DE746796C - Einrichtung zur fortlaufenden Bestimmung des Heizwertes von Gasen. - Google Patents

Description

Es sind Einrichtungen zur Bestimmung des Heizwertes von Gasen· bekannt, bei welchen zur Abmessung" idles Gases zwei oder mehr Räume vorgesehen sand, die mit dem Prüfgas gefüllt werden- können und - aus denen dieses durch das Wasser verdrängt wird, an welches das Gas dm Heizwertmesser seine Wärme überträgt. Die Gefäße werden abwechselnd mit Gas bzw. mit Wasser gefüllt und wieder entleert, so. daß ei» ständiger Betrieb 'des Heizwertmeissers möglich ist. Es ist dabei bekannt, die Gefäße durch Umscbaltgldeder zu verbinden, die untereinander zu geroeinsiamer Verstellung gekuppelt sind. Weiterhin ist es bekannt-, diese Verstellung der Umschailtgliader selbsttätig im Abhängigkeit von der Verstellung des Wasserspiegels in den Gefäßen z. B. unter Vermittlung eines Schwimmers zu bewirken.

Ein Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß hierbei die dem Heizwertmesiser zugeführten Gas- und Wassermengen gleich groß sind. Insbesondere bei Gas mit' geringem Heizwert ergibt sich dann nur eine sehr geringe Temperatarerhöhung .des Wassers, so daß genaue Messungen nur mit sehr empfindlichen und deshalb teuren Temperaturmeßgeräten möglich sind.

Die Erfindung hat dem Zweck, die bekannte Einrichtung dahingehend zu verbessern, daß die Wassermenge unabhängig von der GaSmenge bemessen werden kann, so daß •beispielsweise auch :bei Gasen mit geringem Heizwert die Temperaturdifferemz dies Wassers ausreichend hoch wird, um auch mit weniger empfindlichen Temperaturmeßgeräten eine genügend genaue Messung zu ermöglichen. Ferner betrifft die Erfindung besondere Ausgestaltungen der Gas- und Wasserabmeßgefäße (im folgenden kurz Gasgefäß bzw. Wassergefäß genannt), der Umschal tgilieder und ihrer Steuerung.

Heizwerttneßeinrichtungem, bei welchen das zu prüfende Gas a>us Gefäßen durch eine Flüssigkeit verdrängt wird und bei welchen das Verhältnis der Gasmenge zu der Wärme S aufnehmenden Wassermenge durch Zu- und Abschalten von Gasverdrängungsgefäßen veränderbar ist, sand an sich bekannt. Hierbei folgt jedoch auf jede VerdrängiungsperiodteV' während der eine Heizwertmessung j

to kann, eine Ansaugperiode, während der ' Messung¹ unterbrochen werden miuß, so die Messung nicht fortlaufend, sondern nur absatzweise erfolgen kann. Da eine Heizwertmessung mit Wärmeaustausch zwischen einem zur Verbrennung gelangenden Gasstrom und einem Flüssigkeitsstrom nur dann zuverlässige Werte gibt, wenn der Beharrungsziustand erreicht ist, so müssen die Gasverdrängungsgefäße so groß bemessen; sein, daß dieser Beharrunigszustand innerhalb- der Verdirängungsperiode sicher erreicht wird. Die ganze Einrichtung wird deshalb sehr umfangreich und sonach in der Handhabung unbequem.

Nach der Erfindung werden besondere Wassergefäße und besondere Gasgefäße, die in ihrer gegenseitigen Größe beliebig wählbar sind, je paarweise vorgesehen;. Die selbsttätige Steuerung dieser Gefäße ist so aiusgebildet, daß in einem Zeitabschnitt ein Gefäß des Gasgefäßpaares und ein Gefäß des Wassergefäßpaares gefüllt, das andere Gasgefäß und das andere Wassergefäß entleert werden, und daß zumindest die in aufeinaroderfolgen-Ϊ5 den Zeitabschnitten wechselweise nacheinander erfolgenden Entleerungsvorgänge der beiden Gefäße des Gasgefäßpaares sich unmittelbar aneinanderschließen.

Der Abfluß des dam Heizwertmesser zuzuführenden Wassers aus den Wassergefällen wird entweder so gesteuert, daß sich die Wassergefäßentleerungen mit den Gasgefäßentleerungen zeitlich völlig¹ decken, wobei das Verhältnis Gasmenge zu Wassermenge über den ganzen Entleerungsvorgang unverändert bleibt¹, oder so, daß die Waesergefäße sich bei jedem Spiel schneller als die Gasgefäße entleeren, um mit Sicherheit zu vermeiden, daß am Ende der Gasverdrängung aus dem Gasgefäß das Wassergefäß noch nicht völlig entleert ist, was die Heizwertmessung fälschen würde. Im letzteren Fall erfolgt also der Wasserabfluß zum Heizwertmesser mit zeitlichen Zwischenräumen; deshalb werden für diesen Fall Einrichtungen (Ausgleichbehälter, Drosselglieder) zur Vergleichmäßigung des in den Heizwertniesser eintretenden Wasserstromes vorgesehen.

Bei den Gasgefäßen erfolgt das Einfüllen und das Ausschieben des Gases entweder j durch Verschieben einer AbschlußwamJ, z. B. !

Flüssigkeitsspiegel, Kolben o. dgl., gegenüber dem ruhenden Gefäß oder umgekehrt durch Verschieben des Gefäßes gegenüber einer ruhenden Abschlußwand. -

Im ersteren Falle (ruhende Gasgefäße) wird die Anordnung zweckmäßig so getrof-.fen, daß beim Ausschieben des Gases das : Gasgefäß mit dem Wassergefäß kommuniziert und daß das Wasser beiden Gefäßen zuigleich aus der Zuleitung zufließt, daß aber "f "beim Einfüllen des Gases in das Gasgefäß das hierbei aus dem letzteren ausströmende Wasser einem Abfluß zugeleitet wird, während das gleichzeitig aus dem Wassergefäl.i ausfließende Wasser zum Heizwertmesser geführt wird.

Hierbei können mit einem Wassergefäß mehrere parallel geschaltete, aber einzeln abschialtbare Gasgefäße verbunden sein, so daß je nach der Zahl der angeschalteten Gasgefäße auf die durch die Größe des Wassergefäßes gegebene Wassermenge eine kleinere oder größere Gasmenge entfällt. Die selbsttätige Steuerung der Urnschalfcglieder erfolgt hierbei in Abhängigkeit von dem auf- und absteigenden Wasserspiegel, zweckmäßig von dem in einem der Wassergefaß e.

Im anderen Falle (bewegliche Gasgefäße) strömt das Wasser nur den Wassergefaß en und aus diesen dem Heizwertmesser zu. Dje Steuerung der Umschaltglieder kann hierbei sowohl von dem in den Wassergefäßen auf- und absteigenden Wasserspiegel als auch von der Verschiebebewegung der Gasgefäße abgeleitet werden. Auch hier können wieder einem Wassergefäß mehrere einzeln ein- und ausschaltbare Gasgefäße zugeordnet sein.

In beiden Fällen können auch mehrere Paare von Wassergefäßen vorgesehen und einzelne dieser Paare ein- und ausschaltbar sein, oder es können die Wassergefäße so eingerichtet sein, daß sie eine größere oder geringere Wassermenge aufnehmen >bzw. an den Heizwertmesser abgeben, so daß auch hierdurch das Verhältnis von Gasmenge zu Wassermenge veränderbar ist.

Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindiungsigegenstandes. up

In allen Abbildungen bedeuten 5 die Gaszuleitung, 6 einen darin eingeschalteten Druckregler, 3, 3'. die von den Gasgefäßen zu den Gasumschalteinrichtungen führenden Leitungen, 9 die von einer Gasumschalteinrichtung zum Wärmeaustauscher führende Leitung, 12 die Wasserzuleitung, 13 einen von ihr gespeisten Überlauf, 14 die an den Überlauf angeschlossene Leitung, 16, iG' die von einer Wasseromschalteinrichtunig zn je einem der Wassergefäße führenden Leitungen. Die Einrichtung- nach Abb. 1 enthält zwei

Gasgefäße ι, ι' und zwei Wassergefäße 2, 2'. Jedes Gasgief äß weist oben einem Gasanschluß 3, 3' unid! unten einen mit 'einem Schwimmerventil 20, 20' ausgestatteten Wasseranschluß 4, 4' auf. Die Gastzuiuhr erfolgt durch eine Leitung 5, in welche ein Druckregler 6 eingebaut ist und welche zu einem Dreiwegehiahrn 7 führt, an dien' die Leitungen· 3, 3' angeschlossensind. Ferner sind beide Gasgefäßc

10- an einen zweiten Dreiwegehahn 8 .angeschlossen!, von dem eine Leitung· 9 zium Brenner 10 des Wärmeaustauschers 11 führt. Das Wasser strömt durch eine Leitung 12 zunächst einem Überlauf 13 und durch Leitung 14 einem Dreiwiegehahn 15 zu, von welchem je eine Leitung 16, 16' zu je einem der Wiassergefäße 2, 2' führt. Die Leitung 14 enthält ein Durchflußednstellglieid 19, mit dem die Stärke des zufließenden Wasserstromes und dadurch die Dauer der abwechselnd aufeinanderfolgenden Füllungen¹ beider Wsssergefäße eingestellt werden kann.. Die drei Hähne 7, 8, "15 sind untereinander durch eine Kuppelstange 17 so verbündten, daß bei offenem Waaserzulauf zum Wassergefäß 2 der Gasaustritt aus dem Gasgefäß 1 zur Leitung 9 und der Gaszutritt aus Leitung 5 zum Gasgefäß 1' offen ist. Von den Wassergefäßen 2, 2' führen Leitungen 21, 21' je zu einem Vierwegehahn 22 bzw. 22'; an je einen dieser Hähne ist auch je eine der Leitungen 4, 4', ferner je eine der das Wasser zum Wärmeaustauscher 11 rührenden Leitungen 23, 23' und je eine der Abflußleitungen 24, 24' angeschlossen.

Die Hähne 22,22' sind durch ein Kuppelglied 18 zu gemeinsamer Verstellung verbunden, denart, daß in jedier Endstellung der eine Hahn, z. B. 22, ein Gasgefäß 1 und ein Wassergefäß 2 über die zu diesem Hahn führenden Leitungen 4, 21 verbindet, dagegen diese Gefäße 1, 2 von den das Wasser fortführenden Leitungen 23, 24 trennt, während der andere Hahn 22' das andere Wassergefäß 2' mit der zum Wärmeaustauscher. 11 führenden Leitung 25 und das andere .Gasgefäß 1' mit der" Abflußleitung 24' verbindet. Die Leitungen 23, 23' vereinigen sich zu einer gemeinsamen Leitung 25, welche dn einem als Ausgleiöhgefäß dienenden Behälter 26 ausimündlet, der durch eine Leitung 27 mit dem Wärmeaustauscher 11 verbunden ist. Zweckmäßiger weise ist in die Leitung 27 ein einstellbares Drosselglied 28 eingebaut, das im Betriebe so «ingestellt wird, daß der Wasserstand im Behälter 26 immer die gleiche Höhe hat und das sonach im Verein mit-dem Behälter 26 einen gleichmäßigem Zutritt des Wassers zum Wärmeaustauscher 11 bewirkt, Das im Wärmeaiustauscher erwärmte Wasser strömt durch den Überlauf 29 in die Abflußleitung 30 ab. Die Leitungen 24, 24' vereinigen sich zu einer gemeinsamen Abflußleitung 32, welche in einen Abflußtrichter 33 mit anschließender Abflußleitung 34 mündet. In jedem der Wassergefäße 2, 2' ist je ein Schwimmer 40, 40' angeordnet. Jeder Schwimmer trägt eine Stoßstange 41, 41'; diese Stoßstangen wirken mit einem im festliegenden Lager 42 gelagerten Waagebalken 43 zusammen, mit dem ein Verstellgestänge 44 verbunden ist, an welches der Hebel 47 des Hahnes 15 und der Hebel 48 des Hahnes 22' gelenkig angeschlossen sind. Es werden sonach immer alle Hähne gleichzeitig umgeschaltet, sobald der Wasserspiegel im einen oder anderen der Wassergefäße 2, 2' eine bestimmte Höchstlage erreicht.
Die Einrichtung wirkt wie folgt:
Bei der gezeichneten Stellung fließt das Wasser durch Leitung 16 den über die Leitungen 21 und 4 miteinander kommunizierenden Gefäßen 2 und 1 zu; dadurch wird das Gas aus Gasgefäß 1 über Hahn 8 und Leitung 9 zum Brenner 10 des Wärmeaustauschers 11 verdrängt. Aus dem Wassergefäß 2' strömt das Wasser über Hahn 22' und. durch die Leitungen 23', 25 und 2J dem Wärmeaustauscher 11 zu. Gleichzeitig fließt das Wasser aus dem Gasgefäß 1' über die Leitungen 4', 24' ab und saugt frisches Gas durch Leitung 3', Hahn 7, Leitung 5 an so lange, bis das Schwimmerventil 20' die Leitung 4' abschließt. Wenn das Wasser im Wassergefäß 2 bis zu einer bestimmten Höhe gestiegen ist, stößt die Stange 41 des Schwimmers 40 gegen den Waagebaiken 43, verschwenkt diesen und stellt dadurch -alle Hähne gleichzeitig um. Das Wasser fließt dann in das Wassergefäß 2' und in das Gas- · gefäß i' und verdrängt das Gas über Hahn 8 zum Wärmeaustauscher 11, während das Wasser aus dem Wassergefäß 2 ■ zur Leitung 25 und zum Wärmeaustauscher 11 strömt; gleichzeitig fließt das im Gasgefäß 1 befindliche Wasser ab und saugt neues Gas über Hahn 7 so lange an, bis das Schwimmerventil· 20 die Leitung 4 abschließt. Der Wasserzufluß zu den Gefäßen 2' und 1' dauert so lange, bis der Wasserspiegel im Gefäß 2' und mit ihm der Schwimmer 40' so weit gestiegen ist, daß die Stoßstange 41⁷ den Waagebalken 43 und die Hähne wieder umstellt, worauf das Spiel von iieuem beginnt.

Zweckmäßig stellt man den Wasserabfluß aus den Gas- und Wassergefäßen mittels in die Leitungen 24, 24' und 23, 23' eingebauter Einstellglieder 35, 35' bzw. 36, 36' so ein, daß das Entleeren des Wasserinhaltes dieser Gefäße etwas kürzer dauert als deren Füllung mit Wasser, damit immer mit Sicherheit die durch die Gefäßinhalte festgelegten Gas- und Wassermengen zum Wärmeaustauscher 11 gefördert werden.

Soll das Verhältnis von Gasmenge zu Wassermenge vergrößert werden, so können weitere Gasgefäße i^a, i^a>', wie gestrichelt gezeichnet, den Gasgefäßen i, i' parallel geschaltet werden. Die Verbindungsleitungen dieser zugeschalteten Gasgefäße brauchen nur auf der Gasseite Dreiwegehähne 51, 51' zu besitzen, welche diese Zusatzgefäße i^a, i^a' entweder bei deren Zuschaltung mit den Leitungen 3 und 3' bzw. bei deren Abschaltung mit Entlüftungsleitungen 52, 52' verbinden. Weitere Möglichkeiten zur Änderung des Verhältnisses Gasmenge zur Wassermenge sind dadurch gegeben, daß man in die Wassergefäße, wie beim Gefäß 2', gestrichelt gezeichnet, je einen Verdrängungskörper 53 einsetzt, welcher das nutzbare Volumen des Wasserge'fäßes verringert, oder indem man, wie beim Gefäß 2 gestrichelt gezeichnet, zusätzliche Gefäße 54 vorsieht, die je über eine Verbindungsleitung· 55 mit Abschlußglied 56 je nach Bedarf mit den Hauptwassergefäßen 2, 2' verbunden oder von ihnen abgeschaltet werden können.

Um bei den beim Umschalten der Gashähne 7, 8 etwa auftretenden kurzen Unterbrechungen des Gasstromes ein Erlöschen des Brenners 10 zu vermeiden, wird an die zu diesem Brenner führende Leitung 9 zweck-' mäßig ein kleiner Gasspeicher, z. B. bestellend aus einer federbelasteten, in eine Sperrflüssigkeit eintauchenden Glocke 59 oder auch in Form eines Gummibalges, angeschlossen.

Bei der Einrichtung nach Abb. 2 werden die Gasgefäße durch Schwimmerglocken 61, 61' gebildet, die in den Flüssigkeitsinhalt 70 eines Gefäßes 63 eintauchen und durch ein Seil 64, das über eine in den festliegenden Lagern 65, gelagerte Rolle 66 geführt ist, miteinander verbunden sind. Von der Gaszuleitung 5, 6 gelangt das Gas über einen Hahn 7 zu den in den Innenraum der Glocken führenden Leitungen 3, 3'. Weiterhin sind diese Leitungen an den Hahn 8 angeschlossen, von dem die Leitung 9 zum Heizwertmesser führt. Die Glocken tragen am unteren Ende Beschwerungsgewichte 67, 67', welche ein Entspannen des Seiles 64 verhindern, so daß beide Glocken immer in gleicher Weise steigen und fallen.

Die Wassergefäße 62, 62' werden wie im vorigen Beispiel aus einer Leitung 12 über Überlauf 13, Leitung 14, Hahn 15 und Zweigleitungen 16, 16' beschickt. Von den Wassergefäßen f uhr en, Leitungen 21, 21', die z. T. als Schläuche 71, 71' ausgebildet sind, zu einem Dreiwegehahn y^, von dem die Leitung 25 zum Ausgleichgefäß 26 führt, an welches sich die zum Wärmeaustauscher führende Leitung 27 anschließt.

In die Wassergefäße sind ferner Überlauf-So rohre 74, 74' eingesetzt,. die zu Abläufen 34, 34' führen und deren oberes offenes Ende den höchsten in den Wassergefäßen erreichbaren Wasserstand festlegt. Die Gefäße sind so eingerichtet, daß sie, wie-Abb. 2 a erkennen läßt, gegenüber den in Haltern 75, 75' festgelegten Überlaufrohren 74, 74' in der Höhe verstellt werden können, wodurch ihr nutzbarer Inhalt verändert wird. Die Höhenlage der Wassergefäße kann mittels Zeiger y6, y6' und Skalen 77> 77' genau eingestellt werden. Mit den Gasgefäßen 61, 6i' sind Anschläge 81, 81' fest verbunden, die mit einem im festliegenden Lager 82 gelagerten Waagebalken 83 zusammenwirken. An diesen Waagebalken ist ein alleHähneuntereinander kuppelndes \^rerstellgestänge 84 angeschlossen.

Die Einrichtung wirkt wie folgt: Bei der gezeichneten Stellung wird der Glocke 61 Gas aus der Leitung 5 über Hahn 7 und Leitung 3 zugeführt, so.daß diese Glocke steigt, während die sinkende Glocke 61' ihren Gasinhalt durch Leitung 3' und Hahn 8 an die zum Wärmeaustauscher führende Leitung 9 abgibt. Der Wasserhahn 15 steht so, daß das Wasser dem Wassergefäß 62 zuströmt und dieses bis zu der durch den Überlauf 74 gegebenen Höhe füllt. Gleichzeitig strömt das Wasser aus dem Gefäß 62' durch Leitung 21', Hahn y$ und Leitung 25 zum Gefäß 26 und durch Leitung 27 weiter zum Wärmeaustauscher.

Beii der Annäherung an ihre obere Endlage steuert die Glocke 61 mit ihrem Anschlag 81 den Waagebalken 83 und mit ihm alle Hähne !5> 7> 8. 73 um, so daß nunmehr das Wasser dem Gefäß 62' und das Gas der in ihrer tiefsten Lage befindlichen Glocke 61' zugeführt wird.

Die Einrichtung nach Abb. 3 ist hinsichtlich der Gasabmeßvorrichtung und ihrer Umschaltglieder ebenso ausgebildet wie diejenige nach Abb. 2, und ihre Einzelteile sind wie dort bezeichnet. Die Wassergefäße 92, 92' sind über dem Flüssigkeitsbehälter 63 angeordnet: mit den Stirnwänden der Gasglocken 61, 61/ i°5 sind Stangen 86, 86' verbunden, welche in den Wassergefäßen vorgesehene Durchführungen 85, 85' durchdringen und Verdrängungskörper 87,87' tragen, die in den Wasserinhalt der Wassergefäße 92,92' eintauchen und die Bewegung der Gasglocken 61, 61' zwangsläufig mitmachen. Jedes Wassergefäß ist mit einem Überlauf 88, 88' versehen; beide Überläufe führen zu einem Vierwegehahn 89, an welchen außerdem eine zum Abfluß 34 führende ¹¹S Leitung 93 und die zum Ausgleichbehälter 26 führende Leitung 25 angeschlossen sind. An den Verdrängungskörpern 87, 87' sind die Anschläge 81, 81' angeordnet, welche im Zusammenwirken mit dem Waagebalken 83 die gemeinsame Steuerung aller Umschaltglieder bewirken.

Die Einrichtung wirkt wie folgt:
Bei der gezeichneten Stellung strömt das Gas durch Leitung 5 über Hahn 7 und Leitung 3 zur Gasglocke 61, während das durch die Leitungen 12 und 14 zuströmende Wasser über den Hahn 15 und Zweigleitung 16 dem Wassergefäß 92 zufließt. Die Gasglocke 61 und mit ihr der Verdrängungskörper 87 bewegen sich nach oben. Dem Gefäß 92 strömt etwas mehr Wasser zu, als an Raum durch Austauchen des Körpers 87 frei wird, so daß das Gefäß 92 immer bis zum Überlauf 88 gefüllt ist; der Überschuß fließt durch Überlauf 88, Hahn 89 und Leitung 93 zum Auslauf 34. Das aus der sinkenden Gasglocke 61' verdrängte Gas strömt durch Leitung 3' über Hahn 8 und durch Leitung 9 zum Wärmeaustauscher. Das vom eintauchenden Verdrängungskörper 87' aus dem Wassergefäß 92' verdrängte Wasser strömt durch Überlauf 88' über den Hahn 89 und Leitung 25 zum Ausgleichgefäß 26 und weiter durch Leitung 2j τμχά Wärmeaustauscher.

Bei dieser Anordnung ist in jedem Zeitpunkt eines Hubspieles die aus einem Wassergefäß verdrängte Wassermenge der aus einem Gasgefäß verdrängten Gasmenge genau verhältnisgleich. Die aus den Abmeßgefäßen zum Wärmeaustauscher abströmenden Gas- und Wassermengen stehen also in jedem beliebigen Zeitpunkt bereits im richtigen Verhältnis zueinander, so daß dieses Verhältnis hier mit besonders großer Genauigkeit während des ganzen Meßvorganges konstant bleibt. Das genannte Verhältnis kann . durch Austausch der Verdrängungskörper 87, S7' gegen solche größeren oder kleineren Querschnitts leicht geändert werden.

Bed der Einrichtung· nach Abb. 4 ist die Anordnung der Wassergefäße 62, 62' und ihrer Steuerung die gleiche wie im Beispiel nach Abb. 2, und ihre Einzelteile sind wie dort bezeichnet. Zur Abmessung der Gasmengen ist ein nach Art einer Ringwaage ausgebildetes Gefäß 100 vorgesehen, das in einem festliegenden Lager 96 schwingbar gelagert ist, in der unteren Hälfte eine Flüssigkeitsfüllung 97 enthält und im oberen Teil durch eine Querwand 98 unterteilt ist, so daß diese Querwand in Verbindung mit der Flüssig- - keitsfüllung die Gasgefäße 101 und ιοί' abgrenzt. Jedes dieser Gasgefäße ist über eine teilweise von Schläuchen gebildete Leitung τ 02 bzw. 102' an einen Vierwegehahn 103 angeschlossen, mit dem auch die Gaszufuhrleitung 5 und die zum Wärmeaustauscher führende Gasleitung 9 verbunden sind. Alle Hähne 15, 103, 73 sind durch ein Gestänge 84 zu gemeinsamer Verstellung miteinander gekuppelt. An das Gestänge 84 sind zwei in festliegenden Lagern 104, 105 schwingbar gelagerte Winkelhebel 106, 107 je 'mit einem Arm angeschlossen, während die anderen Arme mit einem am Gefäß 100 angeordneten Anschlag 110 zusammenwirken.

Die Einrichtung wirkt wie folgt:
Bei der gezeichneten Stellung strömt das Gas durch Leitung 5 über Hahn 103 und durch Leitung 102' zum Gasgefäß 101'. Der auf die Querwand 98 wirkende Überdruck dieses Gases erteilt dem Gefäß 100 eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles a, so daß der Rauminhalt des Gasgefäßes ιοί' sich vergrößert, während der des Gefäßes 101 sich verkleinert. Das im letztgenannten Gefäß befindliche Gas wird durch Leitung 102 über Hahn 103 und durch Leitung 9 zum Wärmeaustauscher verdrängt. Gleichzeitig strömt das Wasser durch Leitung 12, Überlauf 13, Leitung 14, Hahn 15 und Zweigleitung 16 zum Wassergefäß 62 und füllt dieses bis zum Überlauf 74, worauf es in den Abfluß 34 übertritt. Das im anderen Wassergefäß 62' befindliche Wasser strömt durch Leitung'21' über Hahn 73 und durch Leitung 25 zum Aüsgleichgefäß 26 und weiter durch Leitung 27 zum Wärmeaustauscher. Diese Vorgänge halten so lange an, bis der Anschlag HO an den Winkelhebel 107 stößt und die Hähne 15, 103, 73 umschaltet. Dann strömt das Gas zum Raum 101, das Wasser zum Gefäß 62'; das Gefäß 100 dreht sich in der anderen Richtung so lange, bis der Anschlag 110 gegen den Winkelhebel 106 stößt und wieder die Umschaltung bewirkt usw.

Bei dem Beispiel nach Abb. S sind außer den Gasgefäßen 101, 101' auch die Wassergefäße nach Art einer Ringwaage ausgebildet. Zu diesem Zweck ist ein zweites Riingwaagen-.gefäß 120 vorgesehen, das mit dem Ring- ^Io° waagengefäß 100 über Kurbeln 115, 116 und eine diese verbindende Kuppelstange 117 derart zwangsläufig verbunden ist, daß beide Ringwaagengefäße übereinstimmende Schwingbewegungen ausführen. Die beiden ^1O5 Ringwaagengefäße könnten zu diesem Zweck auch auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und fest miteinander verbunden sein. Die untere Hälfte des Wasser-Ringwaagengefäßes 120 ist mit einer Flüssigkeit 121, z. B. Queck-Silber gefüllt, die schwerer als Wasser ist und sich mit Wasser nicht mischt. Der obere Teil des Ringraumes des Gefäßes 120 weist eine Querwand 118 auf, welche, in Verbindung mit der Flüssigkeitsfüllung 121 den ¹¹S Raum in die beiden Wassergefäße 122 und 122' unterteilt. Von jedem dieser Gefäße führt je eine zum Teil durch Schläuche gebildete Leitung 124 bzw. 124' zu einem Vierwegehahn 125, an den weiterhin die Wasserzuflußleitung 14 und die Leitung 25 angeschlossen ist, welche das Wasser zum Aus-

gleichbehälter 26 führt, von wo es durch Leitung 27 zum Wärmeaustauscher fließt. Die Hähne 103, 125 sind mittels einer Stange 126 zu gemeinsamer Verstellung miteinander gekuppelt. Fest an dieser Stange sitzen Anschläge 127, 128, welche mit einem Anschlag 130 zusammenwirken, der fest mit der Kuppelstange 117 der Ringwaagengefäße 100 und 120 verbunden ist und somit deren Schwingbewegung entsprechend dem gestrichelt · gezeichneten Kreisbogen 13I mitmacht. Bei jeder Annäherung der Ringwaagengefäße 100, 120 an die eine oder andere Schwingendlage schaltet der Anschlag 130 die Hähne 103, 125 um, so daß die abwechselnde Füllung und Entleerung der Gas- und Wassergefäße wie bei den vorher beschriebenen Beispielen erfolgt. _

Heizwertmesser der beschriebenen Art haben die vorteilhafteEigenschaft, daß Dichteänderungen des Prüfgases die Meßgenauigkeit nicht beeinträchtigen.

' Sofern die Umschaltglieder, wie in den gezeichneten Beispielen angenommen, als Hähne ausgebildet sind, können die Küken dieser Hähne auf gemeinsamer Achse angeordnet sein, so daß einfach durch Hinundherdrehen dieser Achse die gleichzeitige \^rerstelhing aller Umschaltglieder erfolgt. Die Umschaltglieder können weiterhin mit Vorteil so ausgebildet sein, daß ihre Verstellung nur wenig Energie fordert, z. B. als hin und her kippbare Ouecksilberverschlüsse. Bin Beispiel hierfür zeigt die Abb. 6 in drei verschiedenen Stellungen (Abb. 6a bis 6c). Der Verschluß ward von einem Rohr 140 gebildet, das in der Mitte und an beiden Enden je einen rechtwinklig zu diesem Rohr verlaufenden, für Schlauchanschluß geeigneten Ansatz 141, £42 und 143 aufweist. Das Rohr enthält eine gewisse Menge Quecksilber, welches in jeder Schwenklage (Abb. 6 a und 6 c) den Durchfluß vom Mittelanschluß 141 zu einem Seitenanschluß 142 bzw. 143 absperrt, jedoch den Durchfluß zum anderen Seitenanschluß 143 bzw. 142 gestattet. Die Ecken der Seitenanschlüsse sind etwas nach unten gekröpft, so daß bei der Mittellage (Abb. 6b) beide Seitenanschlüsse 142 und 143 durch das Quecksilber sowohl vom mittleren Anschluß 141 als auch gegeneinander abgesperrt sind. Infolgedessen können während des Umschaltens keine Gasoder Flüssigkeitsmengen ungemessen vom einen Anschluß zum anderen gelangen. Die einzelnen derartig gestalteten Umschaltglieder können gemäß Abb. 7 zu mehreren auf gemeinsamer Achse 150, die beispielsweise mittels einer Kurbel 151 hin und her schwenkbar ist, angeordnet sein. Es ist weiterhin erwünscht, daß die Verstellung der Umschaltglieder auch bei langsamer Bewegung der die Umschaltung bewirkenden Schwimmer, Glocken, Ringwaagen o. dgl. möglichst schnell erfolgt. Zu dem Zweck kann die Anordnung so getroffen sein, daß das sich langsam bewegende Glied während seiner Bewegung einen Energiespeicher auflädt (Spannen einer Feder, Heben eines Gewichtes), der bei einer bestimmten Stellung des erstgenannten Gliedes zur Betätigung der Umschaltglieder freigegeben wird. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung zeigt Abb. 8 in drei Stellungen (Abb. 8 a bis 8 c). Die Einrichtung besteht aus einem im festliegenden Schwingpunkt 155 gelagerten Hebel 156, 3er am einen Ende gabelartige Ansätze 157, 158 und am anderen Ende nahe dem Schwingpunkt 155 eine Rollbahn 159 für ein Rollgewicht 160 aufweist. Mit dem Hebel ist ferner ein Vorsprung 161 verbunden, der mit S₀ den Anschlägen 146, 147 eines mit einer Gasglocke 61 o. dgl. fest verbundenen Schaltgestänges 145 zusammenwirkt. Abb. 8 a zeigt die Stellung der Einrichtung bei hochgehendem Schaltgestänge 145. Hierbei ist der Hebel 156 durch das einseitig wirkende Gewicht 160 aus der Mittellage verschwenkt und legt sich gegen einen festen Anschlag 162. Der Hebelfortsatz 157 hat dabei den Hahnhebel 47 in die eine Endlage verschwenkt, in welcher z. B. der Anschluß 16 geschlossen, der Anschluß ιό' aber offen ist.

Beim Hochgehen des Gestänges 145 stößt der Nocken 146 gegen den Vorsprung 161 und verschwenkt beim weiteren Hochgehen den Hebel 156. Sobald dieser die Mittellage (Abb. 8b) um ein geringes überschritten hat, rollt das Gewicht 161 in seine andere Endlage. Dabei wird der Hebel 156 nach der anderen Seite verschwenkt (Abb. 8c), bis er am Anschlag 163 anliegt. Im letzten Teil dieser Verschwenkung nimmt der Ansatz 158 den Hahnhebel 47 mit und stellt den Hahn 15 um, so daß nunmehr der Anschluß 16 offen und der Anschluß 16' geschlossen ist. Dadurch ist die Umsteuerung vollzogen, und es kehrt nunmehr auch das Gestänge 145 seine Bewegungsrichtung um. Hierbei gelangt dann der Nokken 147 zur Berührung mit dem Vorsprung 161 und bewirkt dann wieder die Umsteuerung des Hebels 156 in seine andere Schwenklage gemäß Abb. 8 a.

Die Einrichtung nach Abb. 8 kann nicht nur in Verbindung mit Hähnen 15. sondern auch in Verbindung mit anderen Umschaltgliedern, z. B. solchen nach Abb. 6, oder mit ventilartigen Gliedern Verwendung linden.

Die Einrichtung kann weiterhin auch so getroffen sein, daß in den Endlagen der Verstellbewegungen der sich verstellenden Glieder Hilfskräfte, z. B. elektrischer Strom, ein- und ausgeschaltet werden, welche in an sich be-

kannter'Weise ihrerseits die Umstellung der 'Umschaltglieder z. B. mittels Elektromagnete bewirken.

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur fortlaufenden Bestimmung des Heizwertes von Gasen durch Übertragung der Verbrennungswärme eines Gasstromes an einen Flüssigkeitsstrom, dessen Stärke in einem bestimmten Verhältnis zur Stärke des Gasstromes steht, mit abwechselnd sich füllenden und entleerenden Abmeßgefäßen für Gas und Flüssigkeit und mit einer selbsttätigen Steuerung für die Zufuhr und den Auslaß der abzumessenden Mittel zu und aus diesen Gefäßen, welche so wirkt, daß die wechselweise erfolgenden Gasgefäßentleerungen sich unmittelbar aneinanderschließen, dadurch gekennzeichnet, daß besondere und in ihrer Größe voneinander unabhängige Gas abmeß gefäße (Gasgefäße) und Flüssigkeitsabmeßgefäße (Wassergefäße) je paarweise vorgesehen sind und daß die Steuerung dieser Gefäße so ausgebildet ist, daß in einem Zeitabschnitt ein Gefäß des Gasgefäßpaares und ein Gefäß des Wassergefäßpaares gefüllt, das andere Gasgefäß und das andere Wassergefäß entleert werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Abfluß der dem Heizwertmesser zuzuführenden Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsabmeßgefäßen absatzweise erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege der dem Heizwertmesser zuströmenden Flüssigkeit Einrichtungen (Ausgleichbehälter 26, Drosselglied 28) zur Vergleichmäßigung des in den Wärmeaustauscher des Heizwertmessers (11) eintretenden Wasserstroms vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch .1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgefäße (1, 1') ruhend angeordnet sind und das Füllen und Entleeren derselben durch Verschieben einer Abschlußwand (Flüssigkeitsspiegel, Kolben o. dgl.) erfolgt (Abb. 1).

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3 mit Gasgefäßen, deren Gasinhalt mittels eines auf- und absteigenden Flüssigkeitsspiegels ausgeschoben bzw. eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von diesem auf- und absteigenden Wasserspiegel betätigte Steuerung der Gas- und Wassergefäße so eingerichtet ist, daß das betreffende Gasgefäß (1) während des Entleerungsvorganges mit einem Wassergefäß (2), dem das Wasser aus der Zuleitung (12, 14, 16) zufließt, kommuniziert, daß dagegen während des Füllvarganges das hierbei aus dem Gasgefäß (ι) abfließende Wasser zu einem Ablauf (34) geleitet wird, während das gleichzeitig aus dem Wassergefäß (2) abfließende Wasser dem Wärmeaustauscher (11) zugeleitet wird'(Abb. 1).

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Umschaltglieder (γ, 8, 15, 22, 22') von in den Wassergefäßen (2,2') angeordneten Schwimmern (40, 40') abgeleitet wird (Abb. 1).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgefäße (61, 61' bzw. ιοί, ιοί') gegenüber einer Abschlußwand (Flüssigkeitsspiegel, Kolben ο. dgl.) beweglich und dadurch hinsichtlich ihres Rauminhaltes veränderlich angeordnet und zu je zweien derart kinematisch verbunden sind, daß im gleichen Zeitabschnitt der Rauminhalt des einen Gasgefäßes zunimmt und der des anderen abnimmt und daß ferner diese Gefäße, die durch das zuströmende Gas in Bewegung gesetzt werden, die Steuerung bewirken (Abb. 2 bis 5).

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassergefäße (62, 62') einen zu einem Ablauf (34) 34') führenden Überlauf (74, 74') in bestimmter Höhe haben, der ihren Wasserinhalt 'bestimmt, und daß diese Wassergefäße durch eine gesteuerte Zuflußleitung (16, 16') in einem der Füllung eines Gasgefäßes (61 bzw. 6i') entsprechenden Zeitabschnitt bis zum Überlauf (74, 74') gefüllt werden und im darauffolgenden Zeitabschnitt (Entleerung dieses Gasgefäßes) über eine gesteuerte Abflußleitung (21, 21') ihren Wasserinhalt an den Wärmeaustauscher (11) abgeben (Abb. 2 und 4).

8. Einrichtung nach Anspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserinhalt der Wassergefäße (61, 61') veränderbar ist, indem das Gefäß relativ zum Überlauf (74, 74') in der Höhe verstellbar ist (Abb. 2, 2 a, 4).

9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der gegenüber einer Abschlußwand, z. B. Flüssigkeitsspiegel, beweglichen Gasgefäße (61, 6i') je ein Verdrängungskörper (87, 87') so verbunden ist, daß er entsprechend den Bewegungen des Gasgefäßes (61, 61') aus dem Wasserinhalt eines mit einem Überlauf (88, 88') versehenen Wassergefäßes (92; 92') austaucht oder in diesen eintaucht und daß die Wassergefäße (92, 92')» so an die Steuerung angeschlossen sind, daß ihnen beim Austauchen der Verdrängungskörper (87, 87') Wasser zu-

fließt, so daß sie ständig bis zu dem hierbei an einen Ablauf (34) angeschlossenen Überlauf (88, 88') gefüllt sind, während beim Eintauchen der Verdrängungskörper (87, 87') die Wasserzufuhr (16 bzw. 16') gesperrt und der Wassergefäßüberlauf (88 bzw. 88') an den Wärmeaustauscher (11) angeschlossen ist (Abb. 3).

10. Einrichtung nach Anspruch 1, 6 ίο und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassergefäße (92, 92') über den als Tauchglocken (61, 61') ausgebildeten Gasgefäßen angeordnet und jeder Verdrängerkörper (87, 87') mit seiner Tauchglocke (92, 92') über eine starre Stange (86, 86'), die eine im Wasserbehälter vorgesehene Durchführung (85, 85') durchdringt, verbunden ist (i\bb. 3).

11. Einrichtung nach einem der Anao Sprüche 1 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasgefäße (101, 101'). nach Art einer Ringwaage ausgebildet sind, deren Ringkörper (100) beim abwechselnden Füllen und Entleeren der . Gaskammern (101, 101') eine hin und her schwingende Bewegung ausführt und daß von dieser Schwingbewegung auch die Steuerung abgeleitet wird (Abb. 4).

12. Einrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassergefäße (122, 122') ebenfalls nach Art einer Ringwaage ausgebildet sind und daß beide Ringkörper (100, 120) so gekuppelt sind, daß sie gleichzeitige Schwenkbewegungen ausführen (Abb. 5).

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare von Gasgefäßen vorgesehen und die verschiedenen Paaren angehörenden Gefäße so untereinander verbunden sind, daß im gleichen Zeitabschnitt der Nutzinhalt der einen Hälfte aller Gefäße größer, der der anderen Hälfte kleiner wird und daß einzelne Gefäßpaare (i^a, i^a') aus der Gaszu- und -ableitung ausschaltbar sind, so daß sie nur Luft ansaugen bzw. ausschieben (Abb. 1).

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzinhalt der Wassergefäße (2, 2') durch Zuschalten weiterer Räume (54) oder durch Einbringen von Füllkörpern (53) veränderbar ist (Abb. 1).

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltglieder als schwenkbare Ouecksilberabschlüsse mit einem mittleren Anschluß (141) und zwei seitlichen Abzweigungen (142, 143) derart ausgebildet sind, daß bei jeder Schwenklage eine der seitlichen Abzweigungen abgesperrt, die andere mit dem mittleren Anschluß in Verbindung ist (Abb. 6).

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Umschaltglieder (15) Energiespeicher vorgesehen sind, die vor dem Umschalten durch einen bewegten Teil (Schwimmer, Gasglocke, Ringwaage

o. dgl.) der Einrichtung aufgeladen werden, bei Erreichung einer bestimmten Stellung dieses Teils ihren Energiezuwachs plötzlich an die Umschaltglieder (15) abgeben und dadurch eine sehr schnelle Umstellung derselben bewirken (Abb. 8).

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

deutsche Patentschrift Xr. 440 254;

britische - - 476 8όυ.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen