Flammendurchschlagsicherungen dieser Art dienen beispielsweise der Entlüf- tung explosionsgefährdeter Anlagen. Sie müssen bei einer Entzündung der ausströmenden Gas-bzw. Produktdampf-Luftgemische dauerbrandsicher aus- gelegt sein, d. h. es muss ein Abfackeln des Gases/Gasgemisches über einen unbegrenzten Zeitraum möglich sein, ohne dass es zu einem Flammendurch- schlag in den zu schützenden Anlagenteil kommen kann.

Die Flammendurchschlagsicherungen beruhen auf dem Prinzip, dass das durch die Durchgangsspalte der Flammensperre strömende Gas durch die Wandung der Durchgangsspalte abgekühlt wird, sodass das Gas am Ausgang der Flam- mensperre unter seine Zündtemperatur abgekühlt ist. Um eine Dauerbrandsi- cherheit zu erreichen, muss das die Durchgangsspalte begrenzende Material der Flammensperre ausreichend gekühlt werden, damit die angestrebte Küh- lung des Gases an der Wandung der Durchgangsspalte erreicht wird.

Die höchste Erwärmung einer Flammensperre entsteht, wenn in den flammen- löschenden Spalten der sogenannte kritische Volumenstrom erreicht bzw. et- was unterschritten wird. Der kritische Volumenstrom entspricht einer Strö- mungsgeschwindigkeit, die der einem jeden zündfähigen Gemisch jeweils zu- zuordnenden laminaren Fortpflanzungsgeschwindigkeit entspricht. In diesem Betriebszustand fackeln das Gas bzw. die Gasgemische nicht nur unmittelbar

auf der Oberfläche der Flammensperre ab, sondern dringen in den flammenlö- schenden Spalt zunächst etwas ein. Da dadurch die Wandung des flammenlö- schenden Spaltes aufgeheizt wird, kann die Flamme immer tiefer in den flam- menlöschenden Spalt eindringen, wodurch die Gefahr des Flammendurch- schlages besteht.

Figur 1 zeigt eine bekannte Flammendurchschlagsicherung, die dauerbrand- sicher am Ausgang eines Anlagenteils angeordnet ist. Sie besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem anlagenseitigen Flansch 2 und einer von dem Flansch 2 weg gerichteten konischen Erweiterung 3 eines Strömungskanals 4, der am anderen Ende des Gehäuses 1 durch eine Flammensperre 5 abgeschlossen ist.

Die Flammensperre 5 besteht aus kreisförmig oder spiralförmig gewickelten Windungen 6, die vorzugsweise durch die Kombination eines glatten Metall- bandes mit einem gewellten Metallband hergestellt sind. Durch die Wahl der Wellung des gewellten Metallbandes wird der Spaltquerschnitt definiert. Die Breite des Metallbandes bestimmt die Spaltlänge. Figur 1 zeigt, dass sich das durch die Flammensperre 5 hindurch strömende Gas auf der der Anlage abge- wandten Seite entzündet hat und, Flammen 7 bildet.

Der in Figur 2 dargestellte Ausschnitt A zeigt das Eindringen der Flammen 7 in die Spalte 6 in vergrößerter Darstellung. Es muss daher anlagenseitig dafür gesorgt werden, dass immer eine Strömungsgeschwindigkeit für das Gas erhal- ten bleibt, die die Unterschreitung des kritischen Volumenstroms verhindert.

Dies lässt sich prinzipiell dadurch erreichen, dass der Querschnitt der Spalte verkleinert wird, weil dadurch die Volumengeschwindigkeit des Gases in den Spalten erhöht wird. Hierdurch wird jedoch der durch die Flammensperre be- wirkte Strömungswiderstand vergrößert. Um einen gleichen freien Summen- querschnitt zu erzielen, muss hierfür die Fläche der Flammensperre, also die konische Erweiterung 3 des Strömungskanals 4 vergrößert werden. Hierdurch wird die Flammendurchschlagsicherung voluminöser und teurer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flammendurch- schlagsicherung der eingangs erwähnten Art mit einer höheren Sicherheit ge- gen Flammendurchschläge auszubilden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Flammendurchschlagsicherung der ein- gangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass benach- bart zu den ersten Spalten mit dem gewählten Spaltquerschnitt zweite Spalte mit einem kleineren Spaltquerschnitt angeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Effekt, dass für den Fall des Errei- chens des kritischen Volumenstroms für die ersten Spalte die Strömungsge- schwindigkeit in den zweiten engeren Spalten noch deutlich höher liegt, sodass jedenfalls in den engeren zweiten Spalten noch eine ausreichende Kühlung durch das strömende Gas erfolgt. Die kühleren Spalte sind dann in der Lage, Wärme von den benachbarten ersten Spalten aufzunehmen und abzuführen.

Durch die engeren zweiten Spalte wird der Strömungswiderstand der Flam- mensperre insgesamt nur wenig vergrößert, sodass eine Vergrößerung der Ge- samtfläche der Flammensperre nicht oder nur in geringem Maße erforderlich ist.

Aufgrund der beschriebenen Wirkung der zweiten Spalte wird eine deutliche Verbesserung der Flammendurchschlagsicherheit der Flammensperre bei im Übrigen unveränderter Konstruktion erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Durchgangsspalte an einer scheibenförmigen Flammensperre realisiert, wobei die Spalte vor- zugsweise auf ringförmig oder spiralförmig gebildeten Windungen angeordnet sind.

Die Anordnung der zweiten Spalte relativ zu den ersten Spalten kann in einfa- cher Weise dadurch erfolgen, dass abwechselnd eine erste Anzahl von Win- dungen mit ersten Spalten und eine zweite Anzahl von Windungen mit zweiten Spalten vorgesehen sind. Dabei ist es denkbar, dass die erste Anzahl und die zweite Anzahl beide 1 sind sodass jeweils eine Windung mit ersten Spalten und

eine Windung mit zweiten Spalten vorgesehen sind. Es ist aber auch für be- stimmte Anwendungsfälle zweckmäßig, beispielsweise nur jede dritte Windung mit engeren zweiten Spalten vorzusehen, sodass zwischen zwei Windungen mit zweiten Spalten jeweils zwei Windungen mit ersten Spalten angeordnet sind.

Umgekehrt kann es angebracht sein, auf eine Windung mit ersten Spalten je- weils zwei Windungen mit zweiten, engeren Spalten folgen zu lassen.

Das Verhältnis der Anzahl der Windungen mit zweiten Spalten zu der Anzahl der Windungen mit ersten Spalten kann über die Fläche der Flammensperre konstant sein. Bei flächigen Flammensperren, insbesondere solchen, die ring- förmig oder spiralförmig gebildete Windungen aufweisen, kann es besonders zweckmäßig sein, wenn das Verhältnis der Anzahl der zweiten Spalte zu der Anzahl der ersten Spalte über die Fläche der Flammensperre variiert, insbe- sondere das Verhältnis der Anzahl der zweiten Spalte zu der Anzahl der ersten Spalte von innen nach außen abnimmt. Diesem Aufbau der Flammensperre liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich scheibenförmige Flammensperren am stärksten im Zentrum der Flammensperre aufheizen, sodass dort die kühlende Wirkung der zweiten, engeren Spalte verstärkt eingesetzt werden kann.

Bei ringförmig oder spiralförmig gebildeten Windungen kann daher die relative Anzahl der Windungen mit den zweiten Spalten im Zentrum der Flammensperre größer sein als im Außenbereich.

Die Windungen der scheibenförmigen Flammensperre sind vorzugsweise durch ein zusammen mit einem glatten Metallband spiralförmig gewickeltes gewelltes Metallband gebildet, wobei ein erstes gewelltes Metallband mit größeren Wellen die Windungen mit den ersten Spalten und ein mit kleineren Wellen gewelltes Metallband die Windungen mit den zweiten Spalten bildet.

Die zweiten Spalte können alle einen gleichen Spaltquerschnitt aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die zweiten Spalte wenigstens zwei unterschied-

liche Spaltquerschnitte aufweisen, dass also kleinere Spaltquerschnitte unter- schiedlicher Größe in Verbindung mit den ersten Spalten eingesetzt werden.

Aus fertigungstechnischen Gründen wird es aber regelmäßig vorzuziehen sein, nur einen Spaltquerschnitt für die zweiten Spalte vorzusehen.

Die Realisierung der ersten und zweiten Spalte kann auch dadurch erfolgen, dass die Windungen auf ihrer Länge die ersten und zweiten Spalte aufweisen, sodass auf der Länge der Windungen jeweils eine erste Anzahl erster Spalte und eine zweite Anzahl zweiter Spalte abwechselnd hintereinander angeordnet sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform einer scheibenförmigen Flammensperre, die durch ein zusammen mit einem glatten Metallband spiralförmig gewickeltes gewelltes Metallband gebildet ist, weist die Wellung des gewellten Metallbandes somit abwechselnd kleinere und größere Längen der Wellen zur Ausbildung der ersten und zweiten Spalte auf.

Bevorzugt werden bei den erfindungsgemäßen Flammensperren die ersten und zweiten Spalte mit gleichen Spaltlängen ausgebildet.

Die Querschnittsfläche der zweiten Spalte sollte maximal die Größe der Quer- schnittsfläche der ersten Spalte betragen, um den erfindungsgemäßen Effekt deutlich genug zu erzielen. Die Wahl der Querschnittsfläche der zweiten Spalte hängt aber naturgemäß mit der gewählten Anzahl der zweiten Spalte relativ zu der Anzahl der ersten Spalte zusammen. Hieraus ergibt sich für den Fachmann ein nicht unerheblicher Gestaltungsspielraum im Rahmen der vorliegenden Er- findung. Das Verhältnis der Querschnittsfläche der zweiten (engeren) Spalte zur Querschnittsfläche der ersten (weiteren) Spalte liegt vorzugsweise zwischen 25 und 50 %, vorzugsweise bei etwa 1/3 zu 2/3.

Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen : Figur 1-einen Längsschnitt durch eine Flammendurchschlagsiche- rung mit einer herkömmlichen Flammensperre Figur 2-einen Ausschnitt aus Figur 1 zur Verdeutlichung des Auf- baus der herkömmlichen Flammensperre Figur 3-eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flammensperre zur Verwendung in einer Flammendurchschlagsicherung gemäß Figur 1 Figur 4-einen vergrößerten Ausschnitt B aus Figur 3 zur Verdeut- lichung des Aufbaus der Flammensperre Figur 5-eine schematische Darstellung einer ausgangsseitig der Flammensperre das strömende Gas verbrennenden Flamme bei einem ersten Spalt Figur 6-eine entsprechende Darstellung für eine Flamme an einem zweiten Spalt Figur 7-eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Flammensperre Figur 8-eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flammensperre.

Die in Figur 3 dargestellte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flammensperre 10 besteht aus einem zylindrischen Kern 11, um den herum

Windungen 12,13 spiralförmig gewickelt sind. Die Windungen 12,13 bestehen jeweils aus einem glatten Metallband 14 und einem gewellten Metallband 15, die gemeinsam aufgewickelt werden. In den Windungen 12 ist ein Metallband 15 mit größeren Wellen 16 aufgewickelt, während in der Windung 13 ein gewell- tes Metallband 15'mit kleineren Wellen aufgewickelt ist. Demgemäß sind in der Windung 12 über die Höhe der Flammensperre 10 (gleich Breite der Metallbän- der 14,15, 15') durchgehende erste Durchtrittspalte 17 mit einem größeren Spaltquerschnitt und in den Windungen 13 zweite Durchtrittspalte 18 mit kleine- rem Spaltquerschnitt ausgebildet.

Bei dem in Figur 3 und Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wechseln sich jeweils eine Windung 12 mit ersten Spalten 17 und eine Windung 13 mit zwei- ten Spalten 18 ab.

Die Figuren 5 und 6 verdeutlichen die Situation bei einem kritischen Volumen- strom für die ersten Spalte 17 in der Windung 12. Da der kritische Volumen- strom erreicht ist, brennt die Flamme 7 bereits innerhalb des Spaltes 17 und führt so zu einer Aufheizung der metallischen Begrenzungen des Spaltes 17.

Demgegenüber führt der gleiche Volumenstrom in den zweiten Spalten 18 zu einer höheren Gasgeschwindigkeit, sodass die Flamme 7 außerhalb des zwei- ten Spaltes 18 abbrennt, sodass die metallischen Begrenzungen des Spaltes 18 gut gekühlt bleiben. Da die Begrenzungen der Spalte 18 in einem direkten oder indirekten metallischen Kontakt mit den Begrenzungen der Spalte 17 ste- hen, findet eine Wärmeableitung von den heißeren Spalten 17 zu den kühleren Spalten 18 statt, sodass eine effektive Kühlung der ersten Spalte 17 durch die zweiten Spalte 18 erfolgt.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Flammensperre 20 sind zwischen je zwei Windungen 12 mit ersten Spalten 17 jeweils zwei Win- dungen 13 mit zweiten Spalten 18 angeordnet. Diese Anordnung führt zu einer intensiveren Kühlung der Begrenzungen der ersten Spalte 17 der Windungen 12.

Bei dem in Figur 8 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel einer Flammen- sperre 30 sind deutlich mehr Windungen 12 mit ersten Spalten 17 als Windun- gen 13 mit zweiten Spalten 18 vorgesehen. Allerdings nimmt die Häufigkeit der Windungen 13 mit zweiten Spalten 18 zum Kern 11 der Flammensperre hin zu.

Beispielsweise ist im Kernbereich der Flammensperre 30 jeweils eine Windung 12 neben einer Windung 13 angeordnet. Nach etwa einem Drittel des Radius folgen jeweils drei Windungen 12 und eine Windung 13, während im äußeren Bereich der Flammensperre 30 nur Windungen 12 vorgesehen sind.

Mit dieser Konstruktion wird der Tatsache Rechnung getragen, dass sich schei- benförmige Flammensperren 30 regelmäßig im Kern stärker aufheizen als im äußeren Bereich. Dem wird durch die verstärkte Anordnung der Windungen 13 im inneren Bereich relativ zu den Windungen 12 Rechnung getragen, um eine verbesserte Kühlung im inneren Bereich der Flammensperre 30 zu bewirken.

Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass zu den dargestellten Ausführungsbei- spielen innerhalb der beanspruchten Erfindung zahlreiche Modifikationen mög- lich sind. In allen Fällen wird eine verbesserte Kühlung der Flammensperren 10, 20,30 bewirkt, ohne den Strömungswiderstand-und damit die für die Flam- mensperre 10,20, 30 benötigte Querschnittsfläche, gravierend zu erhöhen.