitung 16 befindet sich ein Luftregelventil 44, welches von einem pneumatischen Hegler 46 gesteuert .wird. Eine Temperaturüberwachungsvorrichtung C liefert über eine Leitung 48 pneumatische Signal® an den Regler 46, um die Einstellung des Luf tventils 44 zu verändern. Die Verstellung des Luftventils 44 führt zu einer Xnderung der Druckdifferenzen an der Meßblende 22. Dies hat zur Folge, daß die Steuervorrichtung 36 das Brennstoffventil 42 automatisch nachstellt, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis an dem Misch-T-Stück 18 konstant gehalten wird. Anstelle der pneumatischen Steuerungen können bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auch hydraulisch® oder elektrische Steuervorrichtungen oder sonstige Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses Verwendung finden.

Bei multi maler Brennerbefeuerung wird das Luf t-Brennstoffgemisch z.B. mit einem Druck in der Größenordnung von 305 mm Wasser säule den Brennern A zugeführt. Um die Gefahr eines Flammenrückschlags an den Brennern auszuschalten, darf der Druck des zugeführten Gemische einen Mindestwert nicht unterschreiten, der hier 10, 2 im Wassersäule betragen mag. Bei turbulenter Strömung durch eine Drosselstelle, wie sie die Brenneröffnung darstellt, ändert sich die Druckdifferenz

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mit dem Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit. Der zulässige Brenner-Rückstellbereich umfaßt dann den Druckbereich von 500 bis 10,2 mm WS, was einem Druckbereich von 30 bis 1 oder der Quadratwurzel von 30 entspricht· Demnach beträgt der Durchflußbereich angenähert 5 »5 bis 1. Venn ein dem zulässigen Mindestdruck entsprechender Druck erreicht wird, sollte der Gaszufluß vollständig und möglichst rasch abgesperrt werden. Selbst wenn das Luftventil 44 und das Brenngasventil 42 praktisch schlagartig von einer Stellung, in der sie sich in unmittelbarer Nähe der Schließstellung befinden, geschlossen werden, tritt nahezu immer ein Flammenrückschlag auf. Mit der Erfindung wird dies dadurch vermieden, daß das Luft-Brenngasgemisch vor seiner Abschaltung mit einer solchen Menge eines inerten bzw. unbrennbaren Gases versetzt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Gemische oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit gehalten wird. Dabei kann dem Gemisch soviel inertes Gas zugeführt werden, daß das Gemisch unverbrennbar wird.

Im Betrieb liefert die Temperaturkontrollvorrichtung 0 Drucksignale über eine Leitung 48 an den Begier 46 des Luftventils 44, wodurch die Druckdifferenz über der Meßblende 22 verändert wird. Die Steuervorrichtung 36 betätigt dann das Brennstoffventil 42 in der Veise, daß das Mischungsverhältnis an dem T-Stück 18 seinen konstanten Wert beibehält. Die Steuervorrichtung 36 steuert hierbei die Verbrennung an den Brennern λ nach Maßgabe der Temperatureinstellung der Temperatur-.kontrollvorrichtung C. Ia Falle einer Störung oder eines

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Fehlers bei der Durchführung des Metallbandes durch den Ofen können die Brenner A entweder mittels einer automatischen Vorrichtung oder durch Verstellung der Temperaturkontrollvorrichtung 0 im Sinne einer niedrigeren Arbeitstemperatur abgeschaltet werden. Die Temperaturkontrollvorrichtung C überwacht daher praktisch die Durchflußgeschwindigkeit des Luft-Brennstoffgemischs durch die zu den Brennern A führende Leitung 14.

Es versteht sich, daß die Durchflußgeschwindigkeit des brennbaren Gemische durch die Leitung 14 auch in anderer Veise, z.B. durch unmittelbare Messung der Strömungsgeschwindigkeit oder durch Messung des Drucks in der Leitung 14, bestimmt werden könnte.

Venn das von der Temperaturkontrollvorrichtung C durch die Leitung 48 abgegebene Drucksignal abnimmt, so wird hierdurch die Beheizung der Brenner A herabgesetzt. Fällt hierbei die Beheizung der Brenner A auf ein Niveau ab, welches einem Brück des durch die Brennerepeiseleitung 12 strömenden Luft-Brennstoffgemischs von etwa 19 mm VS entspricht, so öffnet ein Druckschalter 50 seinen Kontakt. Ein Druck von etwa 19 mm VS liegt ausreichend weit oberhalb des angenommenen zulässigen Mindestwerts von 10,2 mm VB, so daß ein Flammenrückschlag in Strömungsrichtung vor den Brenneröffnungen 17 vermieden wird. Der Druckschalter 50 ist über eine Leitung 54 an eine elektrische Energiequelle D angeschlossen} er ist ferner über eine Leitung 56 mit einem elektri-

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sehen Relais 52 elektrisch verbunden. Das Öffnen des Druckschalters 50 betätigt das Beiais 52, welches über eine Leitung 58 mit der anderen Seite der elektrischen Energiequelle D verbunden ist. Bei Betätigen des Beiais 52 wird über eine Leitung 62 ein magnetbetätigtes Dreiwegeluftventil 60 erregt, welches über eine Leitung 64 an eine Druckquelle Έ angeschlossen ist. Das Ventil 60 liefert daher über eine Leitung 66 ein Drucksignal an ein Ventil 68, sobald das Relais 52 erregt wird· Das über die Leitung 66 übertragene Drucksignal öffnet das Ventil 68, wodurch inertes Gas aus einer Gasquelle E über eine Leitung 70 und ein T-Stück 72 in die Gaszuführungeleitung 14- eingeführt wird. Das aus der Gasquelle H zugeführte Gas kann Stickstoff oder irgendein anderes geeignetes Inertgas sein. Beispielsweise kann mit einer Inertgasmischung aus Kohlendioxid und Stickstoff gearbeitet werden, wobei das Kohlendioxid aus den Abgasen des vollständig verbrannten Brenngas-Luftgemiechs gewonnen wird, die von dem Kondenswasser befreit und gekühlt werden.

TJm den aus der Quelle H in die Leitung 14 strömenden Inertgasstrom regulieren zu können, kann in der Leitung 70 ein Drosselventil 73 oder eine fest eingestellte Drosseldüse angeordnet sein. Ferner empfiehlt es sich, in der Leitung 70 ein Hauptabsperrventil 75 vorzusehen. Venn die Strömungsgeschwindigkeit des Luft-Brennstoffgemische in der Leitung 14 einen Wert hat, der einem Druck von etwa 19 mm VS entspricht , so ist der Zufluß an Inertgas aus der Quelle H über die Leitung 70 in die Leitung 14 ausreichend groß, um

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eine Gasströmungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, die größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des durch die Leitung 14 strömenden Gemische· Beispielsweise kann das über die Leitung 20 angeführte Brenngas aus einem Naturgas bestehen, welches üblicherweise mindestens 9056 Methan enthält. Ein Brenngas-Luft-Verhältnis von 9*052 ι 1 entspricht dann einer 95%igen vollkommenen Verbrennung. Die Verdünnung des Brenngases mit etwa 5 »5 Teilen Stickstoff . bei zugleich konstant bleibendem Luft-Breimgae-Verhältnis führt hierbei zu einem nicht brennbaren Gemisch. Durch Zuführung von 5»5 oder etwa 6 Seilen an Inertgas wird daher bei jedem Luft-Brenngas-Verhältnis die Flamme ausgelöscht. Hieraus ergibt sich die Menge an Stickstoff, die für den Fall zuzuführen ist, daß es erwünscht ist, die Flammen an den Brennern A vollständig auszulöschen.

Ein Vierzonen-Vorerwärmungsofen typischer Ausbildung mag z.B. in seiner Durchsatzleistung auf die Erwärmung von 11.540 kg Stahlband je Stunde bei einer Temperatur der Ofenkaamer von 1.200⁰C ausgelegt sein. Die Gesamtbrenngasmenge beträgt hierbei etwa 283 » Naturgas je Stunde oder etwa 71 * d« Stunde für jede Ofenzone, sofern die Ofenzonen beheizungsmäßig gleich belastet werden. Venn der Maximale Druck des Gemische an den Brennern 305 Bm VS beträgt und die Abschaltung einer Ofenzone unter Berücksichtigung der Sicherheitsbelange bei einem Druck des Gemische von 19 BB VS erfolgen soll, so ist das Verhältnis zwischen Maximal- und Minimaldruck 305/19» was einem Wert von 16 ent-

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spricht, während das Mengenverhältnis gleich der Quadratwurzel von 16, also gleich 4 ist. Hieraus ergibt sich, daß die Ofenzone bei einer Brenngasmenge von 71 * 4, also von 18 Br Gas je Stunde abgesperrt werden sollte. Bei einer 6 : 1 Verdünnung mit Stickstoff ist das erforderliche Stickstof fvolumen 625 x 6 ■ 106,2 Br je Stunde. Dies ist die Menge, die bei Abschaltung an der Stelle 72 der Gaszuführungsleitung zugeführt werden muß, um einen Plammenrückschlag zu verhindern. Außerdem sollte hierbei ein gewisser Sicherheitsfaktor in die Rechnung einbezogen werden.

An die Leitung 48 ist ein weiterer Druckschalter 74 angeschlossen, der beim Auftreten eines Signals in der Leitung 48 öffnet, welches einem Brenngas-Luftgemischdruck der Leitung 14 von etwa 12,7 nm VS entspricht. Das öffnen des Druckschalters 74 betätigt ein elektrisches Heiais 76. Der Druckschalter 74 ist über eine Leitung 54 an die elektrische Energiequelle D und über eine Leitung 78 an das Beiais 76 angeschlossen. Letzteres ist über die Leitung 53 mit dem anderen Pol der elektrischen Energiequelle verbunden. Die Betätigung des Relais 76 bewirkt eine Erregung der Magnetventile 80 und 82, die mit dem Relais 76 über eine elektrische Leitung 84 verbunden sind. Das Magnetventil 80 bewirkt in einer Leitung 86 ein Drucksignal, wodurch das Brennstoffventil 88 in der Brennstoffleitung 20 vollständig geschlossen wird. Das Magnetventil 82^%erzeugt in einer Rohrleitung 90 ein Drucksignal, unter dessen Wirkung ein in der Luft zuführungsleitung . 16 liegendes Luftventil 92 geschlossen wird. Bei der hier

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beschriebenen Anordnung wird somit das Ventil 68 durch ein positives Drucksignal im Sinne einer öffnung betätigt, während die Ventile 88 und 92 durch positive Drucksignale im Schließsinne verstellt werden· Um einen störungsfreien Betrieb der Überwachungseinrichtung zu gewährleisten, kann das öffnen und Schließen der Ventile entweder mittels positiver Drucksignale oder mittels Nulldrucksignale bewirkt werden·

Wenn der Signaldruck in der Leitung 48 einem Druck des Brennstoff-Luftgemischs in der Leitung 14 von etwa 12,7 mm WS oder weniger entspricht, ist das Stickstoffzuführungsventil 68 geöffnet, während die Brennstoff- und Luftventile 88 und 92 geschlossen sind. Der an der Stelle 72 zugeführte Stickstoff durchströmt dann in einem kontinuierlichen Strom den hinter dieser Zuführungsstelle liegenden Abschnitt der Mischleitung 14 und die hieran angeschlossenen Leitungen 12 der Brenner A.

Bei der dargestellten Anordnung können Ventil® J in der Drucksignalleitung 86 zwischen dem Magnetventil 80 und dem Brenngasventil 88 bzw· in der Drucksignalleitung 90 zwischen dem Magnetventil 82 und dem Luftventil 92 angeordnet sein. Jedes Ventil J weist ein ^Rückschlagventil 96 und ein Absperr- bzw. Drosselventil 98 auf· Die Ventile J sind so eingestellt, daß sie ein rasches öffnen twd verhältnismäßig langsames Schließen &%e Gasventils S3 bzw«, ein rasch®® Schließen und ein Ternältniaaäßig langsames Öffnern, des Lixft-

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ventile 92 bewirken. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Luft-Gae-Verhältnis während der raschen Ventilverstellung, z.B. während der Zeit der Einschaltung und der Abschaltung niemals einen Luftüberschuß aufweist.

Genäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Überwachungevorrichtung K vorgesehen, die den Durchlauf des Metallbande β durch einen Wärmeofen überwacht und hierbei einen etwaigen Bandetilletand registriert. Im Falle eines Bandstillstande bewirkt die tTberwachungsvorrichtung E ein elektrisches Signal in einer zu einem elektrischen Beiais 104 führenden Leitung 102. Das hierdurch erregte Relais 104 erregt seinerseits ein magnetbetätigtes Breiwegeventil 106 über eine elektrische Leitung 108, wodurch die Drucksignall ei tung 48 an der Anschlußstelle des Magnetventil β 106 abgesperrt und derjenige Abschnitt der Leitung 46 entlüftet wird, der die Verbindung zu dem Luftventil 44 und den Druckschaltern 50 und ?4 herstellt. Die Entlüftung dieses Abschnitts der Leitung 48 führt zu einem Abschalten der Brenner A in der vorstehend beschriebenen Weise, allerdings mit dem Unterschied, daß das Zeitintervall zwischen dem Offnen der Druckschalter 50 und 74 hier außerordentlich kurz ist. Das Brenngasventil 88 und das Luftventil 92 werden daher sehr rasch geschlossen. Jedoch sorgt die Einstellung der Ventile J mit dem Zweck, ein verhältnismäßig langsames Schließen des Brenngasventils 88 su bewirken, auch weiterhin für einen solch ausreichenden Druck in der Leitung 14, daß ein Flammenrückschlag vor dem Offnen des Ven-

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tils 68 und der Stickstoff zuführung über die Leitung 70 vermieden wird. Das durch den Brennereingang 17 strömende Gemisch wird somit dadurch auf einer oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit gehalten, daß Inertgas in den Gasstrom injiziert wird, bevor die Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische auf einen Wert vermindert wird, der nicht wesentlich größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit.

* Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebene Einrichtung mit Sicherheitsvorrichtungen, wie z.B. einem in der Brenngasleitung 20 angeordneten Sicherheits-Absperrventil 112 und einem Hand-Absperrventil 114 sowie mit einer den Brennern A zugeordneten Zündflamme und Flammen-Sicherheitsvorrichtungen ausgerüstet werden kann.

In Fig. 2 ist eine geänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, bei der in der Inertgaszuführungeleitung 70 ein Begelventil 103 angeordnet ist, w mit welchem sich der Inertgaszufluß aus der Inertgasquelle H beeinflussen läßt. Das Abstimm-Begelventil 103 weist einen Begier 105 auf, der mit einer Drucksignalleitung 107 verbunden ist. Die Leitung 107 ist über eine Leitung 109 und einen Umwandler bzw. eine Signalumkehrvorrichtung 110 an die Drucksignalleitung 48 der Temperaturkontrollvorrichtung C angeschlossen. Bei dieser Anordnung werden die Brenngas- und Luftventile 42 und 44 über ihre Betätigungsvorrichtungen 40 und 46 von dem Drucksignal beeinflußt bzw. ge-

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steuert, welches die Temperaturkontrollvorrichtung O über die Leitung 48 liefert. Das über die leitung 48 auf die Betätigungsvorrichtungen 40 und 46 übertragene Drucksignal ' gelangt außerdem zur Leitung 109, wo es nach Umwandlung in der Signalumkehrvorrichtung 110 über die Leitung 107 dem Hegler 105 des Abstimmventils zugeführt wird. Das über die Leitung 48 übertragene Drucksignal bewirkt daher ein Schließen der Ventile 42 und 44 über ihre Betätigungsvorrichtungen 40 und 46 sowie ein proportionales öffnen des Ventils 10J über den Kegler 105 mit der Folge, daß über die Leitung 70 Inertgas in die Leitung 14 injiziert wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Regler 105 des Ventils 103 so eingestellt, daß er das Ventil 103 nicht öffnet und einzusteuern beginnt, bis die Ventile 42 und 44 soweit geschlossen sind, daß die Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische innerhalb der Brenneröffnung 17 sich der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische nähert. Sind die Ventile 42 und 44 dann soweit geschlossen, daß die Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische innerhalb der Brenneröffnung 17 sich der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit nähert, so öffnet der Regler 105 das Ventil 103, so daß das Inertgas in genau abgestimmter Menge in die Gaszuleitung injiziert und damit die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Brenneröffnung 17 oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit gehalten wird. Die Ventile 42 und 44 können anschließend geschlossen werden, so daß der Anteil des Brenngases und der Luft innerhalb des , Gesamtgemische nun erheblich unterhalb der Flammenfortpflan-

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Zungsgeschwindigkeit liegt. Durch Betätigen des Ventils 103 über den Regler 105 kann die zugeführte Inertgasmenge dann soweit erhöht werden, daß in der Brenneröffnung 17 eine im wesentlichen konstante Gasdurchflußgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, die größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische. In bestimmten Fällen wird ein Ofen über längere Zeitspannen hinweg bei extrem niedrigen Temperaturen gefahren. Dies bedeutet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Brenngas- und Luftgemischs innerhalb der Brenneröffnung 17 außerordentlich gering, jedoch noch ausreichend groß ist, daß eine Verbrennung stattfindet, wobei allerdings die Gasströmungsgeschwindigkeit im Brennereinlaß unterhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit liegt. Hit der Einrichtung gemäß Fig. 2 können die Brenner A bei sehr stark herabgesetzten Betriebstemperaturen ohne die Gefahr eines Flammenrückschlags betrieben werden, da das Ventil 103 im Brennereingang 17 eine Gasströmungsgeschwindigkeit aufrechterhält, die größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemische. Der Zufluß des Inertgases in das Gaszuführungssystem wird hier so abgestimmt, daß eine Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, die größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des brennbaren Gemischs, obwohl zugleich die Verbrennung noch aufrechterhalten wird. In Nähe der Tollen Abschaltung der Brenngas- und Luftzuführung ist der Anteil an zugeführtem Inertgas so groß, daß das Gasgemisch unbrennbar wird. In jedem

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Fall ist es aber ait dieser Einrichtung möglich, die Brenner A über lange Zeitspannen hinweg bei extrem niedrigen Temperaturen zu betreiben. Die Temperaturkontrollvorrichtung C hält hierbei eine niedrige Verbrennungstemperatur in den Brennern A durch Abstimmen des zugeführten Brenngases, der Verbrennungsluft und des Inertgases aufrecht. Bei Einstellung der Temperaturkontrollvorrichtung C auf angenähert Null-Temperatur wird die Brenngas- und Luftzuführung über den Schalter 74- und. die Ventile 98 vollständig abgeschaltet. Der Druckabfall in der Leitung 108 in Strömungsrichtung hinter dem Hagnetventil 106 bewirkt das volle öffnen des Ventils 103, wenn der Druck in der Leitung 48 auf Null abfällt, sobald das Hagnetventil 106 von der Eontrollvorrichtung K ein Signal empfängt.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   1Λ Verfahren zur Vermeidung des Flammenrückschlags in einem Brennersystem, bei dem Luft und Brennstoff vor dem Brennerzutritt zu einem brennbaren Gemisch vorgemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das brennbare Gemisch bei einer Strömungsgeschwindigkeit, die kleiner ist oder nicht wesentlich größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit, mittels eines inerten Gases in einem solchen Maße verdünnt wird, daß es auf einer oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit liegenden Strömungsgeschwindigkeit gehalten wird«
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei im wesentlichen konstant bleibendem Brennstoff-Luft-Verhältnis des Gemische die Brennstoff- und Luftzuführung so weit gedrosselt werden, bis die Strömungsgeschwindigkeit des Gemische nicht wesentlich größer ist als die Elammenfortpflanzungsgeschwindigkeit des Gemische, und daß dann das Gemisch mit dem inerten Gas verdünnt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einschalten der Inertgaszuführung die Luft- und Brennstoffzuleitung vollständig abgeschaltet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschaltvorgang die Luft- und Brennstoffzuleitung zu dem Inertgasstrom zugeschaltet

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   wird lind die Inertgaszuführung erst dann abgeschaltet wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des brennbaren G-emiachs größer ist als die Plammenfortpflanzungsgeschwindigkeit.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft- und Brennstoff zuleitung so weit gedrosselt werden, bis das dem Brennersystem (A) zuströmende verdünnte Gemisch unbrennbar ist.
6. 6· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft- und Brennstoff zuleitung zur Wiederherstellung der Brennbarkeit des Gemische erhöht und die Inertgaszuführung unter Aufrechterhalten einer oberhalb der Plammenfortpflanzungsgeschwindigkeit liegenden Strömungsgeschwindigkeit des Gemische gedrosselt und schließlich abgeschaltet wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des unverdünnten brennbaren Gemische größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit·
7. 7· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Meßvorrichtung (C) zur Messung des durch den Brennereinlaß (17) strömenden Gemischs und einer Inertgaszuführungsvorrichtung (H, 68, 70, 72 bzw. H, 70, 72, 103, 105) zur Zuführung von Inertgas zu dem Gemisch in Strömungsrichtung vor dem Brennereinlaß (17) sowie mit einer mit diesen beiden Vorrichtungen zusammenwirkenden Steuervorrichtung versehen ist, welche die Inertgas-

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   zuführungevorrichtung betätigt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des zuströmenden Gemische nicht wesentlich größer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung vor dem Brennereinlaß (17) eine Vormischvorrichtung (18) zur Mischung der Luft und des Brennstoffs vor Erreichen des Brennereinlasses vorgesehen ist, und daß die InertgaszufUhrungsvorrichtung in Strömungsrichtung hinter der Vormischvorrichtung bzw. der Mischzone an die Brennerleitung (14) angeschlossen ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Hegel- und Absperrvorrichtungen (40, 42 bzw. 44, 46) zur Regelung und Absperrung der Luft- und Brennstoffzuführung vorgesehen sind, die von der Steuervorrichtung gesteuert sind.

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