DE2711073C2

DE2711073C2 -

Info

Publication number: DE2711073C2
Application number: DE2711073A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Reed; Robert E. Tulsa Okla. Us Schwartz
Original assignee: John Zink Co
Current assignee: Zinklahoma Inc
Priority date: 1976-03-15
Filing date: 1977-03-14
Publication date: 1987-09-03
Also published as: DE2711073A1; NL7702715A; FR2344787B1; JPS52114137A; FR2344787A1; GB1556524A; IT1082190B; US4084935A; CA1063504A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abfackelung brennbarer Gase und liegt damit auf dem Gebiet der rauchlosen Verbrennung von in Notfällen abgeblasenen, zur Rauchbildung neigenden Fackelgasen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung in diesem Zusammenhang mit der Konstruktion des Fackelkamins, der so beschaffen sein soll, daß ein Rauchunterdrückungsmittel den zur Rauchbildung neigenden Brennstoffgasen zugeführt wird, um eine vollständige rauchlose Verbrennung sicherzustellen.

Gewöhnlich wird ein Mittel zur Verminderung der Rauch bildung, beispielsweise ein Gemisch aus Dampf und Luft, durch von dem Außenumfang eines zylindrischen Brennstoff gasstroms aus in radialer Richtung nach innen und nach oben erfolgendes Einblasen außerhalb der Spitze eines Fackelkamins in das brennbare Gas eingespeist. Obgleich das Einblasen des Dampfes und der Luft mit hoher Geschwindig keit vorgenommen werden kann, ist es schwierig aufgrund der Tatsache, daß der Fackelkamin eine große Querschnittsfläche hat, das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung vollständig bis in die Mitte der Gassäule einzubringen, um damit eine vollständige Rauchunter drückung sicherzustellen.

Des weiteren ist aus der DE-OS 24 14 836 ein Fackelkamin bekannt, bei dem das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung aus radial im Querschnitt des Fackelrohres angeordneten Leitungen strömt, die aus einer konzentrisch im Fackelrohr 12 verlaufenden Zentralleitung gespeist werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine baulich möglichst einfach gestaltete Vorrichtung zur Abfackelung brennbarer Gase mit Hilfe der Zugabe eines Mittels zur Verminderung der Rauchbildung zu den brenn baren Gasen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fackelkamin gelöst, bei dem sich die zur Rauchbildung neigenden brennbaren Gase in Form einer ringförmigen Strömung zwischen einer zentralen Innenleitung und der Wandung des Fackel rohres bewegen. Das Mittel zur Verminderung der Rauch bildung wird hergestellt und in die zentrale Leitung eingeblasen und strömt dann in dieser Leitung aufwärts bis zu ihrem oberen Ende, wo es so abgelenkt wird, daß es nach außen und oben in die innere Wand der aufsteigenden, ringförmigen, brennbaren Gassäule einströmt, um sich zu vermischen. Zusätzliches Mittel zur Verminderung der Rauchbildung läßt sich an der Außenseite der aufsteigenden, ringförmigen, brennbaren Gassäule bereitstellen, so daß die Kombination aus dem Mittel zur Verminderung der Rauchbildung, das von außen durch die Innenwand der ringförmigen Gassäule strömt und nach innen durch die Außenwand der Gassäule eine vollständige Vermischung vor der Verbrennung sicherstellt und damit eine vollständige Rauchunterdrückung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine senkrechte Querschnittsansicht des Fackel kamins längs der Linie 1-1 in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 eine geschnittene Seitenansicht bzw. Draufsicht mit Einzelheiten des oberen Endes der inneren Leitung, wozu auch Mittel zur Ablenkung des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung in radialer Richtung nach außen und nach oben in die aufsteigende brennbare Gassäule hinein gehören.

Die hier beschriebene Vorrichtung weist ein Fackelrohr 12 auf, das in senkrechter Richtung zylindrisch gebaut ist und vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ob gleich auch beliebige andere Querschnittsformen möglich sind, um die senkrechte Strömung eines zur Rauchbildung neigenden brennbaren Gases zu steuern, das in der Fackel verbrannt werden soll. Die Aufwärtsströmung 14, 15 des brennbaren Gases im Fackelrohr wird mit Hilfe einer konzentrischen, inneren Leitung 16 zu einer Ringströmung geformt. Das obere Ende der inneren zylindrischen Leitung befindet sich auf der selben Höhe wie das obere Ende des Fackelrohres. Es ist eine Einrichtung vorhanden, mit der ein Mittel zur Verminderung der Rauchbildung, beispielsweise ein Gemisch aus Luft und Dampf, durch die innere Leitung nach oben geschickt werden kann. Dieser Strom des Mittels zur Verminderung der Rauch bildung wird am oberen Ende der Leitung z. B. mit Hilfe eines teilweise geschlossenen Hindernisses über der Rohrmitte so abgelenkt, daß er in Richtung nach außen und nach oben in die Innenwand der ringförmigen Strömung der brennbaren Gase einströmt, um sich innig mit dem Gas zu vermischen und auf diese Weise eine rauchlose Verbrennung mit sehr gutem Erfolg zu bewirken. Zur Ver stärkung der rauchlosen Verbrennung ist jedoch dieses teilweise geschlossene Hindernis nicht erforderlich.

In der Zeichnung ist mit 10 ganz allgemein die hier be schriebene Vorrichtung bezeichnet, die in Fig. 1 in Form eines senkrechten Querschnitts längs der Ebene 1-1 in Fig. 2 dargestellt ist. Das Fackelrohr 12 ist hier als kreisrundes, zylindrisches Rohr dargestellt. Der Mittelteil ist mit Hilfe einer inneren, kreisrunden Leitung 16, die koaxial zu dem Fackelrohr 12 angeordnet ist, abgetrennt. Diese innere Leitung 16 ist mit Hilfe einer Platte 18 am Boden verschlossen und weist mehrere radiale hohle Arme 20 auf, die durch die Wandung der inneren Leitung 16 und durch die Wandung des Fackelrohres 12 nach außen hindurchgehen. Außerdem ist eine kreisrunde Sammelleitung 22 vorhanden, die an eine senkrechte Leitung 23 angeschlossen ist, durch die Dampf oder fein verteilte Wassertröpfchen in Richtung des Pfeils 21 strömen. Ferner sind mehrere radiale Öffnungen 24 in Verlängerungsrohren 25 vorhanden, die einen sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Dampfstrahl 28 in die Enden dieser radialen Arme 20 einblasen. Der aus den Dampf strahlen 28 bestehende Strom zieht gemäß den Pfeilen 26 einen Luftstrom ein, der sich mit dem Dampf vermischt, und das Gemisch strömt dann gemäß den Pfeilen 30 und 32 durch die innere Leitung 16 aufwärts zum oberen Ende.

Über dem oberen Ende 39 der inneren Leitung 16 ist eine Prallplatte 36 angeordnet, die mit Hilfe mehrerer Pratzen 38 zentrisch über dem oberen Ende liegt. Diese Pratzen können, wie bei 48 in Fig. 3 gezeigt, mit dem Rohr 16 und der Prallplatte 36 verschweißt sein. Die Öffnungen 50 (Fig. 3) für die Strömung des Gemisches aus Luft und Dampf gemäß den Pfeilen 40 bilden zusammen die Form einer Kegelfläche, deren Kegelwinkel zwischen 45 und 90° beträgt. Der halbe Kegelwinkel ist in Fig. 3 mit 46 bezeichnet. Die Öffnungen 50 sind unter einem solchen Winkel angeordnet, daß die Strömung aus Luft und Dampf 40 radial nach außen und nach oben in die innere Wand 56 der aufsteigenden ringförmigen Säule aus brennbarem Gas hineingerichtet ist. Das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung vermischt sich mit dem Gas innig, wenn es in die innere Wand 56 eindringt. Auch hier ist wiederum diese Prallplatte lediglich ein bevorzugtes Element.

Wie in diesem Zweig der Technik bekannt, lassen sich zu sätzliche Strahlen des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung in radialer Richtung von Düsen auf der Außen seite in die äußere Wand 54 der aufsteigenden Säule 52 hinein richten. Diese Möglichkeit wird in Fig. 3 vereinfacht durch die Düse 58 auf dem Arm 60 dargestellt, die den Dampfstrahl 62 erzeugt.

Details der Konstruktion des oberen Endes der inneren Leitung 16 und der Prallplatte 36, etc. sind klarer in den Fig. 3 und 4 zu sehen. So kann eine typische Größe für den Durchmesser des Rohres 16 beispielsweise 30,5 cm betragen, wobei der Durchmesser 42 der Platte 36 etwa 20,3 bis 22,9 cm groß ist, und die Höhe 44 der Platte 36 über dem oberen Ende 39 der Leitung 16 etwa 6,4 cm beträgt. Dies würde insgesamt einen Kegelwinkel an den Öffnungen 50 von 45 bis 90° ergeben. Dieser Wert ist jedoch kein kritisches Maß. Wichtig ist aber, daß die Strömung des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung nach außen zu so abgelenkt wird, daß sie sich mit der aufsteigenden ringförmigen Säule 52 aus brennbarem Gas vollständig ver mischt.

Obgleich in Fig. 2 die Verwendung von vier radialen Armen 20 zum Einblasen von Dampf und Luft in die zentrale Leitung 16 dargestellt ist, könnte jede beliebige andere Anzahl solcher seitlicher Arme für die Zufuhr des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung Verwendung finden. Auch können sich die radialen Arme 20 an dem äußeren Ende 27 in an sich bekannter Weise erweitern, um dadurch eine maximale Luftmenge für die Verbrennung mit dem brennbaren Gas bereitzustellen.

Aus dem obigen ergibt sich, daß dadurch, daß der Strom brennbaren Gases in die Form einer Gassäule gebracht wird, die in radialer Richtung schmal ist, das Eindringen des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung von der Innenwand 56 und das Hindurchdringen durch die Außenwand 54 von zusätzlichem Mittel zur Verminderung der Rauchbildung, wie Dampf und Luft, eine Möglichkeit schafft, die Gassäule vollständig zu durchdringen, um auf diese Weise eine angemessene Vermischung des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung mit dem brennbaren Gas sicherzustellen und damit eine wirklich rauchlose Verbrennung zu erhalten.

Claims

1. Vorrichtung zur Abfackelung brennbarer Gase mit einem senkrechten Fackelrohr, durch das die brennbaren Gase herangeführt und über dessen Mündung sie verbrannt werden, und mit einer innerhalb des Rohres konzentrisch angeordneten Leitung zur Heranführung eines Mittels zur Verminderung der Rauchbildung bei der Abfackelung der brennbaren Gase, die in Höhe der Mündung des Fackelrohres endet und Öffnungen zum Auslaß des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung in die vorbeiströmenden abzufackelnden Gase aufweist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die ringförmige Mündung (34) zwischen dem Fackelrohr (12) und der darin angeordneten Leitung (16) für das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung verengungs- und einbautenfrei ausgebildet ist,
b) daß die Öffnungen (50) am oberen Ende der Leitung (16) schräg nach außen und oben gerichtet sind, und
c) daß die Leitung (16) an ihrem geschlossenen unteren Ende durch mindestens einen hohlen, radialen Arm (20), durch den das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung in die Leitung eingeführt wird, in dem Fackelrohr (12) gehaltert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fackelrohr (12) und die Leitung (16) kreisrund ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zur Ablenkung des Mittels zur Verminderung der Rauchbildung eine Platte (36) dient, deren Durchmesser kleiner ist als der der Leitung (16) und die quer zur Strömungsrichtung so über dem oberen Ende der Leitung (16) befestigt ist, daß die Öffnungen (50) eine Kegelfläche bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Kegelfläche zwischen 45 und 90° beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Verminderung der Rauchbildung ein Gemisch aus Dampf oder feinverteilten Wassertröpfchen und Luft ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Sammelleitung (22) und durch wenigstens eine Öffnung (24) in der Sammelleitung (22), durch die wenigstens ein Dampfstrahl (28) in die hohlen radialen Arme (20) hineinzielt, wobei Luft in diesen hohlen, radialen Arm (20) mit eingesogen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (27) der radialen Arme (20) erweitert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der ringförmigen Mündung (34) geringer ist als der Radius des Querschnitts der Leitung (16).

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem äußeren Umfang des Fackelrohres (12) an dessen oberen Ende eine Einrichtung (58) befindet, durch die ein Mittel zur Verminderung der Rauchbildung in radialer Richtung nach innen und nach oben in die Außenfläche der ringförmigen Säule aus brennbarem Gas zur innigen Vermischung eingeblasen wird.