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Vorrichtung zum Anzeigen des Ladezustandes eines Warmwasserspeichers.
Bei Dampfkesselanlagen mit Gleichdruck-oder Speiseraumspeichern muß der Heizer die
Feuerung in erster Linie mit Rücksicht auf den Ladezustand dieser Speicher bedienen.
Nun kann man den Ladezustand in Abhängigkeit vom Druck, von der Temperatur oder
vom Flüssigkeitsstand messen. Enthält z. B. der Speicher nur warme Flüssigkeit,
so ist die Höhe des Flüssigkeitsspiegels ein Maß für den Ladezustand.
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Schwierig gestaltet sich jedoch die Ermittlung des Ladezustandes bei
Speichern für warme Flüssigkeit, bei denen warme Flüssigkeit über einer veränderlichen
Menge kälterer Flüssigkeit gelagert ist, wobei die Gesamtmenge der Flüssigkeit stets
gleich bleibt, indem z. B. der überschuß über den Rand des Gefäßes überfließt. Bei
solchen Speichern ist der Druck gewöhnlich immer der gleiche, der Flüssigkeitsspiegel
steht immer gleich hoch, und die Temperatur ist in der Nähe der Oberfläche dauernd
gleich warm und in der Näha des Bodens dauernd gleich kalt, es verschiebt sich lediglich
die Trennfläche zwischen der warmen und der kalten Schicht.
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Nach der Erfindung soll der Ladezustand eines solchen Speichers dadurch
gemessen werden, claß die Anzeigevorrichtung durch das sich ändernde Gewicht der
Speicherladung oder deren Einwirkung auf elektrische Größen beeinflußt wird.
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Der Ladezustand des Speichers kann an einem Wasserstands-las abgelesen
werden. Ist nur kaltes Wasser im Speicher, so steht die Flüssigkeitssäule im Wasserstandsglas
bei gleicher Temperatur und gleichem spezifischen Gewicht gleich hoch wie im Speicher.
Je mehr warmes Wasser jedoch im Speicher über dem kalten gelagert ist, desto leichter
ist das Wasser im Speicher, und desto weniger hoch steht infolgedessen das kalte
Wasser im Schauglas.
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Solche Schaugläser sind aber deshalb für das Anzeigen des Ladezustandes
wenig geeignet, weil sie der Heizer schon ihrer Größe, dann aber auch ihrer örtlichen
Lage wegen nicht beobachten kann, weil sie eben nur am Speicher selbst, aber nicht
am Kessel angebracht werden können, wo sie der Heizer vor Augen haben muß. Man kann
deshalb auch den Ladezustand in Abhängigkeit von dem mit der Schichtdicke wechselnden,
am Boden des Speichers verursachten Druck der immer gleich hohen Flüssigkeitssäule
messen und ihn, z. B. mit Hilfe eines Differentialmanometers, anzeigen, das einerseits
am Boden, anderseits aber über dem Flüssigkeitsspiegel des Speichergefäßes angeschlossen
wird, wie dies bei geschlossenen Gefäßen mit wechselndem Flüssigkeitsstand bekannt
ist. Ein solches Manometer kann bequem so angeordnet werden, daß es der Heizer vor
Augen hat.
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Man kann aber den Ladezustand z. B. auch dadurch messen, daß er elektrische
Größen in Abhängigkeit von der Menge der warmen Flüssigkeit beeinflußt, und daß
in Abhängigkeit
von diesen elektrischen Größen ein elektrisches
Anzeigegerät bewegt wird, z. B. dadurch, daß in dem Speicher ein Widerstand eingebaut
ist, dessen Leistungsfähigkeit für einen ihn durchfließenden Ruhestrom in Abhängigkeit
von der Schichtdicke der warmen Flüssigkeit verändert wird. Ist der Widerstand z.
B. ein Metalldraht, so wird seine gesamte Leitfähigkeit um so geringer, je länger
das in der warmen Flüssigkeit befindliche Stück dieses Drahtes ist. Die Widerstandszunahme
gestattet also unmittelbar die Ablesung der Schichtdecke an einem entsprechend geeichten
Stromzeiger.
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Statt eines Widerstandes kann man im Speicher auch elektromotorische
Kräfte, wie Thermoelemente o. dgl., anordnen, die man zweckmäßig reiht, so daß sich
die elektroniotorische Gesamtkraft nach der Anzahl der von der warmen Flüssigkeit
erwärmten Elemente und damit in Abhängigkeit von der Schichtdicke der warmen Flüssigkeit
ändert.
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Die Zeichnung zeigt Beispiele der Erfindung. In der Abh. i ist i ein
Speiseraumspeicher, der bis zur Höhe 2 mit «-armem Wasser gefüllt ist. Der Wasserspiegel
3 im Schauglas d. gestattet die unmittelbare Ablesung des Ladezustandes. Außerdem
ist über die Leitung 5 und 6 ein Differentialmanometer 7 angeschlossen, das bis
zur Höhe 8 mit Quecksilber gefüllt ist, während die Rohre 5 und 6 Wasser enthalten.
Im Beispiel nach der Abb.2 ist ein Speiseraumspeicher i dargestellt, der in einem
inneren Gefäß 9 unten Wasser von o° und darüber Wasser von 2oo° enthält. Im Schauglas
das mit kaitem Wasser gefüllt ist, steht der Wasserspiegel bei 3, wenn das Gefäß
9 nur kaltes, also schweres Wasser enthält, wenn also die Grenzlinie io mit dem
oberen Rand des Gefäßes zusammenfällt. Ist jedoch nur warmes, also leichteres Wasser
im inneren Gefäß 9, fällt also die Grenzlinie io mit dem Boden des Gefäßes zusammen,
so steht :ler Wasserspiegel im Schauglas q. bei 13. Je nach der Menge des vorhandenen
warmen Wassers steht also der Wasserspiegel im Schauglas zwischen 3 und 13. Aus
der Höhe des Wasserspiegels im Schauglas kann ntan also auf den Ladezustand des
Speichers schließen. Auch in diesem Beispiel ist ein Differentialmanometer angeschlossen,
das bei 7 Quecksilber enthält. Ist nur kaltes Wasser im Speicher, so steht die Quecksilbersäule
bei 8; ist nur heißes darin, so steht sie bei 18. Im Beispiel nach der Abb. i entspricht
die Höhe des Wasserstandes im Schauglas der Höhe des Spiegels 2 im Speicher. Bei
dein Beispiel nach der Abb. 2 dagegen stimmt die Höhe des Wasserstandes im Schauglas
nicht mit dem Wasserstand im Behälter 9 überein, da dieser ja dauernd mit Wasser
gefüllt sein soll. Vielmehr ändert sich der Wasserstand im Schauglas entsprechend
dein verschiedenen Gewicht des Wasserinhaltes im Behälter 9. Da die Höhenunterschiede
dabei nicht so groß sind wie im Beispiel nach der Abb. i, so ist das Manometerrohr
7 geneigt, so daß sich die Entfernungen der Teilstriche voneinander dementsprechend
vergrößern.
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Statt eines Quecksilber- oder eines ähnlichen Flüssigkeitsmanometers
kann man selbstverständlich auch ein Membraninanoineter nach der Abb. 3 benutzen,
bei dein das Rohr 5 die Membrane i i und das Rohr C> die Membrane 12 beeinflussen.
Die Differenz der Bewegung der beiden Membranen wird dann auf den den Ladezustand
anzeigenden Zeiger 14. übertragen.