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Verfahren und Einrichtung zum selbsttätigen Zünden der Fackelleitung
von Gaserzeugern Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündeinrichtung für die Fackelleitung
von Gaserzeugern. Insbesondere hat die Erfindung solche Verfahren und Einrichtungen
zum Ziel, bei denen die Zündung der durch eine Fackelleitung entweichenden brennbaren
Gase selbsttätig in Abhängigkeit vom Gasdruck in der Hauptgasleitung des Gaserzeugers
erfolgt.
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Bei dem Betrieb von Gaserzeugungsanlagen, beispielsweise bei Generatoren
zur Erzeugung von Heiz-und Brenngasen für die Beheizung der Heizwände von Kokskammerofenbatterien,
ist die Gasentnahme durch den Verbraucher im allgemeinen nicht stetig. Jedesmal
wenn z. B. bei einer Kokskammerofenbatterie die Umschaltung der Beheizungsrichtung
in den Heizzügen erfolgt, findet während dieser Umschaltzeit praktisch kein Gasverbrauch
statt. Der Generator liefert jedoch während der ganzen Umschaltperiode weiterhin
Gas in die zu den Heizzügen führende Hauptgasleitung hinein, wodurch starke Drucksteigerungen
in dieser Leitung eintreten. Der Druck kann schließlich so stark ansteigen, daß
eine erhebliche Störung des Generatorbetriebes eintritt. Es ist deshalb üblich,
in einer Abzweigleitung von der Hauptgasleitung eine vom Druck des erzeugten Gases
gesteuerte Ausblaseeinrichtung (Sicherheitstopf) vorzusehen, die bei einem übermäßigen
Ansteigen des Gasdruckes in der Hauptgasleitung den Weg über eine Fackelleitung
in die freie Atmosphäre öffnet. Das überschüssige Gas entweicht dann durch diese
Fackelleitung ins Freie und wird von der natürlichen Luftbewegung zerstreut.
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Bekanntlich enthält das Gas Bestandteile, die zum Teil giftig sind
und zum Teil eine starke Geruchsbelästigung darstellen würden, ließe man sie unverändert
aus der Fackelleitung ins Freie entweichen.
Die einfachste Weise,
diese Schwierigkeiten zu überbrücken, besteht darin, die aus der Fackelleitung entweichenden
Gase möglichst vollständig zu verbrennen, so daß die dabei entstehenden Verbrennungsprodukte,
in der Hauptsache Kohlendioxyd und Wasser, unbedenklich ins Freie abgelassen werden
können.
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Die Zündung der durch die Fackelleitung entweichenden Gase geschah
bisher, wenn überhaupt, durch einfaches Anzünden mit einer Flamme, z. B. in Form
eines mit Öl getränkten brennenden Lappens, der von unten mittels einer Stange in
die Fackelleitung eingeführt wurde. Es ist offensichtlich, daß diese Art der Zündung,
da sie von der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals abhängt, ziemlich unzuverlässig
ist.
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Ziel der vorliegenden Erfindung sind ein Verfahren und Einrichtungen
zur Durchführung dieses Verfahrens, mit deren Hilfe eine selbsttätige Zündung der
aus einer Fackelleitung entweichenden Gase durchgeführt werden kann, sobald der
Druck in der Hauptgasleitung so hohe Werte erreicht, daß ein Teil des Gases durch
die Fackelleitung entweicht.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Zündeinrichtung
so auszubilden, daß die Zündung des sich am oberen Ende der Fackelleitung bildenden
Gas-Luft-Gemisches selbsttätig erst erfolgt, wenn die Fackelleitung durch das von
unten einströmende Gas vollständig entlüftet ist.
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Ferner ist Ziel der Erfindung eine Zündeinrichtung, bei der der die
Zündung bewirkende Vorgang selbsttätig unterbrochen wird, sobald die Zündungerfolgtist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung
und den zugehörigen Abbildungen zu entnehmen.
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Abb. i zeigt einen schematischen Schnitt durch eine selbsttätig zündende
Einrichtung für Fackelleitungen gemäß der Erfindung; Abb. 2 zeigt die Zündwiderstandsanordnung
gemäß Abb. i in vergrößerter Darstellung; Abb.3 stellt eine weitere Ausführungsform
der Anordnung des Zündwiderstandes in der Fackelleitung dar, und Abb.4 zeigt die
elektrische Schalteinrichtung für die selbsttätige Zündung der Fackelleitung.
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Das vom Gaserzeuger erzeugte Gas, das, wie oben ausgeführt, aus gewissen
Gründen nachteilig hohe Druckwerte annehmen kann, gelangt durch eine von der Hauptgasleitung
(hier nicht dargestellt) abzweigende Leitung i in einen Sicherheitstopf 2, welcher
zwei Tauchglocken 3 und 4 aufweist, die in zugehörige Absperrflüssigkeiten 5 und
6 eintauchen. Die Tauchglocke 4 ist mittels einer Stange 7 an der Unterseite der
Tauchglocke 3 aufgehängt. Beide Tauchglocken hängen an einem Seil 8, das bei 9 aus
dem Sicherheitstopf 2 austritt und über die Umlenkrollen =o geführt wird. Am außerhalb
des Sicherheitstopfes gelegenen Ende des Seiles 8 ist ein Gegengewicht =i vorgesehen,
welches so bemessen ist, daß es die beiden Tauchglocken bei einem gewissen Gasdruck
in der Hauptgasleitung und damit im Sicherheitstopf in einer vorgegebenen Lage im
Gleichgewicht hält.
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Die Eintauchtiefe der Tauchglocke ist so gewählt, daß, solange der
Gasdruck keine unzulässig hohen Werte annimmt, beide Tauchglocken eingetaucht bleiben,
so daß das Gas von der Atmosphäre abgesperrt ist. Steigt der Gasdruck in der Leitung
i an, so hebt sich die Tauchglocke 3 so weit, daß die damit verbundene Tauchglocke
4 vollständig aus der Absperrflüssigkeit 6 auftaucht. Das Gas kann dann durch den
Stutzen 12 und das Zuführungsrohr iaa in die Fackelleitung 13 entweichen.
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Das das Gegengewicht =i tragende Seil ist durch das mit einer lochförmigen
Öse 16 versehene Ende eines Schalthebels geführt, der ein elektrisches Schaltwerk
18 einschaltet, wenn ein auf dem Seil 8 festgeklemmtes Anschlagstück 15 auf den
Schalthebel 17 drückt. Das nach Niederdrücken des Schalthebels 17 mittels einer
durch Leitung =g zugeführten elektrischen Spannung in Tätigkeit gesetzte elektrische
Zeitschaltwerk schaltet eine zweite, mittels Leitung 2o zugeführte Spannung über
die Leitung 21 an den Transformator 22. Dieser Transformator 22 befindet sich in
der Nähe des oberen Endes der Fackelleitung 13 auf einer besonderen Bühne 23.
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Die Fackelleitung ist an ihrem oberen Ende in mehrere, vorzugsweise
drei Verzweigungsrohre 14 aufgeteilt, in denen in der Nähe des oberen Randes je
eine Zündeinrichtung 24 vorgesehen ist. Die Zündeinrichtung besteht aus einem haarnadelförmig
gebogenen, vergleichsweise dicken Draht aus elektrischem Widerstandsmaterial. Das
eine Ende des Zündwiderstandes ist mit dem Transformator 22 verbunden, während das
andere Ende an Masse liegt und über das Fackelrohr geerdet ist.
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Wenn die Schalteinrichtung i8 in Tätigkeit gesetzt wird, gelangt,
wie schon vorher erwähnt, elektrische Spannung aus der Leitung 2o über die Schalteinrichtung
18 und Leitung 21 zum Transformator 22. Dort wird sie so umgespannt, daß die Zündwiderstände
von einem vergleichsweise sehr hohen Strom durchflossen werden. Sie werden dabei
glühend und entzünden das am oberen Rand der Verzweigungsrohre 14 entstandene Gas-Luft-Gemisch.
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Die Anbringung des Zündwiderstandes in den Verzweigungsrohren kann
auf verschiedene Weise erfolgen. In der Abb.2 ist eine Ausführungsform dargestellt,
bei der der Zündwiderstand senkrecht von unten durch den schrägen Abschnitt =4a
der Verzweigungsrohre 14 geführt ist, während bei der Ausführungsform gemäß Abb.
3 der Zündwiderstand schräg aufwärts geneigt den oberen geraden Teil der Abzweigrohre
durchsetzt. Gemäß Abb. 2 weist jedes Abzweigrohr 14 an der Unterseite des schrägen
Abschnittes =4a eine Öffnung 25 auf, durch die das Metallrohr 26 senkrecht nach
oben geführt wird. Das Metallrohr 26 ist an seinem unteren Ende mit einem Flansch
27 versehen, der mit dem Flansch 28 eines etwas weiteren Rohres 29, welches das
erstere Rohr umschließt, mittels Schrauben 30 verbunden ist. Das Rohr 29
ist an das Verzweigungsrohr i4 a in bekannter Weise angeschweißt. In der Achse des
Rohres 26 verläuft ein Stromleiter 3i, der mittels Isolierrohren 32 und Schellen
33 elektrisch isoliert an der Trennwand des Rohres 26 abgestützt ist. Das untere
Ende des zur Erreichung eines geringen Stromwiderstandes vergleichsweise stark ausgeführten
Stromleiters
31 ist mit dem Transformator 22 verbunden. An das obere Ende der Stromleiter
31 ist der eigentliche Zündwiderstand 24 angeschlossen. Der vom Transformator
22 kommende Strom fließt über den Stromleiter 31 und den Zündwiderstand 24
zum Rohrmantel 26 und von da aus zur Erde ab. Durch Lösung der Schrauben
3o kann der ganze Zündeinsatz entfernt und im Falle eines Defektes durch einen neuen
ersetzt «-erden.
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Bei der Anordnung des Zündwiderstandes gemäß Abb. 3 erfolgt die Einführung
der haarnadelförmigen Widerstandsdrahtschleife durch die Öffnung 34 im oberen geraden
Teil der Abzweigrohre 14. Der Zündwiderstand 24 wird über die beiden niedrigohmigen
Stromleiter 35, von denen einer zweckmäßigerweise geerdet sein kann, mit dem Transformator
22 verbunden.
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Die Zündung des durch die Fackelleitung entweichenden Gases braucht
nur einmal zu Beginn der Gasausströmung zu erfolgen. Das dann am oberen Rand der
Abzweigrohre 24 abbrennende Gas zündet das nachströmende Gas selbsttätig weiter,
auch wenn der Zündwiderstand nicht mehr in Betrieb ist. Die Erfindung sieht dementsprechend
vor, den Zündstrom nach einer gewissen, gegebenenfalls einstellbaren Zeit selbsttätig
zu unterbrechen.
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Das aus dem Sicherheitstopf 2 in die Fackelleitung einströmende Gas
muß zu Beginn der Einströmung die Luft aus dem Fackelrohr 13 nach oben verdrängen.
Dabei entsteht ein Luft-Gas-Gemisch, das unter Umständen, vor allem, wenn es einen
gewissen Prozentsatz Wasserstoff enthält, explosibel ist. Es ist deshalb gefährlich,
die Zündung des Gases unmittelbar nach Betätigung des Schalthebels 17 vorzunehmen.
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Gemäß der Erfindung wird die Einschaltung des das Glühen der Zündwiderstände
hervorrufenden Stromes gegenüber dem Zeitpunkt der Betätigung des Schalthebels 17
um eine gewisse Zeit, die von der Höhe und Weite des Fackelrohres abhängt, verzögert.
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Die die verschiedenen Schaltvorgänge in geeigneter Weise miteinander
verbindende Schalteinrichtung ist in Abb.4 schematisch dargestellt. Der durch das
Anschlagstück 15 betätigte Schalthebel 17 schaltet, sobald ein unerwünscht hoher
Gasdruck in der Hauptgasleitung die Tauchglocke 4 aus der Absperrflüssigkeit 6 herausgehoben
hat, den Schalter 35 ein. Dadurch wird die Spule 36 des Zeitrelais 37 erregt, und
dieses schließt den Kontakt 38 nach einem gewissen Zeitablauf, währenddessen das
Fackelrohr 8 und die angeschlossenen Leitungen durch das von unten einströmende
Gas vollständig entlüftet sind. Sobald der Kontakt 38 geschlossen ist, erhalten
die Spule 39 des Zeitrelais 4.0, dessen Kontakt 41 geschlossen ist, und die Spule
42 des Schützes 43 Strom. Dadurch wird der Kontakt 4.4 geschlossen, so daß die über
die Leitung io zugeführte Spannung an den Transformator 22 gelegt wird. Der Transformator
spannt die Spannung um und erzeugt die für die Erhitzung des Zündwiderstandes 24
notwendige hohe Stromstärke, wodurch die Zündung des ausströmenden Gases erfolgt.
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Inzwischen ist nach erfolgter Zündung das Zeitrelais 4o abgelaufen
und unterbricht nun den Kontakt 4i. Dadurch wird die Schätzspule 42 stromlos, und
das Schütz 43 fällt ab. Der Kontakt 44 wird wieder geöffnet und somit der Zündstrom
unterbrochen.
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Nachdem der Gasdruck in der Hauptgasleitung wieder abgesunken ist,
bewegt sich das Anschlagstück 15 des Seiles 8 wieder nach oben, so daß die Feder
i7 a den Schalthebel 17 nach unten bewegen kann, wodurch der Kontakt 35 geöffnet
wird. Die Relaisspule 36 wird dann stromlos und der Kontakt 38 öffnet sich. Danach
ist der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt.
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Um die Zündung des ausströmenden Gases auch unabhängig vom Zeitschaltwerk
vornehmen zu können, ist eine Nebenschlußleitung 45 vorgesehen, die über einen von
einem Druckschalter 46 betätigten Kontakt 47 die Spannung der Leitung 9 unmittelbar
an die Schätzspule 42 legt.
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Die Zündung des Gas-Luft-Gemisches an der oberen Öffnung der Fackelleitung
kann auch dadurch erfolgen, daß man die Zündeinrichtung in jedem Abzweigrohr in
Form der bei Explosionsmotdren bekannten Zündkerze ausbildet. Der Transformator22
muß dann so ausgebildet sein, daß er sekundärseitig eine für die Funkenbildung genügend
hohe Spannung liefert.