DE1573197A1

DE1573197A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Taupunkts,insbesondere von Rauch

Info

Publication number: DE1573197A1
Application number: DE19661573197
Authority: DE
Inventors: Waroux Maurice Denis; Roussel Michel Jean
Original assignee: Gaz de France SA
Current assignee: Engie SA
Priority date: 1965-11-30
Filing date: 1966-11-28
Publication date: 1970-06-18
Also published as: US3491583A; BE690256A; FR1492809A; NL6616706A; GB1130800A

Description

Patentanwälte

Dipl.-ing. Leinweber Dipi.-i:;p.2irnm8imann

München 2, Rosental 7

Tel. 261989 28. HGV. 1966

GAZ DE PRAHOE, Paris 17°, Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Taupunkts, insbe sondere von Rauch

Priorität: Prankreich, vom 30. November 1965

Gegenstand der Erfindung sind ein Verfahren zur Messung des Taupunkts, insbesondere von Rauch aus beliebigen, z.B. mit Gas betriebenen Anlagen, sowie eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Sie Vorrichtung ermöglicht ausserdem die fort laufende Registrierung der Temperatur des durch die Verbrennung von Gas oder von anderen benutzten Brennstoffen erzeugten Rauohs.

Ee gibt zahlreiche Vorrichtungen zur Messung der Saupunkttemperatur, von dem bekannten Psychrometer bis zu

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sehr verwickelten und kostspieligen elektronischen Vorrichtungen. In dem Bereich der Taupunktstemperaturen von insbesonderedurch die Verbrennung von Gas erzeugtem Rauch wird die gewöhnlich benutzte Vorrichtung durch eine lithiumchloridsonde gebildet. Die eigentliche Sonde ist verhältnismässig sperrig und muss in den Verbrennungsprodukten angeordnet werden. Die Vorrichtung ist empfindlich, verstellt sich leicht und verschmutzt in einer Rauchleitung sehr schnell (in einigen Stunden). Ausserdem wird die Benutzung dieser Sonde dadurch begrenzt, dass sie keine zu hohen Umgebungstemperaturen aushalten kann. Sie kann insbesondere nicht in die Atmosphäre eines Ofens eingetaucht werden.

Die Erfindung betrifft ein vollständig neues Verfahren zur Messung des Taupunkts, welches die obigen Nachteile nioht aufweist. Die Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens hat einen besonders einfachen Aufbau und ermöglicht die fortlaufende Registrierung des Taupunkts des in einer beliebigen Anlage erzeugten Rauchs bei beliebiger Ursprungstemperatur des Rauhs (welcher z.B. in einem Ofen oder einer Rauchleitung entnommen wird), sowie bei beliebiger Strömungsmenge des Rauchs. Perner ist die Genauigkeit der Vorrichtung gut und beträgt z.B. groesenordnungsmaeeig - 0,5° C für eine etwa zwischen der Umgebungstemperatur und 100° C liegende Taupunktstemperatur.

Das erfindungsgemasse Verfahren zur Messung

des Taupunkts von R_auoh ist insbesondere dadurch bemerkenswert, dass eine kleine ständige Entnahme mit praktisch konstanter Stromungsmenge an einer Abzweigung des Rauchströmungskreises * vorgenommen wird, dass der entnommene Rauoh zwischen zwei funkten dadurch gekohlt wird, dass er durch eine Vorrichtung ge-

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leitet wird, welche aussen auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird, dass Wasser an einer gegebenen Stelle der Vorrichtung niedergeschlagen wird, wobei darauf geachtet wird, dass kein Niederschlag strömungaaufwärts von dieser Stelle erfolgt,

.die
dass/an dieser Stelle herrschende Temperatur gemessen wird, welche gleich der gesuchten Taupunktstemperatur ist, und dass der in die Vorrichtung eintretende Rauch soweit erwärmt wird, dass kein Niederschlag stromungsaufwärts von dieser Stelle auftritt.

Gemäßs einem weiteren Kennzeichen des erfin-

dungsgemässen Verfahrene wird am Ausgang dieser Vorrichtung eine mit Feuchtigkeit gesättigte Atmosphäre aufrechterhalten, z.B. mit Hilfe von flüssigem Wasser, welches praktisch auf die am Ausgang der Vorrichtung herrschende Temperatur gebracht wird.

Gemass einem weiteren Kennzeichen der Erfindung

in
wird die Erwärmung des/die Vorrichtung eintretenden Rauchs ■ jedesmal dann herabgesetzt, wenn die Niederschläge sich nach strb'mungsabwärts von der erwähnten Stelle verschieben und Wasser den die Sättigung>efeuchtigkeit aufrechterhaltenden Einrichtungen entnommen wird.

Gemass einem weiteren Kennzeichen des erfindungsgemassen Verfahrens werden die Temperaturunterschiede zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Vorrichtung und die ausserhalb der Vorrichtung herrschende Temperatur verglichen, jede Abweichung dieser Unterschiede von den vorgesehenen Unterschieden, welche normalerweise bei Fehlen eines jeden Niederschlags oder einer jeden Zufuhr oder Verdampfung von Wasser durch die genannten Einrichtungen in der Vorrichtung auftreten, werden festgestellt, und die Erwärmung des Raudhß vor e'

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Eintritt in die Vorrichtung wird erhöht oder verringert, je . nachdem, ob ein Niederschlag oder eine Verdampfung von Wasser auftritt, um eine derartige Abweichung zu berichtigen oder möglichst klein zu halten.

Hierdurch wird erreicht, dass das in dem

Rauch enthaltene Wasser sich tatsächlich an einer bestimmten Stelle niederzuschlagen beginnt, so dass die an dieser Stelle herrschende Temperatur gleich der gesuchten Taupunktstemperatur ist. Bekanntlich wird die Taupunktstemperatur z.B. von Rauch als die Temperatur definiert, bei welcher der Niederschlag unter gegebenen, in dem Rauch herrschenden Druckbedingungen aufzutreten beginnt, wobei dieser Druck gewöhnlich etwa gleich dem Atmosphärendruck ist.

Eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens ist insbesondere dadurch bemerkenswert, dass sie eine leitung geringen Querschnitts zur Abzweigung einer bestimmten Strömungsmenge von entnommenem Rauch, eine Vorrichtung zur Kühlung des entnommenen Rauchs, welche z.B. ein Rohr enthält, durch welches der Rauch strömt, und welches von einem äusseren Mittel umspült wird, dessen Temperatur niedriger als die des Rauehsist, und wenigstens eine Thermometersonde, z.B. ein Thermoelement, welches in dem Rohr in der Nahe seines Ausgangs zur Messung der Taupunktetemperatur befestigt ist, aufweist» ferner ist eine Apparatur zur Erwärmung des Rauchs strSmungsaufwärts von dem Rohr vorgesehen, d.h. vor dem Eintritt des Rauchs in das Rohr, um jeden Niederschlag zu verhindern, bevor der Rauch in dem Ausgangeabschnitt des Rohrs an die Stelle des Thermoelements gelangt.

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Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist eine Befeuchtungsvorrichtung zur Erzeugung des Sättigungsdampfdrucks in der Nahe des Ausgangsabschnitts des Rohrs vorgesehen, welche z.B. eine Reserve von flüssigem Wasser enthält, welche auf die am Ausgang der Vorrichtung herrschende Temperatur gebracht wird.

G-emäss einer bevorzugten Ausführungsform der

erfindungsgemässen Vorrichtung sind wenigstens drei Thermometersonden vorgesehen, welche die Temperatur des Hauchs am Eingang des Rohrs bzw. die Temperatur des Rauchs am Ausgang des Rohrs bzw. die Temperatur des ausseren Mittels aufnehmen. Ferner ist eine z.B. elektronische Vergleichsvorrichtung vorgesehen, um die Temperaturunterschiede dieser S_on<3.en mit den entsprechenden vorgesehenen Unterschieden zu vergleichen, welche bei Fehlen eines Niederschlags oder einer Verdampfung von Wasser in der Vorrichtung auftreten. Wenn entsprechend« etwaige Abweichungen dieser Temperaturunterschiede auftreten, werden sie ausgenutzt, um die Erwärmung der Apparatur zu erhöhen oder zu verringern.

Wie nämlich weiter unten erläutert, verbindet eine gegebene Beziehung die drei durch die drei Thermometersonden gemessenen Temperaturen bei Fehlen eines Niederschlags oder einer Verdampfung zwischen dem Eingangsabschnitt und dem Ausgangsabßchnitt des Bohre, in welchem der Rauch gekühlt wird. Wenn Wasser zwischen diesem Eingangs- und Ausgangsabschnitt des Rohrs sich niederschlagt oder verdampft, besteht diese Beziehung zwischen den drei Temperaturen nicht mehr* Buroh die obige Ausbildung der Vorrichtung wird also verhindert, dass die niederschlage in dem Rohr über den Punkt, an welohem die

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Taupunktstemperatur gemessen wird, aufwärts- oder abwärtsgehen.

Durch Anbringung einer Befeuchtungsvorrichtung in dem Ausgangsabschnitt des Eohrs wird nun verhindert, dass die Niederschlage in dem Rohr abwärtsgehen, oder anders ausgedrückt, man zwingt die ersten Niderschlage, eben in dem Ausgangsabschnitt des Rohrs aufzutreten, und derjRauch wird wirksam und schnell gekühlt. Dies gestattet auch, auf die Heizapparatur einzuwirken und ihre Wirkung zu verringern, sobald eine entsprechende Änderung der von den Sonden gemessenen Temperaturen auftritt, wobei diese Änderung durch die verhältnismässig kräftige Kühlung des Ausgangsabschnitts des Apparats durch die Wirkung der Verdampfung des Wassers der Befeuchtungsvorrichtung erzeugt wird. Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung wird somit der Beginn des Niederschlags auf den Ausgangsabsohnitt des Rohrs festgelegt. Durch Feststellung der in diesem Abschnitt herrsöhuaden Temperatur wird also tatsächlich die Taupunktstemperatur des Rauchs festgestellt.

Gremäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung enthält die Heizapparatur einen elektrischen Heizwideretand, welcher von der Ausgangsleistungsstufe eines Verstärkers gespeist wird, welcher der erwähnten elektronischen Vorrichtung angehört» und dessen Eingangssignal zu den Temperaturabweichungen proportional ist. Die elektronische Vorrichtung benutzt zweckmassig Widerstandssonden. Unter diesen Bedingungen wird eine automatische Erwärmung des Rauchs vor seinem Eintritt in das Rohr erzielt, wobei die Stärke der Heizung jederzeit so geregelt wird, dass der Nitderschlag des Rauohe an der genauen Stelle beginnt, an welcher die Taupunkt»temperatur gemessen

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wird, ohne dass praktisch ein Niederschlag vor dieser Stelle oder eine Verdampfung von Wasser hinter dieser Stelle auftritt·

Durch die Befeuchtungsvorrichtung wird sichergestellt, dass, wenn die" Niederschlage die Neigung zeigen, in dem Rohr abwärtszugehen, die Befeuchtungsvorrichtung Wasser in dem Ausgangsabschnitt des Rohrs verdampft, wodurch die !Temperatur dieses Abschnitts gesenkt wird, wobei gleichzeitig eine Verringerung der Heizwirkung der Heizapparatur vorgenommen wird. Die Kühlung und die Erwärmung des Rohrs werden automatisch so vorgenommen, dass die ersten Niederschläge, d.h. die bei der gesuchten Taupunktstemperatur erfolgenden Niederschläge, auf den Ausgangsabschnitt des Rohrs festgelegt werden.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Pig. 1 ist ein Prinzipschema einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens .

Fig. 2 ist ein weitgehend vereinfachtes Schaltschema der automatischen Erwärmung des strSmungsaufwärts liegenden Abschnitts des Entnahmerohrs einer erfindungsgemässen Vorrichtung.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht in grosser em

Maßstab, welche eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt.

In Fig. 1 iet bei 1 schematisch ein Raum dargestellt, in welchem eich Rauch befindet. Dieser Raum wird z.B. durch einen Kamin gebildet. Erfindungsgemäss erfolgt eine geringe fortlaufende Entnahme mit praktisch konstanter StrSmungs-

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menge z.B.. mittels einer nicht dargestellten Saugpumpe, welche hinter der bei 3 an den Kamin 1 angeschlossenen Abzweigung 2 angeordnet ist. In der Abzweigung 2 ist eine Vorrichtung 4 angeordnet, z.B. ein Rohr, in welchem der in dem Kamin 1 entnommene Rauch strömt. Dieses Rohr wird aussen gekühlt, wofür es z.B. in der es umspülenden umgebenden Atmosphäre oder in einem beliebigen anderen Mittel mit einer gewünschten Temperatur angeordnet wird. Bei 5, β und 7 sind drei Thermometersonden vorgesehen, welche die Rauchtemperatur am Eingang des Rohrs 4 bzw. die Raumtemperatur am Ausgang des Rohrs 4 und die Temperatur des das Rohr 4 umspülenden äusseren Kuhlmittels messen.

Nach den Wanneübertragungsgesetzen erhält man, wenn in dem Rohr 4 kein Niederschlag stattfindet, mit den Bezeichnungen:

- te, tg und t™ = die durch die Sonden 5 bzw. 6 bzw. 7 gemessenen Temperaturen;

- α = der mittlere Austauschkoeffizient zwischen dem Rauch innerhalb des Rohrs 4 und der umgebenden Luft ausserhalb des Rohrs;

- C s die spezifische Wärme des Rauchs, und -Q= Stromungsmenge des Rauchs,

die Bezieht

'•t₍

α > ο - 7 <

=C_pQ(t₅-t₆) (1)

Diese Beziehung kann einfacher in folgender Form geschrieben werden:

Δ = K₁ (t₅ - t₆) - K₂ (t₅ - t_?) - 0 (2) worin K₁ und K₂ von den Werten von a, C und Q abhangende Kon-, stante sind.

einer BAD ORlG¹NAL

Strömungsmenge Q gespeist wird, wobei die spezifische Wärme des Rauhs konstant und α für eine gegebene Vorrichtung und eine gegebene Strömungsmenge konstant ist, muss die Beziehung (2) stets gelten, solange kein Niederschlag oder zusatzliche Verdampfung von Wasser in dem Rohr 4 auftritt.

Wenn ein Niederschlag oder eine Verdampfung in dem Rohr 4 erfolgt, wird die latente Verdampfungswärme des sich niederschlagenden oder verdampfenden Wassers in dem Rohr 4 zurückgewonnen oder verausgabt, wodurch das die Temperaturen te, tg und t„ verbindende Gesetz verändert wird· Die Gleichung (2) ist also nicht mehr gültig. Anders ausgedrückt, es treten Änderungen Δ auf, welche von null verschieden sind.

Pig· 2 zeigt eine elektrische Schaltung zum Nachweis der Xnderung Δ, Die Vorrichtung zum Nachweis dieser Änderung ist an die positive bzw· negative Klemme 8 bzw· 9 einer entsprechenden Stromquelle angeschaltet. An die Klemmen und 9 des Speisungskreises sind in Reihe Widerstände Rj-> 1Oj R₆, 11 und R₇, 12 geschaltet. Die Widerstände 10, 11 und 12 können z.B. identisch sein und einen sehr grossen Wert gegenüber den Widerständen R,-, Rg und Ry haben. Es durchfliessen daher drei Ströme gleicher Stärke die parallelen Zweige R,- - 10, R₆ - 11 und B.- - 12. Die Widerstände Rc, Rg und R« sind nicht anderes als die Widerstände der Ihermometersonden 5, 6 und 7» für welche daher Widerständesonden gewählt werden. Zwei mit Hilfe von entsprechenden veränderlichen Widerständen 13 bis hergestellte Brückenschaltungen gestatten, an den Kittelpunkten 17 und 18 derselben z.B. auf das Potential Vg der Klemme 8 bezogene Spannungen folgender form abzunehmen:

V₁₇ - V₈ « K₄ (R₅ - E₆) (3)

009825/030$ _8AD

V₁₈-V₈ = K₅(R₅-K₇) U)"

worin K. und Kc von den gewählten Werten der Widerstände 13 bis 16 abhängende Konstante sind.

Wenn ein leistungsverstärker 19 zwischen den mit den Punkten 17 und 18 verbundenen Punkten 17' und 18' beaufschlagt wird, wird dieser Verstärker durch folgendes Signal beaufschlagt:

V₁₇ - V₁₈ = K₄ (R₅ - R₆) - K₅ (R₅-R₇) (5)

- Wenn die Widerstände Rc» Rg und R₇ vorzugsweise so gewählt werden, dass sie sich linear in Funktion der Temperatur ändern, sind diese Widerstände lineare Punktionen der Temperaturen t,-, tg, t₇. Der Eingang des Verstärkers 19 wird also schliesslich mit einem Signal von folgender Form beaufschlagt:

Δ» = K^ (t₅ - t₆) - K»₂ (t₅ - t₇) (6)

wobei die Konstanten K¹^, K*g von der Wahl der Widerstände bis 16 abhängen.

Die Ausgangsstufe des Verstärkers 19 ist mit ihren Klemmen 45» 46 mit einem Heizwiderstand 20 verbunden, welcher vor dem Rohr 4 in der Abzweigung 2 zur Entnahme des Rauchs angeordnet ist.

Wenn der Yerstärker 19 mit einem von null verschiedenen Signal Δ¹ beaufschlagt wird, liefert er ein leistungsausgangssignal, welches den Heizwiderstand 20 speist und die Porm hat:

S * So + K₆ Δ' (7)

worin Kg eine von den Kenngrössen des Terstärkers abhängende

Wenn das Signal Δ· null ist, wird das von dem Verstärker 19 gelieferte Ausgangssignal auf seinen Hittelwert S herabgesetzt, welcher einer massigen Heizung des Rauchs vor . seinem Eintritt in das Rohr 4 entspricht.

Wenn der Rauch bei seinem Eintritt in die Vorrichtung zu kalt ist, treten niederschlage in dem Rohr auf, die Austrittstemperatur tg nimmt zu, und die Differenz (tj- - tg) nimmt ab. Δ¹ nimmt dann einen negativen Wert an, und die Heizung in dem Widerstand 20 wird erhöht, wenn dafür gesorgt wird, dass ζ.Β» K_fi einen negativen Wert hat.

Ebenso tritt, wenn der Rauch bei seinem Eintritt in die Vorrichtung zu heiss ist, eine Verdampfung von Wasser am Ausgang des Rohrs auf, so dass die Austrittstemperatur tg abnimmt und die Differenz (t,- - tg) zunimmt.

Δ¹ nimmt dann einen positiven Wert an, und die Heizung in dem Widerstand 20 wird verringert, sobald Kg negativ ist.

Die Eichung der schematisch in Pig. 2 dargestellten Vorrichtung erfolgt.einfach durch Regelung der Widerstände 13 bis 16,,wobei durch Augenschein die Bildung der Niederschläge auf den Puss des Rohrs 4 beschränkt wird, indem das Auftreten eines Niederschlags in diesem Rohr überwacht wird. Die Eichung der Vorrichtung kann auch mit Hilfe von Rauch erfolgen, dessen Taupunkt genau bekannt ist, wobei dann die Widerstände 13 bis 16 geregelt werden, bis die durch die der Vorrichtung entsprechende Sonde angezeigte Taupunktstemperatur mit der bekannten Täupunktstemperatur übereinstimmt.

Die Eichung läuft offenbar auf Peststellung von Δ UQd Δ¹ hinaus»

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In Pig. 3 ist die Ausbildung der in Fig. 1

schematisch dargestellten Vorrichtung genauer gezeigt. In dieser Figur sind die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher Teile in Fig. 1 und 3 benutzt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Rohr 4 von zwei konzentrischen Leitungen 21, 22 umgeben· Der durch die obere Abzweigleitung 23 ankommende Rauch tritt in das Rohr 4 in einen ersten Eingangsabschnitt 24 ein, durchströmt den eigentlichen mittleren Abschnitt 4 des Rohrs, hierauf den Ausgangsabschnitt 25, steigt dann in dem Ringraum 26 zwischen dem Rohr 4 und der leitung 21 auf (der Austrittsquerschnitt 25 des Rohrs 4 mündet oberhalb des unteren Endes der Leitung 22), geht nach DurchstrSmung der in dem oberen Teil der Leitung 21 vorgesehenen öffnungen 28 wieder in den ringförmigen Abschnitt 27 zwischen den Leitungen 21 und 22 abwärts, und tritt schliesslich durch eine Ansaugleitung 29 in Richtung auf z.B. eine nicht dargestellte Saugpumpe aus. Zwei Stöpsel 30 und 31 aus einem entsprechenden Werkstoff verschliessen das obere bzw. untere Ende der Leitungen 21 und 22. Der Stöpsel 30 enthält eine öffnung für den Durchtritt des Eingangsabschnitts 24 des Rohrs 4, und der Stöpsel 31 enthält eine kleine mittlere Bohrung fur den Durchtritt eines kleinen Rohrs 32 für den Durchtritt der elektrischen Kabel 34, 35» 36 und 37, welche mit den Widerstandssonden 5» 6 und 7 bzw. mit einem in dem Ausgangsabschnitt 25 des Rohrs 4 angeordneten Thermoelement 36 verbunden sind.

Da die Leitung 29 zur Ansaugung des Rauche

über dem oberen Niveau des Stöpsels 31 mündet, entsteht an dem Fuss der Vorrichtung eine kleine Reserve 39 von Kondenswasser. Die Sonde 6 ist von einem Gitter 40 umgeben, an welchem ein

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Docht 41 befestigt ist, welcher in dte Wasserreserve 39 am luss der Vorrichtung eintaucht. In dem Stöpsel 31 ist eine Ausnehmung

42 vorgesehen, damit das sich hauptsächlich an den Innenwänden der äussereh Leitung 22 niederschlagende Wasser in das Innere der leitung 21 gelangen kann. Der Anschlussdraht 37 des Ihermoelements 38 dient zweckmässig als Halter für das Gitter 40.

Die gesamte Vorrichtung ist auf einem Sockel

43 angebracht, welcher z.B» durch das Gehäuse der Pumpe sur Ansaugung des Rauchs gebildet wird.

Ein Heizwiderstand 44 umgibt die Leitung 29» um das Auftreten von Niederschlägen am Austritt der Rauchgase und die Zerstörung der Pumpe zu verhindern.

Die verschiedenen Leitungen 22, 21 und 4 sowfe der Eingangs- und Ausgangsabschnitt 24 bzw· 25 des Rohrs 4 sind aus einem durchsichtigen Werkstoff hergestellt· Die Abschnitte 24 und 25 werden aus einem schlecht wärmeleitenden Glas hergestellt, während der mittlere Abschnitt 4 aus einem anderen die Wärme besser leitenden Werkstoff oder aus dünnerem Glas besteht.

Die Arbeitsweise der in Pig. 3 dargestellten

Vorrichtung geht schon klar aus den obigen Ausführungen und insbesondere den unter Bezugnahme auf 3?ig. 1 und 2 gegebenen Erläuterungen hervor. Die Widerstandssonde 7 wird tatsächlich von einem äusseren Mittel zur Kühlung des Rohrs 4 umspült, infolge ihrer Anordnung in dem Ringraum 26 ist sie jedoch praktisch nicht den Temperaturänderungen der umgebenden Luft oder eines beliebigen anderen ausserhalb der Leitung 22 befindlichen Mittels ausgesetzt. Hierdurch wird die Arbeitsweise der Vorrichtung genauer. Die Sonde 7 ist zweckmässig in gleicher Ent-

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fernung von den beiden Enden des Rohrs 4 angeordnet.

Die Widerstandssonden 5, 6 und 7 sind in eine elektronische Vergleichsvorrichtung der in i*ig. 2 schematisch dargestellten Art geschaltet, welche bei der Inbetriebsetzung des Apparats geeicht wird, indem die Werte der Widerstände 13 bis 16 so gewählt werden, dass der Verstärker 19 einen stärkeren Strom in den Keizwiderstand 20 liefert, wenn ein Niederschlag in dem mittleren Abschnitt 4 des mittleren Rohrs auftritt, während er bei Auftreten einer Verdampfung des Wassers 39 in diesem Rohr einen weniger starken Strom liefert. Dies wird einfach durch Beobachtung des Auftretens der niederschlage in dem Rohr erzielt, da ja die verschiedenen Leitungen 4, 21, 22 durchsichtig sind, oder durch Benutzung eines Rauchs* dessen Taupunkt genau bekannt ist, wobei der Apparat so geregelt wird, dass die durch das fhcx-cicelement 38 gemessene temperatur tatsächlich gleich dieser Saupunktetsm^y^üur ist.

Hierdurch, wird jede Verschiebung der Niederschläge in dem Rohr 4 nach aufwärts oder nach abwärts verhindert.

Wenn insbesondere die Temperatur des in das

Rohr 4 eintretenden Rauchs zu hoch ist, so dass die Niederschläge hinter dem Austrittsabschnitt 25 des Rohrs 4 erfolgen, verdampft das Gitter 40 Wasser, und es tritt eine Kühlung des Rauchs auf, welche das Vsderaufsteigen der Niederschläge in dem Rohr 4 veranlasst, wobei gleichzeitig die Heizung des Widerstands 20 (durch Auftreten eines positiven Eingangssignals Δ¹ in dem Verstärker 19) verringert wird· Die Regelung der Vorrichtung erfolgt also automatisch, und das Thermoelement 38 gibt jederzeit die Taupunktstemperatur des Rauchs an.

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Die Ansprechzeit der Regelung der Vorrichtung kann durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Hauchs in dem Rohr 4 beeinflusst werden· Natürlich muss für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit die schematisch in Pig· 2 dargestellte elektronische Vorrichtung richtig geeicht werden.

Der Vorteil der Ausfuhrung des Eingangs- bzw· Ausgangsabschnitts 24 bzw, 25 des-Rohrs 4 derart, dass diese Abschnitte gegenüber dem mittleren Abschnitt des Rohrs 4 wenig leitend sind, besteht darin, dass die Messung der Eingangsund Ausgangstemperaturen des Rauchs durch die Sonde 5 bzw. durch die Sonde 6 genauer ist·

Die obige Ausführung kann abgewandelt werden. So kann insbesondere eine nicht automatische Vorrichtung zur Erwärmung des vor dem Rohr 4 liegenden Abschnitts 23 vorgesehen werden, welche z.B. die schematisch in Fig· 2 dargestellte Ausbildung hat und mit Hilfe von drei Sonden 5, 6 und 7 eingestellt wird. Wenn nämlich nicht eine fortlaufende Registrierung der Taupunktstemperatur des Rauchs vorgenommen, sondern nur diese Temperatur genau von Zeit zu Zeit festgestellt werden soll, genügt es, die Bildung der Niederschläge in dem Rohr 4 zu beobachten und sie in dem Rohr bis zu ihrem Verschwinden zum Aufsteigen zu bringen, indem man den Rauch in dem vor dem Rohr 4 liegenden Abschnitt 23 erwärmt. Die von dem Thermoelement 38 in diesem Augenblick festgestellte Temperatur ist dann die gesuchte Taupunktstemperatur.

Wenn dagegen eine fortlaufende Registrierung der Taupunktstemperatur des Rauchs gewünscht wird, wird zweekmässig eine automatische Regelung mittels einer Schaltung der

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in Pig. 2 schematisch dargestellten Art benutzt. Da alle leitungen 22, 21 und 4 durchsichtig sind, kann der Benutzer jederzeit sehen, was in dem Apparat vor sich geht.

Ferner ist zu bemerken, dass die Wasserreserve 39 durch die an den Innenwänden der leitung 22 und den Aussenwänden der leitung 21 auftretenden Niederschläge gespeist wird, so dass keine Gefahr besteht, dass dem Apparat während seines selbst beliebig lange dauernden Arbeitens das für seine Regelung erforderliche Wasser fehlt. Wenn nämlich der Apparat normal arbeitet, haben diese Wände eine niedrigere Temperatur als die Taupunktstemperatur des !Rauchs.

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Claims

Patentansprüche

1·) Verfahren zur Messung des Taupunkts, insbesondere von durch die Verbrennung in einer beliebigen, z.B. gasbeheizten Anlage entstandenem Rauch, dadurch gekennzeichnet, dass eine kleine ständige Entnahme mit praktisch konstanter Strömungsmenge an einer Abzweigung des Rauchströmungskreises (1) vorgenommen wird, dass der entnommene Rauch zwischen zwei Punkten (5, 6) dadurch gekühlt wird, dass er durch eine Vorrichtung (4) geleitet wird, welche aussen auf einer niedrigeren Temperatur gehalten wird, dass Wasser an einer gegebenen Stelle der Vorrichtung niedergeschlagen wird, wobei darauf geachtet wird, dass kein Niederschlag stromungsaufwarts von dieser Stelle erfolgt, dass die an dieser Stelle (38) herrschende Temperatur gemessen wird, welche gleich der gesuchten Taupunktstemperatur ist, und dass der in die Vorrichtung eintretende Rauch soweit erwärmt wird, dass kein Niederschlag stromungsaufwarts von dieser Stelle auftritt.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Vorrichtung (4) eine feuchtigkeitsgesättigte Atmosphäre aufrechterhalten wird, z.B. mit Hilfe von flüssigem Wasser (39), we1ones praktisch auf die am Ausgang der Vorrichtung herrschende Temperatur gebraoht wird.
3·) Verfahren nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des in die Vorrichtung eintretenden Rauchs jedesmal dann herabgesetzt wird, wenn die Niederschläge sich nach strömungsabwärts von der erwähnten Stelle verschieben und Wasser den die Sättigungsfeuohtigkeit aufrecht -

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erhaltenden Einrichtungen entnommen wird.
4·) Terfahren nach einem der Ansprüche 1 bis * 3, dadurch gekennzeichnet, dass die !Temperaturunterschiede, zwischen dem Eingang (5) und dem Ausgang (6) der Vorrichtung und die ausserhalb (7) der Vorrichtung herrschende Temperatur verglichen werden, dass jede Abweichung dieser Unterschiede von den vorgesehenen Unterschieden, welche normalerweise bei Fehlen eines jeden Niederschlags oder einer jeden Zufuhr oder Verdampfung von Wasser durch die genannten Einrichtungen in der Vorrichtung auftreten, festgestellt werden, und dass die Erwärmung des Rauchs vor seinem Eintritt in die Vorrichtung erhöht oder verringert wird, je nachdem, ob ein Niederschlag oder eine Verdampfung von Wasser auftritt, um eine derartige Abweichung zu berichtigen oder möglichst klein zu halten.
5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Raiiohentnahme durch einen strömungsabwärts von der Vorrichtung vorgesehenen Ansaugeströmungskreis (29) mit konstaater Stromungsmenge erfolgt, und dass das Auftreten von Niederschlagen in diesem Ansaugeströmungskreis dadurch verhindert wird, dass der Hauch nach seinem Austritt aus der Vorrichtung erwärmt wird.
6.) Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens

nach Anspruoh 1, gekennzeichnet durch eine leitung (2) geringen Querschnitts zur Abzweigung einer bestimmten Stromungsmenge von entnommenem Rauch, eine Vorrichtung zur Kühlung des entnommenen Rauohe, welche z.B. ein Rohr (4) enthalt, durch welches der Rauch· strömt, und welches von einem ausseren Mittel umspült wird, dessen Temperatur niedriger ala die des Bauchs ist, und wenigstens eine Ihermometersonde (38). z.B. ein Thermoelement, welches" ·

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in dem Rohr in der Nähe seines Ausgangs: zur Messung der Taupunkts temperatur befestigt ist, sowie durch eine Apparatur (20) zur Erwärmung des Rauchs stromungsaufwärts von dem Rohr (4), d.h. vor dem Eintritt des Rauchs in das Rohr, welche jeden niederschlag verhindert, bevor der Rauch in dem Ausgangsabschnitt des Rohrs an die Stelle des Thermoelements (58) gelangt.
7·) Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Befeuchtungsvorrichtung zur Erzeugung des Sättigungsdampfdrucks in der Nähe des AusgangsabSchnitts des Rohrs (4), welche z.B. eine Reserve (39) von flüssigem Wasser enthält, welche auf die am Ausgang des Rohrs (4) herrschende Temperatur gebracht wird.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» gekennzeichnet durch wenigstens drei Thermometersonden (5, 6, 7), welche die Temperatur des Rauchs am Eingang des Rohrs (4) bzw. die Temperatur des Rauchs am Ausgang des Rohrs bzw· die Temperatur des äusseren Mittels aufnehmen, sowie durch eine z.B. elektronische Vergleichsvorrichtung, welche die Temperaturunterschiede dieser Sonden mit den entsprechenden vorgesehenen Unterschieden vergleicht, welche bei Fehlen eines Niederschlags oder einer Verdampfung von Wasser in der Vorrichtung auftreten, wobei etwaige Abweichungen dieser Temperaturunterschiede ausgenutzt werden, um die Erwärmung der Heizapparatur (20) zu erhöhen oder zu verringern·
9·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizapparatur einen elektrischen Heizwiderstand (20) enthält, welcher von der Ausgangsleistungsetufe eines Verstärkers (19) gespeist wird, welcher der

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erwähnten elektronischen Vorrichtung angehört, und dessen Eingangssignal zu:· den Temperaturabweichungen proportional ist.
10·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonden (5, 6, 7) Widerstandssonden sind.
11·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohr (4) in der Nahe seines Eingangs und seines Ausgangs Abschnitte aufweist, welche weniger gut wärmeleitend sind, als der mittlere Abschnitt desselben.
12·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6

bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (7) zur Messung der Aussentemperatur etwa in halber Entfernung von den beiden Enden des Rohrs (4) angeordnet ist.
13.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) gerade und z.B. lotrecht angeordnet ist.
14·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13» dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) von zwei konzentrischen leitungen (21, 22) umgeben ist, wobei der entnommene Rauch zunächst das erste Rohr (4) durchströmt, hierauf an seinem Ausgang in den Ringraum (26) zwischen dem Rohr (4) und der ersten leitung (21) kleineren Querschnitts tritt, woratf er im (Jegenstrom in dem Ringraum aufsteigt und durch entsprechende Offnungen (28), welohe an dem dem Eingangsende des Rohre (4) benachbarten Ende \ der Leitung ausgebildet sind, in den 'Ringraum (27) zwischen den beiden leitungen (21, 22) tritt, um in diesem parallel zu der Stromungsrichtung des Rauchs in

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dem inneren Rohr (4) bis in die Nähe des Austrittsendes des Rohrs abwärtszuströmen, von wo er durch eine Pumpe o*dgl. abgesaugt wird·
15») Torrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14» dadurch gekennzeichnet, dass die aussere Sonde (7) in dem ersten Ringraum (26) zwischen dem Rohr (4) und der ersten Leitung (21) kleineren Querschnitts angeordnet ist, während sich die Leitung (22) mit grosserem Querschnitt z.B. in der umgebenden Luft befindet.
16·) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungsvorrichtung durch ein Gitter (40) gebildet wird, welches in der Uähe der an dem Ausgang des Rohrs (4) liegenden Sonde (38) angeordnet ist, wobei die Befeuchtung des Gitters durch einen in einen Vorratsbehälter eintauchenden Docht (41) erfolgt.
17.) Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter an der Basis der Leitung (22) grosseren Querschnitts gebildet ist, und dass wenigstens sine Verbindungsöffnung (42) an der Basis der Leitung (21) kleineren Querschnitte vorgesehen ist, derart, dass das Wasser (39) den ganzen inneren unteren Abschnitt der durch das Rohr (4) und die beiden konzentrischen Leitungen (21, 22) gebildeten Kühlvorrichtung ausfüllt»
18.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6

bis 17» dadurch gekennzeichnet, dass ein Stöpsel (30, 31) jedes lade der au« se ran Leitung (22) grosser en Querschnitte ver- »ehliesst, wobei der obere Stöpsel (30) eine öffnung für den durchtritt des Bohre (4) aufweist·

BAD

00982S/030S

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19·) Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, da.ss der untere Stöpsel (31) eine Öffnung für den Durchtritt der elektrischen Drahte (34 bis 37) zur Verbindung mit den verschiedenen Thermometersonden (5", 6, 7, 38) aufweist, welche z.B. in einem kleinen Eohr (32) geringen Querschnitts untergebracht sind, welches über dem Wasserspiegel am fuss der Vorrichtung mündet.
20») Vorrichtung nach einem der Ansprüche β bis 19» dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (29) zur Absaugung des Rauchs am Ausgang der Vorrichtung In der Nahe des unteren Abschnitts der Vorrichtung mündet und durch die Aussenwand der Leitung (22) grosseren Durchmessers etwas über dem oberen Niveau des unteren Terschlußstopsels (31) am fuss der Leitung tritt»
21 ·) Vorrichtung nach sineia der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der vor dea Eintritt des Hauchs in ctie Vorrichtung angeordnete Heizwiderstand (20) einen Wickel in der Leitung (23) siir irJTuhr des Hauchs zu der Vorrichtung bildet.
22.) Vorrichtung nasa einem der Ansprüche β

bis 21, dadurch gekennzeichnet! dass ein Heizwiderstand (44) wenigstens einen Abschnitt der leitung (29) zur Absaugung des Bauens umgibt·

» 23·) Vorrichtung naoh, einem der Ansprüche 6 bis 22, daduroh gekennaeiohnet, dass die leitungea (31_B 22) und das Hoar (4) aus durohaiohtigcin Werkstoffen baeteheiu

24·) Torriohtung naoh einem der Λ«Sprüche 6 bis 23» Aftdoroh gofccnnieiehntil;» das« die Eingangs- und luegangeab-■ehnittf (24 bsv» 23) des lofert (4) aus Ctlaa sind.

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