Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, fluessige, gas- und staubfoermige Brennstoffe mittels einer Einrichtung zu zuenden und gleichzeitig eine staendige sicherheitstechnisch relevante optische Ueberwachung der Flamme des Reaktionsraumes zu realisieren, insbesondere in unter Druck von 0,1 bis 5 MPa stehenden Reaktoren.

Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine Einrichtung eingesetzt ist, die hauptsaechlich aus einem Tubus mit druckfestem optischen Fenster, Sammellinsen, einer dielektrisch beschichteten Platte, einem opto-elektronischen Wandler und einem Laser besteht.

Nach der Erfindung besitzt der Tubus an seinem reaktionsraumseitigen Ende eine Sammellinse, zwischen der und einem nachfolgendem optischen Fenster ein druckloser Raum angeordnet ist, der als wesentliches sicherheitstechnisches Element mit einer Kontrolleinrichtung verbunden ist. Nach dem optischen Fenster, das sich im Tubus ausserhalb des Reaktionsraumes befindet, sind nacheinander eine winklig ausgerichtete dielektrisch beschichtete Platte, eine Sammellinse, ein Filter und ein opto-elektronischer Wandler angeordnet. In Hoehe der dielektrisch beschichteten Platte ist seitlich am Tubus ein Laser angeordnet. Die Lage der Platte ist so festgelegt, dass der Laserstrahl genau in Richtung der Achse des Tubus umgelenkt wird.

Erfindungsgemaess ist um den Tubus ein Huellrohr angeordnet, das mit dem Tubus einen ringfoermigen Zwischenraum bildet. In Hoehe des reaktionsraumseitigen Endes des Tubus ist das Huellrohr als Duese ausgebildet, wobei die Minderung der Duese so gross gewaehlt ist, dass der Strahlengang nicht behindert wird.

Durch die Einleitung von Spuelgas in den Zwischenraum zwischen zentralem Tubus und Huellrohr werden die optischen Einbauten gekuehlt und gezielt vor Verschmutzungen aus dem Reaktionsraum beziehungsweise dem Eindringen anderer im Brenner vorhandener Medien geschuetzt. Zur Verminderung der Uebertragungsverluste ist die Innenwand des Tubus verspiegelt, mindestens jedoch poliert ausgefuehrt.

Nach der Erfindung wird ein Laserimpuls ueber die dielektrisch beschichtete Platte und das optische Fenster in den Tubus eingekoppelt und von der Sammellinse in den Reaktionsraum fokussiert. Der im Brennpunkt erzeugte Lichtblitz zuendet das aus dem Brenner ausstroemende Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch. Zur Ueberwachung ders Brenners wird das von der Brennerflamme emittierte Licht ueber das gleiche, den Laserstrahl leitende optische System einer selektiven Auswerteeinheit zugefuehrt, wobei die dielektrisch beschichtete Platte im Wellenlaengenbereich des optischen Flammensignales eine hohe Transmission aufweist.

Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass die gefundene technische Loesung ein Anfahren von zum Beispiel Reaktoren unter Druck ermoeglicht, was entscheidenden Einfluss auf die Oekonomie des Verfahrens hat und die Sicherheit der Zuendung sowie der Signaluebertragung und -auswertung wesentlich erhoeht.

Weitere Vorteile sind, dass sich in der Reaktorzone keine Verschleissteile befinden, dass keine aufwendigen elektrischen Druckdurchfuehrungen vorhanden sind, dass es moeglich ist, den Zuendzeitpunkt exakt zu bestimmen, und dass die Zuendenergie dosierbar auf die Zuendmedien abgestimmt werden kann.

Die Zuend- und Ueberwachungseinrichtung muss nicht integraler Bestandteil des Brenners sein, sondern sie kann auch an einem anderen, fuer die Zuendung guenstigen Ort, angeordnet werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel naeher erlaeutert werden. Die zugehoerige Zeichnung zeigt die schematische Anordnung der wichtigsten Bauteile.

Erfindungsgemaess ist ein Tubus 4 an zentraler Stelle im Brenner angeordnet, ueber den sowohl die Zuend- als auch Ueberwachungsfunktion realisiert werden. Ausserhalb des Reaktionsraumes ist aussen am Tubus 4 ein in drei Achsen justierbarer Laser 1 montiert. Im Tubus 4 ist das optische System plaziert, bestehend aus Sammellinse 7, dielektrisch beschichteter Platte 3, optischem Fenster 2, Sammellinse 6, Filter 8 und opto-elektronischem Wandler 9.

Der zwischen Tubus 4 und Huellrohr 11 existente Zwischenraum 15 dient der Zufuehrung des Spuelgases 10. Die Muendung 4 ist in Form einer Duese 16 so gestaltet, dass eine Verschmutzung der Sammellinse 6 verhindert wird. Die Arbeitsweise der Erfindung soll nachstehend naeher erlaeutert werden.

Der Laserstrahl wird in dem seitlich am Tubus 4 justierbar angeordneten Laser 1 erzeugt und ueber eine sich im Winkel von 45° befindlichen dielektrisch beschichteten Platte 3 und ein optisches Fenster 2 in den Tubus eingekoppelt. Die Sammellinse 6 fokussiert den Laserimpuls an einen fuer die Zuendung guenstigen Punkt im Reaktionsraum. Ueber einen sich zwischen Tubus 4 und Huellrohr 11 befindlichen Zwischenraum 15 wird ein trockenes, staub-, oel- und fettfreies Spuelgas 10 eingebracht, welches, bedingt durch die Gestaltung des Huellrohrendes in Form einer Duese 16 mit Muendung 14, die Sammellinse 6 umspuelt und von Verschmutzungen freihaelt.

Als Laser 1 wird ein im Impulsbetrieb arbeitender Festkoerperlaser verwendet, dessen Stromversorgungseinheit dezentral vom Brenner stationiert ist. Der Laser 1 kann nach erfolgter Zuendung wieder demontiert werden.

Das optische System dient zugleich der Ueberwachung des Brenners. Das von der Brennerflamme emittierte Licht wird ueber die Sammellinse 6, den innen verspiegelten oder polierten Tubus 4, das optische Fenster 2, die dielektrisch beschichtete Platte 3, eine Sammellinse 7 und ein Filter 8 einem opto-elektronischem Wandler 9 zugeleitet, der mit einer dezentral angeordneten selektiven Auswerteeinheit gekoppelt ist. Die dieelektrisch beschichtete Platte 3 ist so ausgelegt, dass der Laserimpuls nahezu verlustfrei reflektiert wird, fuer die Lichtsignale der Brennerflamme aber eine hohe optische Transmission aufweist.

Der drucklose Raum 12, begrenzt von der druckfesten Sammellinse 6 und dem optischen Fenster 2, wird von einer Kontrolleinrichtung 13 auf staendige Funktionssicherheit ueberwacht.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
  
  1 Laser
  
  2 optisches Fenster
  
  3 dielektrisch beschichtete Platte
  
  4 Tubus
  
  5 verspiegelte bzw. polierte Innenwand
  
  6 Sammellinse
  
  7 Sammellinse
  
  8 Filter
  
  9 opto-elektronischer Wandler
  
  10 Spülgasanschluß
  
  11 Hüllrohr
  
  12 druckloser Raum
  
  13 Kontrolleinrichtung
  
  14 Mündung
  
  15 Zwischenraum
  
  16 Düse