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Vorrichtung zur Messung des Schornsteinverlustes, welche das Produkt
aus der Anzeige eines Kohlensäureschreibers und dem Reziprokwert der Anzeige eines
Temperaturmessers angibt. Die üblichen Vorrichtungen zur dauernden Prüfung des Verbrennungsvorganges
arbeiten nach der bekannten Siegertschen Formel
in welcher k der tatsächliche C02-Gehalt der Rauchgase und 0 t der Temperaturunterschied
von Rauchgas und Eintrittsluft ist. Die Anzeige erfolgt bei diesen Vorrichtungen
entweder mittels eines Kohlensäuremessers, dessen Zeiger gleichzeitig über mehrere
für verschiedene Temperaturen geeichte Skalen spielt und daher nur ungenaue A,blesungen
bei gesondert erforderlicher Messung der Abgastemperatur gestattet, ioder mittels
zweier Meßinstrumente
für den Kohlensäuregehalt und für den Temperaturunterschied,
deren sich überkreuzende Zeiger durch ihren Schnittpunkt auf einer eigens eingerichteten
Kurventafel die gewünschten Angaben liefern. Die auf 'der Siegertschen Formel beruhenden
Vorrichtungen geben nun aber keine einwandfreie Anzeige des sogenannten Schornsteinverlustes
in allen solchen Fällen, in welchen die Abgase einen hohen Gehalt an unverbrannten
Bestandteilen oder an Wasserdampf aufweisen, welch letzterer insbesondere einen
vom Kohlensäuregehalt -k durchaus unabhängigen Abwärmeverlusterzeugt.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird zunächst die Messung des
Kohlensäuregehalts dadurch zu einem eindeutigen Maßstab des Luftüberschusses gemacht,
daß die Rauchgase vor der Messung einer Nachverbrennung unterzogen werden, so daß
aller vorhandener Kohlenstoff in Kohlensäure übergeht. Es tritt also an die Stelle
des Ausdrucks
.ein Wert in welchem cl eine Konstante und k,t
den Kohlensäuregehalt nach erfolgter Nachverbrennung bedeute. Die neue Vorrichtung
ist ferner so eingerichtet, daß zu diesem Ausdruck selbsttätig noch eine den Wasserdampf
berücksichtigende Konstante W addiert wird. Die zur Nachverbrennung dienende' Vorrichtung
kann gegebenenfalls zugleich als Meßvorrichtung zur Feststellung des Gehalts an
unverbrannten Bestandteilen, dienen.
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In letzterem Falle kann eine weitere Verbesserung der Meßanzeige noch
dadurch erzielt werden, daß zum Ausdruck C:, t für den Temperaturunterschied ein
vom Gehalt k; an Unverbranntem abhängiger Betrag c., k -# hinzugefügt wird. Der
Apparat gemäß der Erfindung ergibt also in seiner vollkommensten Ausführungsform
eine Anzeige nach der sehr genauen Formel
In Fällen, in denen der Gehalt an. unverbrannten Bestandteilen in den Rauchgasen
einen kaum nennenswerten Betrag ausmacht, bedarf es natürlich einer besonderen Messung
der Größe k, nicht. Solche Verhältnisse liegen beispielsweise bei einer eine ziemlich
vollkommene Verbrennung ergebenden Kohlenstaubfeuerungsanlage vor. Handelt es sich
dabei um Braunkohlenstaub, so ist aber der Wasserdampfgehalt der Abgase besonders
groß. Die Vorrichtung nach der Erfindung liefert demnach auch in solchen Fällen
sehr genaue Schornsteinverlustanzeigen, während die üblichen Vorrichtungen wegen
der beständig auszuführenden Korrekturen praktisch wenig brauchbar wären.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin so ausgebildet, daß
sämtliche Einzelapparate ihre Feststellungen auf einen einzigen Zeiger mit einfacher
Skala übertragen. Dies ergibt den Vorteil, daß der Schornsteinverlust auch durch
schreibende Instrumente unmittelbar angezeigt werden kann, was bei den bekannten
Vorrichtungen mit mehreren Skalen oder mit mehreren Zedern offenbar nicht der Fall
ist.
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Im folgenden sind zwei Beispiele von Vorrichtungen erläutert, welche
die Anzeigen an sich bekannter Meßinstrumente für den Gehalt an Kohlensäure, für
die Temperatur und für den Gehalt an Unverbranntern entsprechend obiger Formel zusammensetzen,
wobei die erstere Messung z. B. unmittelbar durch Analyse oder mittelbar durch die
Dichte, spezifische Leitfähigkeit usw. erfolgen kann.
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Nach Abb. i wirken zwei Vorrichtungen A und B, von denen die eine
den Wert k2, die andere den Wert .A t mißt, durch die von ihnen verstellten Übertragungsstangen
aund b
auf den Hebel c, an welchem die geradlinig geführte Stange d angelenkt
ist. Letztere überträgt ihre Verschiebung auf den Zeiger e des Schornsteinverlustanzeigers,
an welchem sie im Punkte e0 angreift. Der Ausschlag dieses Gelenkpunktes e0 entspricht
demnach stets der Summe der beiden Einzelausschläge von a und b, d. h. dem
Werte !1 t - c2 k2, wobei die Konstante c2 durch passende Wahl des mittleren
Gelenkpunktes des Hebels c berücksichtigt werden kann. Der Köhlensäuremesser C,
der also den Wert k" mißt, wirkt mittels der Übertragungsstange f auf das eine Ende
eines zweiarmigen Hebels g, an dessen anderem Ende ein in einer Kulisse e' des Zeigers
e verschiebbarer Zapfen g0 angebracht ist. Durch den Ausschlag des Kohlensäuremessers
wird also der Abstand y zwischen dem Drehzapfen g0 des Zeigers und dem Gelenkpunkt
e0 verändert. Bezeichnet man die Länge des Zeigers zwischen Punkt e0 und der Spitze
mit cl, so ist der Ausschlag der NVerte x und y die oben angegebene
woraus sich nach Einsetzen Formel ergibt, In A,bb. a ist das Schema einer Vorrichtung
dargestellt, bei welcher die Messungen auf elektrischem Wege zusammengesetzt werden.
Es sei angenommen, daß to die Temperatur der Eintrittsluft, (1 die Temperatur der
Abgase ist, während der Verlust an Unverbranntem durch die bei Nachverbrennung erfolgende
Temperatursteigerung (3-t2 gemessen werden möge. Setzt man also i,-to für A,
t und 1,-12 für k2, so ist der von der Vorrichtung
anzuzeigende
Wert zu bilden nach der Formel
Aus der Leitung i des Netzes wird über die Eisendrähtwiderstände 3 und q. Strom
entnommen. Diese Eisendrahtwiderstände haben bekanntlich die Eigenschaft, daß sie
innerhalb eines gewissen Bereichs stets nur einen Strom konstanter Größe hindurchfließen
lassen. Der über 3 entnommene Strom durchfließt die beiden hintereinandergeschalteten
Widerstände 5 und 6, deren Größe sich in Abhängigkeit von den Temperaturen 1l und
t3 oder, was auf dasselbe hinauskommt, c2t3 ändert. Der über den Eisenwiderstand
q. entnommene Strom durchfließt die Widerstände 7 und 8, die in entsprechender Weise
ein Maß für to und c.t2 abgeben. Beide Ströme vereinigen sich in dem Punkte 9, der
an die ändere Netzleitung z angeschlossen ist. Zwischen den Punkten i i und 9 wird
also die Spannung um einen zu ('1+c24) proportionalen Betrag kleiner, während sie
von Punkt 9 zu Punkt 1z um einen zu (to-;-C2t2) proportionalen Betrag größer wird.
Der Spannungsunterschied zwischen i i und 12 entspricht also dem ersten Faktor der
zuletzt angegebenen Formel. Der zweite Faktor wird dadurch gewonnen, daß ein Gleitkontakt
13, der von dem Kohlensäuremesser (Messer für kn) verstellt wird, eine Teilspannung
von dem hochohmigen Widerstand 1q. abnimmt, der zwischen die Punkte ii und 1z geschaltet
ist. Ein Teil dieses Widerstandes zwischen 15 und 16 stellt die Größe W dar. Die
Kontakt,-stellen des übrigen Teils des Widerstands 1¢ sind so gewählt, daß der zwischen
16 und dem bewegbaren Kontakt 13 angeschlossene Widerstand proportional @J= ist.
Der Messer 17 zeigt sonach stets eine Teilspannung an, die dem oben angegebenen
Ausdruck für v entspricht.
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Falls die Messung des Unverbrannten durch Nachverbrennung erfolgt,
kann zweckmäßig das Rauchgas erst diesem Messer und dann dem C02-Messer zugeführt
werden, wodurch letzterer den C02-Gehalt kn bei Nachverbrennung mißt.