DE3336457A1 - Zuendvorrichtung fuer fackelschlote bzw. entlueftungsschlote - Google Patents

Description

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Dipl.-lng. A.Wasmeier

Dipl.-lng. H. Graf

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Zugelassen beim Europäischen Patentamt · Professional Representatives before the European Patent Office Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1

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Deutsche Patentamt ZaeibrückenstraSe 12

ΒΟΟϋ Hünchen 2

D-8400 REGENSBURG GREFL1NGER STRASSE 7 Telefon (09 41) 54753 Telegramm Begpatent Rgb. Telex 65709 repat d

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H/p 11.25 3

Tag
Date

5, Oktober 1903 W/ He

Anmelder: Roderick John HacDonald 0, Site 14, R. R. 1
Red Deer, Alberta, Canada T4N 5Ξ1

Titel: "Zündvorrichtung für rackelschlote bzw, Entlüftunqsschlote"

Priorität: Kanada - SN 413.042-1 vom 7. Oktober 1982

Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 75020073) 5 839300 Postscheck München (BLZ 700100 80) 89369-801

Gerichtsstand Regensburg

"Zündvorrichtuna für Fackelscnlote bzw. E η 11ü ftυ η q s s c h1ο t e"

Die trfindung bezieht sich auf Zündvorrichtungen für Fackel-bzw. Entlüftungsschlote (flare stacks, vent stacks), und insbes. auf die Fernsteuerung derartiger Zündvorrichtungen.

Zündvorrichtungen für sogenannte Fackelschlote oder Entlüftungsschlote müssen sicherstellen, daß eine Zündung stattfindet und die Verbrennung von aus den Schloten stammenden Gasen aufrechterhalten wird. Dabei soll der Einbau und die Wartung derartiger Zündvorrichtungen einfach vor sich gehen. Beispielsweise sind derartige Zündvorrichtungen beschrieben und dargestellt in den US-Patenten 3.757.991, 3.833.336 und 4.147.498. Die in diesen Patenten erläuterten Zündvorrichtungen sind in derartigen Schloten fest installiert, so daß die Wartung dieser Zündvorrichtungen kompliziert ist. Um die Zündvorrichtuna zu reparieren oder zu warten, ist es erforderlich, den Schlot zu zerlegen oder aber auf die Spitze des Schlotes zu klettern.

Aufgabe der Erfindung ist as, eine verhältnismäßig einfache Zündvorrichtung für derartige Schlote anzugeben, deren Hauptbestandteile auf einfache Weise zur besseren Zugänglichkeit von der Öffnung an der Spitze des Schlotes zum Boden des Schlotes gebracht werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenanordnung für derartige Zündvorrichtungen zu schaffen, die ein Zünder« des Gases selbst unter ungünstigen Bedingungen sicherstellt.

Gemäß der Erfindung ist eine Zündvorrichtung für Fackel- bzw. Entlüftungsschlote zum Zünden von Gas, das aus einem derartigen Schlot entweicht, gekennzeichnet durch eine Führungsvorrichtung zum Befestigen an einem derartigen 5chlot, eine Schlittenanordnung, die auf der Führungsvorrichtung zwischen einer Ruheposition am Boden des Schlotes und einer Zündpcsition an der Spitze

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des Schlotes beweglich ist, eine Antriebsvorrichtung, die die Schlittenanordnung zwischen den Ruhe-und Zündpositionen verschiebt, eine Sondenvorrichtung, die von der Schlittenanordnung aufgenommen wird, um das Gas zu zünden, und eine Energiequelle, die elektrische Energie an die Sondenvorrichtung legt und einen Lichtbogen und damit eine Zündung des Gases erzeugt.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Sonde zur Verwendung in einer Zündvorrichtung für Fackel- bzw. Entlüftungsschlote mit einer elektrischen Speisequelle, die einen Lichtbogen zwischen zwei Sonden erzeugt, wobei ein brennbares, zwischen den Sonden hindurchströmendes Gas gezündet wird: die Sonde weist einen länglichen, hohlen, elektrisch leitenden Körper zur elektrischen Stromleitung auf, der ein Einlaßende zum Zuführen von Luft in den Körper und ein Abqabeende zum Abgeben von Luft in das Gas besitzt, wobei der Gasstrom Luft durch den Körper zieht, um die Verbrennung des Gases zu verbessern.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführunqsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Zündvorrichtung für Fackel-bzw. Entlüftungsschlote nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Hauptelernente der Zündvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Sondenanordnuno, wie sie in den Figuren 1 und 2 verwendet wird, von unten,

Fin. 4 eine perspektivische Ansicht der Sondenanordnunq nach Fig. 3 in der Zündposition, in einer Ansicht von unten,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Sonden der Vorrichtung nach den Figuren 1 bis 4, und

Fig. 6 eine teilweise Vorderansicht im Schnitt einer Bremsvorrichtung für die Zündvorrichtung nach den Figuren 1 bis 5.

Mach den Zeichnungen ist die Zündvorrichtung für Fackel- bzw. Entlüftungsschlote nach vorliegender trfindunq für die Anwendung bei einem rohrförmigen Fackelschlot 1 (flare stack) der Art beabsichtigt, die normalerweise zur Abgabe von sauerem Gas aus einer Bohrung (nicht dargestellt) verwendet wird. Der Fackelschlot wird in der vertikalen Position von Abspanndrähten 2 (Fig. 3) gehalten, deren obere Enden mit ösen 3 verbunden sind, die sich von einer Hülse 4 arn Schlot 1 nach außen erstrecken: die Bodenenden der Abspanndrähte sind mit Grundankern (nicht dargestellt) verbunden. Saures Gas wird aus dem oberen Ende 5 des Schlotes 1 abgegeben und nie Hilfe der Zündvorrichtung nach der Erfindung gezündet.

Diese Zündvorrichtung kann auf neuen Schloten bei deren Errichtung fest installiert werden, oder aber an bereits vorhandene Schlote angebaut werden. Die Zündvorrichtung weist zwei parallele Führungsschienen 6 auf, die von nahe dem Boden 7 bis nahe der Spitze 5 des Schlotes 1 nach oben verlaufen. Die Führungsschienen 6 sind mit dem Schlot über etwa U-förmige, einteilig mit den Führungsschienen 6 ausgebildete Arme 8 und U-Bolzen 9, die die Arme 8 mit dem Schlot 1 verbinden, befestigt. Die Bolzen 9 sind gegen den Schlot 1 mit Hilfe nichtleitender Hülsen 10 isoliert. Die Führungsschienen 6 haben einen etwa U-förmiqen Querschnitt, dessen offene Seiten einander gegenüberliegen, d.h. nach innen gewandt sind. Wie sich am besten aus den Figuren 1 und 4 ergibt, sind die oberen Enden .1.1 der Führungssschienen 6 nach innen gegen den Schlot 1 gebogen, und es ist am oberen Ende eines jeden Schlotes eine Anschlagplatte 12 vorgesehen.

Die Führungsschienen 6 nehmen beweglich zwei Schlitten auf, die mit 13 und 14 bezeichnet sind. Der oberste Schlitten 13 ist durch einen rechteckförmigen Rahmen 15 definiert. Zwei Stummel-

achsen 16 erstrecken sich von jeder Seite J.7 des Rahmens 15 nach außen und nehmen Scheiben 18 auf. Die Verwendung von Scheiben 18 anstelle von Rollen verringert den IJartungsbedarf der Zündvorrichtung, da dann keine Lager vorhanden sind, die korrodieren können. Die Scheiben 18 laufen in den Führungsschienen 6. Der Abstand zwischen den Führungsschienen 6 ist nur geringfügig größer als die Breite des Rahmens 14, so daß beim Einsetzen von dem Bodenende her der Rahmen 15 zwischen den Führungsschienen gehalten ist. Vier Säulen 19 erstrecken sich von den Seiten 17 des Rahmens 15 nach außen (wenn der Laufwagen seine vertikale Position einnimmt). Glockenförmige Isolatoren 20 sind an den äußeren Enden der Säulen 19 befestigt. Die Isolatoren 20 sind glasierte Hochspannungsisolatoren, die einen Kurzschluß aufgrund des Aufbaues von Kohlenstoff oder möglicher Ölspritzer verhindern. Die Isolatoren 2Π nehmen zwei längliche Sondenhalterungen Zl auf. Die Sondenhalterunqen verlaufen parallel zueinander und parallel zu den Seiten des Schlittenrahrnens 15. Die Sondenhalterungen haben eine U-förmiqe Querschnittsform. Eine Sonde 22 ist in jeder der Halterungen 21 befestiqt. Die Sonde 22, die eine massive Schiene oder ein hohles Rohr sein kann, wird in der Halterung durch eine Vielzahl von U-Bolzen 23 gehalten.

Nach Fig. 5 ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jede der Sonden 22 durch einen länglichen, elektrisch leitenden, hohlen Metallkörper mit einem geradlinigen Bodenende zur Befestigung in der Halterung 21 und einem geneigten oberen Ende definiert, derart, daß im Betrieb die oberen Enden 24 der Sonden. 22 über der Halterung 21 nach innen gegen die Ebene des Schlittens 13 und aufeinander zu gekrümmt sind, so daß nur ein schmaler Spalt zwischen den oberen Enden 24 der Sonden 22 vorhanden ist. Die oberen Enden oder Spitzen einer jeden Sonde sind im Winkel so geschnitten, daß jede Spitze in unmittelbarer Mähe zu den anderen eine verhältnismäßig große Lu ftabgabeöffnung und damit eine längliche, elliptische Lichtbogenfläche ergibt.

Der erste und der zweite Schlitten 13 und 14 sind miteinander durch Seile 26 verbunden. Jedes Seil 26 verläuft zwischen einer Öse 37 am Bodenende des Schlittens 13 und einer Öse 28 am oberen Ende des Schlittens 14. Wie der Schlitten 13 ist der Schlitten 14 durch einen Rechteckrahmen 29 definiert. Zwei Scheiben 20 sind auf jeder Seite 31 des Rahmens 29 vorgesehen: sie laufen in den Führungsbahnen 6.

Ein Transformator 33 ist auf dem zweiten Schlitten 14 befestigt. Von diesem Transformator 33 wird aus einer Energiespeisequelle (nicht dargestellt) über eine Kabelleitung 34 elektricne Energie an den Transformator 33 geliefert. Zwei Isolatoren 35 sind auf Schlitten 14 oberhalb des Transformators 33 befestigt. Oio Energie aus dem Transformator 33 wird über Leitungen 37 an die Sonden 22 geführt, damit eine Lichtbogenbildung zwischen den oberen Enden dieser Sonden erzeugt wird.

Die Schlitten 13 und 14 werden über eine von Hand betätigte Kurbel 38 (Fig. 1) oder dergl . längs der Führungen 6 verfahren; die Kurbel 38 ist auf dem Schlot 1 unterhalb der Führungen 6 befestigt. Zwei U-Bolzen 39 legen das Kurbelgehäuse an dem Schlot 1 fest. Ein Seil 40 verläuft von der Kurbeltrommel 41 nach oben um eine Rolle 42, die am Schlot 1 in der Nähe des oberen Endes befestigt ist. Das obere Ende des Seiles 40 ist über eine Gewindeöse 43 mit dem Rahmen 15 des Schlittens 13 verbunden. Wenn die Kurbel 38 betätigt wird, werden somit die Schlitten 13 und 14 an dem Schlot 1 nach oben bewegt.

Es ist zwar nicht entscheidend, eine Bremse für die Schlitten und 14 vorzusehen; um Schaden aufgrund eines Fehlers oder einer fehlerhaften Bedienung der Kurbel zu vermeiden, ist es jedoch zweckmäßig, eine solche Bremse einzubauen. Ein Beispiel für eine derartige Bremse ist in Fig. 6 gezeigt. Die Bremse weist zwei Arme 45 auf, die schwenkbar mit einer Platte 46 verbunden sind, die sich von dem Boden des Rahmens 15 drehbar um eine horizontale Achse 47 nach abwärts erstreckt. Aus Festigkeitsgründen

reicht die Platte 46 von der Oberseite des Rahmens 50 bis oberhalb der Unterseite dieses Rahmens. Die Arme 45 sind mit der Platte scherenförmig verbunden und gekreuzt ausgeführt. Ein Ende eines jeden Paares von Seilen 48 ist mit dem Seil 40 verbunden, das andere Ende eines jeden Seiles 48 ist mit einem der Arme 45 über der Achse 47 verbunden. Wenn die Seile 40 und 43 fahrend einer Bewegung nach oben oder einer Sperrung der Kurbel 38 gespannt sind, drücken die oberen Enden 50 der Arme 45 gegen den Boden des Rahmens 14 und heben oder halten den Schlitten 13. Wenn das Seil 40 reißt oder die Kurbel 38 versagt, drehen sich die Arme 45 um die Achse 47, so daß die unteren Enden 51 dieser Arne sich gegen die Einbuchtung der Führungen 6 legen. Die Bremswirkung wird durch einen (nicht dargestellten) Bremsschuh an unteren Ende 51 eines jeden Armes 45 verbessert. Wenn der Schlitten 14 langsam und gesteuert nach abuärts bewegt wird, wird eine Spannung an den Seilen 4Π und 43 und infolgedessen an den Armen 45 zur Verhinderung einer Bremsung aufrechterhalten.

Im Betrieb und bei Anordnung der Schiitben 13 und 14 in der unteren Position wird die Kurbel 38 zur Verschiebung der Schlitten an den Führungen 6 nach aufwärts betätigt. Bei Erreichen des oberen Endes der Führungen 6 bewegt sich das obere Ende des Schlittens 13 nach innen und positioniert die oberen Enden der hohlen Sonden 22 im wesentlichen zentrisch über dem Abgabeende des Schlotes 1. Hochdruckgase, die aus dem Abgabeende des Schlotes 1 austreten, erzeugen eine ArI Wenturi-Effekt um die Spitzen oder Abgabeenden der Sonden 22 herum, und ziehen Frischluft und damit Sauerstoff durch die unteren und offenen Einlaßenden der hohlen Sonden 22. Diese Luft bzw. dieser Sauerstoff wird den Gasen im Schlot im unmittelbaren Bereich der Sondenspitzen beigemischt. Dann wird Strorn über den Transformator 33 und die Leitungen 37 an die Sonden 22 gelegt, damit eine Lichtbogenbildung zwischen den Überschlags flächen der Sonden in dem Bereich erzeugt wird, der durchdie extrahierte Einspeisung von Frischluft angereichert '/orden ist. Eine derartige Lichtbogenbildung ist normalerweise intermittierend, d.h. erfolgt z.B.

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alle 3C; Sekunden, urn eine Zünduno der Gase zu gewähr J eisten. Die Energiequelle ist z.B. eine 12 Volt batterie, die Energie kann in solchen fällen, in denen eine zeitlich gesteuerte Zündung nicht erforderlich ist, auch aus einer externen Quelle entnommen werden, z.B. aus der Batterie eines Lastwagc3ns.

Die Verwendung von Führungen, nie sich in Längsrichtung des Schlotes erstrecken, verrinnert die V/artungskosten. Die Sonnen oder Elektroden können zu Rei nigungszv/ecken abgesenkt u/erden. Somit ist ein Fahrzeug mit Hubvorrichtung oder ein Kran mit Hannkorb nicht erforderlich. Es ist auch nicht erforderlich, den Schlot oder die Zündvorrichtung niederzulegen oder die Bohrung zu sperren.

Weil die hohlen Sonden zur Einspeisung eines kontinuierlicher) Stromes von Frischluft dienen und vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Stahl bestehen, kann ein Lichtbogen bei ungünstigen Wetterbedingungen oder unter Bedingungen sauren Gases aufrechterhalten werden, die Entstehung von Kohlenstoff wird wesentlich reduziert, und die Sonden sind weniger empfindlich qegen Abbrennen.

Weitere Abänderungen und Ausführunqsforrnen liegen im Rah.nen vorliegender Erfindung. Die Fiaurenbeschreibungdient lediglich zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Es lassen sich verschiedene Änderungen in bezug auf die Form, Grööe und allgemeine Ausgestaltung von Bestandteilen machen, beispielsweise können äquivalente Bestandteile anstelle der dargestellten und beschriebenen verwendet werden, Teile können unabhängig von der Verwendung anderer Eigenschaften eingesetzt werden, usw.

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1. iZündvor r ichtung für rackel- bzvj. Entlüi tungsschlote (fjc.re ^-'stacks) zürn Zünden von G?.s, das aus einem der ar tine η Schlot entweicht,

   gekennzeichnet durch eine Führungsvorrichtunn (6) zum Befestigen an einem Schlot (J), eine Schlittenanorrinunn (13), die beweglich auf der Fiinruηgsvorrichtung befsstiot ist und zwischen einer Ruheposition am Roden des Schlotes (1) und einer Zündposition am oberen Ende des Schlotes (i) beyeclich ist, eine Antriebsvorrichtung (38, 40), die die Schlittenanordnung (13) zwischen den Ruhe- und Zündpositionen verschiebt, eine Sondenvorriehtunn (22), die von der Pchlittenanordnunq (13) auf genormten ist, um das Gas zu zünden, und eine Energiequelle (33, 34), die elektrische Enercie r-m die Sondenvor r i cn bung (22) legt und einen Lichtbogen und c'sr.'it eine Zündung des Gases erzeugt.

   2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daU die Führungsvorrichtung, (ή) zviei parallele Führungen (6, 6) aufueist, die vertikal und parallel zuη Schlot (1) verlaufen, und daß die Schlittenanorcnung (13) einen rechteckförraioen Rahmen (15) zur Bewegunc« /"..'Ischen den Führungen (6, 6) sowie eine RoI lens nor dnung (l^:<), ii i R nie den' H ahme η zur ⁿr?v."„-r!ung ir den Führungen verbunden ist, &uv>sisc.

   3. Zündvorrichtunq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal? ein erster Schütten (13) zur Aufnahme der Sonde (2?) vorgesehen ist, daß ein zweiter Schlitten (14) mit d e ro erster Schlitten verbunden ist, und daR ein Transformator (33) auf dem zweiten Schlitten (14) befestigt ist, um elektrische Energie in die Sonde (22) e inzusosiseri.

   ί·. Zünovorrichtunq nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (3;>, 40) eine Winc'envorrichtuno (38) und eine Kabelvorrichtung (40) aufweist, die mit der Viinrienvo.rrichtung (38) und dem Schlitten (13, 14) verbunden ist, um den Schlitten zu bewegen.

   5. Zündvorrichtunq nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Bremsvorrichtung (45, 46) an den Schlitten (13, 14), um eine rasche A b ω s r t s b e"/ e q u η π der Schlitten (13, 14) auf der F ü h r u π π s ν ο r r i c h t u η α ( 6 ) nach a h ν ?^: γ t s zu ν e r η i η d e r η .

   .'>. Z und vor rieht und nach Ansoruch 1, Dadurch Gekennzeichnet, da8 die Sondenvorrichtunc; (22) z»/ei im Abstand voneinander versetzte Sonden (22, 22) und Isolatoren (2D), die die Sonden pn dsm Schlitten (13) aufnehmen, aufweist, wobei ein Ende einer Sonde in unmittelbarer Nr*he eines Endes der anderen Sonde angeordnet ist, us eine Lichtbogenbildung zwischen den Sonden bei St ro.nourchgan.p zu nevfhr leisten .

   '/. Zünavorr ich tunο nach Ansoruch 6, dadurch gekennzeicnnet, ciaö /jede Sonoe (22) einen länglichen, hohlen, elektrisch leitenden Körper aufweist, der ein Einlaöende für den eintritt von Luft in den Körper und ein Aboabeende zur Abgabe von Luft in das Gas besitzt, wobei α e r Gasstrom Luft durch den Körper ζiCJnt, um die Verbrennung des ciezüncetnn Gases zu v^rbess ern.

   :i. Ziincivorriciitunn nach Anf-pruci 6 ocer ?, dadurch ne"<ennzeichnet, daß ;ece Sonde (22) an ihrer.! Abgebeende aboeschrägt ηuροebii det ist, damit eine lännlicne elliptische Über-Bcnlags fläche entstent, und daß die Sondsη (22) so oositioniort sind, daß die Überschlagsfiäcne einer Sonde in unmitfceloarer Mäht: oer Übersciilagsflache dec anderen Sonde a ηπ e ο r d η e t ist.

   . Sonde zur Verwendung in einer Zündvorrichtung für Fackel-αder Entlüftungsschlote mit einer elektrischen Energiequelle zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen zwei Sonden, wobei brennbares, zwischen diesen Sonden hindurchströmendes Gas gezündet wird,

   dadurch gekennzeichnet, da ti die Sonde (22) einen länolicnen, hohlen, elektrisch leitenden Körper zur elektrischen Stromleitung aufweist, der ein EinlaGende zur Zufuhr von Luft in den Körper und ein Abgabeende zum Abgeben von Luft in das Gas besitzt, wobei der Gasstrom Luft durch den Körper zur Verbesserung der Verbrennunn des Gases zieht.

   10. Sonde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgabeende schräg ausgebildet ist, um eine längliche elliptische Überschlagsfläche und eine vergrößerte Luftabgabeöffnung zu erzielen.