DE2018187B2 - Verfahren und einrichtung zur vermeidung des flammenrueckschlags in einem brennersystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein- schwindigkeit zu halten Wird die Brennstoff-Luftrichtung zur Vermeidung des Flammenruckschlags in zufuhr auf eine Strömungsgeschwindigkeit vermineinem Brennersystem, bei dem Luft und Brennstoff dert, die im Bereich der Flammenfortpflanzungsgevor dem Brennerzutritt zu einem brennbaren Ge- schwindigkeit hegt, so wird bei dem erfindungsgemisch vorgemischt werden 5 maßen Verfahren das inerte Gas zweckmäßig in einer

Bei bekannten Gasbrennersystemen werden die entsprechend der Verminderung der Brennstoff-Luft-Verbiennungsluft und der Brennstoff zu einem brenn- zufuhr ansteigenden Menge zugeführt Beim Abbaren Gemisch gemischt, bevor sie über eine Lei- schalten des Brennersystems bei einer Geschwmdigtung in den Einlaß eines Gasbrenners gelangen Bei keil des Brennstoff-Luft-Gemisches, die über der solchen Brennersystemen strömt das brennbare Ge- xo Flammenfortpflanzungsgeschwmdigkeit liegt, kann misch wahrend des Em- und Abschaltens des Bren- das erfindungsgemaße Verfahren in der Weise zur ners mit äußerst niedriger Geschwindigkeit durch den Durchfuhrung kommen, daß eine nahezu konstante Brennereinlaß Die Stromungsgeschwindigkeit des Inertgasmenge zugeführt wird, die so bemessen wird, brennbaren Genuschs ist hierbei kleiner als die daß das Gemisch unbrennbar wird, bevor die Ge-Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit Dies hat zur 15 schwindigkeit des Gemisches die Flammenfortpflan-Folge, daß sich die Brennerflamme durch den zungsgeschwindigkeit erreicht

Brennereinlaß entgegen der Gaszustromungsnchtung Andererseits wird beim Einschalten der Brennergegebenenfalls bis in die von dem brennbaren Ge- beheizung erfindungsgemaß zunächst em unbrennmisch durchströmte Brennerzufuhrungsleitung aus- bares Gemisch aus Inertgas, Brennstoff und Luft breiten kann, wobei sich gewöhnlich in Stromungs- 20 zugeführt und die Inertgaszufuhrung erst dann abgerichtung vor dem Brennereinlaß eine Verpuffung em- schaltet, wenn die Stromungsgeschwindigkeit des stellt Diese durch den Flammenruckschlag bewirk- Brennstoff-Luft-Gemisches oberhalb der Flammenten Verpuffungen sind gefahrlich und können zu er- fortpflanzungsgeschwindigkeit liegt
hebhchen Störungen fuhren Außerdem können sie Mit dem eifindungsgemaßen Verfahren wird somit die empfindlichen Kontroll- und Reglerelemente be- 25 sichergestellt, daß sowohl beim Em- und Abschalten schadigen, die mit der Zuführungsleitung fur das als auch beim Zurückschalten bzw berm Drosseln Luft-Brennstoff-Gemisch verbunden sind der Brennerbeheizung in der Gaszufuhrung zu dem

Aus den vorgenannten Gründen ist es daher er- Brennersystem stets eme Geschwindigkeit vorhanden

wünscht, em Ruckschlagen der Flamme bei Gemisch- ist, bei der em Flammenruckschlag nicht eintreten

Brennern und damit Verpuffungen in dem Leitungs- 30 kann

system zu vei meiden Der Erfindung hegt die Auf- Zur Durchfuhrung des erfindungsgemaßen Vergabe zugrunde, ein Verfahren und eme Einrichtung fahrens laßt sich eme Einrichtung verwenden, die zu schaffen, mit dem bzw mit der sich der Flammen- erfindungsgemaß mit einer Vorrichtung zur Bestim-1 uckschlag bei Gemisch-Brennei systemen auf ein- mung der Stromungsgeschwindigkeit des durch den fache Weise wirksam verhindern laßt 35 Brennereinlaß stromenden Brennstoff-Luft-Gemisches

Das erfindungsgemaße Verfahren ist dadurch ge- und einer Inertgaszufuhrungsvomchtung zur Zufuh-

kennzeichnet, daß in dem Betnebsbereich des rung von Inertgas zu dem Gemisch in Stromungs-

Brennersystems, bei dem ein Flammenruckschlag auf- richtung vor dem Brennereinlaß sowie mit emer mit

treten kann, dem Brennstoff-Luft-Gemisch inertes diesen beiden Vorrichtungen zusammenwirkenden

Gas in solchem Maße zugeführt wird, daß die Stro- 40 Steuervorrichtung vei sehen ist, welche die Inertgas-

mungsgeschwindigkeit zumindest am Brenneraustritt zufuhrungsvornchtung betätigt, wenn die Stromungs-

oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit geschwindigkeit des zustromenden Gemisches nicht

gehalten wird wesentlich großer ist als die Flammenfortpflanzungs-

Es ist an sich bekannt, Stickstoff in die Verbren- geschwindigkeit Die Meß- und Steuervorrichtung nung gesteuert einzuleiten, ohne dabei das Brenn- 45 kann eme die Brennerbeheizung überwachende stoff-Sauerstoff-Mischungsverhaltnis zu verandern Temperaturuberwachungsvorrichtung sein
Mit dieser Maßnahme soll aber die Flammentempera- Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfmdung tür geregelt werden Weiterhin ist es bekannt, den steuert die Steuervorrichtung em in der Luftzuführung Gasaustnttsquerschnitt von Gasbiennern über einen angeoidnetes Regelventil, wobei eine Vorrichtung verschiebbaren Stöpsel einzustellen und fur die 50 vorgesehen ist, welche die Brennstoffzuführung in Stopselemstellung einen Maximaldruckfuhler und Abhängigkeit von der Luftzuführung unter Aufrechteinen Minimaldruckfuhler vorzusehen, die beide von erhaltung eines vorbestimmten Mischungsverhaltdem ungedrosselten Gasdruck, der in dem Raum vor nisses steuert Es empfiehlt sich, m der Inertgasdem Gasaustritt herrscht, beaufschlagt werden, wo- zuführungsleitung em Mengenregelventil anzuordnen, bei die Anordnung so getroffen ist, daß die Em- 55 welches von der Steuervorrichtung fur die Brennstoffschaltung des Maximaldruckfuhlers den Stöpsel im Luftzuführung gesteuert ist

Sinne eines großen Gasaustrittsquerschnitts vei stellt, Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist

wahrend die Einschaltung des Mimmaldruckfuhlers die Ineitgaszufuhrungsvoi richtung in Stromungs-

den Stöpsel im Sinne eines kleinen Gasaustrittsquer- richtung hinter der Mischzone fur Brennstoff und

Schnitts verschiebt Mit diesen Maßnahmen soll er- 60 Luft an die Brennerleitung angeschlossen

reicht werden, daß dem Brenner eine geregelte Gas- In der Zeichnung sind zwei Ausfuhrangsbeispiele

menge zugeführt wird der erfindungsgemaßen Überwachungseinrichtungen

Bei dem erfindungsgemaßen Vei fahren wird da- fur em Gemisch-Brennersystem in Form eines Schalt-

gegen, wie erwähnt, das inerte Gas in vorbestimmten Schemas dargestellt

Mengen und in bestimmten Betriebszustanden dem 65 Die Zeichnung, in der bevorzugte Ausfuhrungs-

Brennstoff-Luft-Gemisch zugesetzt mit dem Ziel, die beispiele der Erfindung wiedergegeben smd, zeigt in

Strömungsgeschwindigkeit zumindest am Brenneraus- Fig. 1 eme Reihe Gasbrenner/ί, die über Brenner-

tntt stets oberhalb der Flammenfortpflanzungsge- speiseleitungen 12 mit dem Brenngas versorgt werden

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Die Speiseleitungen 12 sind über eme Sammelleitung so liefert dieser über die Leitung 38 em Drucksignal

15 an eine Gaszufuhrungsleitung 14 angeschlossen an den Regler 40 des Brennstoffventils 42, wodurch Jeder Brenner A weist einen Brenneremlaß 17 auf, dieses selbsttätig verstellt wird, bis die Drucksignale durch den das Brenngas von der Speiseleitung 12 her der Relais 30 und 32 wieder m Übereinstimmung mit dem Brenner zur Verbrennung zuströmt 5 der Einstellung des Steuercomputers 36 ausgeglichen

In der USA -Patentschrift 3 396 951 ist eme sind Mit dieser Anordnung wird somit das Brenn-Anlage offenbart, bei der die in Fig 1 dargestellte stoff-Luft-Verhältnis des den Brennern^ durch die Einrichtung mit besonderem Vorteil zur Anwendung Brennereinlasse 17 zustromenden Gemisches lediglich kommen kann Es handelt sich hier um einen direkt mittels eines einzigen Ventils 42 gesteuert
beheizten Hochtemperaturofen, in dem kontmuierhch io In der Luftzufuhrungsleitung 16 befindet sich ein durchlaufende Metallbänder einer raschen Vorerwar- Luftregelventil 44, welches von einem pneumatischen mung unterworfen werden, bevor sie in emer nach- Regler 46 gesteuert wird Eme Temperaturuberfolgenden Behandlungsstufe auf ihre endgültige wachungsvorrichtung C liefert über eme Leitung 48 Behandlungstemperatur gebracht werden Solche pneumatische Signale an den Regler 46, um die Em-Ofen können fur unterschiedliche Zwecke Verwen- 15 stellung des Luftventils 44 zu verändern Die Verdung finden, ζ B zum Erhitzen von Eisenmetall- stellung des Luftventils 44 fuhrt zu emer Änderung bandern vor einem Galvanisierungsprozeß Wenn der der Druckdifferenzen an der Meßblende 22 Dies hat kontinuierliche Durchlauf des Bandes duich den Vor- zur Folge, daß die Steuervorrichtung 36 das Brennerhitzungsofen auf Grund eines Bandrisses oder auf stoff ventil 42 automatisch nachstellt, wodurch das Grund emes Versagens der mechanischen oder elek- 20 Luft-Brennstoff-Verhaltnis an dem Misch-T-Stuck 18 irischen Einrichtungen unterbrochen wird, so besteht konstant gehalten wird An Stelle der pneumatischen hier die Gefahr, daß das Metallband bei der hohen Steuerungen können bei der erfindungsgemaßen Em-Ofentemperatur beschädigt wird Bei einer Unter- richtung auch hydraulische oder elektrische Steuerbrechung des Banddurchlaufs müssen daher die vorrichtungen oder sonstige Vorrichtungen zur Auf-Brenner abgeschaltet werden, wobei gegebenenfalls 25 rechterhaltung des Luft-Brennstoff-Verhaltmsses zugleich mit dem Abschalten der Brenner durch Verwendung finden

Gaseinleiten eme Notatmosphare in der Ofenkammer Bei maximaler Brennerbeheizung wird das Luftbewirkt wird Brennstoffgemisch ζ B mit einem Druck in der

Die bei emem gasbeheizten Ofen dieser oder ahn- Größenordnung von 305 mm Wassersaule den hcher Art mit Vorteil verwendbare Einrichtung ge- 30 Brenner A zugeführt Um die Gefahr emes Flammenmaß der Erfindung weist em Geblase B fur die Zu- ruckschlages an den Brennern auszuschalten, darf der leitung der Verbrennungsluft über eme Hauptleitung Druck des zugefuhrten Gemisches einen Mindestwert

16 zu emem der Gasmischung dienenden T-Stuck 18 nicht unterschreiten, der hier 10,2 mm WS betragen auf, wahrend das Brenngas von emer Gasquelle über mag Bei turbulenter Strömung durch eine Drosseleme Gasleitung 20 dem T-Stuck 18 zugeführt wird 35 stelle, wie sie die Brenneroffnung darstellt, ändert Die Luft und das Brenngas werden m dem T-Stuck 18 sich die Druckdifferenz mit dem Quadrat der Durchzu emem brennbaren Gemisch gemischt, welches dann flußgeschwindigkeit Der zulassige Brenner-Ruckuber die Leitung 14 den Brennern A zuströmt Es Stellbereich umfaßt dann den Druckbereich von 300 versteht sich, daß über die Leitung 14 jede beliebige bis 10,2 mm WS, was einem Druckbereich von 30 Anzahl an Brennern oder Brennersatzen mit dem 40 bis 1 oder emem Durchflußbereich der Quadratwurzel brennbaren Gemisch vei sorgt werden kann von 30 entspricht Demnach betragt der Durchfluß-

Um in dem über die Leitung 14 zustromenden bereich angenähert 5,5 bis 1 Wenn em dem zubrennbaren Gemisch ein konstantes Luft-Brenngas- lassigen Mindestdruck entsprechender Druck erreicht Verhältnis aufrechzuerhalten, sind Vorrichtungen wird, sollte der Gaszufluß vollständig und möglichst herkömmlicher Art vorgesehen Diese weisen Meß- 45 rasch abgesperrt werden Selbst wenn das Luftventil düsen 22 und 24 auf, von denen die eine in der 44 und das Brenngasventil 42 praktisch schlagartig Luftzufuhrungsleitung 16 und die andere in der Gas- von einei Stellung, in der sie sich in unmittelbarer zuführungsleitung 20 angeordnet ist Die Drucke in Nahe der Schließstellung befinden, geschlossen Stromungsrichtung vor und hinter den Meßdusen werden, tritt nahezu mimer em Flammenruckschlag bzw Meßblenden 22 und 24 werden auf Differential- 5° auf Mit dei Erfindung wird dies dadurch vermieden, umformer-Signalgeber 26 und 28 übertragen, die daß das Luft-Brenngas-Gemisch vor seiner Abschallhrerseits der Druckdifferenz proportionale Druck- tung mit emer solchen Menge emes inerten bzw signale auf Relais 30 und 32 übertragen Die Relais unbrennbaren Gases versetzt wird, daß die 30 und 32 hefern Drucksignale, die proportional den Stromungsgeschwindigkeit des Gemisches oberhalb Quadratwurzeln der Drucksignale der Signalgeber 26 05 der Flammenfoitpflanzungsgeschwindigkeit gehalten und 28 sind Das von den Relais 30 und 32 gelieferte wird Dabei kann dem Gemisch soviel inertes Gas Drucksignal ist außerdem proportional den Druck- zugeführt werden, daß das Gemisch unbrennbar wird differenzen an den Meßblenden 22 und 24 Das Im Betrieb liefert die Temperaturuberwachungs-Drucksignal der Relais 30 und 32 wird von emem vorrichtung C Drucksignale über eine Leitung 48 an Verhaltmsrechner, emem Verhaltms-Steuercomputer 60 den Reglei 46 des Luftventils 44, wodurch die Druck-36, empfangen Die von den Relais 30 und 32 em- differenz über der Meßblende 22 verändert wird Die gehenden Signale werden von dem Verhaltmsiechner Steuervorrichtung 36 betätigt dann das Brennstoffgegeneinander verglichen Solange das Luft-Brenngas- ventil 42 in der Weise, daß das Mischungsverhältnis Verhältnis mit der Einstellung des Steuercomputers an dem T-Stuck 18 semen konstanten Wert beibehalt 36 übereinstimmt, bleibt das von ihm über die Rohr- 65 Die Steuervorrichtung 36 steuert hierbei die Verleitung 38 abgegebene Ausgangssignal unverändert. brennung an den Brennern .d nach Maßgabe der Stimmt das Luft-Brenngas-Verhaltnis jedoch nicht Temperaturemstellung der Temperaturuberwachungsmit der Einstellung des Steuercomputers 36 uberein, vorrichtung C Im Falle emer Störung oder emes

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Fehlers bei der Durchfuhrung des Metallbandes durch 90 °/o Methan enthalt Ein Brenngas-Luft-Verhaltnis den Ofen können die Brenner A entweder mittels von 9,052 1 entspricht dann einer 95°/oigen vollerner automatischen Vorrichtung oder durch Ver- kommenen Verbrennung Die Verdünnung des stellung der Temperaturuberwachungsvornchtung C Brenngases mit etwa 5,5 Teilen Stickstoff bei zugleich im Sinne einer niedrigeren Arbeitstemperatur abge- 5 konstant bleibendem Luft-Brenngas-Verhältnis fuhrt schaltet werden Die Temperaturuberwachungsvor- hierbei zu einem nicht brennbaren Gemisch Durch richtung C überwacht daher praktisch die Durchfluß- Zufuhrung von 5,5 oder etwa 6 Teilen an Inertgas geschwindigkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches durch wird daher bei jedem Luft-Brenngas-Verhaltnis die die zu den Brennern A fuhrende Leitung 14 Flamme ausgelöscht Hieraus ergibt sich die Menge

Es versteht sich, daß die Durchflußgeschwindigkeit io an Stickstoff, die fur den Fall zuzuführen ist, daß es des brennbaren Gemisches durch die Leitung 14 auch erwünscht ist, die Flammen an den Brennern A vollin anderer Weise, ζ B durch unmittelbare Messung standig auszulöschen

der Strömungsgeschwindigkeit oder durch Messung Em Vierzonen-Vorerwarmungsofen typischer Aus-

des Drucks in der Leitung 14, bestimmt werden bildung mag ζ B in semer Durchsatzleistung auf die konnte 15 Erwärmung von 11 340 kg Stahlband je Stunde bei

Wenn das von der Temperaturuberwachungsvor- einer Temperatur der Ofenkammer von 1200° C ausrichtung C durch die Leitung 48 abgegebene Druck- gelegt sein Die Gesamtbrenngasmenge betragt hierbei signal abnimmt, so wird hierdurch die Beheizung etwa 283 m³ Naturgas je Stunde oder etwa 71 m³ je der Brenner Λ herabgesetzt Fallt hierbei die Be- Stunde fur jede Ofenzone, sofern die Ofenzonen heizung der Brenner Λ auf em Niveau ab, welches 20 beheizungsmaßig gleich belastet werden Wenn der einem Druck des durch die Biennerspeiseleitung 12 maximale Druck des Gemisches an den Brennern stromenden Luft-Brennstoff-Gemisches von etwa 305 mm WS betragt und die Abschaltung einer Ofen-19 mm WS entspricht, so öffnet ein Druckschalter 50 zone unter Berücksichtigung der Sicherheitsbelange seinen Kontakt Ein Druck von etwa 19 mm WS hegt bei einem Druck des Gemisches von 19 mm WS erausreichend weit oberhalb des angenommenen zu- 25 folgen soll, so ist das Verhältnis zwischen Maximallassigen Mindestwerts von 10,2 mm WS, so daß ein und Mimmaldruck 305/19, was emem Wert von 16 Flammenruckschlag in Stromungsrichtung vor den entspricht, wahrend das Mengenverhältnis gleich der Brenneroffnungen 17 vermieden wird Der Druck- Quadratwurzel von 16, also gleich 4 ist Hieraus schalter 50 ist über eine Leitung 54 an erne elek- ergibt sich, daß die Ofenzone bei einer Brenngastnsche Energiequelle D angeschlossen, er ist ferner 30 menge von 71 4, also von 18 m^s Gas je Stunde abgeuber eine Leitung 56 mit einem elektrischen Relais 52 sperrt weiden sollte Bei einer 6 1-Verdünnung mit elektrisch verbunden Das Offnen des Druckschalters Stickstoff ist das erforderliche Sickstoffvolumen 50 betätigt das Relais 52, welches über eine Leitung 625 6 = 106,2 m³ je Stunde Dies ist die Menge, 58 mit der anderen Seite der elektrischen Energie- die bei Abschaltung an der Stelle 72 der Gaszufuhquelle D verbunden ist Bei Betätigen des Relais 52 35 rungsleitung zugeführt werden muß, um einen wird über eine Leitung 62 em magnetbetatigtes Drei- Flammenruckschlag zu verhindern Außerdem sollte wegeluftventil 60 erregt, welches über eine Leitung 64 hierbei em gewisser Sicherheitsfaktor m die Rechnung an eine Druckquelle E angeschlossen ist Das Ventil einbezogen werden

60 liefert daher über eme Leitung 66 em Druck- An die Leitung 48 ist ein weiterer Druckschalter 74

signal an em Ventil 68, sobald das Relais 52 erregt 40 angeschlossen, der beim Auftreten eines Signals in wild Das über die Leitung 66 übertragene Druck- der Leitung 48 öffnet, welches einem Brenngas-Luftsignal öffnet das Ventil 68, wodurch inertes Gas aus Gemischdruck der Leitung 14 von etwa 12,7 mm WS einer Gasquelle H über eme Leitung 70 und em entspricht Das Offnen des Druckschalters 74 betätigt T-Stuck 72 in die Gaszufuhrungsleitung 14 eingeführt em elektrisches Relais 76 Der Druckschalter 74 ist wird Das aus der Gasquelle H zugefuhrte Gas kann 45 über eme Leitung 54 an die elektrische Energie-Stickstoff oder irgendein anderes geeignetes Inertgas queUeD und über eme Leitung 78 an das Relais 76 sein Beispielsweise kann mit einer Inertgasmischung angeschlossen Letzteres ist über die Leitung 58 mit aus Kohlendioxid und Stickstoff gearbeitet werden, dem anderen Pol der elektrischen Energiequelle verwobei das Kohlendioxid aus den Abgasen des voll- bunden Die Betätigung des Relais 76 bewirkt eme standig verbrannten Brenngas-Luft-Gemisches gewon- 50 Erregung der Magnetventile 80 und 82, die mit dem nen wird, die von dem Kondenswasser befreit und Relais 76 über eine elektrische Leitung 84 verbunden gekühlt werden sind Das Magnetventil 80 bewirkt in einer Leitung

Um den aus der Quelle H in die Leitung 14 stro- 86 em Drucksignal, wodurch das Brennstoffventil 88 menden Inertgasstrom regulieren zu können, kann in in der Brennstoffleitung 20 vollständig geschlossen der Leitung 70 ein Drosselventil 73 oder eme fest 55 wird Das Magnetventil 82 erzeugt in einer Rohreingestellte Drosselduse angeordnet sein Ferner emp- leitung 90 em Drucksignal, unter dessen Wirkung ein fiehlt es sich, in der Leitung 70 em Hauptabsperr- in der Luftzufuhrungsleitung 16 liegendes Luftventil ventil 75 vorzusehen Wenn die Stromungsgeschwindig- 92 geschlossen wird Bei der hier beschriebenen Ankeit des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Leitung 14 Ordnung wird somit das Ventil 68 durch em positives einen Wert hat, der emem Druck von etwa 19 mm WS 60 Drucksignal im Sinne einer Öffnung betätigt, wahrend entspncht, so ist der Zufluß an Inertgas aus der die Ventile 88 und 92 durch positive Drucksignale im Quelle H über die Leitung 70 m die Leitung 14 aus- Schließsinne verstellt werden Um einen storangsreichend groß, um eine Gasstromungsgeschwrndigkeit freien Betneb der Überwachungseinrichtung zu aufrechtzuerhalten, die großer ist als die Flammen- gewährleisten, kann das Offnen und Schließen der fortpflanzungsgeschwmdigkeit des durch die Leitung 65 Ventile entweder mittels positiver Drucksignale oder 14 stromenden Gemisches Beispielsweise kann das mittels Nulldrucksignale bewirkt werden
über die Leitung 20 zugefuhrte Brenngas aus emem Wenn der Signaldruck in der Leitung 48 einem

Naturgas bestehen, welches üblicherweise mindestens Druck des Brennstoff-Luft-Gemisches in der Leitung

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14 von etwa 21,7 mm WS oder weniger entspricht, ist angeordnet ist, mit welchem sich der Inertgaszufluß

das Stickstoffzufuhrungsventil 68 geöffnet, wahrend aus der Inertgasquelle H beeinflussen laßt Das

die Brennstoff- und Luftventile 88 und 92 geschlossen Abstunm-Regelventil 103 weist einen Regler 105 auf,

sind Der an der Stelle 72 zugefuhrte Stickstoff durch- der nut einer Drucksignalleitung 107 verbunden ist

strömt dann in einem kontinuierlichen Strom den 5 Die Leitung 107 ist über eme Leitung 109 und einen

hinter dieser Zufuhrungsstelle liegenden Abschnitt Umwandler bzw eine Signalumkehrvorrichtung 110

der Mischleitung 14 und die hieran angeschlossenen an die Drucksignalleitung 48 der Temperaturuber-

Leitungen 12 der Brenner A wachungsvornchtung C angeschlossen Bei dieser

Bei der dargestellten Zeichnung können Ventile J Anordnung werden die Brenngas- und Luftventile 42

in der Drucksignalleitung 86 zwischen dem Magnet- io und 44 über ihre Betätigungsvorrichtungen 40 und 46

ventil 80 und dem Brenngasventil 88 bzw in der von dem Drucksignal beeinflußt bzw gesteuert, wel-

Drucksignalleitung 90 zwischen dem Magnetventil 82 ches die Temperaturuberwachungsvornchtung C über

und dem Luftventil 92 angeordnet sem Jedes Ventil J die Leitung 48 liefert Das ubei die Leitung 48 auf

weist ein Rückschlagventil 96 und ein Absperr- bzw die Betätigungsvorrichtungen 40 und 46 übertragene

Drosselventil 98 auf Die Ventile / sind so eingestellt, 15 Drucksignal gelangt außerdem zur Leitung 109, wo

daß sie em rasches Offnen und verhältnismäßig lang- es nach Umwandlung m der Signalumkehrvornchtung

sames Schließen des Gasventils 88 bzw ein rasches HO über die Leitung 107 dem Regler 105 des Ab-

Schheßen und ein verhältnismäßig langsames Offnen stunmventils zugeführt wird Das über die Leitung 48

des Luftventds 92 bewirken Auf diese Weise wird übertragene Drucksignal bewirkt daher ein Schließen

sichergestellt, daß das Luft-Gas-Verhaltms wahrend 20 der Ventile 42 und 44 über ihre Betatigungsvornch-

der raschen Ventüverstellung, ζ B wahrend der Zeit tungen 40 und 46 sowie ein proportionales Offnen

der Einschaltung und der Abschaltung, niemals einen des Ventils 103 über den Regler 105 mit der Folge,

Luftuberschuß aufweist daß über die Leitung 70 Inertgas in die Leitung 14

Die Erfindung weist ferner eine Überwachungs- injiziert wird Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsvorrichtung K auf, die den Durchlauf des Metall- 25 form ist der Regler 105 des Ventils 103 so eingestellt, bandes durch einen Wärmeofen überwacht und hier- daß er das Ventil 103 nicht öffnet und einzusteuern bei einen etwaigen Bandstillstand registriert Im Falle beginnt, bis die Ventile 42 und 44 so weit geschlossen emes Bandstdlstandes bewirkt die Überwachungsvor- sind, daß die Stromungsgeschwindigkeit des brennnchtung K ein elektrisches Signal in einer zu einem baren Gemisches innerhalb der Brenneroffnung 17 elektrischen Relais 104 fuhrenden Leitung 102 Das 30 sich der Flammenfortpflanzungsgeschwmdigkeit des hierdurch erregte Relais 104 erregt seinerseits em brennbaren Gemisches nähert Sind die Ventile 42 und magnetbetatigtes Dreiwegeventil 106 über eine elek- 44 dann so weit geschlossen, daß die Stromungstnsche Leitung 108, wodurch die Drucksignalleitung geschwindigkeit des brennbaren Gemisches innerhalb 48 an der Anschlußstelle des Magnetventils 106 ab- der Brenneroffnung 17 sich der Flammenfortpflangesperrt und derjenige Abschnitt der Leitung 48 ent- 35 Zungsgeschwindigkeit nähert, so öffnet der Regler 105 lüftet wird, der die Verbindung zu dem Luftventil 44 das Ventil 103, so daß das Inertgas in genau abge- und den Druckschaltern 50 und 74 herstellt Die Ent- stimmter Menge in die Gaszufuhrungsleitung injiziert lüftung dieses Abschnitts der Leitung 48 fuhrt zu und damit die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb einem Abschalten dei Brenner^ in der vorstehend der Brenneroffnung 17 oberhalb der Flammenfortbeschriebenen Weise, allerdings mit dem Unterschied, 40 pflanzungsgeschwmdigkeit gehalten wird Die Ventile daß das Zeitintervall zwischen dem Offnen der 42 und 44 können anschließend geschlossen werden, Druckschalter 50 und 74 hier außerordentlich kurz so daß der Anteil des Brenngases und der Luft innerist Das Brenngasventil 88 und das Luftventil 92 halb des Gesamtgemisches nun erheblich unterhalb werden daher sehr lasch geschlossen Jedoch sorgt der Flammenfortpflanzungsgeschwmdigkeit liegt die Einstellung der Ventile J mit dem Zweck, ein 45 Durch Betatigen des Ventils 103 über den Regler 105 verhältnismäßig langsames Schheßen des Brenngas- kann die zugefuhrte Inertgasmenge dann so weit erventils 88 zu bewirken, auch weiterhin fur einen solch höht werden, daß in der Brenneroffnung 17 eine im ausreichenden Druck in der Leitung 14, daß em wesentlichen konstante Gasdurchflußgeschwindigkeit Flammenruckschlag vor dem Offnen des Ventils 68 aufrechterhalten wird, die großer ist als die Flammen- und der Stickstoffzufuhrung über die Leitung 70 ver- 5° fortpflanzungsgeschwrndigkeit des brennbaren Gemieden wird Das durch den Brennereingang 17 misches In bestimmten Fallen wird em Ofen über stromende Gemisch wird somit dadurch auf einer längere Zeitspannen hinweg bei extrem niedrigen oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit Temperaturen gefahren Dies bedeutet, daß die liegenden Geschwindigkeit gehalten, daß Inertgas in Stromungsgeschwindigkeit des Brenngas- und Luftden Gasstrom rnjizieri wird, bevor die Stromungs- 55 Gemisches mnerhalb der Brenneroffnung 17 außergeschwindigkeit des brennnbaren Gemisches auf einen ordentlich gering, jedoch noch ausreichend groß ist, Wert vermindert wird, der nicht wesentlich großer daß eme Verbrennung stattfindet, wobei allerdings ist als die Flammenfoitpflanzungsgeschwrndigkeit die Gasstromungsgeschwrndigkeit im Brennereinlaß

Es versteht sich, daß die vorstehend beschriebene unterhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwmdigkeit

Einrichtung mit Sicherheitsvorrichtungen, wie ζ B 60 hegt Mit der Einrichtung gemäß F1 g 2 können die

einem m der Brenngasleitung 20 angeordneten Sicher- Brenner A bei sehr stark herabgesetzten Betnebs-

heits-Absperrventil 112 und einem Hand-Absperr- temperaturen ohne die Gefahr emes Flammenruck-

ventil 114 sowie mit einer den Brennern A zugeord- Schlages betneben werden, da das Ventil 103 im

neten Zündflamme und Flammen-Sicherheitsvorrich- Brennereingang 17 eine Gasstromungsgeschwmdig-

tungen, ausgerüstet werden kann 65 keit aufrechterhalt, die großer ist als die Flammen-

In F1 g 2 ist eme geänderte Ausfuhrungsform der fortpflanzungsgeschwrndigkeit des brennbaren Ge-

erfindungsgemaßen Einrichtung dargestellt, bei der m misches Der Zufluß des Inertgases in das Gaszu-

der Inertgaszufuhrungsleitung 70 em Regelventil 103 fuhrungssystem wird hier so abgestimmt, daß eine

ίο

Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, die großer ist als die Flammenfortpflanzungsgeschwmdigkeit des brennbaren Gemisches, obwohl zugleich die Verbrennung noch aufrechterhalten wird In Nahe der vollen Abschaltung der Brenngas- und Luftzufuhrung ist der Anteil an zugefuhrtem Inertgas so groß, daß das Gasgemisch unbrennbar wird In jedem Fall ist es aber mit dieser Einrichtung möglich, die Brenner A über lange Zeitspannen hinweg bei extrem niedrigen Temperaturen zu betreiben Die Temperaturuberwachungsvornchtung C halt hierbei eine niedrige Verbrennungstempel atur in den Brennern A durch Abstimmen des zugefuhrten Brenngases, der Verbrennungsluft und des Inertgases aufrecht Bei Einstellung der Temperaturuberwachungsvornchtung 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 na Stromungsrichtung hinter dem Magnetventil 106 bewirkt das volle Offnen des Ventils 103, wenn der Druck in der Leitung 48 auf Null abfallt, sobald das Magnetventil 106 von der Überwachungsvorrichtung K em Signal empfangt

Claims (9)

1. Patentansprüche

   1 Verfahren zur Vermeidung des Flammenruckschlages m einem Brennersystem, bei dem Luft und Brennstoff vor dem Brennerzutntt zu einem brennbaren Gemisch vorgemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Betriebsbereich des Brennersystems (A), bei dem ein Flammenruckschlag auftreten kann, dem Brenstoff-Luft-Gemisch inertes Gas in solchem Maße zugeführt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit zumindest am Brenneraustritt oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwrndigkeit gehalten wird
2. 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verminderung der Brennstoff-Luftzufuhr auf eine Stromungsgeschwindigkeit, die im Bereich der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeü hegt, das inerte Gas in einer entsprechend der Verminderung der Brennstoff-Luftzufuhr ansteigenden Menge zugeführt wird
3. 3 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten des Brennersystems bei einer Geschwindigkeit des Brennstoff-Luft-Gemisches, die über der Flammenfortpflan-Zungsgeschwindigkeit hegt, eine nahezu konstante Inertgasemenge zugeführt wird, die so bemessen wird, daß das Gemisch unbrennbar wird, bevor die Geschwindigkeit des Gemisches die Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit erreicht
4. 4 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten der Brennerbeheizung zunächst ein unbrennbares Gemisch aus Inertgas, Brennstoff und Luft zugeführt und die Inertgaszufuhiung erst dann abgeschaltet wird, wenn die Stromungsgeschwindigkeit des Brennstoff-Luft-Gemisches oberhalb der Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit hegt
5. 5 Einrichtung zur Durchfuhrung des Veifahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vorrichtung zur Bestimmung der Stromungsgeschwindigkeit des durch den Brennereinlaß (17) stromenden Brennstoff-Luft-Gemisches und einer Inertgaszufuhrungsvornchtung (H, 68, 70, 72 bzw H, 70,72,103,105) zur Zufuhrung von Inertgas zu dem Gemisch in Stromungsnchtung vor dem Brennereinlaß (17) sowie mit einer mit diesen beiden Vorrichtungen zusammenwirkenden Steuervorrichtung versehen ist, welche die Inertgaszufuhrungsvornchtung betätigt, wenn die Stromungsgeschwindigkeit des zustromenden Gemisches nicht wesentlich großer ist als die Flarnmenfortpflanzungsgeschwindigkeit
6. 6 Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Steuervorrichtung eine die Brennerbeheizung überwachende Temperaturuberwachungsvornchtung (C) ist
7. 7 Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung ein in der Luftzuführung angeordnetes Regelventil (44) steuert und daß eine Vorrichtung (22 bis 42) voi gesehen ist, welche die Brennstoffzuführung in Abhängigkeit von der Luftzuführung unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Mischungsverhältnisses steuert
8. 8 Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß m der Inertgaszufuhrungsleitung (70) em Mengenregelventil (103) angeordnet ist, welches von der Steuervorrichtung fur die Brennstoff-Luftzufuhrung gesteuert ist
9. 9 Einrichtung nach emem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgaszufuhrungsvornchtung in Stromungsnchtung hinter der Mischzone (18) fur Brennstoff und Luft an die Brennerleitung (14) angeschlossen ist

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen