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Verfahren und Einrichtung zur Anzeige von einzelnen Bestandteilen
in Gasgemischen Die brennbaren Bestandteile in einem Gasgemisch, z. B. Rauchgas,
werden in bekannten automatischen Gasanalysierapparaten - so festgestellt, daß aus
einer Gasprobe die Bestimmung der Kohlensäure und aus einer zweiten Gasprobe die
Bestimmung der Summe von Kohlensäure und brennbaren Gasen vorgenommen wird. Der
Gehalt an brennbaren Gasen wird durch die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Analysenwerten bestimmt. Diese Methode gibt den richtigen Wert der unverbrannten
Gase aber nur dann an, wenn für die Kohlensäureanalyse und für die Analyse der Summe
von Kohlensäure und brennbaren Gasen eine Gasprobe von gleicher Zusammensetzung
verwendet wird. Hat sich zwischen beiden Analysen die Zusammensetzung der Gasprobe
geändert, so genügen nicht zwei aufeinanderfolgende Analysen, sondern es sind in
diesem Fall vier aufeinanderfolgende Analysen erforderlich, von denen zwei die Kohlensäure
und zwei andere die Summe von Kohlensäure und brennbaren Gasbestandteilen anzeigen
müssen.
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In Fig. i und a sind die Diagramme von einem automatischen Gasanalysierapparat
gezeigt, welcher in der oben beschriebenen Weise arbeitet, wobei jedes einzelne
Analysenergebnis durch einen Strich erkennbar ist. Die Endpunkte dieser Striche
geben abwechselnd den Gehalt an Kohlensäure i und die Summe von Kohlensäure und
brennbaren Gasbestandteilen z an. Ist die Gasmischung für jede Analyse die gleiche,
wie in Fig. -i angedeutet, so kann man ohne weiteres zwei aufeinanderfolgende Analysen
miteinander vergleichen und erhält so aus der Differenz zwischen z und i den Gehalt
an brennbaren Gasen. In Fig. i ist der Kohlensäuregehalt z. B. 14'/, und die Summe
der Kohlensäure und der brennbaren Gasbestandteile i6 °fo: Demzufolge beträgt der
Gehalt an brennbaren Gasbestandteilen a °/o.
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Fig. z zeigt die abwechselnden Analysen von Kohlensäure und der Summe
von Kohlensäure und brennbaren Gasen in einer Gasrnischung, welche sich in ihrer
Zusammensetzung dauernd ändert. Den Gehaltan brennbaren Gasbestandteilen, kann man
aus diesem Diagramm nicht aus zwei aufeinanderfolgenden Analysen ablesen. Aus dem
Diagramm ist aber die Anwesenheit von brennbaren Gasbestandteilen deutlich erkennbar;
und diese ist für die Bedienung einer Feuerung von großer Wichtigkeit. Es ist jedoch
in diesem Fall nicht möglich, durch den Vergleich zweier aufeinanderfolgenden Analysen
auf die Anwesenheit von brennbaren Gasen zu schließen, weil eine dauernde Änderung
des CO,-Gehaltes vorliegt. Man muß für diese Feststellung: wenigstens auch die dritte
Analyse heranziehen, wobei vorausgesetzt werden muß, daß die Analysen ziemlich schnell
aufeinanderfolgen, und zwar schneller, als eine Änderung in der Zusammensetzung
des Gases möglich ist.
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Nach vorliegender Erfindung ist es möglich, ohne Verwendung einer
Registriervorrichtung
die Anwesenheit von brennbaren Gasbestandteilen-eindeutig-mit
einem automatischen - Gäsanalysierappärat anzuzeigen, bei' welchem die Ablesung
des brennbaren Gases durch die Differenz zwischen zwei Analysen, wie oben beschrieben,
geschieht, Gemäß der Erfindung erfolgt eine Anzeige der Anwesenheit von brennbaren-Gasbestandteilen
erst dann, wenn mindestens zwei aufeinanderfolgende Analysen der Summe von Kohlensäure
und brennbaren Gasbestandteilen einen höheren Prozentgehalt zeigen, als der dazwischen
angezeigte Gehalt an Kohlensäure beträgt. Die Anzeige der brennbaren Gase kann akustisch
oder optisch in bekannter Weise erfolgen, oder sie kann auch als Impulsgeber für
eine Reglereinrichtung .dienen.
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Fig. 3 zeigt als Ausführungsfarm der Erfindung einen automatisch arbeitenden
Gasanalysierapparat mit - einem Anzeiger für brennbare Gasbestandteile.
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Das Meßgefäß i wird durch die mit einem Druckmedium betriebene Steueranordnung
2 in bekannter Weise periodisch mit Quecksilber gefüllt und wieder entleert. Beim
Sinken des Quecksilbers in i wird eine Gasprobe eingesaugt. Das wieder steigende
Quecksilber drückt das abgemesseneGas durch -die Sperre 3, ROhlr q. nach dem Umschalter
5 und von hier aus durch Rohr 6 und 9 in das Absorptionsgefäß za. Die im Prüfgas
vorhandene C02 wird hier absorbiert, und der Gasrest gelangt nach Absperrung des
am `Rohr zi angeordneten Abzweiges i2 durch das Rohr 13 unter die Meßglocke
i¢, welche sich dadurch hebt. Zunächst wird der Zeiger J5, der in Fig. 3 ein Übergewicht
nach rechts hat, durch den Bremsmagneten 17 am Segment 18 bis zu dem Zeitpunkt festgehalten,
in welchem das Quecksilber im Meßgefäß i und damit auch im Rohr i i seine höchste
Lage einnimmt. In diesem Moment kommt das O_uecksilber im Rohr i i mit dem Leiter
29 in Berührung, und der Magnet 17 zieht seinen Anker an, wodurch der Zeiger 15
frei wird und sich durch den Hebel 16 entsprechend dem Meßglockenhub einstellt.
Beim Steigen des Quecksilbers wird auch der Kolben des Umschalters 22 durch den
steigenden Druck im Rohr i9 nach oben gedrückt.
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Beim Sinken des Quecksilbers wird der Kontakt 29 wieder unterbrochen,
wodurch der Zeiger in seiner neuen Lage festgehalten wird. Ferner geht beim Sinken
des Quecksilbers der Wasserdruck in der Leitung i9 zurück, wodurch der Kolben des
Umschalters 22 infolge Federbelastung abwärts gedrückt wird und die Quecksilberschaltröhre
5 in bekannter Weise in die entgegengesetzte Lage (Fig. 3 a) bringt. Die Gasprobe,
.die nun angesaugt wird, gelangt beim Steigen des Quecksilbers genau wie vorher
bis zur Quecksilberschaltröhre 5, wird jedoch nun durch das Rohr 7 in das Verbrennungsrohr
8 und weiter durch Rohr 9 ebenfalls in das Absorptionsgefäß so geführt. Etwaige
im Gas vorhandenen brennbaren Gasbestandteile, z. B. CO und H2, werden in bekannter
Weise im Verbrennungsrohr 8 zu C02 und H20 verbrannt. Durch die nachfolgende Absorption
der primär in i vorhanden gewesenen C02 zuzüglich der bei der Verbrennung von C
O im Rohr 8 sekundär gebildeten CO. sowie durch die Kondensation des
durch Verbrennung von H2 entstandenen H20 erfolgt nun die Anzeige der Summe
CO. T C O -i- H2. Vorausgesetzt, daß das Gasgemisch in seiner Zusammensetzung
sich während der oben genannten zwei Analysen nicht geändert hat, ist die Differenz
beider Analysen .CO, + C O -[- H2 - C Ö2 - C O + H2.
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Ist jedoch der C02 Gehalt der zweiten Analyse gegenüber dem der ersten
gestiegen, so würde diese Differenz eine falsche Vorstellung vom Werte CO -j- H2
ergeben. Deshalb wird zur eindeutigen Anzeige von C O + H2 unabhängig vom variierenden
C 02 Gehalt auch wenigstens die dritte Analyse herangezogen.
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Zu diesem Zweck ist eine an und für sich bekannte Kontakteinrichtung
2o-21 auf der Zeigerachse 28 angeordnet, welche für sich drehbar ist und durch den
Mitnehmer 23 des Zeigers 1,5 verstellt werden kann. Bewegt der Zeiger sich nach
rechts, so erfolgt eine Berührung des Kontaktknopfes 21; dagegen tritt bei Linksdrehung
des Zeigers 15 eine Berührung des Kontaktknopfes 2o ein. Ein elektrischer
Kontakt darf aber erst bei Beendigung der Analyse erfolgen, beispielsweise an der
Kontaktstelle 2q., 25, wenn der Kolben des Umschalters 22 - seine tiefste Lage erreicht
hat. Durch die elektrischen Kontakte wird je nach Stellung der Quecksilberschaltröhrchen
26 und 27 einer der Elektromagnete Z und F2 erregt.
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Im folgenden sei die Analyse auf C02 als C02-Analyse und die Analyse
auf C 02 + C O + H2 kurz als C O-Analyse bezeichnet. Es ist CO +H2 vorhanden,
wenn von vier aufeinanderfolgenden Analysen zwei CO-Analysen weniger anzeigen als
die dazugehörigen CO-Analysen. Auf den Diagrammen (Fig. i und 2) ist dies deutlich
erkennbar. Steigt z. B. die CO-Anzeige im Vergleich zu der vorhergehenden C02-Anzeige,
sä wird bei Beendigung der Analyse, also nachdem die Quecksilberschaltrohre 5, 26
und 27 ihre entgegengesetzte Lage eingenommen haben, über den Kontakt 24., 25, Kontakt
23, 2i, Ouecksilberschaltröhrchen 26 der Magnet Z erregt; dieser zieht seinen Anker
an,
und die Klinke K bewegt den Sektor S um einen Zalin in Pfeilrichtung. Der Sektor
S wird durch die Klinke L in seiner neuen Lage festgehalten. Ein Ansprechen des
Signals A über den Kontakt B kann aber erst erfolgen, wenn der Sektor S um mindestens
zwei Zähne in Pfeilrichtung gedreht wird. Dies kann aber nur dann eintreten, wenn
die nachfolgende C 0.-Anzeige wieder niedriger ausfällt als die vorhergehende CO-Anzeige.
Wird die CO,-Anzeige dagegen ebenso hoch oder höher als die vorhergehende CO-Anzeige,
so wird bei der Lage. (Fig. 3 a) über die Kontakte :24,:25 und 23, ?i der Magnet
R erregt; dessen Anker hebt die Klinken K und L ab, und der Sektor S wird .durch
die Feder F bis zum Anschlag C zurückgestellt.
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Es bestehen somit vier verschiedene Möglichkeiten i. Steigende CO.-Anzeige:
Kontakt 2q., 25; 23, 21; 26 (Fig. 3 a) ; - Magnet R.
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2. Sinkende C 02 Anzeige: Kontakt 24., 25; 23, 2o bis 27 (Fig. 3a);
- (kein Stromschluß).
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3. Steigende CO-Anzeige: Kontakt 2 25; 23, 21; 26 (Fig. 3) ; - Magnet
Z. Sinkende CO-Anzeige: Kontakt 2.4, 25; 23, 20; 27 (Fig. 3); - Magnet R.
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Auch wenn hier als beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens ein
diskontinuierlicher Gasanalysierapparat für abwechselnde Analysen beschrieben ist,
so kann das Verfahren an jedem anderen Gasanalysierapparat für zwei oder mehrere
verschiedene Analysen verwendet werden, bei dem ein Gasbestandteil in jeder Analyse
gemeinsam ist. Es ist nach diesem Verfahren die Möglichkeit gegeben, die Anwesenheit
eines einzelnen Gasbestandteils anzuzeigen.