DE900279C - Automatisches Kalorimeter - Google Patents

Description

• Automatisches Kalorimeter Die auf dem Markt befindlichen automatischen Kalorimeter werden nach ihrem Arbeitsprinzip unterschieden als trockene oder nasse Kalorimeter, je nachdem ob die von der kalorimeterflamme entwickelte Wärmemenge durch Luft oder eine Flüs sigkeit aufgenommen wird.
• Bei der Erfindung handelt es sich um ein trockenes Kalorimeter, welches sich, soweit es sich um die Dosierung des zu verbrennenden. Gases handelt,k an die Patente 645 305 und 675 636 anlehnt. Bei den bekannten. Kalorilmeternt wird die Kühllnftmenge nicht besonders dosiert, sondern durch die thermische Einwirkung der durch die Flamme erwärmten. Luft in das Instrument geführt.
• Es ist aber für die schnelle Registrierung vonHeizwertänderungen weniger geeignet, da es wegen seiner hohen Wärmekapazität nur träge reagiert und Augenblicks schwankungen überhaupt nicht erfaßt. Es ist also z. B. für Regelzwecke nicht geeignet.
• Bei der Erfindung fällt dieser Nachteil vollständig weg, dadurch, daß die Kühlluftmenge zwangsläufig dosiert wird unter Benutzung von Meßblenden, im Gegensatz zu dem bekannten amerikanischen Cutler-Hammer-Kalorimeter, bei welchem die Kühlluftmenge zwangsläufig mit der Verbrennungsluftmenge und der Gasmenge durch mechanisch angetriebene Volumenmesser zugeführt werden. Diese Einrichtung arbeitet mit hoher Genauigkeit, ist aber außerordentlich kompliziert und teuer, so daß sie sich nicht allgemein und fast ausschließlich nur in Amerika einführen konnte.
• Bei der Erfindung wird unter Benutzung der oben angeführten Patente zwecks Regelung eines konstanten Gasstromes die Kühlluft bei gleichen Eingangstemperaturen durch Meßblenden zugeführt unter konstantem Vordruck, der nach Möglichkeit genau so hoch sein soll wie der Vordruck in der Meßblende für das Gas. durch diese Verhältnismessung fallen Einflüsse der Raumtemperatur und des Barometerdruckes selbsttätig aus, und da auch die Gas dosierung zur Kalorimeterfiamme die wechselnden Dichteänderungen des Gases kompensiert, bleibt das Verhältnis von Gasmenge zu Kühlluftmenge konstant. Die Kühlluftmenge wird mit den Rauchgasen unmittelbar gemischt und dadurch auf eine niedrige Abgangstemperatur gebracht. Die Differenz zwischen der Raumtemperatur und dieser Abgangstemperatur, thermoelektrisch gemessen, ergibt dann unmittelbar den Heizwert. Infolge der sofortigen und innigen Mischung und der hohen Geschwindigkeit des Rauchgasluftstromes werden auch kleinste Temperaturänderungen als Funktion von Heizwertänderungen sofort angezeigt und können registriert und unmittelbar zur Heizwertregelung benutzt werden.
• Der besondere Vorteil der direkten Vermislchung der Rauchgase mit der Kühlluft liegt außerdem noch darin, daß eineWasserdampfkeindenslation aus den Rauchgasen nicht stattfinden kann, da sie noch oberhalb des Taupunktes. das Instrument verlassen.
• Es wilrd adsol der in der Technik am meisten be nutzte nrttere, jedoch korrigierte Heiwert gemessen.
• Das Verfahren und die technische Einrichtung ist an Hand der Ab;b. I und 2 beschrieben. Die selbsttätige Regelung der Kalorimeterflamme, unabhängig von den Dichteschwankungen des Gases, erfolgt durch die Einrichtung I, 2 und 3 mit dem Kompensationsrohr 4 und Nebenflamme 16 sowie dem Brenner 5. Diese Einrichtung entspricht im Prinzip genau den Grundlagen des Patents 645 305.
• Die Wirkungsweise dieser Ausgleichs vorrichtung ist folgende: Fließt ein Gas durch eine Drosselung, so wird seine Menge, abgesehen von der als konstant angenommenen Weite der Drosselung, durch Druck und Dichte des Gases bestimmt. Es gilt folgende Formel: Gasmenge = wobei h der Druck vor der Drosselung und y die Dichte ist. h wird mit Hilfe des Druckreglers I konstant gehalten. y ist dagegen völlig variabel und von der Art des Gases abhängig. Zwecks. Konstanthaltung der Gasmenge in der Zeiteinheit ist es daher nötig, den Einfluß von y selbsttätig auszugleichen. Wird beispielsweise, das Gas leichter, so strömt bei sonst gleichem Vordruck am Regler 1 durch die Düse 2 im umgekehrten Verhältnis von zur mehr Gas hindurch.
• Dieser Mehrbetrag witrd aber durch die Düse 3 der Ausgleichsleitung 4 aufgenommen, weil der Auftrieb in der Ausgleichslleiltung 4 infolge der geringeren Dichte des Gases etwas stärker wird und weil der Durchgang durch die Düse 3 der Ausgleichsleitung 4 wiederum von 1/Y abhängig ist.
• Auf diese Weise wird der ganze Mehrbetrag des Gases durch das ausgleichsrohr 4 abgeleitet, dessen Flamme I6 größer wird. Die zur Kalorimeterflamme 5 fließende Gasmenge bleibu jedoch unverändert.
• Wird hingegen das Gas schwerer, so geht durch die Düse 2 weniger Gas. Dementsprechend geht dann auch durch die Düse 3 weniger Gas, weil der Auftrieb geringer wird. Die Flamme I. 6 wird dann kleiner, während die zur Kalorimeterflamme 5 fließende Gasmenge unverändert bleibt.
• Die Erfindung bezieht stich auf die Kühlung der aus der Kalorimeterflamme 5 entwickelten Wärmemenge. Zu diesem Zweck wird zwangsläufig Luft unter konstantem Druck mittels Druckregler 7 durch eine Meßblende 8 von unveränderlichem Querschnitt Bn. eine am oberen Ende des Kalorimeters befindliche Kammer g geleitet. Diese Kammer ist durch das Rohrtlo, welches bis zum Brenner 5 reicht, gegen den Rauchgasraum abgedichtet. Die Kühlluft strömt an den äußeren Wänden dieses Rohres vorbei und tritt bei II zu den Rauchgasen ein. Sie isoliert also gleichzeitig den Außenkörper 12 gegen die Atmosphäre und nimmt im Gegenstrom die durch das Rohr 10 nach außen konvertierende Wärme wieder in den Kalorimeterraum zurück. Hier mischt sie sich bei 11 mit den Rauchgasen und kühlt diese ab. Der gesamte Luftrauchgasstrom passiert das Innere des Rohres 10 mit großer Geschwindigkeit.
• Im oberen Ende des Rohres 10 befinden sich die Gegenpole der Thermobatterie bei 13 ringförmig angeordnet gemäß Abb. 2 und geben die Wärmeerhöhung an das elektrische Schreib- oder Reglergerät ab. Es ist erfindungsgemäß zweckmäßig, Gasdruck und Luftdruck auf gleichen Höhe zu halten, so daß das zur Dtfferenzmessung dlienende Manometer 6 bei richtiger Einstellung von Gas zu Luft auf Null steht.
• Erfindungsgemäß ist auch neben derHauptdüse 8 für die Kühlluftmenge noch eine NebeNdüse I4 vorgesehen zwecks Zumischung von Primärluft, so daß als gesamter Kalorimeterstrom der Konsum durch diese Düsen 14 und 8 anzusehen ist. Die Düse 14 sit zweckmäßig, jedoch nicht nötig, 15 ist ein Druckmesser.
• Das Ganze bildet ein exaktes, mit außerordentlocher Schnelligkeit arbeitendes. Kalorimeter und füllt damit eine wesenttilche Lücke zwischen den vorhandenen Kalorimetern aus und bringt damit einen bedeutenden technischen Fortschritt auf diesem Gebiet.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur automatischen Heizwertbestimmung mit selbsttätiger Gasmengenregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kühlung benutzte Luft zwangsläufig unmittelbar dem Rauchgasstrom zur direkten Mischung und Kühlung beigefügt wird, wobei in ber kannter Weise die Differenztemperatur zwischen dem Wärmeträger und der Raumluft gemessen wird als Funktion des Heizwertes.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. nach Anspruch I, dadurch gekennzeich- neu, daß sowohl der Gastrom wie auch der Luft strom durch meßblenden festgelegt sind und zweckmäßigerweise beide unter demselben Wirkdruck arbeiten, so daß die Druckdifferenz vor den Meßblenden für Gas und Luft gleich Null ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluft in einem ringförmigen Mantel entgegengesetzt zur Rauchgasströmung zugeführt und erst unmittelbar über der Kalorimeterflamme dem Rauchgasstrom zugesetzt wird, so daß die Kühlluft gleichzeitig als Isolator gegen Wärmeabstrahlung dient.
4. 4. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Teil der Kühlluft unterhalb des Brenners beigefügt wird.