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Meßsonde
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Die vorliegende Erfindung betrifft Absaugsonden zur Messung von Rauchgas
in Verbrennungsanlagen.
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Derartige Sonden bestehen aus einem Rohr, durch das Abgas abgesaugt
und Analysegeräten zugeführt wird.
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An der Spitze der Sonde befindet sich dabei ein -Temperaturfühler,
um gleichzeitig auch die Temperatur des Gases zu ermitteln. Abgastemperatur und
Gaszusammensetzung erlauben Rückschlüsse auf die Effektivität des Verbrennungsvorganges,
nach den ermittelten Werten erfolgt die Brennereinstellung. Wesentliche Voraussetzung
ist dabei, daß die Messungen im sogenannten Kernstrom erfolgen. Dieser Kernstrom
füllt nur einen Teil des Gasabzugs aus, eine weitere Eigenschaft besteht darin,
daß sein Zentrum ständig wandert, wobei ein kreisförmiger Querschnitt nur im Idealfall
anzutreffen ist. An dem relativ scharf begrenzten Rand des Kernstromes kann ein
Temperatursprung von über 1000C entstehen.
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Messungen im Grenzbereich zum umgebenden Gas verursachen somit erhebliche
Fehlinterpretationen über die Brennereinstellung.
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Erste Voraussetzung der Messung ist somit, Gewißheit darüber zu schaffen,
daß die Messung im Zentralbereich der Abgasströmung stattfindet.
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Weiterhin besteht eine gesetzliche Anforderung an derartige Meßgeräte
darin, daß 98 % des herrschenden Temperaturwertes innerhalb von 100 sec. angezeigt
werden.
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Aufgrund dieser Forderung ragen die Temperaturfühler bis zu 25 mm
aus der Sonde heraus. Wegen des relativ scharfen Randes des Kernstromes kann es
jedoch unschwer passieren, daß die Temperaturmessung selbst im Kernstrom, die Gasabsaugung
aber außerhalb stattfindet.
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Es ist daher schon vorgeschlagen worden, die Sonde rechtwinklig abzubiegen,um
Temperatur- und Abgasmessung im selben Strömungsfaden vornehmen zu können. Siehe
z.B.
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"Das Schornsteinfegerhandwerk"Heft 3,1981, S.27.
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Ein starr abgebogenes Sondenrohr weist jedoch folgende Nachteile auf.
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Um den Kernstrom zu finden, muß die Sonde durch eine oeffnung im Abzugsrohr
hin- und herbewegt werden, um das TxratunEximum zu finden.
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Gleichzeitig muß jedoch die Öffnung im Abzugsrohr der Verbrennungsanlage
gegen Umgebungsluft abgedichtet sein, damit durch diese Öffnung keine Umgebungsluft
eintreten und die Lage des Kernstromzentrums verändern kann.
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Dazu ist erforderlich, daß der üblicherweise verwendete Sondenhalter
das Sondenrohr eng und auf gewisser Länge umschließt und seinerseits abgedichtet
an der Messöffnung anliegt.
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Ein gebogenes Rohr läßt sich in eine derartige Halterung nicht einführen,
der Stand der Technik sieht daher vor, daß die Sondenhalterung schon auf dem Rohr
vormontiert ist. Diese Halterung kann jedoch nur in einer Stellung abdichten, ein
Hin- und Herschieben ist so bei abgedichtetem Rauchabzug nicht möglich.
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Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die vorstehend
geschilderten Nachteile zu vermeiden, bzw.
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bei ortsfest am Abzug angebrachtem Sondenhalter bei Verschieben falschluftfreie
Messungen zu ermöglichen.
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Die erfindungsgemäße Absaugsonde mit Temperaturfühler für Rauchgase
in Feuerungsanlagen, bestehend aus einem Rohr, in diesem liegender Anschlußleitung
an einen an der Spitze der Sonde angeordneten Temperaturfühler mit Schutzbügel ist
dadurch gekennzeichnet, daß ihr Rohr in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, die mit
einem geschlossenen Faltenbalg miteinander verbunden sind.
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Dieser Faltenbalg besteht aus bei den herrschenden Temperaturen widerstandsfähigem
Metall und ist. einstückig und flexibel aue geführt.Bei vormontiertem Sondenhalter
kann der Faltenbalg bzw. können die Rohrabschnitte fluchtend ausgerichtet werden
und durch die an die Rohrabschnitte eng anliegende und abdichtende Sondenhalterung
in das Abgas eingeführt werden.
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Der rückwärtige Rohrabschnitt ist dabei so bemessen, daß ein Einschieben
und Umbiegen des Faltenbalges möglich ist.
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Beim Einführen bis an die gegenüberliegende Wand stößt somit zuerst
die Spitze mit dem Omperaturfühleran. Durch ggf. leichtes Drehen und weiteres Einführen
wird der Faltenbalg solange gebogen, bis ein erhöhter Widerstand angezeigt,daß die
rechtwinkelige (nach unten gebogene) Lage eingenommen ist.
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Das Abbiegen nach unten in den Gasstrom kann zuverlässig dadurch unterstützt
werden, daß nach Ausstoßen des durch einen Drahtbügel geschützten Terrperaturfühlers
das sich bildende Knie des Faltenbalges nach oben geführt wird.
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Dies setzt die Anwendung einer Halterung voraus, deren Abdichtung
mindestens im Bereich um die Bohrung kugelkappenförmig und die beweglich gehaltert
ist. Eine derartige Sondenhalterung ist z.B. bekannt aus der DE-OS 29 34 426 A 1.
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Um ein Verbiegen in eine ungewünschte Richtung auszuschließen, ist
es auch möglich, die Abschnitte und den zwischen ihnen liegenden Faltenbalg mit
einer Zwangsführung zu versehen.
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Zweckmäßigerweise überragt diese die Kontur der Abschnitte nicht,
um ein problemloses Einführen in den Sondenhalter zu ermöglichen.
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Zum Schutz des Faltenbalgs gegen Beschädigung beim nach dem Einführen
in die Abzugsrohröffnung erfolgendem Anstoßen an die gegenüberliegende Rohrwand
ist vorgesehen, daß die Zwangsführung aus einer den Faltenbalg halbkreisförmig umgreifenden
Halbschale besteht, deren Vorderkante in abgebogenem Zustand der Sonde einen Anschlag
bildet.
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Der Handgriff der Sonde dient dabei als Kontrolle für die Biegerichtung.
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Das Meßergebnis kann weiterhin dadurch zuverlässiger gemacht werden,
daß in dem Griff der Sonde einKondensatabscheider angeordnet ist. Es ist dabei vorgesehen,
daß der Kondensatabscheider aus einer im Hohlkörper angeordneten, die Anschlußleitung
an den mperaturfühler umgreifenden Hülse mit endseitigen Prallplatten besteht, deren
Durchmesser etwas geringer als der innere Durchmesser des Hohlkörpers ist.
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Der Hohlkörper, bzw. der Handgriff weist erfindungsgemäße Anschlüsse
für einen Steckkontakt für den rtperaturfühler und eine oder mehrere Gasleitungen
auf, wie z.B. für CO, CO2 und gleichzeitige Rußmessungen.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Temperaturfühler
ein Widerstandsthermometer (P + 100).
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Anhand der Figuren 1 bis 3 wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.
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Fig. 1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Sonde mit dem Rohr 1 und
dessen vorderem Abschnitt 1'.
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Beide Abschnitte sind mit dem Faltenbalg hermetisch verbunden.
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Das Rohr 1 ist in einen denHohlkörper 3 bildenden Handgriff eingepaßt.
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Im Rohr 1 liegt die Anschlußleitung 4 an den Temperaturfühler 5 an.
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Im Hohlkörper 3 ist eine zweckmäßigerweise die Leitung 4 umgebende
Hülse 6 mit endseitigen Prallplatten 7 angeordnet.
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Zwischen den Rändern der Prallplatten und der inneren Oberfläche des
Hohlkörpers 3 ist ein Spalt vorgesehen.
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Beim Durchgang des Gases durch diese Spalte wird das Gas beschleunigt,
wodurch sein Druck schlagartig abfällt und sich Kondensat auf den Platten oder der
Hohlraumwandung niederschlägt.
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Mit Hilfe der Anschlüsse 8 und 9 werden Temperaturwert und Gasproben
an die Analysatoren weitergeleitet.
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Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht der Absaugsonde in nach unten abgebogenem
Zustand der Sonde.
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Der Bügel 10 überragt die Vorderkante 11 des Abschnitts 1' um etwa
das 2-fachedes Durchschnitts des Rohres 1. Der Bügel 10 schützt den Temperaturfühler
5 gegen Beschädigungen.
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Die als Anschlag 12 dienende Stirnseite der Zwangsführung des Faltenbalgs
2 bewahrt den Faltenbalg 2 beim Einführen der Sonde bis an die gegenüberliegende
Innenwand des Abzugsrohres und dem dabei vorzunehmenden Abwinkeln des vorderen Sondenteils
mit dem Rohrabschnitt 1', dem Tsweraturfühler 5 und dem Bügel 12 davor, unmittelbar
einem schädlichen Preßdruck ausgesetzt zu werden.
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Wenn der Rohrabschnitt 1' etwa rechtwinklig zum Rohr 1 nach unten
abgewinkelt worden ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung dank des senkrecht
stehenden Temperaturfühlers 5 eine genaue Ermittlung der Lage des Kernstroms und
anschließend die Entnahme einer Gasprobe exakt in dem Kernstrombereich, in dem die
Temperaturmessung vorgenommen wurde.
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