DE3220841C2 - Bombenkalorimeter - Google Patents

Abstract

Bei einem Bombenkalorimeter können der Innenkessel und die Bombe, in welcher ein zu untersuchender Stoff zur Verbrennung gebracht wird, einen wenigstens teilweise entfernbaren Materialüberschuß aufweisen, um die Masse des Innenkessels bzw. der Bombe auf einen ganz genauen Wert zu bringen. Dadurch ist es dann später möglich, nicht gemeinsam kalibrierte Innenkessel und Bomben untereinander auszutauschen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bombenkalorimeter zur Ermittlung des Brennwertes von festen oder flüssigen Stoffen, insbesondere von Brennstoffen, mit einer den zu untersuchenden Stoff aufnehmenden, eine Zündvorrichtung aufweisenden Bombe und einem Innenkessel, der mit Wasser gefüllt während der Messung die Bombe enthält und vorzugsweise seinerseits von einem isothermen oder adiabatischen Wassermantel umgeben ist.

Derartige Bombenkalorimeter sind bekannt. Dabei wird der Brennwert über einen Temperaturanstieg des Innenkesselwassers ermittelt. Die Temperaturmessungen des Innenkesselwassers müssen also mit großer Sorgfalt durchgeführt werden, um die geforderte Meßfehlertoleranz von z. B. nur 0,1% nicht zu überschreiten. Da der Fehler der Einwaage des Wassers und der Fehler der Temperaturmessung nicht beliebig klein zu realisieren sind, muß besonderer Wert bei der Kalibrierung des Kalorimetersystemes selbst auf die exakte Bestimmung der Wärmekapazität dieses Systemes gelegt werden.

Dominierend sind hierbei die Wärmekapazität des mit Wasser gefüllten Innenkessels und die der Bombe. Häufig ist es erwünscht, mehrere Bomben verwenden zu können, wobei bisher jede Bombe neu in das zugehörige Kalorimetersystem einkalibriert werden muß. Die sich ergebenden unterschiedlichen Wärmekapazitäten werden dann in der entsprechenden Berechnung berücksichtigt Dasselbe gilt bei der Verwendung mehrerer Innenkessel.

Es hat sich demgemäß erwiesen, daß bei der Verwendung mehrerer Kalorimetersysteme, mehrerer Bomben und mehrerer Innenkessel nicht nur die Kalibrierung sehr aufwendig ist sondern auch an die Sorgfalt des Bedieners höchste Ansprüche gestellt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, beliebige Kombinationen von Bomben und Innenkesseln ohne Reduzierung der erforderlichen Meßgenauigkeit zu ermöglichen, ohne daß jeweils eine neue Kalibrierung erforderlich ist oder ohne daß Kennzeichnungen an den Bomben anzubringen sind, um die richtige Bombe dem richtigen Innenkessel zuordnen zu können. Es soll erreicht werden, daß mehrere Innenkessel und Bomben jeweils untereinander kompatibel bzw. austauschbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bombenkalorimeter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Bombe uiid/oder der Innenkessel einen wenigstens teilweise entfernbaren Materialüberschuß aufweist. Da das Wasser für den Innenkessel auf 0,1 g genau eingewogen werden kann und sich die Wärmekapazität des Innenkessels aus der Wärmekapazität des leeren Innenkessels und des eingefüllten Wassers additiv ergibt, ist es erfindungsgemäß nun möglich, das Gewicht des leeren Innenkessels trotz Fertigungstoleranzen od. dgl. nachträglich sehr präzise und genau auf einen gewünschten Wert zu bringen, indem der erfindungsgemäß vorgesehene Materialüberschuß teilweise entfernt wird, bis genau das gewünschte Gewicht erreicht wird. Dasselbe kann bei der Bombe geschehen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Vor allem bei Kombination einzelner oder aller Maßnahmen der Ansprüche ergibt sich ein Bombenkalorimeter, bei dem alle Innenkessel und Bomben austauschbar sind, weil sie jeweils die gleiche Wärmekapazität haben. Aufwendige Kennzeichnungen und Zuordnungen von Bomben zu bestimmten Innenkesseln mit eventuell aufwendigen optischen Abtasteinrichtungen werden ebenso vermieden, wie immer wieder erforderliche Neu-Kalibrierungen.

Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt in schematisierter Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Innenkessel mit einem darin befindlichen Bombenfuß zum Aufstellen der Bombe und

F i g. 2 eine Seitenansicht der Bombe.

Zu einem nicht näher dargestellten Bombenkalorimeter gehört in bekannter Weise ein Innenkessel 1, in dem die Bombe 2 eingestellt werden kann. Zusätzlich können in diesen Innenkessel 1 Temperaturmeßgeräte, Rührer od. dgl. eingreifen. Der Abstand zwischen der Innenwand des Innenkessels 1 und der Bombe 2 ist mit einer genau dosierten Wassermenge gefüllt.

Um nun sowohl für die Bombe als auch für den Innenkessel eine genaue Wärmekapazität zu erreichen, so daß mehrere Innenkcssel I und Bomben 2 untereinan-

der gemeinsam verwendet bzw. gegeneinander ausgetauscht werden können, ohne daß die gesamte Wärmekapazität des Systemes beeinträchtigt wird, ist in dem Ausführungsbeispiel sowohl an der Bombe 2 als auch an dem Innenkessel 1 in noch zu beschreibender Weise ein wenigstens teilweise entfernbarer Materialüberschuß vorgesehen.

In Fig. 1 erkennt man im Innenkessel 1 einen Bombenfuß 3 zum Aufstellen der Bombe 2, der den Materialüberschuß des Jfinenkessels 1 aufweist

Der Materialüberschuß der Bombe 2 ist vorzugsweise an deren Boden 4 vorgesehen.

In beiden Fällen kann der Materialüberschuß durch spanende Verformung, insbesondere durch Abdrehen, Fräsen oder gegebenenfalls durch Bohren wenigstens teilweise entfernbar sein. Es ist leicht erkennbar, daß z. B. der Boden 4 der Bombe 2 ohne große Probleme um einen geringen Betrag abgedreht werden kann.

Der Bombenfuß 3 ist zweckmäßigerweise im Innenkessel 1 fest angebracht und seine Masse kann durch Aufbohren seines Bodens 5 und/oder durch Abtragen seines Randes 6 verringerbar sein. Man erkennt im Boden 5 des Bombenfußes 3 eine Öffnung 7, u'ie für den gewünschten Gewichtsabgleich beispielsweise vergrößert werden kann. Am Rand 6 ist angedeutet, daß dort Zähne oder Ausnehmungen 8 angebracht werden können oder aber daß der gesamte Rand 6 einfach in seiner Höhe vermindert werden kann. Die feste Anbringung des Bombenfußes 3 im Innenkessel 1 hat dabei den erheblichen Vorteil, daß sichergestellt ist, daß i.nmer der richtige Bombenfuß zu dem richtigen Innenkessel zur Verfügung steht und nicht etwa Verwechslungen oder gar ein Verlust eines genau angepaßten Bombenfußes 3 auftreten kann.

Der Boden 4 der Bombe 2 ist so dick gewählt, daß an ihm ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere ein Drehstahl ansetzbar ist. Es ist aber auch möglich, daß der Boden zumindest einen Überstand, z. B. einen überstehenden Rand od. dgl. aufweist, so daß an diesem Überstand das Zerspanungswerkzeug ansetzbar wäre.

Es sei ferner erwähnt, daß die möglichen Ansatzstellen für ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere für einen an dem Bombenfuß anzusetzenden Bohrer od. dgl. vorbestimmt oder vormarkiert, vorzugsweise angekörnt sein können. Dadurch wird bei der Fertigung der gewünschte Gewichtsausgleich erleichtert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bombenkalorimeter zur Ermittlung des Brennwertes von festen oder flüssigen Stoffen, insbesondere Brennstoffen, mit einer den Stoff aufnehmenden, eine Zündvorrichtung aufweisenden Bombe und einem Innenkessel, der mit Wasser gefüllt während der Messung die Bombe enthält und vorzugsweise seinerseits von einem isothermen oder adiabatischen Wassermantel umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombe (2) und/oder der Innenkessel (1) einen wenigstens teilweise entfernbaren Materialüberschuß aufweist

2. Bombenkalorimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenkessel (1) ein Bombenfuß (3) zum Aufstellen der Bombe (2) vorgesehen ist, der den Materialüberschuß aufweist

3. Bombenkalorimeter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialüberschuß der Bombe (2) an deren Boden (4) vorgesehen ist.

4. Bombenkalorimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialüberschuß durch spanende Verformung insbesondere durch Abdrehen, Fräsen oder Bohren wenigstens teilweise entfernbar ist.

5. Bombenkalorimeter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bombenfuß (3) im Innenkessel (1) fest angebracht und seine Masse durch Anoder Aufbohren seines Bodens (5) und/oder wenigstens teilweises Abtragen seines Randes (6) verringerbar ist.

6. Bombenkalorimetei nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden . *) der Bombe (2) so dick gewählt ist und/oder einen Überstand, z. B. einen überstehenden Rand, aufweist, so daß am Boden (4) oder dem Überstand ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere ein Drehstahl ansetzbar ist.

7. Bombenkalorimeter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die möglichen Ansatzstellen für ein Zerspanungswerkzeug, insbesondere für einen an dem Bombenfuß (3) anzusetzenden Bohrer vorbestimmt oder vormarkiert, vorzugsweise angekörnt ist.