NL8103888A - Beveiligingsinrichting voor het ontsteken van een affakkelinrichting. - Google Patents

Description

£ Λ * «% - 1 -•k

Beveiligingsinrichting voor het ontsteken van een af fakkelinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een beveiligingsinrichting voor het ontsteken van de brandbare gassen die uit een affakkelinrichting stromen.

Vele typen ontstekers voor affakkelinrichtingen 5 zijn tot nu toe reeds voorgesteld. Deze kunnen worden geklasseerd als inrichtingen met een direkte thermische werking ofwel onder de inrichtingen die een waakvlam-brander omvatten, waarbij de waakvlam zelf weer wordt aangestoken met behulp van ëên der inrichtingen van het 10 eerder aangegeven type.

Bij de ontstekingsinrichtingen met een direkte thermische werking wordt in het algemeen gebruik gemaakt van de doorgang van een elektrische stroom door een lichaam zodat het gas wordt ontstoken ten gevolge van 15 het Joule-effekt, ofwel door het opwekken van een vonk tussen twee elektroden, zodanig dat een temperatuur wordt bereikt liggend boven de ontbrandingstemperatuur van het gas dat uit de inrichting stroomt.

De gebruikelijke elektrische weerstanden kunnen 20 niet continu worden blootgesteld aan de vlam van de affakkelinrichting daar zij dan zijn onderworpen aan wegschuring en aan sterke corrosie zodat zij zeer snel stuk zouden gaan. Wanneer dan ook dergelijke weerstanden worden toegepast, zijn zij aangebracht op een mechanisme 25 waarmee zij kunnen worden teruggetrokken uit de ruimte waarin zich de vlam bevindt, zodra de ontsteking heeft plaatsgevonden.

Ook de elektroden voor het opwekken van vonkbruggen zijn gevoelig voor wegslijting, voor corrosie of oxydatie 30 en voor de afzetting van roet en andere vaste bestanddelen, zoals deze ontstaan bij een onvolledige verbranding.

Teneinde de effekten van afslijting en van corrosie van de elektroden te verminderen, zijn reeds mechanismen voorgesteld om de afstand tussen de uiteinden van de 35 elektroden op optimale afstand van elkaar te houden voor het verkrijgen van een juiste elektrische vonk. Niettegen- 81 0 3 888 I 9 - 2 - staande de verbeteringen welke hierdoor worden verkregen, zijn deze mechanismen kwetsbaar onder de zeer moeilijke omstandigheden zoals deze zich voordoen in de omgeving van de opening van een affakkelinrichting tijdens de werking 5 daarvan.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.147.493 beschrijft een inrichting voor het verplaatsen van een ontsteker en zijn regelmiddelen vanuit een ontstekingsstand naar een .. plaats buiten de zone die de opening van de affakkelinrichting 10 omringt. De beschreven inrichting is complex en in de teruggetrokken stand zal, wanneer de inrichting buiten werking is, de veiligheid niet geheel verzekerd zijn omdat voor het werkzaam zijn van de ontsteking deze gebracht moet worden naar zijn ontstekingsstand dichtbij de opening 15 van de inrichting welke verplaatsing een zekere tijd vereist.

De verschillende typen ontstekers met direkte thermische werking leveren een direkte ontsteking van de affakkelinrichting op wanneer een voldoende hoeveelheid gas uit de inrichting stroomt. Wanneer echter het uitstromende 20 volume gering is ten opzichte van het optimale volume waarvoor de brander is ontworpen zal ten gevolge van de turbu-lentietoestand van de atmosfeer, ook wanneer een aantal ontstekers om de opening van de affakkelinrichting heen zijn aangebracht, een aanmerkelijke vertraging optreden 25 voordat een effektieve ontbranding plaatsvindt.

De ontstekingsinrichtingen omvattende een waak-vlambrander worden op zeer grote schaal toegepast. Onderkend wordt inderdaad dat het ontsteken van een brander door middel van een waakvlam in de praktijk is verzekerd hoe 30 groot ook de hoeveelheid afgevoerd gas is en welke ook de richting en de kracht van de wind zij, en van de atmosferische turbulenties die er door worden opgewekt.

Wanneer verder de samenstelling van het af te voeren en te vernietigen gas zodanig is dat rekening 35 moet worden gehouden met veiligheidsomstandigheden, zoals bijv. een hoog gehalte aan ^S, kan niet worden afgezien van het aanbrengen van ten minste êën waakvlam, waaraan continu brandbaar hulpgas wordt toegevoerd.

Bij grote affakkelinrichtingen brengt men ten minste 40 twee waakvlammen aan, waarvan de hartlijnen symmetrisch 8103888 » » - 3 - staan ten opzichte van de hartlijn van de fakkel in het vertikale vlak van de overheersende windrichting. Voor grotere veiligheid en om aan alle eventualiteiten het hoofd te bieden, brengt men in het algemeen vier waak-5 vlammen aan, waarvan er twee zich in het vlak van de overheersende windrichting bevinden en twee in het haaks daarop staande vlak.

Dergelijke inrichtingen worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.460.016; 2.869.631; 10 3.537.091 en 3.816.059.

De toevoer van brandbaar hulpgas aan twee of vier waakvlammen vormt een belangrijke dagelijkse uitgave, welke echter tot op heden werd beschouwd als de prijs voor een noodzakelijke beveiliging.

15 De uitvinding voorziet er nu in om bij een affakkel- inrichting deze moeilijkheden op te heffen door in het verlengde van elke waakvlam een massief lichaam aan te brengen met een aanzienlijk thermisch vermogen, voorzien van middelen om het op een temperatuur te houden liggend 20 boven de ontbrandingstemperatuur van het gas van de waakvlam, waarbij de waakvlam is aangebracht aan het uiteinde van een toevoerleiding voorzien van een klep waarvan het openen wordt geregeld door hetzij het waarnemen van gastoevoer aan de affakkelinrichting, ofwel door 25 het waarnemen van een temperatuurval van het massieve lichaam.

Een beveiligingsinrichting volgens de uitvinding, voor het ontsteken van brandbaar gas dat uit de opening van een leiding van een affakkelinrichting stroomt omvat 30 een waakvlambrander waarvan de monding zich dichtbij de opening van de fakkel bevindt, welke waakvlambrander is voorzien van een ontstekingsinrichting en is verbonden met een toevoerleiding voor een brandbaar hulpgas. Deze inrichting is daardoor gekenmerkt, dat de middelen voor 35 het ontsteken van de waakvlambrander een massief lichaam omvatten dat is aangebracht in het verlengde van de monding van de waakvlambrander, waarbij het massieve lichaam is voorzien van verwarmingsmiddelen om het op een temperatuur te brengen en te handhaven van ten 40 minste 800°C, waarbij het lichaam een zodanig thermisch 8103888 - 4 - i > vermogen bezit, dat de daling van de temperatuur van het oppervlak ervan, ten gevolge van het uitvallen van de verwarmingsmiddelen, lager is dan 50°C per minuut in het gebied van 700° tot 1000°C, terwijl de leiding die naar 5 de waakvlam loopt is voorzien van een toevoerklep, welke zich in een geopende en een gesloten stand kan bevinden en wordt bediend door een mechanisme dat door een eerste besturingsstelsel is· verbonden met een detector voor het waarnemen van toevoer van te verbranden gas aan de leiding 10 naar de affakkelinrichting, waarbij.het waarnemen van een hoeveelheid gas in de leiding van de affakkelinrichting de klep naar de open stand brengt terwijl het waarnemen van de onderbreking van de toevoer de klep naar de gesloten stand brengt, terwijl het mechanisme door een. tweede 15 besturingsstelsel is verbonden met een detector voor de temperatuur van het massieve lichaam zodat door een verlaging van deze temperatuur tot beneden 800°C de klep wordt geopend.

Een massief lichaam dat een voldoend thermisch 20 vermogen bezit wordt vervaardigd uit een materiaal met een aanmerkelijke warmte-inhoud, samengesteld uit elementen met een grote specifieke warmte, zoals koolstof,, silicium, borium en titaan, waarbij meer in het bijzonder de oxyden en koolstofverbindingen worden gekozen ofwel de silicaten 25 of de silicium-aluminaten van deze elementen.

Voor het verkrijgen van een aanvullende beveiliging is bij bepaalde inrichtingen het besturingsmeehanisme van de toevoerklep naar de waakvlambrander door een derde besturingsstelsel verbonden met een detector voor het 30 waarnemen van het uitvallen van de verwarmingsmiddelen, zodat bij een dergelijke waarneming de toevoerklep wordt geopend.

Wanneer de affakkelinrichting wordt aangebracht op een plaats waar men zeker is van een continue bron 35 verbrandingsgas kan dit verbrandingsgas worden gebruikt voor het verwarmen van het vaste lichaam. Bij deze uitvoering worden de verwarmingsmiddelen, waarvan het vaste lichaam is voorzien, gevormd door ten minste één brander lopende door een opening in een holte binnen het 40 massieve lichaam, in welke holte de genoemde brander 8103888 * t - 5 - uitmondt en welke holte verder in verbinding staat met de omgeving buiten het massieve lichaam door ten minste éên opening voor de afvoer van verbrandingsgas, terwijl de brander is verbonden met een bron voor brandbaar gas, 5 in het bijzonder met de gasbron waarmee de waakvlam is verbonden. Wanneer ter plaatse van de opstelling van de affakkelinrichting geen bron voor brandergas permanent ter beschikking staat kunnen inrichtingen worden voorzien voor de opslag van een zekere hoeveelheid van een dergelijk 10 gas zodat men als verwarmingsmiddel een gasbrander kan gebruiken.

Indien de opslag van een voldoende hoeveelheid brandbaar gas niet mogelijk is, in het bijzonder ten gevolge van plaatsgebrek, of wanneer de aanvulling van 15 het opgeslagen gas moeilijkheden zou opleveren, kunnen de verwarmingsmiddelen waarvan het massieve lichaam is voorzien, worden gevormd door een elektrische weerstand die is opgenomen in een inwendige holte van het massieve lichaam. Deze holte staat in verbinding met de omgeving 20 buiten het massieve lichaam door middel van een opening waar doorheen elektrische leidingen lopen, die de uiteinden van de weerstand verbinden met de klemmen van een elektrische stroombron. Deze weerstand wordt vervaardigd uit een materiaal dat bestand is tegen corrosie bij temperaturen 25 van 800°C tot 1200°C en de weerstand is verbonden met een vermogensregelaar, zodanig dat een verhoging van de temperatuur van de elektrische weerstand zorgt voor een vermindering van het beschikbare vermogen waardoor de temperatuur van de weerstand niet boven een bepaalde 30 maximale waarde zal stijgen.

Onder dezelfde omstandigheden kunnen, volgens een voorkeursuitvoeringsvorm, de verwarmingsmiddelen waarvan het massieve lichaam is voorzien, worden gevormd door een elektrische weerstand opgenomen in een inwendige 35 holte van het massieve lichaam, welke holte in verbinding staat met de omgeving buiten het massieve lichaam door middel van een opening waar doorheen elektrische leidingen lopen die de uiteinden van de weerstand verbinden met de klemmen van een elektrische stroombron. Deze weerstand 40 is vervaardigd uit een materiaal, dat bestendig is tegen 8103838

* V

- 6 - corrosie bij temperaturen van 800°C tot 1200°C, waarbij .

de weerstand een afnemende funktie is van de temperatuur tot aan een minimale waarde corresponderend met een bepaalde waarde van de temperatuur in het interval van 800° tot 5. 1200°C en een toenemende funktie van de temperatuur boven deze bepaalde waarde van de temperatuur.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm worden de verwarmingsmiddelen, waarvan het massieve lichaam is voorzien, gevormd door het lichaam zelf, dat is vervaardigd 10 uit een materiaal van het type waarbij de weerstand een afnemende funktie is van de temperatuur tot aan een minimale waarde corresponderend met een bepaalde waarde van de temperatuur in het interval van 800° tot 1200°C en een toenemende funktie van de temperatuur boven deze 15 bepaalde waarde van de temperatuur, waarbij het massieve lichaam twee afzonderlijke punten draagt die elk zijn verbonden door een geleider met een klem van een elektrische stroombron.

In inrichtingen waarbij een aanvullende garantie 20 wordt vereist dat de fakkel wordt ontstoken, kan de ontstekingsinrichting een tweede waakvlam omvatten waarvan de monding zich dicht bij de ontstekingsinrichting van de eerste waakvlam bevindt en die evenwijdig loopt met de hartlijn van deze eerste waakvlam, waarbij de tweede 25 waakvlam door middel van een toevoerleiding is verbonden met een gasafvoer in de leiding van de affakkelinrichting.

Om de effekten van corrosie op de verschillende onderdelen van de ontstekingsinrichting minimaal te maken, kan bij de verschillende uitvoeringsvormen het massieve 30 lichaam tezamen met zijn verwarmingsmiddelen zijn gemonteerd op een inrichting zodanig dat het massieve lichaam verplaatsbaar is vanuit een eerste stand in het verlengde van de monding van een waakvlam naar een tweede stand buiten de verlenging van de monding, waarbij deze inrichting 35 is voorzien van middelen om het massieve lichaam in de eerste stand te brengen wanneer de toevoerklep naar de waakvlam is gesloten en om de inrichting naar de tweede stand te brengen wanneer de toevoerklep naar de waakvlam is geopend.

40 Bij de verschillende uitvoeringsvormen zal bij 8103833 * -* - 7 - voorkeur het massieve lichaam zijn vervaardigd uit siliciumcarbide of uit siliciumcarbidedeeltjes die zijn geagglomereerd of gebrand en zijn onderworpen aan een thermische behandeling noodzakelijk om een voldoend stijf 5 lichaam te verkrijgen.

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld toegelicht aan de hand van een beschrijving van verschillende uitvoeringsvormen, weergegeven in de jtekening, waarin: fig. 1 een zijaanzicht toont van een affakkel-10 inrichting voorzien van een waakvlam met een ontstekings-inrichting omvattende een brander; fig. 2 een langsdoorsnede toont van een ontstekings-inrichting met brander; fig. 3 een dwarsdoorsnede toont over de inrichting 15 van fig. 2; fig. 4 een zijaanzicht toont van een affakkelin-richting voorzien van een waakvlam met een ontstekings-inrichting omvattende een elektrische weerstand; fig. 5 een langsdoorsnede toont over een ont-20 stekingsinrichting omvattende een elektrische weerstand; fig. 6 een dwarsdoorsnede toont over de inrichting van fig. 5; fig. 7 een langsdoorsnede toont over een ontstekings-inrichting gevormd door een elektrische weerstand; 25 fig. 8 een dwarsdoorsnede toont over de inrichting van fig. 7; fig. 9 een aanzicht toont van een U-vormige elektrische weerstand; fig. 10 een zijaanzicht toont van een affakkel-30 inrichting, voorzien van een waakvlam met een ontstekings-inrichting omvattende een elektrische weerstand en met een beveiligingsinrichting bestuurd door een detector voor het waarnemen van de onderbreking van de stroomtoevoer aan de weerstand; en 35 fig. 11 een zijaanzicht toont van een affakkel- inrichting, overeenkomstig fig. 10, maar verder voorzien van een tweede waakvlam die door middel van een toevoer-leiding is verbonden met een gasafvoer in de leiding van de affakkelinrichting.

40 Fig. 1 toont schematisch een affakkelleiding 1 8103883

• ♦ V

- 8 - die hierin vertikaal is geplaatst, maar die ook een schuine en eventueel een horizontale stand in kan nemen en die voor verschillende doeleinden zowel ter land als ter zee kan worden gebruikt. De affakkelleiding 1 is 5 verbonden met een niet weergegeven bron voor gas onder druk, en wel door middel van een leiding 2 die is voorzien van een afvoerklep 3. De klep 3 bevindt zich op een voldoende afstand van de affakkelleiding 1, welke afstand is aangeduid met 2a, zodanig dat de expansie van het gas in hoofdzaak 10 plaatsvindt voordat het aankomt in de affakkelleiding 1.

De affakkelleiding 1 loopt in het algemeen uit in een afgeknot kegelvormige ring 4, die uitmondt in de atmosfeer via een opening 5 waarvan de doorsnede kleiner is dan die van de leiding 1. Deze ring 4 is voorzien van 15 een aantal openingen 6, die regelmatig over de omtrek ervan verdeeld staan en dienen voor het vasthouden van de vlam.

De leiding 1 van de inrichting is voorzien van een ontstekingsinrichting 7, omvattende een waakvlam 8, gevormd door een monding 9 die is verbonden met een toevoer-20 leiding 10 welke loopt naar een niet weergegeven bron voor hulpverbrandingsgas en welke monding zich dicht bij de opening 5 van de leiding 1 bevindt.

In fig. 1 en eveneens in de fig. 4 en 10 is slechts een enkele ontstekingsinrichting 7 weergegeven. Bij de 25 verschillende uitvoeringsvormen wordt het aantal ontstekings-inrichtingen 7 en hun verdeling- over de omtrek van de leiding 1 bepaald door de grootte van de doorsnede van de leiding 1 en door de statistieken inzake de richting en de sterkte van de wind zoals deze optreedt ter plaatse 30 waar de affakkelinrichting wordt geïnstalleerd.

Al naar de richting en de sterkte van de wind kunnen grote affakkelinrichtingen, bestemd voor de afvoer van meer dan een miljoen kubieke meter per dag, in het algemeen zijn voorzien van vier waakvlammen, die regelmatig over 35 de omtrek van de leiding verdeeld zijn.

De waakvlam 8 is voorzien van een ontstekings-inrichting 11, in hoofdzaak omvattende een massief lichaam 12 dat is aangebracht in het verlengde van een op enkele decimeters afstand van de opening van de monding 9 40 terwijl hij bij voorkeur voldoende versprongen staat ten 8103883 - 9 - * * opzichte van de hartlijn van deze monding 9 dat hij slechts in contact is met het omtreksdeel van de vlam wanneer deze wordt ontstoken.

Bij fig. 1 en fig. 4 heeft het massieve lichaam 12 5 de vorm van een cilindrische leiding. Het massieve lichaam is daardoor gekenmerkt dat het een aanzienlijke warmte-inhoud heeft, zodanig dat de daling van de oppervlakte-temperatuur, ten gevolge van het uitvallen van de verwarmingsmiddelen, lager is dan 50°C per minuut in het 10 gebied van 700°C tot 1200°C. Het in fig. 1 horizontaal weergegeven cilindrisch lichaam 12 kan ook schuin en eventueel vertikaal worden aangebracht, in het bijzonder wanneer de verwarmingsmiddelen worden gevormd door een gasbrander.

15 Om er voor te zorgen dat de massa van het lichaam niet uitstijgt boven enkele kilo's, is het onvermijdelijk dat een materiaal wordt gebruikt met een aanzienlijke warmte-inhoud zodat het, in het bijzonder voor het grootste deel, is samengesteld uit elementen met een 20 grote specifieke warmte zoals koolstof, silicium of borium. Een dergelijk materiaal zal bij voorkeur worden gekozen uit de oxyden, de carbiden, de silicaten of de silicium-aluminaten van deze elementen.

Deze materialen moeten eveneens een grote weerstand 25 opleveren zowel tegen afslijting door de vaste deeltjes die worden getransporteerd door het brandbare hulpgas onder druk, als tegen corrosie in een milieu dat hetzij oxyderend hetzij reducerend kan zijn bij temperaturen in de orde van grootte van 1000°C.

30 Dit materiaal moet ook weerstand kunnen bieden aan de agressiviteit van bepaalde bestanddelen die in een aanzienlijk percentage kunnen voorkomen of ook slechts in sporen in het verbrandbare hulpgas, zoals in het bijzonder zwavelwaterstof.

35 Deze kenmerken zijn die van vuurvaste keramische materialen, bij de samenstelling waarvan rekening is gehouden met de aard van het te verbranden hulpgas.

Hieronder vallen ook siliciumcarbiden, die goede resultaten opleveren in de vorm van fijne geagglomereerde en 40 gerekristalliseerde deeltjes.

8105833 - 10 -

Het massieve, cilindrische lichaam 12 begrenst een cilindrische holte 13, die aan beide einden open is. Deze holte 13 vormt de ruimte voor het opnemen van een verwarmingsmiddel 14, hier in de vorm van een brander 15 die 5 in de holte 13 steekt door een open einde 16 daarvan en daarin uitmondt. De brander 15 is door middel van een leiding 17 verbonden met een onder druk staande bron voor hulpgas. Een andere eindopening 18, gelegen tegenover de opening 16, is in de fig. 1 en 4 niet weergegeven maar 10 dient voor de afvoer van de verbrandingsprodukten van de brander 15.

De toevoerleiding 10 van de waakvlam 8 voor te verbranden gas is voorzien van een klep 19, die een geopende en gesloten stand kan innemen. De open en de 15 gesloten stand worden bestuurd door een mechanisme 20 dat door middel van een eerste besturingsstelsel 21 is verbonden met een detector voor het waarnemen van. de toevoer van gas zoals een manometer 22 in de leiding 1 ofwel in het deel van de leiding 2 tussen de klep 3 en 20 de leiding 1, en door een tweede besturingsstelsel 23 met een inrichting 24 voor het regelen van de temperatuur van het massieve lichaam 11.

Het eerste besturingsstelsel 21 is zodanig dat het waarnemen van de aankomst van gas, in het bijzonder 25 door een verhoging van de druk in de leiding 1, de klep 19'"naar de geopende stand brengt en het waarnemen van het beëindigen van de toevoer van gas de klep 19 naar de gesloten stand brengt.

Het tweede besturingsstelsel 23 is zodanig, dat 30 door de waarnemen van een verlaging van de temperatuur van het massieve lichaam tot beneden 800°C zorgt voor het opengaan van de klep 19 terwijl bij het waarnemen van een stijging van de temperatuur van het massieve lichaam tot boven 1200°C zorgt voor het sluiten van de 35 klep 19.

In fig. 19 is de leiding 17 voor de toevoer van brandbaar hulpgas aan de brander 15 verbonden met een aftakking van de toevoerleiding 10 naar de waakvlam 8 en wel voor de klep 19 en onder tussenschakeling van 40 een reduceerklep 24 daar de toevoerdruk aan de brander 15 8103888 * · - 11 - gereduceerd is ten opzichte van de toevoerdruk aan de waakvlam 8.

Fig. 2 toont een langsdoorsnede over een ontstekingsmiddel 11 voor een waakvlam, waarbij een massief lichaam 5 12 in de vorm van een cilindrische leiding met de hartlijn XX' is voorzien van twee eindopeningen: een opening 16 waar de monding van de brander 15 in steekt en een opening 18 waar doorheen de verbrandingsprodukten van de brander 15 kunnen ontwijken.

10 Fig. 3 toont een doorsnede over de ontstekings middelen 11 volgens de pijlen III-III van fig. 2. De figuur toont een doorsnede over het massieve lichaam 12 en over de monding van de brander 15. De brander 15 zelf is voorzien van een niet weergegeven bekende ontstekingsinrichting 15 zoals een vonkinrichting.

Fig. 4 toont een zijaanzicht van een affakkel-inrichting voorzien van een waakvlam met een ontstekings-inrichting omvattende een elektrische weerstand. Hierbij vindt men vele onderdelen terug die reeds beschreven zijn 20 aan de hand van fig. 1 en die betrekking hebben op de affakkelinrichting als zodanig en op de waakvlam.

Een buis 1 is verbonden met een niet weergegeven bron voor gas onder druk door middel van een leiding 2 voorzien van een klep 3. De buis 1 is voorzien van een 25 afgeknotte kegelvormige ring 4, die met een opening 5 uitmondt in de atmosfeer, welke opening 5 een kleinere dwarsdoorsnede heeft dan de buis 1. De ring 4 is voorzien van regelmatig over de omtrek verdeeld staande openingen, die de vlam tegenhouden.

30 Dicht bij de opening 5 van de buis 1 bevindt zich een ontstekingsinrichting 17 omvattende een waakvlam 8 gevormd door een monding 9 van een leiding 10, die deze monding verbindt met een niet weergegeven bron voor te verbranden hulpgas.

35 De waakvlam 8 is voorzien van ontstekingsmiddelen 11 gevormd door een massief lichaam 12, dat is aangebracht in het verlengde en op enkele decimeters afstand van de opening van de monding 9 van de waakvlam.

Het massieve lichaam 12 begrenst, zoals in het 40 bijzonder is weergegeven in de fig. 5 en 6, een cilindrische 810o 033 J \ - 12 - holte 13/ die aan beide einden open is en die een opneem-ruimte vormt voor een elektrische weerstand aangegeven in de vorm van een coaxiaal lopende staaf 25, waarvan de buitendiameter kleiner is dan de inwendige diameter van de 5 holte 13. Het massieve lichaam 12 is daardoor gekenmerkt, dat het een aanmerkelijk thermisch vermogen bezit, zodanig dat de temperatuurverlaging van het oppervlak, ten gevolge van het uitvallen van de verwarmingsmiddelen, minder bedraagt dan 100°C per minuut in het traject van 800 tot 10 1000°C.

Ook de minimale temperatuur van 700°C, die bereikt wordt na een minuut onderbreking van de verwarmingsmiddelen, is aanmerkelijk hoger dan de temperatuur T waarbij de verschillende gassen die aan de affakkelinrichting worden 15 toegevoerd ontbranden, zoals een temperatuur van 580°C voor CH4, 260°C voor SH2, 490°C voor ethaan, 480°C voor propaan en 420°C voor' butaan.

De staaf 25 kan worden gevormd door een verwarmingselement vervaardigd uit een materiaal dat bestand is tegen 20 corrosie onder de temperatuursomstandigheden van de brander van een waakvlam en waarvan de weerstand in het algemeen met de temperatuur toeneemt. In dit geval is een niet weergegeven vermogensregelaar verbonden met het elektrische toevoercircuit 26, zodat een verhoging van de temperatuur 25 van de staaf 25 een vermindering veroorzaakt van het beschikbare vermogen waardoor de temperatuur van de staaf 25 niet boven de maximale gebruikswaarde zal. stijgen. .

De staaf 25 kan op gunstige wijze worden vervaardigd uit een materiaal zoals SiC, waarvan de weerstand als 30 funktie van de temperatuur afneemt tot aan een minimale waarde corresponderend met een waarde bepaald door de temperatuur in het interval van 800° tot 1000°C, terwijl hij toeneemt als funktie van de temperatuur boven deze bepaalde waarde. Wanneer de staaf 25 uit een dergelijk 35 materiaal is vervaardigd wordt hij beschermd door de zelfregelende werking zodat de temperatuur ervan niet boven de juiste waarde stijgt.

De beste resultaten worden verkregen wanneer zowel het massieve lichaam 12 als de staaf 25 worden 40 vervaardigd onder gebruikmaking van siliciumcarbide in 8103888 - 13 - de vorm van geagglomereerde fijne deeltjes en gere-kristalliseerd met een grote homogeniniteit tijdens behandeling op hoge temperatuur.

Bij dergelijke staven worden de niet verwarmde 5 uiteinden 25a en 25b geïmpregneerd met metaal zodanig dat de thermische verliezen ten gevolge van het Joule-effekt bij deze uiteinden worden verminderd. De uiteinden worden over enkele centimeters lengtebedekt met behulp van een metallische laag voor het minimaal maken van de 10 contactweerstand met de verbindingsleidingen, die gewoonlijk uit hetzelfde metaal bestaan zoals bijv. aluminium.

Fig. 9 toont een weerstand in de vorm van een U, die kan worden aangebracht in een holte 13 binnen het lichaam 12 via een enkele opening 16, waardoor de 15 verbinding van de elektrische leidingen in het gebied nabij de waakvlam wordt vereenvoudigd.

Voor het verhogen van de weerstandswaarde bij een zelfde omvang van het verwarmingselement kan men het lichaam 12 de vorm geven van een spiraal en de ü-vormige 20 weerstand de vorm van een dubbele spiraal. Dergelijke uitvoeringsvormen zullen duidelijk zijn en zijn verder niet weergegeven.

Zoals weergegeven in de fig. 7 en 8 kan het massieve lichaam 12 de vorm hebben van een staaf die 25 zelf de verwarmingsweerstand 25 vormt. Deze staaf is vervaardigd uit siliciumcarbide en wel uit fijne geagglomereerde deeltjes en gerekristalliseerd met een grote homogeniteit door een thermische behandeling.

Voor wat betreft de uitvoering van het massieve 30 lichaam 12 zij opgemerkt dat als weergegeven in fig. 4, de toevoerleiding 10 naar de waakvlam 8 is voorzien van een klep 19 waarvan de geopende en de gesloten stand, zoals reeds beschreven aan de hand van fig. l, enerzijds worden bestuurd door een detector 22 voor het waarnemen 35 van de druk in de leiding naar de affakkelinrichting en anderzijds door een detector 24 die de buitentemperatuur van het lichaam 12 waarneemt.

Fig. 10 toont een zijaanzicht van een affakkelinrichting voorzien van een ontstekingsinrichting omvattende 40 een waakvlam 8 met een ontsteking bestaande uit een 810 3 8 8 8 ψ » - 14 - elektrische weerstand 25 zoals deze reeds werd beschreven aan de hand van fig. 4 en de fig. 5, 6 en 7, 8. Zoals verder blijkt uit fig. 10 is het elektrische circuit 26 voor de voeding van de elektrische weerstand 25 voorzien 5 van een detector 27 voor het waarnemen van de onderbreking van de voeding. De detector 27 is door middel van een besturingsstelsel 28 weer verbonden met het bedienings-mechanisme 20 voor de klep 19, aangebracht in de leiding 10 waar doorheen brandbaar hulpgas wordt toegevoerd.

10 Wanneer de detector 27 een onderbreking in de toevoer van elektrische stroom aan de staaf 25 waarneemt wordt de klep 19 geopend, waardoor een aanvullende beveiliging van de inrichting wordt verkregen.

Fig. 11 toont een zijaanzicht van een affakkel-15 inrichting voorzien van een ontstekingsinrichting omvattende een waakvlam 8 met een ontsteking bestaande uit een elektrische weerstand 25, zoals deze werd beschreven aan de hand van fig. 4. Deze ontstekingsinrichting omvat bovendien een tweede waakvlam 29 waarvan de monding 30 20 dichtbij de ontstekingsinrichting 11 van de eerste waakvlam 8 uitkomt, dus dicht bij de monding 9 van deze eerste waakvlam. Deze tweede waakvlam 29 is door middel van een toevoerleiding 31 verbonden met een gasuitlaat 32 in de toevoerbuis 1 van de affakkelinrichting.

25 Deze tweede waakvlam vormt een verdere beveiliging wanneer ten gevolge van een materiaaldefect of de uitputting van de voorraad brandbaar, hulpgas een. .onderbreking wordt veroorzaakt in de toevoer van hulpgas terwijl tegelijkertijd, niettegenstaande de gebruikelijke alameringsstelsels, 30 de inrichting waarin het brandbare gas wordt opgewekt, en dat eventueel via de affakkelinrichting moet worden verwijderd, niet kan worden stilgezet.

Fig. 11 toont eveneens een inrichting gevormd door een arm 33, die verdraaibaar is óm een as 34 en die 35 de bevestigingsmiddelen 35 draagt voor het massieve lichaam 12 en welke arm is voorzien van niet weergegeven middelen voor het verplaatsen van het lichaam 12 vanuit een eerste stand A, waarbij het zich in het verlengde van de monding 9 van de waakvlam 8 bevindt, naar een 40 tweede stand B waarin het lichaam 12 zich zijdelings 8103888 - 15 - van de verlenging van deze monding 9 bevindt. Hierbij . is voorzien in besturingsmiddelen voor het koppelen van de eerste stand met de gesloten stand van de klep 19 en van de tweede stand met de geopende stand van de klep 19. 5 Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding niet beperkt is tot de weergegeven en beschreven uitvoeringsvormen en dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallen.

VOORBEELD

10 Bij een affakkelinrichting geschikt voor de afvoer van een hoeveelheid in de orde van twee miljoen kubiele meter per dag is voor de toevoer aan de vier waakvlammen een continue hoeveelheid gas nodig in de orde van 1000 m en dit vaak in perioden met sterke wind.

15 Met een beveiligingsinrichting voor het ontsteken van de affakkelinrichting omvattende een verwarmde staaf zoals beschreven aan de hand van de fig. 4 en volgende, kan de hoeveelheid gebruikte energie als volgt worden vastgesteld: 20 Voor een staaf uit geagglomereerd siliciumcarbide met een diameter van 28 mm en een bruikbare lengte van 2 450 mm kan bij verbruik van 3 watt/cm , dat is in totaal ongeveer 1 kW, de temperatuur van de staaf tussen 1000° en 1200°C worden gehouden onder de atmosferische 25 omstandigheden, welke ook de windsnelheid is.

Voor vier verwarmingsstaven van dit type zal het energieverbruik 4 x 24 = 96 kW h/dag bedragen.

3

Aannemende dat 1 m gas 9 thermische eenheden levert, dus ongeveer 10 kWh en aannemende een rendement 30 van 25 % voor de produktie van elektrische energie, verbruikt deze affakkelinrichting het equivalent van 3 40 m gas per dag, wat wil zeggen 4 % van het gas dat wordt gebruikt door de vier waakvlammen.

Het gebruik van een inrichting voor het ontsteken 35 van affakkelinrichtingen volgens de onderhavige uitvinding maakt het dus mogelijk een aanzienlijke energiebesparing te bereiken ten opzichte van de tot nu toe gebruikte middelen, terwijl toch voldaan wordt aan de veiligheidseisen voor dergelijke inrichtingen.

40 Verder vermindert het gebruik van een inrichting 8103888 - 16 - volgens de uitvinding, tijdens de waakperiode, elke thermische vervuiling en elk effekt van straling met het nadeel dat dit met zich mee kan brengen voor de omgeving.

- conclusies - 8103883

Claims (12)

1. Beveiligingsinrichting voor het ontsteken van brandbaar gas dat wordt afgevoerd uit de opening van een leiding van een affakkelinrichting, omvattende een waakvlam waarvan de monding zich bevindt nabij de 5 opening van de inrichting en welke waakvlam is voorzien van ontstekingsmiddelen die door- een-toevoerleiding zijn verbonden met een bron voor brandbaar hulpgas, welke toevoerleiding is voorzien van een klep die in een geopende en een gesloten stand kan staan waarbij de geopende 10 en de gesloten stand worden bestuurd door een mechanisme dat door middel van een eerste besturingsstelsel is verbonden met een detector voor het waarnemen van de toevoer van te verbranden gas aan de leiding van de affakkelinrichting, waarbij het waarnemen van een 15 toevoer van gas aan de leiding van de inrichting zorgt voor het openen van de klep terwijl bij het waarnemen van het ophouden van de toevoer van gas de klep naar de gesloten stand wordt gebracht, met het kenmerk, dat de middelen (11) voor het ontsteken van de waakvlam 20 (8) een vuurvast massief lichaam (12) omvatten, dat zich bevindt in het verlengde van de monding (9) van de waakvlam (8), welk massief lichaam (12) is voorzien van verwarmingsmiddelen (14) om het op een temperatuur te brengen en te houden van ten minste 800°C, waarbij het 25 lichaam een zodanige warmte-inhoud heeft dat de daling van de oppervlaktetemperatuur ervan, ten gevolge van het uitvallen van de verwarmingsmiddelen, lager is dan 50°C per minuut in het gebied van 700° tot 1000°C, terwijl het mechanisme (20) door een eerste besturings-30 stelsel (23) is verbonden met een detector (24) voor het waarnemen van de temperatuur van het massieve lichaam (12) zodanig dat bij het waarnemen van een verlaging van deze temperatuur tot beneden 800°C de klep (19) in de geopende stand wordt gebracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t he't kenmerk, dat het besturingsmechanisme (20) van de toevoerklep (19) van de waakvlam door een derde besturings- 8 1 0 o 8 8 8 «r v. - 18 - stelsel (28) is verbonden met een detector (27) voor het waarnemen van het onderbreken van de verwarming zodanig dat door het waarnemen daarvan de toevoerklep (19) wordt geopend.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,met het 5 kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen, waarvan het massieve lichaam (12) is voorzien, worden gevormd door ten minste één brander (15), die doordringt in een opening (16) in een holte (13) in het inwendige van het massieve lichaam (12), in welke holte de genoemde brander uitmondt 10 en welke holte verder met het uitwendige van het lichaam in verbinding staat door ten minste één opening voor de afvoer van verbrandingsgas, waarbij de monding van de brander (15) is verbonden met een bron voor brandbaar gas.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het 15 kenmerk, dat de bron voor verbrandbaar gas wordt gevormd door de bron voor brandbaar hulpgas waarmee de waakvlam is verbonden.

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,net het 20 kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen waarvan het massieve lichaam (12) is voorzien, worden gevormd door een elektrische weerstand (25) die is opgenomen in een holte (13) in het inwendige van het lichaam (12), welke holte (13) met de omgeving van het lichaam in verbinding -.....25 staat door ten minste één opening waar doorheen de elektrische leidingen (26) lopen, die de uiteinden van de weerstand (25) verbinden met de kleppen van een elektrische stroombron, welke weerstand is vervaardigd uit een materiaal dat bestand is tegen corrosie bij temperaturen van 800° 30 tot 1200°C, terwijl de elektrische weerstand is verbonden met een vermogensregulator zodanig dat een verhoging van de temperatuur van de weerstand langs elektrische weg een vermindering van het beschikbare vermogen opwekt zodanig dat de temperatuur van de weerstand (25) niet boven een 35 maximale gebruikstemperatuur uitstijgt.

6. · Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen waarvan het ; 810 3 8 8 8 Λ - 19 - massieve lichaam (12) is voorzien/ bestaan uit een elektrische weerstand (25) die is opgenomen in een holte (13) in het inwendige van het lichaam (12), welke holte met de omgeving buiten het lichaam in verbinding staat 5 door ten minste êén opening waar doorheen de leidingen (26) lopen, die de uiteinden van de weerstand (25) verbinden met een elektrische stroombron, waarbij de weerstand is vervaardigd uit een materiaal dat bestand is tegen corrosie bij temperaturen van 800° tot 1200°C, 10 en waarvan de weerstand een afnemende funktie is van de temperatuur tot aan een minimale waarde corresponderend met een bepaalde waarde van de temperatuur in het interval van 800 tot 1200°C en een toenemende funktie is van de temperatuur boven deze bepaalde waarde 15 van de temperatuur-

7. Inrichting volgens conclusie lof2,met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen waarvan het massieve lichaam (12) is voorzien, bestaan uit het lichaam zelf, dat is vervaardigd uit een materiaal van de klasse 20 materialen waarbij de weerstand een afnemende funktie is van de temperatuur tot aan een minimale waarde corresponderend met een bepaalde waarde van de temperatuur in het interval van 800 tot 1200°C en een toenemende funktie van de temperatuur boven deze bepaalde waarde, 25 waarbij het lichaam twee verschillende punten bezit die elk door een leiding zijn verbonden met een klem van een elektrische stroombron.

8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het massieve lichaam 30 (12) is vervaardigd uit siliciumcarbide.

9. Inrichting volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat het lichaam (12) is vervaardigd uit geagglomereerde deeltjes siliciumcarbide.

10. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 35 met het kenmerk, dat een tweede waakvlam (29) aanwezig is waarvan de monding (30) zich bevindt 8103888 .i «- if - 20 - nabij de ontstekingsinrichting (11) van de eerste waakvlam (8), welke tweede waakvlam (29) door middel van een toevoerleiding (31) is verbonden met een gasafvoer (32) ' in de leiding van de affakkelinrichting (1).

11. Inrichting volgens ëën der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het massieve lichaam (12) tezamen met zijn verwarmingsmiddelen (14) is gemonteerd op een inrichting zodanig dat het massieve lichaam (12) verplaatst kan worden van de ene stand in het verlengde 10 van de monding (9) van een waakvlam (8)' naar een tweede stand op afstand van de genoemde monding (9), welke inrichting is voorzien van middelen om het massieve lichaam in de eerste stand te brengen wanneer de toevoerklep (19) van de waakvlam (8) is gesloten en om het lichaam 15 naar de tweede stand te brengen wanneer de toevoerklep van de waakvlam is geopend.

12. Inrichting als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 8103888