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Gerät zur Anzeige bzw. Überwachung der Wirtschaftlichkeit von Feuerungen
Das Fawerungsüberwachungsgerät dient dazu, den Zustand einer Feuerung dauernd auf
einem möglichst hohen Wirkungsgrad zu halten, entweder automatisch, oder durch eine
geeignete Anzeigevorrichtung, aus der das Bedienungspersoinal sofort die von ihm
zu ergreifenden Maßnahmen ersehen kann. Dieses überwachungsgerät wird gebraucht
nur in Verbindung mit Meßinstrumenten, die sich auf Feuerungen beziiehen, also nicht
auf Kessel (bei- Dampfkesseln), Zylinder (bei Gasmaschinen) usw. und deren Zustände.
KombinatIonen mit Kesseldruck, Kesselwasserstand, Dampfüberhitzung o: dgl. sind
für die Verwendung des Erfindungsgegenstandes von voniherein ausgeschlossen, dagegen
kann ei Anwendung finden bei, allen Arten industrieller Feuerungen.
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Es ist bekannt, daß der Wirkungsgrad der Feuerung eine Funktion ist
von: Brennstoffmenge, Dampferzeugung, Rauchgasmenge, Zug (Diffeaenzzug), Temperatur
der Rauchgase (Tempemturdiffexenz), Luftüberschuß, Kohlensäuregehalt, Verluste bei
der Feuerung (freie Wärme nun Schornstein, gebundene Wärme durch unverbrannte Gase
CO, CH4, H2 usw., Herdrückstände, Strahlung, Leitung, Ruß usw.), ferner Feuerungszustand
und Brennstoffsorte. Die hier genannten Größen stehen in einem bestimmten Zusammenhange,
so daß, wenn die Brennstoffsorte und der Feuerungsznstand bekannt sind, durch Messen
zweier beliebiger anderer Größen auch die übrigen bestimmt sind. Zur Inbetriebnahme
dieses Apparates sind die genannten Ab-
hängigkeiten durch wenige markante
Versuche festzustellen.
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Man kann den Apparat durch Anwendung der mathematischen und praktischen
Grundgesetze auf vielerlei Arten konstruieren. Der Grundgedanke ist, irgendeine
unmittelbar nicht meßbare Größe des Feuerungszustandes, wie Wirkungsgrad, Heizerprämien
usw., dm Beziehung zu zwei der ab@engenannten voneinander unabhängigen Größen darzustellen,
z. B. zum Brennstoffverbrauch und Kohlensäuregehalt, zweckmäßig jedoch zu solchen
Größen, die mit billigen, auch in rauhen Betrieben verwendbaren Instrumenten genau
gemessen werden können, wie Zug- und Temperatur. Nach Auftragen dieser drei Größen,
die auf irgendeine Art und Weise (nomographisch, in rechtwinkligen, schiefwinkligen
bzw. polaren Koordinaten, auf Walzen usw.) geschehen kann, ist man imstande, wenn
zwei Größen auf das Gerät einwirken, die dritte unmittelbar zu erkennen. Das Feld,
das der Anzeigestift bestreicht, kann man, wenn man z. B. Koardkiaten wählt, in
Kurven oder in einzelneStreifen zusammenfassen. Die Stellung des Zeigers in bezug
auf diese Kurvenschar ermöglicht dann unmittelbar die Ablesung des jeweiligen Wirkungsgrades
der Feuerung, der Heizerprämie usw., je nachdem, welche Funktion das betreffende
Kurvenfeld darstellt.
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Eine beispielsweise Ausführung des
Feuerungsüberwachungsgeräres
ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Der mechanische Geber ist ausgerüstet
mit Rollen, Führungen, Fäden usw. Die beiden das Gerät steuernden Meßinstrumente
sind ein Differenzzugmesser und ein Thermometer. Die Kurvenschar stellt Heizerprämien
dar, anwendbar auf eine Dampfkesselfeuerung. Abb. i zeigt ein Vorderansicht des
mechanischen Grundteiles -oder Gebers; Abb. 2 zeigt die hinter dem Zeiger liegende
Kurvenschar mit den elektrischen Verbindungen, bei Ausführung des Gerätes als Heizerpräxnienuhr
für Handbedienung der Feuerung. Abb. 3 zeigt .eine Anordnung, bei der durch den
Apparat unmittelbar der Zugschieber der Feuerung beeinflußt wird.
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Vor einer Tafel i ist an einem Halter 2 ein Zeiger 3 angebracht, der
den jeweiligen Wert des Wirkungsgrades bzw. der Heizerprämie anzei;gg-t. Der Halter
2 läuft mit zwei Rollen q. auf einer Querschiene 5 und trägt zwei Stifte 6, die
in einem Schlitz 7 einer Stange 8 gleiten. Die Stange 8 ist oben befestigt an einem
Rahmen für die zwei Rollen 9, die auf einer festem Schiene 1o laufen; an dem Rahmen
sind die Schnüre m und 12 befestigt, die über die fest .gelagerten RvUen
13 -und i ¢ laufen und je ein Gegengewicht. 15 und 16 tragen. Auf
dien Welle der Rolle i q. sitzt eine kleinere Rolle 17, an der bei 18 entweder unmittelbar
oder unter Einschaltung einer geeigneten Übersetzung bzw. eines Relais -oder Servomotors
ein Zugmesser angrztift. Den Ausschlägen dieses Meßapparates folgt die Stange 8
und verschiebt durch die Stifte 6 den Zeiger 3, dessen jeweilige Abscisse
auf diese Weise eingestellt wird.
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Die Schiene 5 hängt an den Schnüwen 19 und 20, ,die über die Rollten
21 -und 22 laufen. Beide Schnüre i9 und 20 tragen an ihren freien Enden das Gegengewicht
23. Auf der Welle der Rolle 21 sitzt noch eine kleine Rolle 2q. mit eier Schnur
25, an die .ein Meßinstrument für die Temperatur angreift. Auch hier kann gegebenenfalls
eine übersetzung oder ein Relais- oder ein Servomotar Maingeschaltet werden. Das
Temperatur-Meßinstrument stellt die Höhenlage der Schieine 5 ein und damit die Ordinate
des Zeigers 3, wobei die Stifte 6 im dem Schlitz 7 der Stange 8 gleiten.
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Somit werden. durch den Zugmesser und den-Tempera.tuxmesser die beiden
Koo rdinaten des Zeigers 3 eingestellt, und man kann an einer auf der Tafel i aufgetragenen
Kurvenschar, die z. B. den einzelnen Heizerprämien entsprechen, jeweils die Höhe
der dein Heizer zustehenden Prämle bzw. Strafe ablesen. Die Anzeigen des Zeigers
3 auf der Kurvenscbar 26 können 'auch auf elektrischem Wege auf eine Uhr übertragen
werden, die zweckmäßig in der Kesselstirnwand angebracht wird, nicht weit von dem
Gestänge für die Bedienung des Rauchgasschiebers, so daß der Zug durch Handbedienung
nach den Angaben der Uhr stets auf der richtigen Höhe gehalten werden kann. Die
auf der Tafel i anzubringende Kurvenschar wird zu dieseln Zweck aus eü1zelnien elektrisch
leitenden Schienen, z. B. aus Kupferblech, ausgeführt, die im Abb. 2 der Zekhnung
mit 26 bezeichnet sind. Jede einzelne dieser Schienen steht- durch eine Leitung
27 mit einem Widerstand 28 in Verbindung, der in einem Stromkreis 29 eingeschaltet
ist, der ein .oder mehrere Amperemeber 30 ,enthält. In diesem Stromkreis liegt auch
durch die L4c!tung 31 der Zeiger 3, der als Kontakt ausgeführt ist. Durch eine Schleifschiene
32 (Abt. i) und ,eine Kontaktfeder 33 an der Schiene 5 wird dem Zeiger der Strom
zugeführt. Je nach der Stellung des Zeigers 3 über einer der Schienen 26 werden
auf diese Weise mehr oder weniger Widerstände 28 in diesem Stromkreis eingeschaltet,
so da.ß dementsprechend die Amper.e-Meber anzeigen. Nach dieser Uhr kann sich den-
Heizer bei der ,Feu-ennngsregelung richten, z. B. beim Einstellen des Zugschiebers.
Zweckmäßig wird die mittlere der S.cMenlen 26 als Kurve der höchsten Prämie, d.
h. des besten Wirkungsgrades der Feuerungslage, ausgeführt, -und dieser Wert wird
in die Mitte der Skala. der Uhr gelegt. So bleibt im Falle eirier ungünstigen Feuerbedienung
erkennbar, @ob Luftmangel. oder Luftüberschuß die Ursache ist, je nachdem
ob der Zeiger der Uhr nach links oder nach rechts ausschlägt.
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Wie bei: 34 angedeutet, kann. die als Schienen ausgefühite Kurvenschar
auf der Tafel i nach, unten leicht h@erauommen werden, was notwendig wird bei Verwendung
eines anderen Bxenastoffes, bei einem anderen Zustand der Feuerungsanlage,oder wenn
zwei andere der obergenannten Größen statt Zug und Teinpemtur gewählt werden sollen,
wie z. B. der C02-G,eha@t der Abgase und Brennstoffverbrauch, oder Zug und Brennstoffverbrauch
usw. Deshalb sind auch die Leitungen 27 nicht unmittelbar mit den einzelnen Widerständen
28 verbunden, sondern es sind Steckbuchsen 3 5 vorgesehen, die durch entsprech:ende
Bananenstecker -mit den Widerständen verbunden werden.
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An Stelle ioder neben den Amperemetern 3o bzw. der anzeigenden Uhr
können. selbsttätige Regis@pparateoder eine Schaltung mit Voltmeter verwendet werden.
Die Amperemeter 30 können auch. mit anderen akustscher
oder
optischen Signaleinrichtungen, z. B. für Alarmzwecke, verbunden werden.
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Bei, der Ausführungsform nach Abb. 3 ist der Kurvenstreifen der höchsten
Prämie fortgelassen, und dtiie übrigen Kurven sind zu je einem Feld 36 bzw. 37 zusammengezogen,
welche Felder als leibende Schirenen ausgeführt sind und durch die Leitungen 38
bzw. 39 mit den S.troanquellen 4o bzw. 41 Vexbund,en sind. Eigne Zweigleitung
42- führt evtl. unter Einschaltung eines elektrischen oder mechanischen Relais zu
einem Elektromotor 43 und dann über 44 zudem Zeiger 3. Die Welle des Motors 43 ist
unter Einschaltung eines entsprechenden übersetzungsgetriebes mit einer Rolle 45
verbunden, an der der Zugschieber 46 der Feuerung hängt. Befindet sich der Zeiger
3 über dein Zwischenraum 47 zwischen den beiden Feldern 36 und 37, der dem Wirkungsgrad-Optimum
bzw. der höchsten Prämie entspricht, so geht kein Strom durch die Leihrag, und der
Motor 43 steht still, so diaß der Zugschieber nicht verstellt wird. Steht jedoch
der Zeiger 3 auf einem der Felder 3 6 und 37, was einem schlechteren Wirkungsgrad
der Feuerung entsprechen würdie, so, wird jeweils der Strom der einen oder der anderen
Sitroinquelle 40 bzw. 41 durch den Motor 43 geschickt, und damit der Motor in der
einen oder anderen Richtung in Umdrehung gesetzt. Der Zugschieber 46 wird dementsprechend
gehoben bzw. gesenkt und damit der Zug beeinlußt, sa lange bis der Zeiger wieder
zwischen den beiden Feldern 36 und 37 steht.