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Technischer Wärmeverbrauchmesser Die vorliegende Erfindung betrifft
einen technischen Wärmeverbrauchmesser, bei welchem die Meßflüssigkeit von einer
freien Oberfläche aus verdampft und die Abnahme der Flüssigkeit als Maß für den
Wärmeverbrauch dient. -Bei den bisher bekannten W.ärmeverbrauchmessern dieser Art
sinkt die erwähnte Oberfläche bei dem vorwärts schreitenden 'Verdampfen allmählich,
weshalb der Abstand der Flüssigkeitsoberfläche von der Offnung, z. B. einer Rohrmündung,
aus welcher die Dämpfe ,entweichen, schwankt. Dies hat zur Folge, daß die Skaleneinteilung
des Messers nicht einfacher Art sein kann, und es ist daher schwierig, sie genau
zu bestimmen. Aus diesem Grunde kommen beim Messen des Wärmeverbrauchs mittels Messer
obenerwähnter Art Fehler und Ungenauigkeiten vor.
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Es sind bereits verschiedene Mittel bekannt, um die von dem Sinken
der Verdamp-f ungs-oberfläche herrührenden Nachteile möglichst klein zu halben.
Z. B. ist bekannt, durch Verwendung eines Meßbehälters mit in zweckmäßiger Weise
verändertem Querschnitt die Linearität der Skalenteilungen wiederlierzustellen.
Dies stellt indessen keine befriedigende Lösung dar, weil einerseits in diesem Falle
der Meßbehä lter sehr genau hergestellt werden muß und weil dies andererseits zu
unpraktischen Behälterformen führt. Dazu kommt noch, daß selbst eine sorgfältige
Bemessung des Behälters keine wirkliche Gewähr für die Linearität der Verdampfung
leistet.
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Auch ist bekannt, die Verdampfung auf einen bestimmten kleinen Teil
der Flüssigkeits,oberfläche zu beschränken, indem in einen geschlossenen Meßbehälter
ein offenes Rohreingeführt wird, so daß eine Verdampfung nur von der Flüssigkeitsoberfläche
in dem Rohr, dagegen nicht von der Flüssigkeits,oberfläche im Behälter stattfinden
kann. Dadurch soll erreicht werden, daß die Flüssigkeitsoberfläche, von der die
Verdampfung stattfindet, während des Gebrauches der Meßvorrichtung nur wenig sinkt.
Diese bekannte Meßvorrichtung leidet aber ebenfalls an Mängeln, welche davon herrühren,
daß die Flüssigkeitsoberfläche im eingesetzten Rohr an die Flüssigkeitsoberfläche
im Behälter gebunden ist. Dies bedeutet nämlich, daß trotz der Kleinheit der Verdampfungsoberfläche
im Verhältnis zur Gesamtoberfläche der Flüssigkeit bzw. zur Flüssigkeitsmenge ein
gewisses Sinken der Flüssigkeitsoberfläche während des Betriebes stattfinden muß.
Wenn man, um die eingangs beschriebenen Nachteile zu vermeiden, die Meßvorrichtung
derart einrichtet, daß die Flüssigkeit sehr wenig sinkt, wird dadurch das Ablesen
des Meßergebnisses sehr erschwert. Wenn man ,andererseits, um das Ablesen zu erleichtern,
die Verhältnisse so wählt, d,aß ein leicht ablesbares Sinken
der
Flüssigkeit erfolgt, dann treten die eingangs beschriebenen Nachteile in vollem
Umfange auf.
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Zweck der Erfindung ist es nun, eine Meß, vorrichtung der genannten
Art derart auszv, bilden, daß die von dem Sinken der Flüs keitsoberfläche herrührende
Ungenauigke und Nichtlinearität der Skala in cinwandfxeier Weise aufgehoben werden,
ohne daß die Ablesbarkeit der Vorrichtung zerstört wird. Die Erfindung beruht auf
der Erkenntnis, daß die Kombination dieser beiden Vorteile möglich ist, wenn eine
Verdampfungsoberfläche geschaffen wird, deren Höhe von dem Flüssigkeitsspiegel im
Meßbehälter selbst unabhängig ist. Diese Verdampfungsoberfläche soll hauptsächlich
in gleichbleibender Höhe gehalten werden, woraus folgt, daß die Verdampfungsbedingungen
während desBetrlebes unverändert bleiben. Gleichzeitig kann man die Flüssigkeitsoberflä.che
infolge der Unabhängigkeit der Verdampfungsoberfläche von der eigentlichen Flüssigkeitsoberfläche
bedenkenlos in einem solchen Maße sinken lassen, daß eine gute Ablesbarkeit erzielt
wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß im oder am Meßrohr eines technischen
Wärmeverbrauchm:essers, bei welchem die Meßflüssigkeit von einer freien Oberfläche
aus verdampft und die Abnahme der Flüssigkeit als Maß für den Wärmeverbrauch dient,
ein oder mehrere Mittel, z. B. ein poröser Stoff, ein :oder mehrere Kapillarrohre,
ein senkrechtes Rohr oder aus Stangenbündeln bestehende Dochte, von solcher Ausbildung
oder Form vorgesehen sind, daß im wesentlichen unabhängig vom Flüssigkeitsspiegel
im Meßrohr eine hauptsächlich in gleichbleibender Höhe gehaltene aktive Verdampfungsoberfläche
geschaffen wird, die entweder über -oder unter dem Flüssigkeitsstand im Meßrohr
liegt.
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Gemäß weiterer Erfindung wird das Meßrohr Aals zweischenkliges, mit
Flüssigkeit gefülltes Manometer ausgebildet, dessen einer Schenkel nach oben geschlossen
ist und dessen anderer, nach oben geöffneter Schenkel die Verdampfungsoberfläche
enthält.
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Ferner ist erfindungsgemäß der zur Herstellung der Kapillarwirkung
dienende poröse Stoff von :einer solchen Beschaffenheit, oder er ist so in dem Meßrohr
angebracht, daß Luft zum Ersatz der verdampfenden Flüssigkeit infolge verhältnismäßig
kleiner, von der Porosität abhängiger Druckunterschiede zwischen der Außenluft und
dem Innern des Meßröhres durch den porösen Stoff hindurchdringen kann.
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Ferner besteht gemäß -weiterer Erfindung das Rohr, -welches einen
Docht enthalten kann, mit dem Meßrohr selbst aus einem Stück und zweckmäßig aus
Glas. Schließlich ist erfindungsgemäß auf .der Oberfläche der. Flüssigkeit im Meßrohr
ein das Ablesen des Flüssigkeitsstandes erleichetn.der Schwimmer angeordnet.
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.n die obenerwähnten Vorteile reiht sich 'A
ut@er Umständen
noch der weitere Vorteil, da.I3 sich die Verdampfimgsverhältnisse gegenüber den
bekannten Meßvorrichtungen ändern, indem das Verdampfen, das bei den -obenerwähnten
bekannten Messern möglichst ungehindert erfolgt, bei M:cssern der vorliegenden Art
durch das Vorhandensein der zur Erzeugung der Kapillarrohrwirkung dienenden Mittel
gehemmt wird, so daß das stets unerwünschte Verdampfen bei gewöhnlicher Zimmertemperatur
geringer wird als bei den bekannten Wärmeverbrauchmessern.
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Die erwähnte Kapillarrohrwirkung wird mittels eines oder mehrerer
im Meßbehälter angeordneter Dochte erzeugt, die verschiiedene Formen aufweisen können.
jeder Docht kann beispielsweise aus einem oder mehreren im Behälter angeordneten
Kapillarröhren :oder aus Bündeln dicht zusammengestellter Stangen :oder Röhren bestehen,
von welch letzteren zwei oder mehrere gegebenenfalls untereinander gleichachsig
sein können, -wobei .das eine das andere umschließt. Der Dücht oder ,die Dochte,
die auch aus einem durchlässigen Stoff, z. B. einem - Textilstoff, einem Metalldrahtbündel,
zusammengerollter Metallfolie o..dgl., hergestellt sein können, können in einem
oder mehreren in den Meßbehälter eingesetzten Dochtröhren angeordnet sein.
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An die im Meßbehälter angeordneten Dochte oder Dochtröhren kann oben
ein der Ableitung der verdampfenden Flüssigkeit dienendes Rohr angeschlossen sein,
das bei der Ingebrauchnahme des Messers einer unmittelbaren Einwirkung der Wärme
aus der Wärmequelle ausgesetzt wird. Für die Erfindung an sich ist es belanglos,
ob der Docht sich bis zur -obersten Mündung dieses Rohres ,oder .des Dochtrohres
erstreckt, an welcher Mündung die Dämpfe ,aus dem Rohr entweichen, oder ein Stück
vor dieser Mündung endet.
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Wird die Kapillarrohrwirkung unter Anwendung eines oder mehrerer in
Dochtröhren eingesetzter Dochte erzeugt, so kann dieses Rohr oder es können diese
Röhren entweder an ihrem aufwärts gekehrten Ende an die Verdampfungsöffnung des
Meßbehälters luftdicht angeschlossen werden, so daß das Rohr oder die Röhre z. B.
einen Teil des Meßbehälters bilden, .oder sie können luftdicht durch .den Meßbehälter
hinausgeführt werden, z. B. mittels eines in denselben eingesetzten Stöpsels oder
eines über der Öffnung ange-@ordneten Deckels. Hierbei ist dann in einem
oder
mehreren der Röhren vdr deiri Stöpgel eine Bohrung der Rohrwandung vorgesehen, durch
welche Bohrung sich Unterschiede zwischen den Drücken im Meßbehälter und den Umgebungen
ausgleichen können.
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Dadurch, daß man die Verdampfungsoberfläche in konstanter Höhe hält,
ist man imstande, den Messer genauer abzulesen als bisher, indem auf der Oberfläche
der Flüssigkeit im 1#Ießbehälter,ein Schwimmer angeordnet sein kann, ohne daß derselbe
ungünstig auf das Verdampfen einwirkt. Anstatt die sinkende Oberfläche an der Meßflüssigkeit
abzulesen, eine Ablesung, die sich wegen des Meniskus stets schwerlich genau vornehmen
läßt, kann man die Schwimmerstellung, z. B. mittels eines am Schwimmer angeordneten
Zeigers oder Striches, ablesen.
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In der Zeichnung veranschaulichen Abb. i bis 5 Längsschnitte durch
verschied-ene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgeführten Messers.
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Bei den in Abb. i bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Meßbehälter
a ein gerades Glasrohr, das oben mittels eines Stöpsels b geschlossen ist. In diesen
ist ein an beiden Enden offenes Rohr c, z. B. aus Glas oder Metall, eingeführt,
das sich bei den in Abb. i und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen fast bis zum Boden
des Meßbehälters erstreckt und einen durchlässigen Stoff enthält. Dieser Stoff wirkt
wie ein Docht und wird unabhängig vom Flüssigkeitsstand/ im Meßbehälter durch Kapillarrohrwirkung
Flüssigkeit aus demselben bis zur Höhe e hinaufsaugen, wobei die Höhe des als Kapillarrohr
wirkenden Rollres mit dem genannten Stoff geringer sein muß als die kapillare Steighöhe.
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Bei dem in Abb.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Rohre
nicht in den Behälter ia hinabgeführt, sondern es sind in diesem Mittelo angeordnet,
deren Beschaffenheit unten :angegeben wird, mittels deren durch K.apillarrohrwirku.ng
Beine Ver dampfungsober fläche e in bestimmter Höhe im Rohre erzeugt wird.
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Bei den in Abb. i und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Rohr
c oben offen. Bei. dem in Abb. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das nach oben
gekehrte, @etwas erweiterte Ende des Rohres c durch Beinen Dekkel g geschlossen,
der in bekannter Weise in Abhängigkeit von der Temperatur mittels eines Thermoreglers
lt gehoben und gesenkt wird. Dieser kann z. B. ein Bimetallstreifen sein. Unterhalb
des Stöpsels b ist @entweder zwischen demselben und den Mitteln @o (Abb.2) oder
im Rohre (Abb. i und 3) eine Bohrung l vorgesehen, durch welche Druckunterschiede
zwischen der Außenluft und dem Raum im Meßbehälter sich .ausgleichen können. D,et
ini J3ehälter a vorhandene Teil dcs kohres c kann gegebenenfalls durch einen Docht
oder durch mehrere, dicht zusammengestellte senkrechte Röhren, Drähte @od-er Stangen
ersetzt werden, die zusammengewun-#den sein können.
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Das Rohr c (Abb. i) kann einen Teil des Behältersa selbst bilden (vgl.
Abb.5), wobei ;es eine einwärts in den Behälteraa verlaufende und vom aufwärts gekehrten
Ende desselben ausgehende unmittelbare Fortsetzung der Behält-erwandung bildet.
Der Behälter kann jedoch auch sonstwie in zweckmäßiger Weise derart gestaltet sein,
daß durch Kapillarrohrwirkung im Behälter eine in konstanter Höhe befindliche Verdampfungsfläche
aufrechterhalten wird.
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Im Behälter, kann, wie in Abb. i gezeigt, ein Schwimmer k angeordnet
sein, dessen Lage im Behälter an einer längs dem letzteren angeordne;en Skala m
abgelesen werden kann.
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In dem in Abb._q. gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Meßbehälter
im wesentlichen nach einer U-Form gebogen und enthält einen durchlässigen Stoff,
z. B. einen Filzstöpseld, welcher in einem in den kurzen, nach oben offenen Zweig
p des Meßbehält:ers eingesetzten Rohr c angeordnet ist, das, wie bei den in Abb.
i bis 3 gezeigten Ausführungsbeispielen, in seiner Wandung eine Druckausgleichöffnungi
aufweist. Der kurze Zweig der Ausführungsform nach Abb. a arbeitet in ganz ähnlicher
Weise wie die vorbeschri@cb:ciien Ausführungsformen, und der längere Zweig bildet
einen Flüssigkeitsspeicher, der den kurzen Zweig mit Flüssigkeit beschickt, sooft
der Flüssigkeitsspiegel in dem letzteren unter einen gewissen Flüssigkeitsstand
x sinkt. Wenn dies ;erfolgt, kann nämlich eine Luftblase von unten in den längeren
Zweig @emporsteigen, wo sie die Flüssigkeit nach unten drückt, so daß der Flüssigkeitsspiegel
im kurzen Zweig wieder über den Flüssigkeitsstand x steigt. Während des Betriebes
sinkt .also der Flüssigkeitsstand im längeren Zweig sprungweise, während der Flüssigkeitsspiegel
im kürzeren Zweig zwischen dem Flüssigkeitsstand x und,ein:em etwas höheren Flüssigkeitsstand
schwankt. Dabei erfolgt die Verdunstung stets in der gleichen Höhe, nämlich .an
der Oberfläche des Filzstöps,clsd.