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Schlagwetteranzeiger. Der allein iin Bergbau eingeführte Schlagwetteranzeiger
ist die normal mit Benzin oder Alkohol betriebene Davlsche Sicherheitsgrubenlampe.
Dieser Anzeiger zeigt durch die auftretende Aureole Grubengasbeimengung bereits
in Höhe von i Prozent an. Er ist stets betriebsbereit und leicht transportabel,
genügt demnach den hauptsächlichsten, von der Praxis gestellten Bedingungen für
einen Schlagwetteranzeiger. Die Grubenlampe hat aber den Nachteil, daß sie nicht
unbedingt schlagwettersicher ist, d. h. unter ungünstigen Umständen kann sie selbst
zur Entzündung der Schlagwetter Veranlassung beben. Wegen dieser stetigen Gefahr
sind teilweise statt der normalen mit Benzin oder Alkohol gespeisten Grubenlampen
elektrische Grubenlampen eingeführt worden, die unbedingt schlagwettersicher sind.
Dieselben haben aber den Nachteil, daß sie nicht mehr als Schlagwetteranzeiger benutzt
«erden können. und daß in solchen Gruben, in welchen die elektrische Grubenlampe
eingeführt ist. außerdem noch Benzin- oder Alkoholgrubenlampen benutzt werden müssen
ober aber ein besonderer Schlagwetteranzeiger benutzt werden mufi. Da der erstere
Weg aber Gefahren finit sich bringt, ist der zweite Weg das zu erstrebende Ziel.
Dieses Ziel soll durch die vorliegende Erhndunerreicht werden.
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Es ist allgemein bekannt, daß gewisse Metalle, wie Platin, Palladium
und auch andere Körper, die Eigenschaft haben, leichte Gase, wie Wasserstoff, 1Iethan,
aufzunehmen. Da bei der Aufnahme dieser Gase eine sehr starke Volumenverminderung
der Gase eintritt, ist die Aufnahme mit einer Wärmeerzeugung verbunden und deswegen
mit einer Erwärmung des aufsaugenden Körpers. )Penn der Körper mit Gasen gesättigt
ist, tritt keine weitere Erwärmung ein; die erzeugte Wärme wird an die Umgebung
abgegeben, und der Körper nimmt wieder die Temperatur der Umgebung an. Bringt man
z. B. einen Platindraht in reinen Wasserstoff, so tritt für eine kurze Zeit die
Erwärmung ein, aber bereits nach einer halben Minute hat er wieder die Temperatur
der Umgebung.
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Von dieser Erwärmung zu unterscheiden ist die Erwärmung. die durch
Verbrennung der Gase, d. h. durch deren Verbindung mit Sauerstoff, entsteht. Ist
nämlich der aufsaugende Körper bis zur Verbrennungstemperatur der Gase vorerwärrnt
und hinreichend Sauerstoff vorhanden, so verbrennt das an der Oberfläche des Körpers
angesammelte Gas durch Verbindung mit dem Sauerstoff unter Wärmeerzeu#,-tnig. Da
durch die Verbrennung des Gase: es einerseits niemals zur Sättigung' des 3@ürhers
mit Gas kommt, andererseits dauernd Wärme erzeugt wird. wird durch diesen Vorgang
der Draht dauernd erwärmt.
Diese dauernde Erwärmung kann natürlich
niemals in einem reinen Gase eintreten, sondern nur in einem Gemisch des Gases mit
Sauerstoff. Die Verbrennung wird am stärksten, wenn das Gemisch so beschaffen ist,
daß eine vollkommene chemische Umwandlung stattfinden kann. Eine Verbrennung und
damit eine Erwärmung findet nicht statt bei einem Gemisch, in welchem entweder das
Gas oder der Sauerstoff in hoher Konzentration vorhanden ist. Das Seltsame ist nun,
daß diese Verbrennung der Gase bereits bei einer Temperatur erfolgt, bei welcher
die Gase sich noch nicht entzünden, d. h. mit merklicher Flamme abbrennen. Bei geeigneter
Wahl des Katalysators liegt sogar die Temperatur, bei welcher die Verbrennung einsetzt,
tiefer als die Temperatur, die zu einem sichtbaren Glühen führt. Dies ist z. B.
schon der Fall, wenn bei -Wasserstoff ein reiner Platindraht verwandt wird, an dem
schon bei einer Temperatur von 2,o'- eine dauernde Verbrennung eintritt.
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Auf dieser eigentümlichen Eigenschaft Gase stark aufnehmender Körper
beruht die vorliegende Erfindung. Sie besteht im wesentlichen darin, daß ein Grubengas
absorbierender Körper durch den elektrischen Strom gerade so weit vorgewärnlt wird,
daß er noch nicht merklich sichtbar glüht, sondern erst beim Hinzutreten Grubengas
enthaltender Luft mit etwa i Prozent Grubengasbeimengung in sichtbare Rotglut gerät.
Das Sichtbarwerden des absorbierenden Körpers ist daher ein vorzügliches Anzeichen
für das Vorhandensein von Grubengas. Bei Zunahme des Prozentgehaltes der Grubengasbeimengung
nimmt natürlich auch die Temperatur des absorbierenden Körpers zu und damit die
Stärke der Glut, die eine genügend genaue Abschätzung der Höhe des Prozentgehaltes
an Grubengasen ermöglicht. Bei geeigneter Anordnung läßt es sich erreichen, daß
schon bei io Prozent Grubengas Weißglut erzielt wird. Diese' Weißglut bringt das
Grubengas zur Entzündung, und durch die Verbrennung entsteht Kohlensäure und Wasserdampf.
Die Folge davon ist, daß die Temperatur des absorbierenden Körpers wieder abnimmt.
Es zeit sich demnach ein Prozentgehalt von Grubengas über io Prozent durch ständiges
Auf-und Abflackern des Glühkörpers an. Bei sehr starkem Prozentgehalt der Luft an
Grubengas verläuft die Erscheinung unter Umständen derartig, daß der Draht zunächst
hell aufglüht, dann aber wieder vollkommen dunkel wird und erkaltet. Das ist dann
der Fall, wenn der Prozentsatz an Grubengas so grob ist, daß der Sauerstoff der
Luft nicht mehr zur Verbrennung genügt. Wird der Anzeigeapparat aus der hochprozentigen
Grubengasmischung herausgenommen, so leuchtet er noch einmal hell auf, sobald reine
Luft hinreichend Zutritt zum Glühkörper bekommen hat.
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Um den absorbierenden Körper auf bequeme Weise vorwärmen zu können
und ihn gleichzeitig möglichst empfindlich zu machen, wird er am besten in die Form
eines sehr dünnen Drahtes oder auch Bandes gebracht, denn je dünner der Draht oder
das Band ist, desto größer ist die gasabsorbierende Oberfläche relativ zum ,Querschnitt.
Dabei ist erforderlich, daß für den absorbierenden Körper ein Material gewählt wird,
welches nicht bei Weißglut schmilzt, sondern die hohe Temperatur aushält, die bei
startrein Grubengasgehalt auftreten kann. Die Erwärmung, die durch die Aufnahme
und Verbrennung des Grubengases eintritt, bewirkt eine Widerstandserhöhung des Drahtes
und setzt dadurch den elektrischen Strom und die Wärmewirkung desselben herab. Um
diese schädliche Wirkung wenigstens teilweise aufzuheben, ist es vorteilhaft, dem
Glühdraht einen @Viderstand vorzuschalten, der die Stromstärke auch bei einer Widerstandsänderung
des Glühdrahtes möglichst konstant hält.
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Naturgemäß darf der Draht oder das Band nicht wie in einer gewöhnlichen
Glühlampe in einem vollkommen abgeschlossenen Raum liegen, sondern es muß die .äußere
Luft leicht Zugang zu dem Körper besitzen. Andererseits muß aber mit unbedingter
Sicherheit dafür gesorgt «erden, daß auf keinen Fall eine Zündung der Grubengase
durch den aufglühenden Körper stattfinden kann. Dies kann dadurch geschehen, daß
der, Glühkörper in einem Raum angebracht ist, in welchen die Luft durch dichte Drahtnetze
eintreten kann, die ihrerseits: «vie bei der Davwschen Sicherheitslampe. das Durchschlagen
der Explosion verhindern. Da indessen diese Drahtnetze nicht unbedingt sicher sind,
so kann die Sicherheit erhöht werden dadurch, statt der Drahtnetze starke gasdurchlässige
Tone o. d-1., wie sie als Filtriersteine o._dgl. bereit Verwendung finden, benutzt
werden. Derartige gasdurchlässige natürliche oder künstliclte Steine besitzen ungemein
feine Durclilaßkanäle, durch welche (las Gas zwar durchdringen kann, besonders leicht
das Grubengas, durch die aber bei der geringen W.ärtneleitfähigkeit des Gesteins
es niemals möglich ist, eine Flamme zutn Durchlag zu brin-en.
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Damit der Glühkörper möglichst schnell finit den Grubengasen in Berührung
konlnlt. ist es z@@eckm@ilü" dal3 die durchlassenden Drahtnetze oder Tone oberhalb
und unterhalb des Glühkörper; angeordnet sind, so da(.') infol"e der Wiirmecnt%\-icklung
des Glühkörpers ein dauernder Luftstrom entsteht.
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Da im Bergwerk die Iier@@@crkslanipe der
am meisten
benötigte und jedermann vertraute Apparat ist, ist es entschieden vortei:1l,aft,
den Schlagwetteranzeiger ebenfalls in die Form einer Bergwerkslampe zu bringen.
Aus dem Grunde wird in der vorliegenden Erfindung eine gewöhnliche elektrische Bergwerkslampe
dadurch zu einem Schlagwetteranzeiger abgeändert, daß lediglich an Stelle der Glühbirne
der oben beschriebene GliU!r-örper mit seiner Umschließung benutzt wird'. Derselbe
Akkumulator, welcher für gewöhnlich zur Betätigung der Glühbirne dient, dient
bei dem Schlagwetteranzeiger zur \'orw-zmung des Glühkörpers. Wenn ge-«-ün--i-ht
wird, daß der Bergmann nicht nebeneinam:Der eine Lampe für Beleuchtungszwecke und
Ute zweite Lampe als Schlagw etteran-@ zeigen mit sich tragen muß, können beide
Apparate miteinander vereinigt werden, und es karr, um den Akkumulator nicht ungleichmäßig
zu belasten, vorgesehen werden, daß wahlweise die Glühbirne oder der als Schlag-
. wetteranzeiger dienende Glühkörper angeschaltet< wird. Dieser letztere ist
schon deshalb wr cteilhaft, weil es zu empfehlen ist, bei ung von schlagenden Wettern
den Raum --«z verdunkeln. um das leiseste Aufglüheün des anzeigenden Glühkörpers
zu erkenner<,..
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Ein #klilagwetteranzeiger gemäß der Erfindung ä*t in der Zeichnung
in Gestalt der üblichem Jektrischen Grubenlampe beispielsweise Ai bestellt. -G ir-t
rme Glühbirne üblicher Form, bei der aber -u Glasglocke durchlöchert ist und an
Stelle #lef normalen Glühlampendrahtes ein starb. h-mt-lytisch wirkender Draht vorhanden
ist. Glühbirne wird in gewohnter Weise in eine 1ruF@ung eingesetzt Emd durch diese
dem GIü@R:rt der Strom zugeführt. ,Die Birne beI5C%et sich in einem durch einen
Glaszyiibx,er fIl gebildeten Raum, der oben und unte.#r, Lir:ch stark poröse Steine
S und S' abgr acUr@en ist. Zwischen den Steinen und detm (1'ibszylinder sind Dichtungsringe
D zwei kraus Asbest angeordnet. Die Teile sind al'Juz=.7i ein in der Mitte metallenes
Mante1s:jüi2:lk..=;,velches mehrfach durchbrochen ist, zusmrrzhalten. Der untere
Stein S' ruht mittel#7 is ringförmigen Zwischenstückes Z auä ein,i-r :ni der Zeichnung
nicht mehr ersichtlici'h#u:i (rundplatte, damit das Gasgemisch , von ,?:;un in den
Verbrennungsraum eindrirrg;kzam.
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Dik-- Stiesnstärke des im Untersatz der ' Lamrp)t# 'tte#lhdlichen
Akkumulators bzw. der Widerstand des Glühdrahtes G ist so bemessen, daß letzterer
durch den Strom auf eine Temperatur gebracht -wird, bei der er noch keine sichtbaren
Strahlen aussendet, in einem vollständig dunklen Raum mithin nicht sichtbar ist.
Sind der Luft aber in diesem Raum ein oder zwei Prozent verbrennbare Gase beigemischt,
so wird der Draht schwach rotglühend, und je höher die Beimengung des verbrennbaren
Gases ist, um so stärker wird er glühend. Steigt der Prozentgehalt auf etwa io Prozent,
so wird der Draht so warm, daß das Gas sich in dem Verbrennungsraum entzündet und
mit geräuschloser, ruhiger Flamme schnell abbrennt. Hierbei erlischt der Glühdraht,
glüht aber nach einiger Zeit wieder sichtbar auf, und der Verbrennungsvorgang wiederholt
sich, bis das Gasgemisch sich ,ändert. Bei einem Gehalt brennbarer Gase in der Luft
von 40 Prozent und mehr glüht der Draht nur einmal hell auf und bleibt dann dauernd
dunkel.