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Einrichtung zur Messung der Abgasverluste auf Grund der Siegertschen
Formel. Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur prozentualen Messung der
Abgasverluste von Feuerungen einschließlich des abgehenden Gehaltes an Kohlensäure
und sonstigen Bestandteilen. Im wesentlichen besteht das neue Verfahren darin, daß
jeder der Bestandteile, aus denen der Abgasverlust sich zusammensetzt; einen elektrischen
Strom beeinflußt, der auf eine Meßvorrichtung einwirkt, an der, ohne rechnerische
Ermittlung, die gewünschten Aufschlüsse ohne weiteres abgelesen werden können.
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Wird mit T die Temperatur der Luft bei ihrem Eintritt in die Feuerung,
mit T' die Temperatur der Rauchgase beim Verlassen des Schornsteins, mit A der Kohlensäuregehalt
der Feuergase, finit K ein Proportionalitätskoeffizient und mit P .der Prozentsatz
der Abwärme, bezogen auf den Heizwert des Brennstoffes bezeichnet, so hat man bekanntlich
die:Beziehting:
Diese Gleichung gilt für den Fall der Verbrennung von Kohlenstoff in einem Luftüberschuß,
ohne Bildung von Kohlenoxyd: - In dieser Gleichung oder in ähnlichen, beispielsweise
den Sauerstoffgehalt der Rauchgaseberücksichtigenden Gleichungen, kann man die Variablen
durch elektrische Ströme darstellen, deren Stärke sich im Verhältnis zu diesen Variablen
ändert. Diese Ströme läßt man auf elektrodynamischem Wege oder in anderer Weise
aufeinander einwirken, derart, daß ein an einer Skala entlang sich verschiebender
Zeiger den direkt ablesbaren Wert des Abgasverlustes anzeigt.
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So läßt sich z. B. der Wert Ti-T aus obiger Gleichung durch den von
einem therinoelektrischen Element gelieferten Strom von der Stärke i, der Kohlensäuregehalt
A durch einen in der Folge noch näher zu definierenden Strom von der Stärke i' zum
Ausdruck bringen. Beide Ströme können zwei in einem gleichförmigen magnetischen
Feld senkrecht zueinander angeordnete Spulen durchfließen, derart, daß das durch
diese beiden Spulen gebildete bewegliche System eine Richtung einschlägt, die von
dem Verhältnis i : i' abhängt. Ein an diesem beweglichen System befestigter, über
einer passend graduierten Skala sich bewegender Zeiger gibt dann den Wert des Abgasverlustes
an.
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Das Problem läßt sich auch graphisch-lösen, wenn man z. B. die beiden
beweglichen, die
Ströme i und i' messenden Systeme so anordnet,
daß die mit ihnen verbundenen Zeiger auf den zugehörigen Gradteilungen die Temperaturwerte
und den Gehalt an Kohlensäure und in ihrem Kreuzungspunkte den auf Kurven gleicher
Wärmeverluste bezogenen Betrag des entsprechenden Wärmeverlustes anzeigen.
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Abb. i bezieht sich auf diese Darstellungsweise.
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i und, 2 sind die Stromkreise der Ströme i und 1'. 3 und 4. sind die
zur Messung dieser Ströme dienenden beweglichen Systeme. und 6 sind die in parallel
zueinander verlaufenden Ebenen beweglichen Zeiger: Mit 7 ist die Temperatur-, mit
8 die Kohlensäureskala bezeichnet. Zwischen den Kurven 9 befinden sich die Zonen
der charakteristischen Werte der Wärmeverluste.
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Die elektrische Darstellung des Kohlensäuregehaltes der Rauchgase
beruht auf folgenden Erwägungen: Läßt man ein bestimmtes Volumen der Rauchgase durch
ein ebenfalls bestimmtes Volumen einer z. B. Ätznatron von konstantem Titer enthaltenden
Lösung hindurchgehen, so erzielt man in dem elektrischen Widerstand dieser Lösung.
eine Änderung, die zur Bestimmung des Kohlensäuregehaltes verwendet werden kann.
In dieser Weise kann man also einen elektrischen Strom erhalten, der von dem Kohlensäuregehalt
abhängig ist und zur Messung des Abgasverlustes verwendbar ist.
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Abb. 2 bezieht sich auf die praktische Ausübung der eben dargelegten
Verfahrensweise. In dieser Abbildung ist io ein länglicher Behälter aus Isolationsmaterial.
In diesem Behälter wird ein konstantes Volumen Natronlösung von ebenfalls konstantem
Titer gemessen. Die Natronlösung selbst wird dem Gefäß i i entnommen, in dem man
durch Zusammenpressung einer Luftbirne 13 die Flüssigkeit im Rohre ia hochdrückt.
Die Elektroden 14. und 15 dienen zur Zuführung des Stromes in den Behälter io. Der
elektrische Stromkreis umfaßt eine Stromquelle, z. B. eine aus einigen Elementen
16 bestehende Gleichstromquelle, ferner die als Widerstand dienende, aus der im
Behälter io enthaltenen Lösung bestehende Kolonne, außerdem ein Amperemeter 17 und
einen Unterbrecher 18. Das Gaszuführungsrohr i9 mündet in den unteren Teil des Behälters
io und ist mit dem Behälter 2o verbunden, in welchem die Feuergase über das Rohr
z3 eingesaugt werden, um darauf über den Dreiweghahn 21 in den Behälter io hinübergedrückt
zu werden. Dieses Hinüberdrücken erfolgt mittels einer auf der Zeichnung nicht dargestellten
Vorrichtung, die über das biegsame Rohr 22 mit dem Behälter 2o verbunden ist.
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Den Abb. i und 2 ist der Stromkreis :2 zur elektrischen Messung des
Kohlensäuregehaltes gemeinsam. Das Amperemeter 17 ist in Abb. i durch das bewegliche
System 4. veranschaulicht, welches außerdem zur Bestimmung des Wärmeverlustes dient.
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Um diese Einrichtung zu benutzen, wird zunächst der Stromkreis über
die Natronlösung geschlossen und hierbei die Empfindlichkeit der elektrischen Vorrichtung
so beeinflußt, däß der Zeiger sich auf den Nullpunkt der Kohlensäureskala einstellt.
Sodann wird ein bestimmtes Volumen Rauchgase entnommen, das man durch die Lösung
hindurchschickt. Bei nochmaligem Schließen des elektrischen Stromkreises werden
nunmehr an der elektrischen Meßeinrichtung der Kohlensäuregehalt, sowie die Temperatur,
und an dem Kreuzungspunkte der beiden Zeiger der Prozentgehalt des Abgasverlustes
direkt abgelesen.
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Zur Vereinfachung des Apparates kann man ein einziges Galvanometer
mit beweglicher Scheibe benutzen. Die Scheibe trägt -eine Skala für die Temperaturen
und eine Skala für den Kohlensäuregehalt. Dieses Instrument wird mittels eines Kommutators
an beide Stromkreise geschaltet. Ein am Galvanometer vorgesehener, durch einen gerändel-.ten
Knopf von außen bewegbarer zusätzlicher Zeiger dient zur Darstellung eines der Faktoren.
Der Kreuzungspunkt der beiden Zeiger gibt den Wärmeverlust an.