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Vorrichtung zum Feststellen von Methan oder anderen Kohlenwasserstoffen
in der Luft, insbesondere in Gruben, auf Grundlage der Verbrennung des Methans an
einem Glühfaden aus katalytischem Metall. Es bestehen Gefahranzeiger für Gruben,
welche zwei offene Flammen besitzen, von welchen die eine in reiner Luft und die
andere in dem Schlagwetterraume verhanden ist. Diese Vorrichtung kann aber als Grubenlampe
zur Beleuchtung des Schlagwetterraumes nicht benutzt werden, da die offene Flamme
in diesem Raume nicht leuchtet. Da die im Schlag-@vetterraume befindliche offene
Flamme durch starken Luftdruck bzw. -stoß verlöscht werden kann, so entspricht dieser
Apparat nicht den unbedingt erforderlichen Anforderungen, um so mehr, da im Grubenbetriebe
das Bestreben vorhanden ist, die gebräuchlichen Benzinlampen auszuschalten, da fast
70 Prozent aller Grubenexplosionen durch solche Lampen entstehen.
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Ferner sind Einrichtungen bekannt, welche an Stelle der im Schlagwetterraume
brennenden Flamme katalytisch wirkende Stoffe besitzen, auf welchen das Verbrennen
des Methans oder anderer Kohlenwasserstoffe stattfindet. Diese katalytischen Stoffe
glühen aber schon bei niedrigen Temperaturen und geben den Gehalt des Methans sehr
ungenau an. Infolge dieser Unverläßlichkeit wurden für diese Anzeiger Drähte aus
katalytischen Metallen benutzt, die auf höhere Temperaturen, etwa 6oo ° C, erhitzt
werden. Die Menge des Methans wird dann entweder durch Erhöhung des Widerstandes
oder durch Verlängern der Drähte gemessen. Diese beiden Arten sind aber Ebenfalls
nicht genügend verläßlich, um so mehr, da der katalytische 1letalldraht nicht schon
mit dem Auge kontrolliert werden kann, d. h. ob er sich in gutem Zustande befindet
und ob auf ihm das Verbrennen des Methans erfolgt.
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Dasselbe bezieht sich auch auf solche Einrichtungen, bei welchen das
Abschätzen des Methangehaltes durch Erglühen des katalytisch wirkenden Drahtes in
einem Glaszylinder erfolgt. Diese Vorrichtungen sind ebenfalls sehr ungenau und
zeigen beim Zerbrechen des an und für sich schon spröden Drahtes den Gasgehalt nicht
an, so daß sie den Arbeiter anstatt in Sicherheit in Gefahr bringen.
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Durch vorliegende Erfindung werden diese Nachteile dadurch behoben,
daß sowohl der abgeschlossene, das eine Thermoelement erwärmende als auch der offene
aus katalytischem Metall bestehende und das zweite Thermoelement umschließende Hitzdraht,
auf welchem das Verbrennen des Methans erfolgt, in durchsichtigen Birnen angeordnet,
leicht auswechselbare Glühbirnen bilden, welche gleichzeitig leuchten, und das Vorkommen
des Methans doppelt, d. i. sowohl durch die Änderung des Lichteffektes der Birnen
als auch durch ein mit den Thermoelementen verbundenes Galvanometer, angezeigt wird,
so daß das Vorkommen des Methans doppelt zu erkennen ist.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt. Abb. i zeigt ein Schema der Serienschaltung der Glühfäden,
Abb. 2 die Parallelschaltung dieser Fäden und Abb.3 einen Längsschnitt des Apparates.
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In einem Glaskörper i ist ein Wolframglühfaden 2 vollkommen nach außen
luftdicht abgeschlossen, während ein zweiter Glühfaden 3 aus katalytischem Drahte
sich in einem Glaskörper 4. befindet, der an seiner Unterseite Öffnungen 5 und an
seinem oberen Teile einen Abzugskanal 6 besitzt. Der zweite Glühfaden 3 ist aus
Platinmohr oder ähnlichem Material hergestellt und bildet einen Katalysator. In
den Windungen der beiden Glühfäden ist je ein Thermoelement 7, 8 vorhanden, das
in bekannter
Weise aus zwei verschiedenen 1Zetallstäben besteht,
die eine Schweißstelle 7, 8 besitzen. Der Strom für die Glühfäden 2, 3 wird aus
einem Akkumulator io entnommen. Wie bereits erwähnt, dient der luftdicht abgeschlossene
Faden 2 gleichzeitig als Glühlampe.
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Die beiden Glühfäden 2, 3 sind durch Leitungsdrähte 17 mit dem Akkumulator
io und die beiden Thermoelemente 7, 8 durch Leitungsdrähte 18 mit ihren gleichnamigen
Polen einesteils miteinander und anderenteils mit einem Galvanometer g verbunden,
so daß sich ihre thermoelektrischen Kräfte subtrahieren.
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Die Schaltung der Glühfäden 2, 3 mit der Elektrizitätsquelle io kann
entweder eine Serienschaltung (Abb. i) oder eine Parallelschaltung (Abb. 2) sein.
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Die Regulierungs- bzw. Anfangs- und Nulleinstellung der Vorrichtung
geschieht bei der Serienschaltung durch Nulleinstellung des Galvanometers und bei
der Parallelschaltung durch Verschiebung eines Kontaktes ii (Abb. 2) auf einem Widerstande
12.
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Die aus den Glühkörpern i, 4. herausstehenden Enden der Glühfäden
2, 3 sowie der Thermoelemente 7, 8 sind als Steckstifte 13 ausgebildet, die in feststehende
Steckkontakte 14. der Leitungsdrähte 17 und 18 eingeführt werden können.
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Diese ganze Vorrichtung ist gemäß Abb. 3 in einer Art Grubenlampe
eingebaut und sind die Glühkörper i, ¢ von einem Glaszylinder 15 umgeben, der beiderseits
durch Doppelsiebe 16 und ein dichtes Drahtgeflecht abgeschlossen ist, um einerseits
ein Durchströmen der Außenluft zu ermöglichen und andererseits bei einer zwar unwahrscheinlichen,
aber doch bei einer zufälligen, durch Kurzschluß entstehenden Explosion in dem Glaskörper
4. ein Herausschlagen der Flamme nach auswärts zu verhindern.
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Sobald diese Vorrichtung in einem Raum, in welchem sich Methan- o.
dgl. Gase befinden, eingebracht und die Glühfäden 2, 3 in den Stromkreis eingeschaltet
und zum Glühen gebracht werden, strömt das Luftgasgemisch durch die Doppelsiebe
16 in das Innere des Glaszylinders 15 und durch die Öffnungen 5 auf den als Katalysator
dienenden Glühfaden 3. Hierbei entzündet sich das Methan und erwärmt die Lötstelle
8' des Thermoelementes 8, so daß eine Wärmedifferenz gegenüber dem anderen nur durch
den Glühfaden 2 erwärmten Thermoelement 7 entsteht, weshalb sich die in der Leitung
18 entstehenden thermoelektrischen Ströme subtrahieren, deren Differenz durch das
Galvanometer q angezeigt wird. Da die Temperaturdifferenz der beiden Thermoelemente
7, 8 dem Methangehalte entspricht und auch die Differenz der thermoelektrischen
Ströme sich in dem gleichen Verhältnisse ändert, so kann die Einteilung des Galvanometers
in Prozenten des Methangehaltes geeicht werden.
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Man kann aber auch schon nach dem Lichteffekt der beiden Glühfäden
-auf das Vorhandensein des Methans schließen, da der Katalysatorfaden 3, auf dem
das Methan verbrennt, stärker glühen wird als der Leuchtfaden 2.
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Selbstverständlich kann diese Vorrichtung auch zur Feststellung anderer
explosiver Gasgemische bzw. schwerer und leichterer Kohlenwasserstoffe mit Vorteil
verwendet werden.
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Dieser Apparat zeigt also in doppelter Weise das Vorhandensein von
Methan an, ist deshalb sehr verläßlich und von großer Bedeutung für die Sicherheit
in den Gruben. Derselbe ist dabei einfach, handlich, schlagwettersicher und zeigt
das Grubengas auch in nicht explosiblen Gemischen zuverlässig und ohne besondere
Handhabung und Beobachtung selbsttätig an. Da die eine Glühbirne als normale Glühbirne
mit Wolframdraht ausgebildet ist, so ist dieser Apparat gleichzeitig als elektrische
Grubenlampe zu verwenden. Beide Glühbirnen sind leicht auswechselbar, wodurch eine
Reparatur auch von einem Laien ermöglicht wird. Wenn der Katalysatorfaden verbrennt
bzw. bricht, so kann dies sofort durch die Glasbirne beobachtet werden, da er zu
leuchten aufhört, und der Arbeiter kann sich ohne Gefahr aus der ev t1. vergasten
Stelle entfernen.