-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Fackelrohr mit einem verbesserten
Fackelzünder,
der bei starkem Wind und anderen rauen Wetterbedingungen stabil
ist.
-
Es
ist eine Vielfalt von Einrichtungen zum Abfackeln von brennbaren
Abfallfluidströmen
entwickelt und vordem verwendet worden. Solche Einrichtungen werden
oft als Fackelrohr bezeichnet. Fackelrohre werden üblicherweise
an Produktions-, Raffinier- und anderen Verarbeitungsanlagen zum
Beseitigen von brennbaren Abfällen
oder anderen brennbaren Strömen,
die während
des Belüftens,
Abschaltens, bei Störungen
und/oder Notfällen
abgelenkt werden, angeordnet. Fackelrohre umfassen im Allgemeinen
kontinuierlich arbeitende Zündflammen
(die oft als Pilotflammen bezeichnet werden) und Flammenertassungseinrichtungen,
die oft an dem erhöhten
offenen Ausströmende
der Fackelrohre angeordnet sind.
-
Während die
vordem verwendeten Fackelzünder
bei normalen Wetterbedingungen erfolgreich arbeiten, werden bei
starken Winden und anderen rauen Wetterbedingungen sowohl der brennende
Abfall oder anderes abfackelnde Fluid als auch die Zündflamme
gelöscht,
wodurch es möglich
wird, dass Abfall oder anderes Fluid ohne verbrannt zu werden direkt
an die Atmosphäre
abgegeben wird. Nicht verbrannter Abfall oder anderes Fluid verschmutzt
die Atmosphäre,
was für
pflanzliches, tierisches und menschliches Leben nachteilig sein
kann.
-
Damit
ein kontinuierlich arbeitender Fackelzünder brennen bleibt und weiterhin
das brennbare Fluid entzündet,
das bei rauen Wetterbedingungen aus einem Fackelrohr austritt, wie
sie beispielsweise bei Hurrikans, Taifunen und anderen ähnlichen
Wetterbedingungen bestehen, muss der Fackelzünder bei Windgeschwindigkeiten
von bis zu 56 m/s (125 mph) oder mehr in Verbindung mit zwei Zoll
oder mehr Regenfall pro Stunde brennen bleiben. Darüber hinaus
bestehen Gase, die oft als Brennstoff für Fackelzünder verwendet werden, typischerweise
aus Erdgas oder Propan oder einem Gemisch aus Kohlenwasserstoffgasen,
die Wasserstoff enthalten können.
Ein Fackelzünder,
der als Brennstoff Wasserstoff enthaltende Gase verwendet, muss
aufgrund des Vorhandenseins von Wasserstoff in der Lage sein, die
Gase ohne Flammenrückschlag
zu verbrennen.
-
Es
gibt daher einen Bedarf an verbesserten, äußerst stabilen Fackelzündern, die
bei starkem Wind und anderen rauen Wetterbedingungen brennen bleiben.
-
-
Die
vorliegende Erfindung stellt verbesserte, kontinuierlich arbeitende
Fackelzünder
zur Verfügung,
die die oben beschriebenen Erfordernisse erfüllen und die Mängel des
Standes der Technik überwinden.
Der kontinuierlich arbeitende Fackelzünder der vorliegenden Erfindung
ist bei starkem Wind und anderen rauen Wetterbedingungen, einschließlich Windgeschwindigkeiten
von bis zu 71 m/s (160 mph) oder mehr, und einem Regenfall von 5
cm (2 Zoll) oder mehr pro Stunde bei einem Brennstoffdruck im Bereich
von etwa 28 kPa bis etwa 310 kPa (4 bis 45 psig) unter Verwendung
von Erdgas oder Propan als Brennstoff stabil. Darüber hinaus
bleibt die Zündflamme
bei einem Wind von 71 m/s (160 mph) oder mehr ohne Flammenrückschlag
brennen, wenn ein Brennstoff, der bis zu 40 % Wasserstoff enthält, verbrannt wird.
-
Der
kontinuierlich arbeitende Fackelzünder der vorliegenden Erfindung
besteht im Wesentlichen aus einer Brennstoff Luft-Gemisch-Ausströmdüse, die
mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr verbunden ist. Ein
Windschutz mit einem teilweise geschlossenen oder offenen unteren
Ende ist abdichtend an der Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse oder
an dem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr angebracht, durch welches
ein Brennstoff-Luft-Gemisch, das aus der Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse austritt,
in das Innere des Windschutzes gelangt. Der Windschutz weist ein
offenes oberes Ende auf, das einen hoch stehen den Wandabschnitt umfasst,
der an der Vorderseite des Windschutzes zum offenen Ende eines Fackelrohrs
hin angeordnet ist. Zündflammen
vom Inneren des Windschutzes des Fackelzünders werden durch das offene
obere Ende des Windschutzes benachbart zu dem brennbaren Fluid,
das aus dem Fackelrohr austritt, abgeleitet. Der Windschutz umfasst
weiter mindestens eine Öffnung
in jeder der gegenüberliegenden
Seiten des Windschutzes, die im Wesentlichen im rechten Winkel zu
dem aufrechten Wandabschnitt angeordnet sind und durch die Wind
in das Innere des Windschutzes strömen kann. Mittel zum Entzünden des
innerhalb des Windschutzes aus der Brennstoff-Luft-Ausströmdüse austretenden
Brennstoff-Luft-Gemischs und zum Erfassen des Vorhandenseins oder
Fehlens einer Flamme können
wahlweise an dem Windschutz oder der Ausströmdüse angebracht sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen der Windschutz und der hoch stehende Wandabschnitt des
offenen oberen Endes des Windschutzes eine Mehrzahl von nach unten
gerichteten Öffnungen,
durch die Regen und Wind abgeleitet werden, wenn diese in einer
Richtung vom hinteren Teil zur Vorderseite des Windschutzes strömen. Der Windschutz
weist auch eine Mehrzahl von Öffnungen in
jeder der gegenüberliegenden
Seiten des Windschutzes auf, die im Wesentlichen im rechten Winkel zum
hoch stehenden Wandabschnitt angeordnet sind und durch die Wind
in das Innere des Windschutzes strömen kann. Windfangbleche sind
auch derart um die Mehrzahl der Öffnungen
an den Seiten des Windschutzes angeordnet und die Öffnungen
sind derart ausgerichtet, dass bewirkt wird, dass der hindurch strömende Wind
nach unten zum inneren unteren Ende des Windschutzes strömt. Die
Fackelzünder weist
auch vorzugsweise einen perforierten, in dem Windschutz angeordneten
Flammenstabilisator auf, der an der Brennstoff-Luft-Düse angebracht
ist und diese umgibt. Wenn sie als Komponente des Fackelzünders enthalten
sind, handelt es sich schließlich bei
den Mitteln zum Entzünden
des Brennstoff-Luft-Gemischs in dem Windschutz und zum Erfassen
des Vorhandenseins oder Fehlens einer Flamme vorzugsweise um einen
Flammenfrontzünder
und eine akustische Flammenerfassungseinrichtung.
-
Es
ist daher ein genereller Gegenstand der vorliegenden Erfindung,
einen verbesserten, kontinuierlich arbeitenden Fackelzünder zum
Entzünden
von brennbaren, aus dem offenen Ende eines Fackelrohrs austretenden
Fluiden zur Verfügung
zu stellen, der bei starkem Wind und anderen rauen Wetterbedingungen
stabil ist.
-
Andere
und weitere Gegenstände,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann
nach dem Lesen der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ohne weiteres deutlich, wobei:
-
1 eine
Seitenansicht eines Fackelrohrs mit dem Fackelzünder der vorliegenden Erfindung ist;
-
2 eine
Draufsicht entlang der Linie 2-2 der 1 ist;
-
3 eine
Seitenansicht des Fackelzünders der
vorliegenden Erfindung ist;
-
4 eine
teilweise weggeschnittene Seitenansicht entlang der Linie 4-4 der 3 ist;
-
5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 der 3 ist;
-
6a eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 der 4 ist;
-
6b eine
Querschnittsansicht ähnlich
der 6a ist, die eine alternative Ausführungsform
des Windschutzes der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
-
7 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 der 4 ist.
-
Mit
Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere die 1 und 2 wird
ein Fackelrohr mit dem verbesserten Fackelzünder der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Das Fackelrohr 10 umfasst eine Fackel 12 und ein
Rohr 14, die miteinander an einer angeflanschten Verbindung
16 mit mehreren Schrauben 15 verschraubt sind. Während die
Höhen der
Fackelrohre je nach den verschiedenen Faktoren variieren, haben
die meisten Fackelrohre, die für
Produktions-, Raffinier- und Verarbeitungsanlagen verwendet werden,
eine Höhe
im Bereich von etwa 6 m (20 Fuß)
bis zu etwa 183 m (600 Fuß).
Das untere Ende des Rohrs 14 wird mit einer bodennahen
Grundplatte 18 verschlossen, und ein oder mehr am Boden
oder in Bodennähe
angeordnete Einlassrohre 20 für Abfall oder andere brennbare Fluide
sind mit dem Rohr 14 verbunden. Wie zuvor erwähnt, arbeiten
die meisten Fackelrohre auf Anforderung zum Beseitigen von brennbaren
Abfällen oder
anderen brennbaren Fluidströmen,
wie beispielsweise Kohlenwasserstoffströmen, die während des Belüftens, Abschaltens,
bei Störungen
und/oder Notfällen
abgelenkt werden. Allerdings muss das Fackelrohr in der Lage sein,
zu jeder Zeit brennbare Ströme
aufzunehmen und kontinuierlich abzufackeln.
-
Die
Fackel 12 (die manchmal auch als Fackelspitze bezeichnet
wird) kann ein zylindrisches perforiertes, daran angebrachtes Windablenkblech 22 benachbart
dem oberen offenen Ausströmende 24 und
mindestens einen Fackelzünder 26 aufweisen,
der benachbart dem offenen Ausströmende 24 angeordnet
ist. Wie bereits erwähnt,
wird der Fackelzünder 26 gewöhnlich kontinuierlich
betrieben, um eine kontinuierliche Flamme zum Entzünden von brennbaren
Fluiden vorzusehen, die intermittierend zum Fackelrohr 10 geleitet
werden.
-
Der
Fackelzünder 26 der
vorliegenden Erfindung, der nachfolgend weiter beschrieben wird,
ist mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr 28 verbunden,
das sich von dem Fackelzünder
26 am oberen Teil des Fackelrohrs 10 zu einer Brennstoff-Luft-Mischeinrchtung 32 erstreckt
und mit dem Fackelrohr 10 über mehrere Arme 30 verbunden
ist. Die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 32, die typischerweise
eine Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung vom Venturi-Typ ist, ist mit
dem Rohr 28 an einer geeigneten Stelle verbunden. Die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 32 weist
vorzugsweise einen Windschutz 33 (schematisch gezeigt)
oder andere ähnlichen
Mittel zum Verhindern einer Betriebsunterbrechung aufgrund von starkem
Wind und dergleichen auf. Die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 32 ist durch
ein Brenngas-Zuführrohr 29 mit
einer Quelle von brennbarem Gas, wie beispielsweise Erdgas, Propan,
Raffineriegas oder dergleichen, verbunden. Bekanntermaßen wird
das Brenngas mit angesaugter atmosphärischer Luft gemischt, wenn
es durch die Mischeinrichtung 32 strömt, und das sich ergebende Brennstoff-Luft-Gemisch
strömt
durch das Rohr 28 zum Fackelzünder 26 und
wird in und benachbart zum Fackelzünder 26 verbrannt,
wie nachfolgend ausführlich
beschrieben ist.
-
Bei
Benutzung werden die Rohre 28 und 34 vorgesehen,
die sich von dem Fackelzünder 26 zu
einer Stelle am Boden oder in Bodennähe erstrecken. Das Rohr 34 ist
mit dem Rohr 28 über
eine Mehrzahl von Armen 35 verbunden gezeigt und ist an
seinem oberen Ende mit dem Rohr 82 gekoppelt, das wiederum
mit dem Fackelzünder 26 verbunden
ist. Das untere Ende des Rohrs 34 ist mit einem Zündflammenfronterzeuger 36 verbunden,
und ein Flammenerfassungsaufbau 38 ist in Bodenhöhe mit dem
Rohr 34 zwischen dem Zündflammenerzeuger 36 und
dem Fackelzünder 26 gekoppelt.
-
Der
Fackelzünder 26 wird
gezündet,
indem ein brennbares Brennstoff-Luft-Gemisch mittels des Rohrs 28 zum
Zündbrenner 26 strömen gelassen wird
und dann der Zündflammenfronerzeuger 36 betrieben
wird, um eine Flamme zu erzeugen, die sich durch die Rohre 34 und 82 zum
Zündbrenner 26 ausbreitet.
Wenn die Zündflamme
das Rohr 82 verlässt, zündet sie
das Brennstoff-Luft-Gemisch, das in dem Fackelzünder 26 austritt.
Nachdem der Zündbrenner 26 gezündet ist,
wird der Zündflammenfrontgenerator 36 abgeschaltet.
-
Der
durch die Flamme des Fackelzünders 26 erzeugte
Schall wird durch das Rohr 34 zum damit verbundenen Flammenerfassungsaufbau 38 geleitet. Der
Flammenerfassungsaufbau 38 erfasst kontinuierlich und indirekt
das Vorhandensein oder Fehlen der Flamme in dem Zünder 26 von
seinem Einbauort aus, der von dem Fackelzünder 26 entfernt ist,
indem er das Vorhandensein oder Fehlen eines Schallpegels erfasst,
der durch das Rohr 34 geführt wird und auf eine Flamme hinweist.
Wenn die Flamme des Zünders 26 aus
irgendeinem Grund gelöscht
wird, erzeugt der Flammenerfassungsaufbau 38 eine Warnung,
wie beispielsweise ein Licht und/oder einen hörbaren Alarm, so dass der Zünder 26 sofort
wieder angezündet
werden kann. Wie der Fachmann nachvollziehen kann, kann der Zündflammenfronterzeuger 36 elektronisch
mit dem Flammenerfassungsaufbau 38 verbunden werden, wodurch
jedes Mal, wenn der Flammenerfassungsaufbau 38 das Fehlen
einer Flamme am Zünder 26 erfasst,
der Zündflammenfronterzeuger 36 automatisch
betätigt
wird, um den Zünder 26 wieder
anzuzünden.
-
Der
Fackelzünder 26 und
die oberen Endabschnitte der Rohre 28, 82 und 34 werden
mit Bezug auf die 3 bis 7 ausführlich veranschaulicht.
Der Fackelzünder 26 besteht
aus einer Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse 40 (die manchmal als
Gasspitze bezeichnet wird), die mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr 28,
beispielsweise durch Schweißen
oder eine Verschraubung, verbunden ist. Das durch die Brennstoff-Luft-Mischeinrichtung 32 erzeugte
Brennstoff-Luft-Gemisch strömt durch
das Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr 28 und in die Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse 40,
von wo das Brennstoff-Luft-Gemisch über eine Mehrzahl von Öffnungen 42 in
der Düse 40 ausströmt. Ein
perforierter Flammenstabilisator 44 ist an der Brennstoff-Luft-Gemisch-Düse 40 angebracht und
erstreckt sich darüber.
Der Flammenstabilisator 44 ist vorzugsweise zylindrisch
und weist eine Mehrzahl von beabstandeten Perforationen oder Öffnungen 46 auf.
Der Flammenstabilisator 44 bewirkt, dass das Brennstoff-Luft-Gemisch,
das über
die Öffnungen 42 in
der Düse 40 austritt,
innerhalb und um den Flammenstabilisator zirkuliert, wodurch das
Brennstoff-Luft-Gemisch dann zu brennen beginnt und die in und über dem
Flammenstabilisator 44 erzeugte Flamme bei Druckschwankungen
in dem Fackelzünder 26 stabil
bleibt.
-
Ein
Windschutz, der allgemein mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet
ist, ist auch an der Düse 40 oder
an dem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr 28 oder dem
Rohr 82 angebracht. Der Windschutz 48 hat ein
teilweise geschlossenes oder offenes unteres Ende 50. In
der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform ist das untere Ende 50 des
Windschutzes teilweise geschlossen, d.h. der Boden weist eine ringförmige Platte 51 mit
einer Mehrzahl von Öffnungen 52 auf.
Eine Mehrzahl von Ableitungsöffnungen 54 ist
auch an den Unterseiten des Flammenstabilisators 44 vorgesehen.
Der Windschutz 48 hat vorzugsweise eine zylindrische Form
und weist ein offenes oberes Ende 56 auf.
-
Wie
am besten in den 1, 2, 3, 4 und 6a der
Zeichnungen gezeigt ist, ist ein im Wesentlichen vertikal hoch stehender Wandabschnitt 58 des
offenen oberen Endes 56 des Windschutzes 48 an
der Vorderseite des Windschutzes 48 zum oberen Ausströmende 24 des
Fackelzünders 10 hin
angeordnet. Zündflammen
aus dem Inneren des Windschutzes 48 werden durch das offene obere
Ende 56 des Windschutzes 48 benachbart dem brennbaren
Fluid, das aus dem Fackelrohr 10 austritt, ausströmen gelassen.
Vorzugsweise umfassen, wie in der 4 gezeigt
ist, der Windschutz 48 und der Wandabschnitt 58 mindestens
eine und vorzugsweise eine Mehrzahl von nach unten zeigenden beabstandeten,
darin ausgebildeten Öffnungen 60. Die Öffnungen 60 wirken
dahingehend, dass ein Teil des Regens und Winds, der in einer Richtung
vom hinteren Teil zur Vorderseite des Windschutzes 48 strömt, den
Windschutz 48 verlassen kann, ohne dass ein wesentlicher
Gegendruck in dem Windschutz 48 erzeugt wird. Wie auch
in den 3, 4 und 6a gezeigt
ist, können
zusätzliche
nach unten zeigende Öffnungen 62 auf
der Vorderseite des Windschutzes 48 unter dessen hoch stehendem
Abschnitt 58 ausgebildet sein.
-
Mit
Bezug auf die 6b ist eine alternative Ausführungsform
des Windschutzes 48 gezeigt. Das heißt, dass der hoch stehende
Wandabschnitt 58 des Windschutzes 48, anstatt
im Wesentlichen vertikal zu sein, in demselben Winkel wie der Rest
des Windschutzes 48 geneigt ist. Eine der in den 6a oder 6b veranschaulichten
Ausführungsformen
kann verwendet werden, aber die in der 6b veranschaulichte
Ausführungsform
kann etwas kostengünstiger
hergestellt werden.
-
Wie
am besten in den 3 und 5 veranschaulicht
ist , wird bevorzugt mindestens eine Öffnung und besonders bevorzugt
eine Mehrzahl von Öffnungen
in jeder der gegenüberliegenden
Seiten des Windschutzes 48 vorgesehen, die im Wesentlichen
im rechten Winkel zu dem hoch stehenden Wandabschnitt 58 angeordnet
sind und durch die Wind in das Innere des Windschutzes 48 strömen kann.
Das heißt,
dass eine oder eine Mehrzahl von Öffnungen 68 an einer
Seite des Windschutzes 48 vorgesehen ist und eine oder
eine Mehrzahl von Öffnungen 70 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Windschutzes 48 vorgesehen ist. Der Windschutz 48 weist
auch vorzugsweise ein Paar von sich nach außen erstreckenden Windfangblechen 64 und 66 auf, die
an gegenüberliegenden
Seiten des Windschutzes 48 angebracht sind. Jedes der Bleche 64 und 66 ist
im Wesentlichen um eine oder eine Mehrzahl von Öffnungen 68 bzw. 70 herum
angeordnet. Wie weiter nachfolgend beschrieben ist, bewirkt ohne
das Vorhandensein der Bleche 64 und 66 und/oder
der Öffnungen 68 und 70 Wind,
der von einer oder der anderen Seite des Fackelzünders 26 strömt, eine
Saugwirkung oder ein Vakuum in dem Windschutz 48. Die Bleche 64 und 66 und/oder
die Öffnungen 68 und 70 bewirken,
dass ein Teil des Winds gefangen wird und durch die Öffnung oder Öffnungen 68 oder 70 in
das Innere des Windschutzes 48 strömt, wodurch die Saugwirkung
aufgehoben und der Druck in dem Windschutz 48 ausgeglichen
wird. Wie in der 5 gezeigt ist, sind die Öffnungen 68 und 70 vorzugsweise
derart angeordnet, dass bewirkt wird, dass der gefangene Wind, der
durch die Öffnungen
strömt,
zum unteren Ende 50 des Windschutzes 48 hin strömt.
-
Es
wird noch einmal Bezug auf die 1 und 2 genommen
und, wie oben erwähnt,
ist bei Benutzung das obere Ende des Rohrs 82 mit dem Fackelzünder 26 verbunden.
Das untere Ende des Rohrs 34 ist mit der Einrichtung zum
Zünden
des Brennstoff-Luft-Gemischs verbunden, das in dem Windschutz 48 austritt,
und mit der Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins oder Fehlens
einer Flamme, d.h. dem Zündflammenfrontgenerator 36 und
dem Flammenerfassungsaufbau 38. Wie am besten in den 5 und 7 gezeigt
ist, ist das obere Ende des Rohrs 82 abdichtend mit einem
länglichen
Schlitz 74 an einer Seite des Windschutzes 48 verbunden.
-
Wie
nachzuvollziehen ist, gelangt die Zündflamme, die sich von dem
Zündflammenfronterzeuger 36 durch
die Rohre 34 und 82 ausbreitet, über den
Schlitz 74 in das Innere des Windschutzes 48 und
entzündet
das Brennstoff-Luft-Gemisch, das im Inneren des Flammenstabilisators 44 und
des Windschutzes 48 durch die Düse 40 ausströmt. Darüber hinaus
wird das Vorhandensein oder Fehlen des Schallpegels, der durch die
Flamme erzeugt wird, die aus dem Inneren des Windschutzes 48 entstammt, über die
Rohre 82 und 34 zum Flammenerfassungsaufbau 38 geführt. Eine
Mehrzahl von beabstandeten Öffnungen 78 ist
wahlweise in dem Windschutz 48 an einer Stelle enthalten,
die dem Schlitz 74 benachbart ist, um den Druck abzubauen,
der erzeugt wird, wenn das Brennstoff-Luft-Gemisch, das durch die
Düse 40 austritt,
von einer sich durch den Schlitz 74 ausbreitenden Zündflamme
entzündet
wird.
-
Bei
dem Betrieb des Fackelzünders 26 wird unter
Druck stehendes Brenngas aus einer entsprechenden Qelle durch das
Rohr 29 zur Brennstoff-Luft-Gemisch-Einrichtung 32 geführt, wobei
atmosphärische
Luft mit dem Brenngas gemischt wird. Das sich ergebende Brennstoff-Luft-Gemisch
strömt durch
die Leitung 28 und durch die Öffnungen 42 der Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse 40 in
das Innere des Flammenstabilisators 44 und des Windschutzes 48.
Bei Benutzung wird der Zündflammenfronterzeuger 36 so
betrieben, dass eine Zündflamme
erzeugt wird, die durch die Rohre 34 und 82 und durch
den Schlitz 74 in den Windschutz 48 des Fackelzünders 26 verbreitet
wird, um dadurch das Brennstoff-Luft-Gemisch
zu entzünden,
das in den Flammenstabilisator 44 und den Windschutz 48 strömt. Die
Zündflammen,
die durch den Fackelzünder 26 in
dem Windschutz 48 erzeugt werden, verlaufen durch das offene
Ende 56 des Windschutzes 48 und entzünden brennbare
Fluidströme,
die aus dem offenen Ausströmende 24 des
Fackelrohrs 10 strömen.
-
Es
ist festgestellt worden, dass, wenn ein starker Wind, d.h. ein Wind
mit einer Geschwindigkeit von bis zu 56 m/s (125 mph) und mehr,
in Kontakt mit einem herkömmlichen
Fackelzünder
gelangt, ein oder zwei Vorkommnisse stattfinden können, durch die
die Fackelzündflamme
gelöscht
wird. Das heißt, dass
entweder der starke Wind eine Saugwirkung erzeugt, die die mitgerissene
Luft in dem Brennstoff-Luft-Gemisch erhöht, was bewirkt, dass das Brennstoff-Luft-Gemisch
außerhalb
seines Zündfähigkeitsbereichs
ist und die Zündflamme
löscht,
oder der Wind einen Überdruck
oder eine Schubwirkung auf die Brennstoff-Luft-Düse des Fackelzünders erzeugt
, die den Strom des Brennstoff Luft-Gemischs verzögert, anhält oder
umkehrt und die Zündflamme löscht. Mit
Bezug auf die 2 der Zeichnung tritt eine Schubwirkung
auf, wenn ein starker Wind mit einem herkömmlichen Fackelzünder in
der durch den Pfeil 80 angegebenen Richtung, d.h. in einer
Richtung frontal zur Vorderseite des Fackelzünders 26, in Kontakt
gelangt. Eine Saugwirkung wird erzeugt, wenn ein starker Wind mit
einem herkömmlichen
Fackelzünder
von der Seit her, d.h. von der durch die Pfeile 82 oder 84 angedeuteten
Richtung her, oder in geringerem Ausmaß von hinten, d.h. der durch
den Pfeil 86 angedeuteten Richtung, in Kontakt gelangt.
-
Der
Fackelzünder
der vorliegenden Erfindung schaltet die durch den starken Wind verursachten
Flammenlöschprobleme
aus, die mit der oben beschriebenen Schubwirkung und Saugwirkung
in Verbindung stehen. Das heißt,
dass die durch den starken Wind verursachte Schubwirkung durch den
Fackelzünder
der vorliegenden Erfindung als Ergebnis des Vorsehens des Windschutzes 48 eliminiert
wird, der ein offenes oberes Ende 56 hat und einen hoch stehenden
Wandabschnitt 58 aufweist, der an der Vorderseite des Windschutzes 48 angeordnet
ist. Ein starker Wind, der über
das offene Ausströmende 24 des
Fackelzünders 10 in
der durch den Pfeil 80 angedeuteten Richtung strömt, entwickelt
einen nach unten gerichteten Impuls, der teilweise auf der Niederdruckzone
beruht, die durch den Wind an der nachgeschalteten Seite des Fackelrohrs 10 erzeugt
wird. Der nach unten gerichtete Windstrom gelangt in die herkömmlichen,
vordem verwendeten Fackelzünder und
bewirkt einen Schubeffekt. Dies steht im Gegensatz zu dem Fackelzünder 26 der
vorliegenden Erfindung, der den hoch stehenden Wandabschnitt 58 aufweist,
welcher die Vorderseite der Öffnung 56 abschirmt
und es verhindert oder teilweise verhindert, dass Wind in den Windschutz 48 gelangt.
Solange der Wandabschnitt 58 die Öffnungen 60 aufweist, sind
die Öffnungen 60 vorzugsweise
in einem nach unten gerichteten Winkel von der Innenseite zur Au ßenseite
des Wandabschnitts ausgerichtet, der wirksam verhindert, dass der
Wind in der entgegengesetzten Richtung in den Windschutz 48 gelangt.
Daher tritt die Schubwirkung in dem Fackelzünder 26 der vorliegenden
Erfindung nicht in einem solchen Ausmaß auf, dass die Fackelzündflammen
gelöscht werden,
selbst wenn die Windgeschwindigkeit in der Richtung des Pfeils 80 71
m/s (160 mph) beträgt.
-
Wenn
ein starker Wind mit dem Fackelzünder 26 von
einer Seitenrichtung, die durch einen der Pfeile 82 oder 84 angedeutet
ist, in Kontakt gelangt, wird die Saugwirkung vollständig oder
teilweise durch die Einlassöffnung
oder -öffnungen 68 oder 70 verhindert,
die auf entgegengesetzten Seiten des Windschutzes 48 im
Wesentlichen im rechten Winkel zur Vorderseite des Windschutzes
zum offene Ende des Fackelrohrs 10 hin angeordnet sind.
Bei Benutzung fangen die U-förmigen Windbleche 64 oder 66 zusätzlichen
Wind, der über
die Öffnungen 68 oder 70 in
das Innere des Windschutzes 48 strömt. Dieser Windstrom verhindert
oder reduziert die Saugwirkung, wodurch sie in dem Fackelzünder 26 nicht
in einem solch großen
Ausmaß auftritt,
dass die Fackelzündflammen
gelöscht
werden.
-
Wie
durch den Fachmann nachvollziehbar ist, wird, wenn die Windrichtung
zwischen den durch die Pfeile 80, 82, 84 und 86 angegebenen
Richtungen liegt, jede erzeugte Saug- oder Schubwirkung, wie oben
beschrieben, durch eine Kombination des Wandabschnitts 58 und
der verschiedenen, die obige Funktion aufweisenden Öffnungen
in dem Windschutz 48 aufgehoben.
-
Es
ist im Stand der Technik bekannt, brennbare Fluide zu entzünden, die
von dem offenen Ende eines Fackelrohrs mit einer oder mehr kontinuierlich arbeitenden
Fackelzündern
ausströmen,
die benachbart zum offnen Ende des Fackelrohrs angeordnet sind.
Die Fackelzünder,
die vordem verwendet wurden, umfassen ein Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr,
eine Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse, die mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch-
Einlassrohr verbunden ist, und einen Windschutz mit einem offenen
oberen Ende und einem unteren Ende, das an der Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse, dem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlass rohr
oder dergleichen angeordnet ist. Bei starkem Wind, Regen oder anderem
rauen Wetter sind sowohl die vordem verwendeten Fackelzünder als
auch das brennbare, abzufackelnde Fluid manchmal gelöscht worden,
wodurch Abfall oder anderes abzufackelnde Fluid direkt in die Atmosphäre abgegeben
wurde, ohne verbrannt worden zu sein.
-
Gemäß einem
Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein verbesserter Fackelzünder verwendet,
der bei sehr hohen Windgeschwindigkeiten in Kombination mit sehr
starken Regenfällen
brennen bleibt, d.h. das Verfahren umfasst die Schritte des Vorsehens
eines vordem verwendeten Fackelzünders,
wie oben beschrieben, mit einem hoch stehenden Wandabschnitt, der
an der Vorderseite des Windschutzes zum offenen Ende des Fackelrohrs
hin angeordnet ist, und/oder des Vorsehens von mindestens einer Öffnung in
jeder der gegenüberliegenden Seiten
des Windschutzes im Wesentlichen im rechten Winkel zu dem hoch stehenden
Wandabschnitt mit oder ohne sich nach außen erstreckende Windfangbleche,
durch die Wind in das Innere des Windschutzes strömen kann.
-
Ein
anderes Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Anzünden von
brennbaren Fluiden, die bei starkem Wind, Regen und anderem rauen
Wetter aus dem offenen Ende eines Fackelrohrs ausströmen, umfasst
die folgenden Schritte: (a) Anbringen von mindestens einem Fackelzünder, der
bei einem Wind mit einer Geschwindigkeit von bis zu 71 m/s (160
mph) oder mehr in Verbindung mit Regenfall von 5 cm (2 Zoll) oder
mehr brennen bleibt, an das offene Ende des Fackelrohrs, wobei der
Fackelzünder
eine Brennstoff-Luft-Gemisch- Ausströmdüse, die mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassrohr
verbunden ist, einen Windschutz, dessen unteres Ende an der Brennstoff-Luft-Gemisch-Ausströmdüse oder
der Brennstoff-Luft-Gemisch-Einlassleitung angebracht ist, umfasst,
wobei das Brennstoff-Luft-Gemisch, das aus der Brennstoff-Luft-Gemisch-Einströmdüse ausströmt, in das
Innere des Windschutzes gelangt, wobei der Windschutz ein offenes
oberes Ende und einen hoch stehenden Wandabschnitt des offenen oberen
Endes zum offenen Ende des Fackelrohrs hin und/oder mindestens eine Öffnung in
jeder der gegenüberliegenden
Seiten aufweist, die im Wesentlichen im rechten Winkel zu dem hoch
stehenden Wandabschnitt angeordnet ist und durch die Wind in das
Innere des Windschutzes strömen
kann; und (b) kontinuierliches Betreiben des Fackelzünders, um brennbare
Fluide, die aus dem offenen Ende des Fackelrohrs strömen, kontinuierlich
zu entzünden.
-
Das
nachfolgende Beispiel wird zur weiteren Veranschaulichung der Fackelzündereinrichtung
der vorliegenden Erfindung, deren Betrieb und der Verfahren der
Erfindung angeführt.
-
Beispiel
-
Sowohl
ein herkömmlicher
Fackelzünder
als auch ein Fackelzünder
der vorliegenden Erfindung wurden in eine Testeinrichtung eingebaut,
und ein großes
Gebläse
wurde zur Winderzeugung verwendet. Die Fackelzünder wurden betrieben, um Zündflammen
zu erzeugen und es wurde bewirkt, dass von dem Gebläse erzeugte
Winde mit Geschwindigkeiten von bis zu 71 m/s (160 mph) oder mehr
mit dem arbeitenden Fackelzünder
aus jeder der Richtungen, die durch die in der 2 der
Zeichnungen veranschaulichten Pfeile 80, 82, 84 und 86 angegeben
sind, in Kontakt gelangten. Es wurde gefunden, dass bei einem herkömmlichen
Fackelzünder
die größte Schubwirkung
erzeugt wurde, wenn der Wind mit dem herkömmlichen Fackelzünder aus
einer Richtung in Kontakt gelangte, die durch den Pfeil 80 angegeben
wurde, und die größte Saugwirkung
wurde durch einen Wind erzeugt, der mit dem Fackelzünder aus
den durch die Pfeile 82 oder 84 angegebenen Richtungen
in Kontakt gelangte. Zusätzlich
zum Wind wurden die arbeitenden Fackelzünder mit simuliertem Regenfall
bei einer Geschwindigkeit von bis zu und einschließlich 152
cm (60 Zoll) pro Stunde in Kontakt gebracht. Verschiedene unterschiedliche Brennstoffe
wurden während
der Tests verwendet, d.h. Propan, Erdgas und Erdgas mit bis zu 40
% damit vermischtem Wasserstoff. Der Erdgas- und Propanbrennstoff
wurden bei Drücken
zwischen 27,6 kPa (4 psig) und 207 kPa (30 psig) verwendet und das
mit dem Wasserstoff kombinierte Erdgas wurde bei Drücken zwischen
83 kPa (12 psig) und 103 KPa (15 psig) verwendet.
-
Die
Testergebnisse zeigten, dass der herkömmliche Fackelzünder bei
relativ niedrigen Windgeschwindigkeiten und simuliertem Regenfall
schnell gelöscht
war. Der Fackelzünder
der vorliegenden Erfindung dagegen blieb brennen, wenn er mit Wind
bei einer Geschwindigkeit von 71 m/s (160 mph) mit und ohne Regenfall
bei einer Rate von 5 cm (2 Zoll) oder mehr pro Stunde an allen Stellen
um den Fackelzünder
herum unter Verwendung von allen verschiedenen, oben beschriebenen
Brennstoffen in Kontakt gelangte.
-
Daher
ist die vorliegende Erfindung gut angepasst, um die Gegenstände durch
zuführen
und die erwähnten
sowie inhärenten
Zwecke und Vorteile zu erzielen. Es können zahlreiche Änderungen
durch den Fachmann vorgenommen werden, die vom Umfang der vorliegenden
Erfindung, wie durch die beigefügten
Ansprüche
definiert, erfasst sind.