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Verfahren zum Messen des Heizwerts brennbarer Stoffe. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen des Heizwerts brennbarer Stoffe, insbesondere
Gase, durch Verbrennen des Versuchsgases unter Wärmeaustausch mit einem Kühlmittel,
beispielsweise Luft.
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Der Heizwert eines Gases ist
worin W die in der Zeiteinheit verbrauchte Kühlluftmenge, G die in gleicher Zeit
@verbrauchte Gasmenge, t B die Zufluß- uns t o die Abflußtemperatur
des Kühlmittels ist.
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Nach der Erfindung wird nur ein Teil L1'' der Gesamtmenge
11' der Kühlluft zur Aufnahine der Verbrennungswä rine, der andere Teil W"
als _Verbrennungsluft benutzt. Das Verhältnis dieser beiden Teile zueinander, lY'(YY",
ist konstant, glas Verhältnis der Gesamtmenge W der Kühlluft zur M°nge G des Versuchsgases
dagege:1 veränderlich. Das Verhältnis IVIG, das R heißen möge, wird zur Heizwertmessung
benutzt. Es wird bei der Untersuchung eines bestimmten Körpers, beispielsweise eines
Gases, so geregelt, daß die Temperaturzunahme T--, wie der Ausdruck (t
o - t B) genannt sei, unverändert bleibt, solange der Heizwert des Gases
sich nicht ändert. Für jedes Gas gibt es eine bestimmte Einstellung der Vorrichtung
auf das Verhältnis R, das dem Heizwert des Gases entspricht. Ändert sich der Heizwert,
so muß das Verhältiris R einen anderen Wert erhalten, damit Tz wieder konstant wird.
Die Art und Größe der erforderlichen Regelung gibt ein genaues Maß für die Änderung
des Verhältnisses R und damit für die Änderung des Heizwertes H. Die Vorrichtung
zeichnet selbsttätig den jeweiligen Wert des Verhältnisses R auf, das beispielsweise
in Wärmeeinheiten umgerechnet werden kann, so daß man den jeweiligen Heizwert unmittelbar
abliest.
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Von .dem bekannten Verfahren Linterscheiclet sich das vorliegende
Verfahren dadurch, (laß ]"ei jenem Größen geinesscn werden. nämlich die Gasmenge
G oder ilie Temperaturzunahme Tz. ?Nach der Erfindundagegen wird .das Verhältnis
R der leiden Größen f' und G gemessen. Bei lein bekannten Verfahren wir.l .der Heizwert
falsch angegeben. wenn eine der Größen, die konstant sein sollten, infolge von St#3rungen
nicht konstant sind. Wenn beispielsweise bei lein erstgenannten Verfahren elic Kühlinittelinenge
ff'
sich ändert, so ist das aufgezeichnete Ergebnis notwendig falsch, obgleich
die Gasmenge G richtig gemessen wird, denn las Ergebnis beruht ja auf der Voraussetzung,
daß Ti' konsLant ist. ' Beim Verfahren nach der Erfindung sind dagegen solche Störungen
ohne Einfluß auf die Richtigkeit des Ergebnisses. Wenn hier beispielsweise die Kühlmittelinenge
W sich infolge einer Störung ändert, wird auch die Temperaturzunahme Tz eine andere.
Sobald dies eintritt, ändert aber die Vorrichtung selbsttätig das Verhältnis R so
ab, ciaß die Temperaturzunahme Tz wieder .den alten Wert annimmt, und zeichnet den
Heizwert nach wie vor richtig auf, da Ja das Verhältnis R den neuen Umständen entsprechend
geregelt worden ist. Das Verfahren nach der Erfindung ist demnach durchaus sicher
vor zufälligen Störungen.
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Auf der Zeichnung ist ein -'#usfiihrungsl>e:-spiel eines Heizwertmessers
dargestellt, der nach lem vorliegenden Verfahren arbeitet. Der Messer soll den F1eizwert
eines Gases bestimmen.
Als Kn ilmittel wird Luft verwendet. Im vorliegenden
Falle wird jedoch nicht die gesamte Kühlluftinenge W als Kühlmittel außen am Brenner
vorübergeführt, son-(lern ein Teil l`Y' der Kühlluft wird abgezweigt und als Verbaennungsluft
in den Brenner geleitet.
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Das Versuchsgas wird .durch eine Punipe 5, die Verbrennun,gs- und
Kühlluft werden durch Pumpen 6 und 7 aus einem Behälter 8 mit Wasserverscliluß angesogen.
Das Versuchsaas wird der Pumpe 5 durch ein Rohr 13 zugeleitet und durch ein Rohr
2 zum Brenner i gefördert. Vor dein Brenner vermischt sich das Gas mit der :durch
das Druckrclir 3 der Pumpe 6 hinzutretenden Verbrennungsluft. Die eigentliche Kffilluft
geht von der Pumpe ; durch ein Röhr 4 zum Brenner i.
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Der Antrieb,der drei Pumpen erfolgt durch einen Elektromotor 9, der
die gemeinsame Welle der Pumpen 6 und 7 durch eine feste Zahnradübersetzung antreibt.
Auf einer Welle des Übersetzungsgetriebes ist ein. Reibkegel io angebracht, .dem
ein mit der Welle der Pumpe 5 gekuppelter Reibkegel i i gegenübersteht. Die beiden
Kegel arbeiten mit einer Reibrolle 12 zusammen, die durch eine auf einer Schraubenspindel
30 sitzende Mutter in und her geschoben werden kann. In dieser Weise kann
das Übersetzungsverhältnis zwischen dein Motor 9 und der Gaspumpe ,5 abgeändert
werden. Die Pumpe 5 hat also eine veränderliche Übersetzung, während die Pumpen
6 und- 7 eine feste Übersetzung haben. Man könnte auch umgekehrt diesen beiden Pumpen
eine veränderliche, der Pumpe 5 dagegen eine feste Übersetzung geben, auch kommt
es natürlich nicht darauf an, wie die veränderliche Übersetzung eingestellt wird.
Wesentlich ist nur, d:aß es möglich ist, das Verhältnis R zu regeln.
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Am Brenner i sind Widerstandsther#noineter i9 und 2o angebracht, und
zwar so, daß i9 die Temperatur .der kalten Kühlluft am Eintritt in den Brenner,
2o die der erwärmten aus dem Brenner abziehenden Kühlluft mißt.
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Die Wid:erstandstherniometer stehen mit einer Einrichtung in Verbindung;
die von den Thermometern; gesteuert wird und (dabei das Übersetzungsverhältnis der
mit veränderlicher Übersetzung arbeitenden Pumpe oder Pumpen, im Falle der Gaspumpe
5, so regelt, daß :die Temperaturzuna'hm:e T- des Kühlmittels konstant bleibt. Die
Einrichtung umfaßt hier einen Trommelschalter 25 auf der Weile des Kegels io, einen
Kontakt 23 und eine Wheatstonescli.e Brücke 33, 34. Diese Teile stehen mit einem
elektrisch betriebenen Klinkenineelianismwsl26, 27 und 28 sowie mit einer Aufzeichnungsvorrichtung
29 in Verbindung. Mittels dieser wird der gemessene Heizwert des Versuchsgases auf
einem ständig ablaufenden Papierstreifen aufgezeichnet.
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So lange der Heizwert des Versuchsgases nicht von :dem Wert abweicht,
auf ,den die Vorrichtung vor ein Versuch eingestellt worden ist, zeichnet der Schreibstift
der Vorrichtung 29 eine gerade Linie auf dem Papierstreifen auf. Die Temperaturzunähine
TN des Kühlmittels bleibt unverändert, die Wheatstonesche Brücke 33, 34 bleibt im
Gleichgewicht und der Mechanismus 26, 27 und 28 in Ruhe. Ändert sich dagegen der
Heizwert des Versuchsgases, so -weicht die Teinperaturzunahnie Tz von dem vorgeschriebenen
konstanten Wert nach oben oder unten ab, das Gleichgeivicht der Wheatstoneschen
Brücke wird gestört und d:er Mechanismus 26, 27, 28 dreht die Spindel
30 so lange, bis das übersetzungaverhältnis des Antriebs der Pumpe 5 dem
neuen Heizwert angepaßt, (i. h. so geregelt ist, daß die Temperaturzunahme Tz wie-der
den früheren Wert annimmt. Durch diese Regelung der Übersetzung wird offenbar das
Verhältnis R verändert. Sobald die den neuen Verhäl'tnissen entsprechende Änderung
bewirkt ist, kommt die Brücke 33, 34 wieder ins Gleichgewicht und die Drehung der
Spindel 30 hört auf. Die Änderung .des Verhältnisses R ist offenbar ein Maß
für die #.nderung des Heizwertes. Zweckmäßig wird .sie so .aufgezeichnet, daß sie
unmittelbar den neuen Heizwert angibt.