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DE19818572C1 - Verfahren zum Unschädlichmachen einer Detonationsfront und Detonationssicherung - Google Patents

Verfahren zum Unschädlichmachen einer Detonationsfront und Detonationssicherung

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Publication number
DE19818572C1
DE19818572C1 DE19818572A DE19818572A DE19818572C1 DE 19818572 C1 DE19818572 C1 DE 19818572C1 DE 19818572 A DE19818572 A DE 19818572A DE 19818572 A DE19818572 A DE 19818572A DE 19818572 C1 DE19818572 C1 DE 19818572C1
Authority
DE
Germany
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detonation
flame arrester
flame
pipe
protection according
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE19818572A
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English (en)
Inventor
Christoph Leinemann
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Leinemann GmbH and Co KG
Original Assignee
Leinemann GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to ES99105224T priority patent/ES2251127T3/es
Priority to SI9930874T priority patent/SI0951922T1/sl
Priority to EP99105224A priority patent/EP0951922B1/de
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Priority to DK99105224T priority patent/DK0951922T3/da
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Abstract

Zum Unschädlichmachen einer in einer Rohrleitung (1) geführten Detonationsfront (8, 8') mit Hilfe einer Flammensperre (5, 5'), wird die Detonationsfront (8, 8') so nahe an die einen gegenüber der Rohrleitung (1) größeren Durchmesser aufweisende Flammensperre (5, 5') geführt, daß die Detonationsfront (8, 8') so nahe an die einen gegenüber der Rohrleitung (1) größeren Durchmesser aufweisenden Flammensperre (5, 5') geführt wird, daß die Detonationsfront (8, 8') nur auf einen Teilbereich (9, 9', 9'') der Flammensperre (5, 5') auftrifft und daß die Detonationsfront (8, 8') so vor der Flammensperre (5, 5') expandiert wird, daß eine Deflagration entsteht, die mit niedrigerer Geschwindigkeit auf den äußeren Querschnitt der Flammensperre (5, 5') auftrifft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unschädlichmachen einer in einer Rohleitung geführten Detonationsfront mit Hilfe einer Flammensperre.
Die Erfindung betrifft ferner eine Detonationssicherung mit ei­ nem zum Einbau in ein Rohrleitungs- bzw. Behältersystem geeigne­ ten Gehäuse, in das wenigstens ein Rohrstutzen mit einem be­ stimmten Rohrdurchmesser hineinragt und in dem eine den Flammen­ durchtritt verhindernde Flammensperre angeordnet ist, deren Durchmesser deutlich größer als der Rohrdurchmesser ist.
Die Ausbreitung einer Explosion eines zündfähigen Gasgemisches in einem Behälter- bzw. Rohrleitungssystem kann als Detonation oder Deflagration erfolgen. Bei der Detonation überlagern sich die Flammenfront und die durch die Druckwelle der Explosion ge­ bildete Stoßfront, während bei der Deflagration die Stoffwellen der Flammenfront vorauseilen. Die Flammenfortpflanzungsgeschin­ digkeit von Deflagrationen liegen bei einigen 100 m/s und die Verbrennungsdrücke in Stoßrichtung bei bis zu 10 bar (bei einem Ausgangsdruck der Gemische von 1 bar), während bei Detonationen Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeiten von mehreren 1.000 m/s und Drücke in Stoßrichtung von bis zu 100 bar auftreten können.
Es ist bekannt, die zerstörerische Wirkung von Detonationen durch Abschwächung bzw. Beendigung der Detonation zu vermeiden und vorzugsweise die Detonation vor dem Auftreffen auf die Flam­ mensperre in eine Deflagration zurückzuführen. Häufig werden daher sogenannte "Detonationsbremsen" bzw. "Detonationsstoßfän­ ger" mit einer Flammensperre kombiniert. Die Flammensperre weist eine Vielzahl enger und langer Spalte auf, in denen die Flamme so stark abgekühlt wird, daß sie zum Erlöschen kommt.
Eine Detonationssicherung bestehend aus einer Detonationsbremse und einer Flammensperre ist durch die DE-PS 11 92 980 bekannt. Die sich durch eine Rohrleitung fortpflanzende Detonationsfront wird bei der bekannten Vorrichtung durch die konvexe Außenseite einer kreiszylindrisch ausgebildeten Wand aufgeteilt und gelangt in einen Expansionsraum mit einem gegenüber der Rohrleitung ver­ größerten Volumen. Die aufgeteilte Detonationsfront kann erst nach mehreren Umlenkungen gegen die Flammensperre laufen, die in einem Ausgangsstutzen befestigt ist, der um 90° gegenüber der Rohrleitung abgewinkelt ist, in der sich die Detonation ur­ sprünglich ausgebreitet hat. Die mehreren Umlenkungen werden dadurch erzeugt, daß eine zweite halbkreiszylindrische Wand mit einem kleineren Durchmesser vorgesehen ist, wobei die zueinander zeigenden freien Wandstücke einander überlappend angeordnet sind und dadurch eine Art Labyrinth bilden. Bei diesen bekannten Vor­ richtungen können die aufeinander zulaufenden Teil-Detonations­ fronten eine Nachdetonation auslösen, insbesondere, wenn ungün­ stige Gemischbedingungen vorliegen. Es ist daher erforderlich, die Flammensperre so zu dimensionieren, daß sie auch in diesem Fall eine sichere flammenlöschende Wirkung aufweist. Die flam­ menlöschenden Spalte der Flammensperre müssen ausreichend lang und ausreichend eng dimensioniert sein, wodurch jedoch für den Normalbetrieb bei der Durchströmung des Betriebsmediums ein re­ lativ hoher Druckverlust in Kauf genommen werden muß. Darüber hinaus entsteht durch enge und lange Durchtrittsspalte ein er­ höhter Wartungsaufwand.
Durch die DE 195 36 292 C2 ist es bekannt, die Detonationsfront in eine Hauptfront und eine Nebenfront aufzuteilen und die Hauptfront mit einer längeren Laufzeit in den Expansionsraum zu leiten, so daß beim Eintritt der Hauptfront in den Expansions­ raum dieser Verbrennungsgase der Nebenfront enthält. Die Auftei­ lung der Detonationsfront in eine Hauptfront und eine Neben­ front, wobei die Hauptfront eine längere Laufzeit bis zum Expan­ sionsraum benötigt, erfordert ebenfalls Umlenkungen, die für ein Mindestvolumen der nach diesem Verfahren realisierten Detonationssicherung sorgen. Durch die Notwendigkeit eines vor­ geschalteten Stoßfanges zumindest für die Hauptfront entsteht darüber hinaus ein relativ hoher Fertigungsaufwand. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Detonationssicherung beidseitig durch Detonationsfronten beaufschlagt werden kann und daher beidseitig der Flammensperre mit einem Stoßfang ausgerüstet sein muß.
Es wäre grundsätzlich möglich, als Detonationssicherung nur eine Flammensperre ohne Stoßfang auszubilden. Um dabei eine ausrei­ chende Zünddurchschlagssicherheit zu gewährleisten, müssen die Spalte der Flammensperre lang und eng gewählt werden, wodurch hohe Druckverluste durch die Flammensperre in Kauf genommen wer­ den müssen. Bei Flammensperren mit geringeren Druckverlusten kann nämlich die in die Flammensperre einlaufende Flammenfront leichter unverbranntes Gemisch durch die Flammensperre schieben. Dadurch entsteht in den flammenlöschenden Spalten in Richtung der Flammenfortschreitung eine größere Strömungsgeschwindigkeit und damit Turbulenz, welche die Verbrennungsgeschwindigkeit in den flammenlöschenden Spalten erhöht und damit das Löschvermögen und somit die Flammendurchschlagssicherheit reduziert. Wenn je­ doch Flammensperren mit einer hohen Verdämmung, also einer hohen Zünddurchschlagssicherheit aufgrund enger und langer Spalte rea­ lisiert wird, entsteht der erhebliche betriebstechnische Nach­ teil des hohen Druckverlustes.
Die vorliegende Erfindung geht somit von der Problemstellung aus, eine Sicherung gegen Detonationen zu gewährleisten, die mit einfachen und kostengünstig zu erstellenden Mitteln realisierbar ist, keinen hohen Druckverlust für die durchströmenden Gase be­ wirkt und dennoch eine hohe Zünddurchschlagssicherheit gewähr­ leistet.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß ein Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Detonationsfront so nahe an die Flammensperre mit einem ge­ genüber der Rohrleitung größeren Durchmesser geführt wird, daß die Detonationsfront nur auf einen Teilbereich der Flammensperre auftrifft und daß die Detonationsfront so vor der Flammensperre expandiert wird, daß eine Deflagration entsteht, die auf den äußeren Querschnitt der Flammensperre auftrifft.
In einer Weiterbildung dieses Verfahrens wird ein geringer Teil der Detonationsfront in einen die Expansion bewirkenden Expan­ sionsraum zur Vorverbrennung im Expansionsraum abgezweigt, um durch vorverbrannte Gase das erneute Entstehen einer Detona­ tionsfront im Expansionsraum zu verhindern.
Wenn aus Gründen eines gewünschten sehr niedrigen Druckverlustes der Durchmesser der Flammensperre gegenüber dem Rohrdurchmesser extrem groß ausgelegt werden muß, ist es zweckmäßig, die Deto­ nationsfront in mehreren Teil-Detonationsfronten auf mehrere Teilbereiche der Flammensperre zu leiten. Dadurch läßt sich auch für den großen Durchmesserunterschied zwischen Rohrleitung und Flammensperre im Normalbetrieb eine ausreichend gleichmäßige Anströmung des Durchflußmediums auf die Gesamtfläche der Flam­ mensperre erreichen.
Ausgehend von der oben genannten Problemstellung ist ferner eine Detonationssicherung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rohrstutzen unter Bildung eines freien Zwischenraums bis nahe an die Flammensperre er­ streckt, so daß eine durch den Rohrstutzen fortschreitende De­ tonationsfront nur auf einen Teilbereich der Flammensperre trifft und daß um den Rohrstutzen herum ein ausreichend großer Expansionsraum ausgebildet ist, in dem sich nur eine Deflagra­ tion ausbildet.
Durch die Erfindung ist es somit möglich, eine Detonationssiche­ rung ohne einen eigenen Stoßfänger und nur mit einer Flammen­ sperre auszubilden, ohne daß die Flammensperre zu hohen Druck­ verlusten im Normalbetrieb führt. Der Kern der vorliegenden Er­ findung besteht darin, die Detonationsfront nur in einem Teilbe­ reich der Flammensperre auf diese auftreffen zu lassen, indem die Detonationsfront mit einem Rohrstutzen sehr nahe an die Flammensperre herangeführt wird. Dabei entsteht auf der einlau­ fenden Seite der Flammensperre ein Expansionsraum, so daß die Detonationsfront vor der Flammensperre im Expansionsraum durch Sekundarzündung eine Deflagration entstehen läßt. Da die Flam­ mensperre nur im Teilbereich von der Detonationsfront getroffen wird, bietet sie für die Detonationsfront einen hohen Strömungs­ widerstand. Die freie Querschnittsfläche der gesamten Flammen­ sperre ist vorzugsweise gleich oder größer als der Rohrdurchmes­ ser des Rohrstutzens.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rohrleitungsstück so nahe an die Flammensperre herangeführt, daß der von der Detonationsfront getroffene Teilbereich im wesentli­ chen dem Rohrdurchmesser entspricht. Die Flammensperre hat dabei vorzugsweise einen gesamten Durchmesser, der wenigstens dem Dop­ pelten des Durchmessers des Teilbereichs entspricht, um im nor­ malen Betrieb geringe Druckverluste zu erreichen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Bezug auf das Flammenlöschverhalten umso günstiger, je dichter das Ende des Rohrstutzens an die Flammensperre herangeführt wird. Eine untere Grenze für die Verringerung des freien Zwischenraums zwischen dem Ende des Rohrstutzens und der Flammensperre ergibt sich daraus, daß im normalen Betrieb der Gesamtquerschnit der Flammensperre bei den üblichen, relativ geringen Strömungsge­ schwindigkeiten noch ausreichend gleichmäßig angeströmt wird.
Unter Beachtung dieser Randbedingungen ist in bevorzugten Aus­ führungsformen der erfindungsgemäßen Detonationssicherung der freie Abstand zwischen dem Ende des Rohrstutzens und der Flam­ mensperre größer/gleich einem Drittel und kleiner/gleich dem Rohrdurchmesser.
Für einen vorzugsweise in einem zylindrisch ausgebildeten Innen­ raum des Gehäuses, dessen Querschnitt etwa dem Querschnitt der Flammensperre entspricht, ist die Länge des Innenraums auf der Seite des Rohrstutzens bis zur Flammensperre vorzugsweise mehr als dem 0,6fachen des Rohrdurchmessers und kann vorzugsweise kleiner/gleich dem 2fachen des Rohrdurchmesser und kann, insbe­ sondere bei Anwendung einer unten erläuterten Vorzündung, auf bis auf die Hälfte des Rohrdurchmeser reduziert werden.
Der erfindungsgemäße Effekt des Auftreffens der Detonationsfront auf den Teilbereich der Flammensperre, durch das die Flammen­ sperre der Detonationsfront einen hohen Strömungswiderstand ent­ gegensetzt, kann noch dadurch verstärkt werden, daß die Flammen­ sperre im Teilbereich anders ausgebildet ist als in dem den Teilbereich umgebenden Randbereich. Vorzugsweise ist dabei die Flammensperre im Teilbereich mit engeren Spaltweiten ausgebildet als im Randbereich, wobei zweckmäßigerweise die Spaltlänge der Flammensperre aus produktionstechnischen Gründen über den gesam­ ten Querschnitt gleich ist.
Die erfindungsgemäße Detonationssicherung kann im Rohrstutzen mit gegen den Rohrdurchmesser kleinen Verbindungsöffnungen zum den Rohrstutzen umgebenden Expansionsraum versehen sein, um durch eine Vorzündung durch die Detonationsfront im Expansions­ raum eine Vorverbrennung zu bewirken, so daß durch vorverbrannte Gase einer Tendenz zur erneuten Ausbildung einer Detonations­ front im Expansionsraum, insbesondere durch eine Reflektion an der der Flammensperre entfernten Stirnwand des Expansionsraums, wirkungsvoll entgegnet wird, so daß die Länge des Expansions­ raums verringert werden kann.
Zur Aufteilung der Detonationsfront in mehrere Teil-Detonations­ fronten kann die erfindungsgemäße Detonationssicherung eine Mehrzahl von Rohrstutzen vor der Flammensperre aufweisen, wobei die Mehrzahl der Rohrtutzen vorzugsweise rotationssymmetrisch zur Mittelachse der Flammensperre angeordnet sind.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen gen:
Fig. 1 - eine schematische Darstellung eines ersten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung mit einer gegen eine Flammensperre anlaufenden Detonationsfront
Fig. 2 - die Darstellung gemäß Fig. 1 mit der Ausbreitung einer Deflagration, die durch eine von der Deto­ nationsfront initiierten Sekundärzündung entstan­ den ist
Fig. 3 - die Ausführungsform gemäß Fig. 1 für einen nor­ malen Betriebsfall mit Darstellung der Verteilung des aus dem Rohrstutzen austretenden Durchflußme­ diums auf die gesamte Fläche der Flammensperre
Fig. 4. - ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung die analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, jedoch für beidseitig anlaufende Detonationsfron­ ten ausgebildet ist
Fig. 5 - eine Darstellung gemäß Fig. 1 für ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 6 - die Darstellung gemäß Fig. 2 für ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 7 - eine Darstellung gemäß Fig. 1 für ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 8 - eine Darstellung gemäß Fig. 3 für das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 9 - eine Darstellung gemäß Fig. 1 für ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Fig. 10 - eine Darstellung gemäß Fig. 3 für das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Detonationssicherung, die, wie dies gestrichelt dargestellt ist, mit einem in eine Rohrleitung 1 einsetzbaren Gehäuse 2 ausgebildet ist. Das Gehäuse 2 ist an beiden Enden an die Rohrleitung angeflanscht und bildet einen Innenraum 3 des Gehäuses 2. In den Innenraum 3 ragt von einer Seite ein die Rohrleitung 1 fortsetzender Rohrstutzen 4 hinein, das vor einer mittig in dem Gehäuse 2 angeordneten Flammensperre 5 endet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Flam­ mensperre 5 zwischen zwei Hälften 6 des Gehäuses durch Flansch­ verbindungen 7 gehalten.
Fig. 1 zeigt eine durch den Rohrstutzen 4 anlaufende Detona­ tionsfront 8, die auf einen Kernbereich als einen Teilbereich 9 der Flammensperre 5 trifft.
Fig. 2 verdeutlicht, daß der Rohrstutzen 4, der die Rohrleitung 1 fortsetzt, einen Durchmesser D aufweist und daß die Detona­ tionsfront 8 praktisch mit dem Durchmesser D auf den Teilbereich 9 der Flammensperre 5 auftrifft, der somit auch etwa den Durch­ messer D aufweist. Die Stoßwelle der Detonationsfront 8 trifft auf den geringen Durchmesser D auf einen relativ hohen Strömungswiderstand der Flammensperre 5, so daß die Detonations­ front 8 von der Flammensperre 5 teilweise reflektiert bzw. beim Eindringen in den Teilbereich der Flammensperre 5 zum Erlöschen gebracht wird. In dem offenen Bereich zwischen dem Ende des Rohrstutzens 4 und der Flammensperre 5 bewirkt die Detonations­ front in einem Expansionsraum 13 des Gehäuses 6 eine Sekundär­ zündung. Der Expansionsraum 13 erstreckt sich über eine Länge L1 von der Mündung des Rohrstutzens 4 zurück von der Flammensperre 5 weg. Aufgrund der Sekundarzündung entsteht in dem Expansions­ raum 13 eine Deflagration, die mit einer wesentlich niedrigeren Flammenfortpflanzungsgeschwindigkeit und geringerem Ver­ brennungsdruck auf den äußeren Bereich der Flammensperre 5 trifft. Durch Reflektionen an den Wänden des Expansionsraums 13, insbesondere an einer den Rohrstutzen 4 umgebenden ringförmigen Stirnwand 10, könnte sich die Deflagration wieder in eine Deto­ nationsfront ausbilden. Durch eine ausreichende Mindestlänge L1 wird dem entgegengewirkt, da die reflektierte und in eine Deto­ nation überführte Deflagrationsfront dann auf bereits verbrann­ tes Gemisch vor der Flammensperre 5 trifft und somit wirkungslos wird.
Der freie Querschnitt der Flammensperre 5 entspricht mindestens der Querschnittsfläche des Rohrstutzens 4 mit dem Rohrdurchmes­ ser D oder ist größer, so daß für eine gemäß Fig. 3 nicht als Detonationsfront 8, sondern als normale Strömung 11 durchqueren­ des Gas kein wesentlicher Druckverlust durch die Flammensperre 5 entsteht.
Fig. 3 läßt erkennen, daß der freie Abstand L2 zwischen dem Mün­ dungsende des Rohrstutzens 4 und der dem Rohrstutzen 4 zugewand­ ten Oberfläche der Flammensperre 5 so gewählt ist, daß im norma­ len Betrieb die Flammensperre 5 vom Durchflußmedium gleichmäßig angeströmt wird. Dies ist der Fall, wenn die die Länge des Zwi­ schenraums L2 größer/gleich einem Drittel und kleiner/gleich dem Innendurchmesser D ist.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit dem einzigen Unterschied, daß auf beiden Seiten der Flammensperre 5 ein Rohrstutzen 4 vor­ gesehen ist, so daß die in Fig. 4 dargestellte Detonationssi­ cherung für von beiden Seiten auflaufende Detonationsfronten 8 geeignet ist.
Das in Fig. 5 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der Er­ findung unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel dadurch, daß die Flammensperre 5' im Teilbe­ reich 9' mit engeren Spaltweiten gefertigt ist, so daß die Flam­ mensperre 5' der Detonationsfront 8 durch den verengten Teilbe­ reich 9' noch einen höheren Strömungswiderstand entgegensetzt.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel, daß dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel im übrigen gleicht, ist der Rohrstutzen 4 mit kleinen Verbindungsöffnungen 12 ver­ sehen, durch die von der einlaufenden Detonationsfront 8 unmit­ telbar nach dem Beginn des Gehäuses 2 ein Teil abgezweigt und direkt in den Expansionsraum 13 geleitet wird, wo durch die Zün­ dung des abgezweigten Teils der Detonationsfront 8 eine Vorver­ brennung stattfindet, so daß verbrannte Gase im Expansionsraum 13 die Ausbildung einer Sekundärdetonation durch Reflektion ei­ ner Deflagration an der Rückwand 10 des Gehäuses 2 unterbindet unterbinden und dadurch die Länge L1 verringert werden kann.
Das in den Fig. 7 und 8 dargestellte fünfte Ausführungsbei­ spiel sieht vor, die Flammensperre 5 gegenüber dem Durchmesser D der Rohrleitung 1 extrem groß auszulegen, um im Normalbetrieb einen sehr niedrigen Druckverlust durch die Flammensperre 5 zu erhalten. Um im Normalbetrieb unter Einhaltung eines wirkungs­ vollen Abstandes L2 eine ausreichend gleichmäßige Anströmung des Durchflußmediums auf die Gesamtfläche der Flammensperre 5 einzu­ stellen, sind mehrere Rohrstutzen 4' über den Querschnitt der Flammensperre 5 verteilt angeordnet. Fig. 7 verdeutlicht, daß dadurch eine in der Rohrleitung 1 anlaufende Detonationsfront auf mehrere Teil-Detonationsfronten 8' verteilt wird, die auf zugehörige Teilbereiche 9" der Flammensperre 5 auftreffen. Die die Länge L1 des Expansionsraumes 13' begrenzende hintere Stirn­ wand 10' wird dabei durch Wandstücke gebildet, die in Strömungs­ richtung vor der Flammensperre 5 einen Verteilerraum 14 begren­ zen, der sich ausgehend von dem Durchmesser D der Rohrleitung 1 auf den wirksamen Durchmesser der Flammensperre 5 erweitert und in die Rohrstutzen 4' übergeht. Die in Fig. 7 dargestellte An­ ordnung der Rohrstutzen 4' weist einen zentralen Rohrstutzen 4' auf, der mit der Rohrleitung 1 fluchtet, jedoch einen etwas ge­ ringeren Durchmesser als die Rohrleitung 1 aufweist. Vier weite­ re Rohrstutzen 4' sind auf einem Radius um den zentralen Rohr­ stutzen 4' herum gleich beabstandet angeordnet. Fig. 8 verdeut­ licht den Normalbetrieb, in dem durch die Rohrstutzen 4' normale Teilströmungen 11' hindurchtreten und sich gleichmäßig auf die Querschnittsfläche der Flammensperre 5 verteilen.
Bei dem in den Fig. 9 und 10 dargestellten sechsten Ausfüh­ rungsbeispiel fehlt gegenüber dem fünften Ausführungsbeispiel ein zentraler Rohrstutzen 4'. Vielmehr sind lediglich zwei Rohr­ stutzen 4' dargestellt, die sich beide in einem gleichen Abstand zur Mittelachse des Gehäuses 2 bzw. der Flammensperre 5 befin­ den. Auch mit dieser Anordnung werden Teil-Detonationsfronten 8' (Fig. 9) bzw. normale Teilströmungen 11' (Fig. 10) ausgebil­ det.
In der dargestellten bevorzugten Dimensionierung beträgt die Länge L1 ≧ 0,5 D und ≦ 2 D und die Länge L2 zwischen ≧ 1/3 D und ≦ 1 D. Die Optimierung der Längen L1 und L2 hängt vom Druckver­ lust durch die Flammensperre 5 ab.

Claims (16)

1. Verfahren zum Unschädlichmachen einer in einer Rohrleitung (1) geführten Detonationsfront (8) mit Hilfe einer Flammen­ sperre (5, 5'), dadurch gekennzeichnet, daß die Deto­ nationsfront (8, 8') so nahe an die einen gegenüber der Rohrleitung (1) größeren Durchmesser aufweisenden Flammen­ sperre (5, 5') geführt wird, daß die Detonationsfront (8, 8') nur auf einen Teilbereich (9, 9', 9") der Flammensper­ re (5, 5') auftrifft und daß die Detonationsfront (8, 8') so vor der Flammensperre (5, 5') expandiert wird, daß eine Deflagration entsteht, die auf den äußeren Querschnitt der Flammensperre (5, 5') auftrifft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein geringer Teil der Detonationsfront (8) in einen die Expan­ sion bewirkenden Expansionsraum (13) zur Vorverbrennung in Expansionsraum (13) abgezweigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detonationsfront (8) in mehreren Teil-Detonations­ fronten (8') auf mehrere Teilbereiche (9") der Flammen­ sperre (5, 5') geleitet wird.
4. Detonationssicherung mit einem zum Einbau in ein Behäl­ ter- und/oder Rohrleitungssystem (1) geeigneten Gehäuse (2), in dem eine den Flammendurchtritt verhindernde Flam­ mensperre (5, 5') angeordnet ist, deren Durchmesser deut­ lich größer als der Rohrdurchmesser (D) ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens ein Rohrstutzen (4, 4') un­ ter Bildung eines freien Zwischenraums bis nahe an die Flammensperre (5) erstreckt, so daß eine durch den Rohr­ stutzen (4, 4') fortschreitende Detonationsfront (8, 8') nur auf einen Teilbereich (9, 9') der Flammensperre (5, 5') trifft und daß um den Rohrstutzen (4, 4') herum ein ausreichend großer Expansionsraum (13) zur Ausbildung einer Deflagration vorhanden ist.
5. Detonationssicherung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der freie Abstand (L2) zwischen dem Ende des Rohrstutzens (4, 4') und der Flammensperre (5, 5') nicht größer als der Rohrdurchmesser (D) ist.
6. Detonationssicherung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der freie Abstand (L2) zwischen dem Ende des Rohrstutzens (4, 4') und der Flammensperre (5, 5') nicht kleiner als 1/3 des Rohrdurchmessers (D) ist.
7. Detonationssicherung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (3) des Gehäu­ ses (2) zylindrisch ausgebildet ist und einen etwa dem Querschnitt der Flammensperre (5, 5') entsprechenden Querschnitt aufweist.
8. Detonationssicherung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge (L1) des Innenraums (3) auf der Seite des Rohrstutzens (4, 4') bis zur Flammensperre (5, 5') nicht kleiner als das 0,5fache des Rohrdurchmessers (D) ist.
9. Detonationssicherung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Länge (L1) des Innenraums (3) auf der Seite des Rohrstutzens (4, 4') bis zur Flammensperre (5, 5') nicht größer als der doppelte Rohrdurchmesser (D) ist.
10. Detonationssicherung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flammensperre (5') im Teilbe­ reich (9') anders ausgebildet ist als in dem den Teilbe­ reich (9') umgebenden Randbereich.
11. Detonationssicherung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flammensperre (5') im Teilbereich (9') mit engeren Spaltweiten ausgebildet ist als im Randbereich.
12. Detonationssicherung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spaltlänge der Flammensperre (5, 5') über ih­ ren gesamten Querschnitt gleich ist.
13. Detonationssicherung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (4) gegen den Rohrdurchmesser (D) kleine Verbindungsöffnungen (12) zum den Rohrstutzen (4) umgebenden Expansionsraum (13) auf­ weist.
14. Detonationssicherung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Flammensperre (5, 5') Rohrstutzen (4, 4') vorgesehen sind.
15. Detonationssicherung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Rohrstutzen (4') vor der Flammensperrre (5, 5') angeordnet ist.
16. Detonationssicherung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mehrzahl der Rohrstutzen (4') rotationssymme­ trisch zur Mittelachse der Flammensperre (5, 5') angeordnet ist.
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