DE705751C - Vorrichtung zur Heizwertbestimmung stroemender Brenngase - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Heizwertbestinunung strömender Brenngase Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Heizwertbestimmung strömender Brenngase. Es ist bei derartigen Vorrichtungen bereits bekannt, einen Umwerter für das Brenngas vorzusehen, bei dem die Temperaturen von Wasser und Gas auf gleicher Höhe gehalten werden. Ferner ist auch schon bekannt, daß die Temperatur des Kühlwassers durch das Brenngas beeinflußt wird.
• Demzufolge geht die vorliegende Erfindung von einer Vorrichtung zur Heizwertbestimmung strömender Brenngase mit Einschaltung eines Umwerters für das Brenngas aus, bei der die Temperatur von Wasser und Gas auf gleicher Höhe gehalten und die Temperatur des Kühlwassers durch das Brenngas beeinflußt wird. Sie besteht darin, daß bei einer solchen Vorrichtung zur Umwertung der Heizwertbestimmung eine selbsttätig geregelte Düse vorgesehen ist, auf deren Steuerungsvorrichtung Gas- und Wassertemperatur zugleich einwirken.
• Die Umwertung mittels einer Düse hat den Vorteil, daß die Umwertung auf rein mechanischem Wege erfolgt und daher besonders zuverlässig arbeitet, so daß der Schreiber auch die wirklichen auf einen Normalzustand umgewerteten Werte anzeigt, was noch dadurch unterstützt wird, daß auf die Steuervorrichtung für die Düse Gas- und Wassertemperatur zugleich einwirken.
• Die Erfindung liegt demnach in der besonderen baulichen Ausgestaltung des Umwerters, der keine Teile enthält, die einer besonderen Abnutzung unterliegen, so daß die Brennstoffmenge je Zeiteinheit gegenüber Dichte- oder sonstigen Zustandsänderungen stets gleichbleibt. Die Einrichtung ergibt demnach mit einfachsten Mitteln eine Anzeige

  an hoher Zuverlässigkeit auch für längere

  Betriebszeiten.

  Weitere Ausgestaltungen und Verbessertui-

  gen der vorliegenden Erfindung bilden deii-r

  Inhalt der Ansprüche 2 bis t. _._

  Die Zeichnung veranschaulicht die lrhn;

  dung zusammen mit anderen nicht zur I?r-

  ündung gehörenden Einriclittiiigeti all zwei

  Ausführungsbeispielen in vereinfachter Dar-

  stellung, und zwar zeigt

  Abb. i ein Kalorimeter finit motorisch ini

  Kreislauf uniherbewegter Wassermenge.

  Abb. 2 ein Kaloriniuter finit Speisung

  durch eine Wasserleitung.

  Nach Abb. i hat das halorimetür als

  Hauptteil einen Wärineaustausclikörper lilit

  aufsteigendem Flammenraten .4o und abstei-

  genden Gaszügen 39 in einem üblichen Wasser-

  raten. Für die hier in Rede stehenden gas-

  förmigen Brennstoffe ist ini Flannnenratiln .To

  ein Gasbrenner 37 angebracht. der über eitle

  Reihe von Zwischengeräten gespeist wird,

  nämlich über einen zur allgemeinen Nach-

  prüfung nach Belieben zwischenschaltbaren

  Gaszähler 6, einen Druckregler ;für Einstel-

  lung gleichbleibender Gasdrucke, eine Be-

  feuchtungsvorrichtUng ; z11111 Sättigen des

  Gases mit Wasser, den erfindungsgein:il:,en

  Umwerter -2i und einen Dichteregler 21.

  Endlich ist noch zur allgemeinen Nachprii-

  fung ein weiterer Durchflußlnesser 33 ein-

  schaltbar, der den Gaszähler (ersetzen kann.

  Der Wasserkreislauf des Wärmeaustau-

  schers ist finit destilliertem Wasser aufgefüllt

  und wie folgt gestaltet: rin Vorratsbehälter i

  mit einem durch Betriebswasser zu speisenden

  Rückkiihlkörper 34 ist durch einen Schacht

  im finit einem Hochbehälter 37 verbunden.

  und in diesem Schacht führt, von einer un-

  teren Rolle 2 be,-imlend, ein Fördergurt 3

  hoch, der motorisch angetrieben ist und

  Wasser im Cberschuß zum Hochbehälter

  fördert. Der Hochbehälter 37 ist finit Über-

  lauf 38 ausgebildet, so ciaß er die Cberschuß-

  wassermeilge in den Schacht io zurücklaufen

  läßt, und dieser Schacht ist von Cffnungen ;9

  her durch die Brennluft durchströmt, die er

  mit Wasser sättigt und durch ein Verbin-

  dungsrohr .l zum Bremiratim .To hin abgibt.

  Das Kühlwasser fliellt dann durch ein Ein-

  lattftlierinoineter dd. zum Wärineaustauscher

  und voll dessen höchster Stelle durch ein

  Auslauftlierinolneter .13 zu einem Ablauf-

  kasten .16 und über ein Umschaltglied .I3 eilt-

  weder zti einem Rohr _T2 11110 einer Wasser-

  mangelsicherung 14 und zurück zum Vorrats-

  behälter i oder andererseits -r.11 einem Rohr 41

  zwecks Auffangens in einem zur -Nacliprii-

  fung dienenden Meßgefäß. rill Abzweig 3 2

  führt vom Wasserumlauf vor dein Zulauf

  zum Wärmeaustauscher ab und ist durch den

  @Iengenumi@-erter 27 so gesteuert, daß durch

  ihn ein Teil des Wassers zti einem -Neben-

  sclilul.lrolir S hin und zum Wasserschacht io

  cnt<<:eicht, ohlie dtii-cli den @\-;ii-nieaust@iusclier

  ge@aiigen zti sein. w:ilzreii(l er aber in der

  .t@urch ein, \\@asserdüsc ;i) g (, lneacnen Gc-

  s'ailitt@assermen ge enthalten ist.

  Die I?inzelattshildun@ dur cc-rschiedenen

  Gerate ist folgende

  1)1(2 Tlicrino@in,°tor d@. d; sind als Metall-

  1)a1--, Membran- o(Ier* iilililiclie Tliermoineter

  atlsgebilclet, hei dullell las elastische Metall-

  glied in eili@n "-oll \\`asser umspülten starr-

  Raum eingeschlossen Lind der

  Z\Viscllciii-ziuin llit stickstott oder sonst

  einen n inisch:idlichen Gas gefiillt ist. Prüf-

  tlici-nioniet(°r ;;. 1; sind zu zusätzlicher

  l"bcrwachun g in dic \Vasserräume der Ther-

  n1ontQttr -d, 4.; eill@4esetzt. Die Thermometer

  _1@.. .13 sind, tini die Differenz ihrer Stellun-

  gen, also den ITeizwert anzuzeigen, finit ent-

  gegengesetzt @ericllteten Ilebelii an die

  Hauptr:ider eines 1"-,e,-cli-adatisgleicligetriebcs

  +8 angeschlossen. dessen Planetenträger

  einen Zeiger 3o iilit Schreibfeder 31 zum Be-

  schreiben eines I'al@icrstrcifens ;2 und gleich-

  zeitigen Anzeigen an einer Slcala 33 trägt.

  Der Zeiger ist bicr auch als Ferngeber aus-

  gestaltet, indem er über einen Regelwider-

  stand l@) schleift und zwischen dessen beiden

  U1 dpunktrn ccr:in<lerliche Spannungsverhält-

  nisse zuni lernnleld@n der Zeigerstellung ein-

  stellt.

  Inn Breinigaslauf crnliil;lidlcn zwei -Um-

  stelllliiline -26 ein ausschalten des Umwerters

  27, wenn unmittelbar der Heizwert des Gases

  beine Betri@#bsfusr_;lnd angegeben werden soll.

  Dann ist das dtirclilatifende Gas nur dein

  Dichtuteglur 24 unterworfen, der eine Durch-

  23 23 mittels \tidelcentils so in

  Abli-ingiglceit c@il einer federbelasteten 1lem-

  brail ei listellt, dal. unabhängig von Dichte-

  und Z:ihigheitsändcrungen dein Brenner in

  der Zeiteinheit iinincr die gleiche Brennstoff-

  mt@ge zttfliel.;t. Dies beruht darauf, daß Zu-

  saiiiiiicnsetztingscerän@lcrungeii des Brenn-

  stoffes entsprechende Druckerhöhungen oder

  Druckverniinderungen ergeben und damit all

  der -Membran das \-ergrößern oder Verklei-

  nern der @urchlaufötnung einleiten.

  Ist andererseits durch die Drei«egh:ihne 26

  der L-inwerter 27 eingeschaltet, so umspült

  das Gas seinen Schutzkörper 9, der mit Aus-

  füllung durch Stickstoff oder ein unschäd-

  liches Gas oder edle Flüssigkeit nlit hoher

  Ausdehnungszahl und gegebelienfalls mit

  einer geringen \Vasserinenge einen Federbalg

  12 umschließt und somit die Zustandsände-

  rungen des Brennstoffes in Dehnungen oder

  Zusamnielizielitniguil des Federbalges 12 wirk-

  saie macht. Der Boden des Federbalges 12

  ist durch einen Stößel 13 an einen bei 33a gelagerten Hebel 33 angeschlossen, der zum Ausschalten des Umwertungsvorganges durch einen Stift 3 i festlegbar und für"-den Umwertungsvorgang mit einer Ventilnade13o einer Wassernebenschlußdüse 28 gegenübergestellt ist. Der Umwerter läßt also je nach dem Zustand des Brennstoffes eine größere oder kleinere Wassermenge unerwärmt zurücklaufen und ergibt dadurch die der Umwertung entsprechende Berichtigung.
• Zur Sicherung' gegen Kühlmittelmangel, der zum Verbrennen des Wärmeaustauschkörpers führen könnte, ist die bereits genannte Wassermangelsicherung 14 mit einem Schwimmer ausgebildet, der bei sinkendem Flüssigkeitsstand einen Brennstoffhahn 22 schließen läßt, indem dessen Gewichtshebel 21 von einer Stange 15 des sinkenden Schwimmers abgleitet und somit schließt.
• Dieselbe Wassermangelsicherung ist gleichzeitig als Brennstoffmangelsicherung ausgenutzt. Hierzu ist ein im Strahlungsbereich der Flamme liegender und mit Gas oder- Luft gefüllter Ring 38 durch eine Kapillare 2o mit dem Druckraum einer Membran i9 verbunden, die gegen den Druck einer Feder i8 einen Steuerstift 17 in zurückgezogener Lage festhält, während beim Verringern des Druckes (Verlöschen der Flamme) die Membran hochgehend den Stift 17 freigibt, der nun unter dem Druck seiner Feder 18 auf eine federnde Verlängerung 16 des Gewichtshebels 21 trifft und ihn durch Zurückdrücken dieser Verlängerung von der Schwimmerstange 15 frei macht und somit den Brennstoffhahn 22 schließen läßt. Zum Wiederinbetriebsetzen wird der Gewichtshebel 21 entweder von Hand oder durch einen Druckknopfzeitschalter so lange geöffnet gehalten, bis Erwärmung des Gasringes 38 genügenden Druck an der Membran ig ergeben hat zum Gesperrthalten des zurückgezogenen Federstiftes 17.
• Der Ferngeber 4g. kann am Fernanzeiger oder Fernschreiber einen beliebig genauen .%LIeßbereich steuern, indem er nicht in den ganzen verfügbaren, sondern nur in einen. bestimmten gewünschten Meßbereich gelegt wird. Die große verfügbare Steuerenergie der Gasthermometer 44, 45 erlaubt auch das Steuern sichtbarer oder hörbarer Signale, und es kann auch große Schreibbreite des Zeigers erreicht werden, ebenso wie auch unmittelbar ein Heizweit- oder Gemischregler gesteuert werden kann.
• Nach Abb. 2 ist die gesamte Einrichtung grundsätzlich dieselbe wie im ersten Beispiele und nur in den Hauptteilen mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Anders ausgestaltet ist hier die Kühlmittelversorgung. Hier` wird Kühlwasser einem Hahn 63 entnommen und geht in einen Hochbehälter 62 unter Beherrschung durch einen Steuerschwimmer 65, der es auf bestimmte Spiegelhöhe einregelt. In einem anschließend-en L'berlaufbehälter 64 stellt sich das Kühlwasser unter Abgabe des Überschusses durch ein Rohr 61 auf einen genauen Flüssigkeitsstand ein und geht von dort wieder durch die Meßdüse 56 in den Kühlwasserkreislauf, der bis zur Wassermangelsicherung 14 dem Beschriebenen entspricht. Die Auslässe, also vom Rohr 81, Nebenschlußrohr 8 und der Wassermangelsicherung 14, führen zu einem Ablauf, und zwar die beiden ersten über ein Schachtrohr 6o, das dem 'Schacht io der ersten Ausführungsform entspricht und auch das Brennluftrohr 4 mit feuchtigkeitsgesättigter Brennluft speist.
• Die Wasserdüsen 56, 28 und die Brennstoffdüse 23 können, soweit die Ventilnadelregelung nicht genügt öder nicht erwünscht ist, leicht auswechselbar ausgebildet sein, wie das beispielsweise bei Vergaserdüsender Verbrennungsmaschinen üblich ist. Skalen lassen bei den einstellbaren Düsen 23, 28 die jeweilige Größe erkennen und somit auch das Verhältnis des Brennstoffdurchlasses zum Kühlmitteldurchlaß oder, wie im Beispiele, das Verhältnis vom Brennstoffdurchlauf zu dem durch den Nebenschluß verminderten Kühlmitteldurchlauf.
• Die "sämtlichen Federbälge der Thermometer 44, 45 und des L: mwerters 27 werden möglichst weich, also mit geringer Eigenfederung ausgebildet, um den auf sie wirkenden Druckschwankungen genauestens zu folgen. Ihre Innenräume können überall zur Außenluft offen sein, so daß nicht Reibungen der Meßstößel in Stopfbuchsen entstehen.

Claims (6)

1. PATENTAVSPRÜCHL: i. Vorrichtung zur Heizwertbestimmung strömender Brenngase mit Einschaltung eines Umwerters für das Brenngas, bei der die Temperatur von Wasser und Gas auf gleicher Höhe gehalten und die Temperatur des Kühlwassers durch das Brenngas beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwertung der Heizwertbestimmung eine selbsttätig geregelte Düse (28) vorgesehen ist, auf deren Steuerungsvorrichtung Gas- und Wassertemperatur zugleich einwirken.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mengenumwerter (27) eine vom Brennstoffstrom beeinflußte Membran (12) eines Gasthermometers enthält, das ein Regelventil (28, 30) einer am Wärmeaustauscher (39, 40) vorbeiführenden Kühlmittelnebenschlußleitung (32, S) steuert.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine im Gesamtwasserstrom liegende Düse (56) und die im Nebenschlußstrom (32, 8) liegende Ventileinrichtung (28, 30) so bemessen sind, daß der durch den Wärmeaustauscher gehende Strom zum Gesamtstrom sich verhält wie der umgewertete zum nicht umgewerteten Heizwert.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossener Kühlmittelkreislauf eingerichtet ist zwischen einem tiefliegenden, mit Kühlschlange versehenen Sammelbehälter (i) und einem durch einen motorischen Förderer (3) gespeisten Hochbehälter (57), der durch Überläufe oder sonstige Vorrichtungen zur Einstellung gleichbleibenden Flüssigkeitsspiegels den Wärmeaustauschkreis speist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Nachprüfung der Umwertvorrichtung eine Kühlmittelumschaltvorrichtung (43) zu einem Meßgefäß vorgesehen ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 5, gekennzeichnet durch ein Einstellglied (67), das vorzugsweise auf das Mengenumwerterventil (30) einwirkt und eine Grundeinstellung der Kühlmittelmenge ermöglicht.