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Rauch- bzw. Abgasprüfvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Prüfung von Rauchgasen od. dgl. und besteht im wesentlichen darin, daß in den
zu prüfenden Rauch- bzw. Abgasstrom durch eine Düse ein brennbares Gas, durch eine
zweite Sauerstoff bzw.
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Luft eingeführt wird, derart, daß beide (Gas- und Luft-)Ströme aufeinanderprallen
und einmal entzündet, eine dauernd brennende Schmetterlingsflamme bilden bzw. unterhalten,
wobei je nachdem, ob ein Überschuß an brennbarem Gas oder Luft im Abgasstrom vorhanden
ist, sich von der dauernd brennenden Schmetterlingsfiamme her eine Vorverbrennung
nach der Luft- bzw. Gasdüse hin fortpflanzt.
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Die bisher üblichen Rauchgasprüfer bauen im allgemeinen auf einer
C O.2-Bestimmung mit chemischen Mitteln auf. Auch ist daneben die Bestimmung des
O2-Gehaltes bekannt. Diese Maßnahmen berücksichtigen jedoch nicht etwaige unverbrannte
Gase (CO, CH4 od. dgl.), deren Vorhandensein von größerem Einfluß auf eine wirtschaftlich
vollkommene Verbrennung ist. Vor allem sind diese bekannten Rauchgasprüfer umständlich
im Betrieb und in der Bedienung und gestatten keine unmittelbare Ablesung.
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Diese überstände werden durch die Erfindung behoben. Sie sei an Hand
der Zeichnung näher erläutert.
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Abb. I zeigt den schematischen Aufbau des Erfindungsgegenstandes,
Abb. 2 eine äußere Ansicht ,der Einrichtung, Abb. 3 den Einbau eines Thermoelements
in die Prüfflamme zwecks unmittelbarer Ablesung bei unrichtiger Luftzuführung in
die Feuerungsanlage, Abb. 41 den Einbau eines Hilfsmotors in den Thermostromkreis
zwecks selbsttätiger Steuerung der Luftzufuhr und Abb. 5 den beispielsweisen Einbau
eines solchen Rauchgasprüfers in die Abgasleitung einer Dampfkesselfeuerungsanlage.
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In Abb. I bedeutet I einen Teil eines Rauchgaskanals, in den die
Brennerdüsen 2, 3 des Rauchgasprüfers eingebaut sind. Durch die eine Düse, z. wird
ein Sauerstoff- bzw. Luftstrahl, durch die andere, also 3, ein brennbares Gas eingeführt.
Die Düsen 2 und 3 sind so angeordnet, daß die eingeblasenen Strahlen bei q zusammenprallen
und somit bei einmal erfolgter Zündung eine Schmetterlingsflamme bilden und laufend
unterhalten, unabhängig von dem Zustand des vorbeistreichenden Rauchgases. DieFlächenausdehnung
der Schmetterlingsfiamme 4 ist quer zu der durch die beiden Strahlenachsen gebildeten
Ebene, in der Zeichnung also senkrecht zur Zeichnungsebene. Deshalb erscheint sie
in Blickrichtung auf die Zeichnungsebene nur als schmale Lichtlinie, kann also für
den Beobachter leicht abgedeckt werden.
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Ist in demRauchgas weder überschüssiger Sauerstoff noch unverbranntes
Gas vorhanden, so findet lediglich eine Verbrennung im Bereich der Schmetterlingsflamme
statt. Sind aber in dem Rauchgasstrom unverbrannte Gase vorhanden, so werden diese
im Bereich des eingeblasenen Luftstroms von der Schmetterlingsflamme her verbrennen;
es wird also eine zusätzliche Vorverbrennung hier in Richtung zur Düse 2 stattfinden.
Ist umgekehrt ein Überschuß an unverbranntem Sauerstoff im Rauchgas vorhanden, so
wird dieser in dem eingeblasenen Brenngasstrahl verbrennen; es wird sich in diesem
Fall also umgekehrt von der Schmetterlingsflamme her ein Verbrennungsvorgang nach
der Düse 3; hin fortpflanzen.
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Damit sich diese Vorverbrennungsvorgänge längs eines gut beobachtbaren
Weges nach den Düsenmündungen hin fortpflanzen, wird man diese Düsenstrahlen mittels
der Regulierorgane 5 und 6 so einregulieren, daß die Strahlgeschwindigkeit bestimmte
Höchstwerte nicht überschreitet, da die Verbrennungsvorgänge an der Berührungsoberfläche
zwischen Strahl und Rauchgas eingeleitet werden und lediglich nach Maßgabe der Diffusionsvorgänge
nach den Kernteilen des Stroms vordringen und somit bei zu hohen Geschwindigkeiten
diese 5 eknndärverbrennungen fortgeblasen werden.
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Diese sekundären Verbrennungsvorgänge können optisch wahrnehmbar
gemacht werden, indem vor den beiden Teilstrahlen nach Abb. 2 zweckmäßig verschiedenfarbige
Fenster 7 und 8 angeordnet werden. Zwischen beiden Fenstern wird zweclrmäßig ein
die Schmetterlingsfiamme 4 abblendender Steg 9 vorgesehen. Je nachdem das Fenster
7 oder 8 erleuchtet erscheint, kann man also auf eine zu geringe oder zu große Luftzufuhr
schließen und demgemäß die Luftzufuhr zur Feuerung entsprechend regeln. Um die optische
Wirkung zu erhöhen, können in bzw. um die eingeblasenen Gas- bzw.
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Luftstrahlen Glühkörper eingebaut werden. Dies erfolgt zweckmäßig
in Form von diese Strahlen umhüllenden Glühstrümpfen, da, wie gesagt, die Sekundärverbrennungsvorgänge
am Umfang der Strahlen eingeleitet werden.
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In Abb. 3 ist eine andere Form der Anzeige gewählt. Hier sind in
den Einblasestrahlen die Lötstellen eines Thermoelements angeordnet. Nach dem Ausschlag
des Galvanometers 12 kann sodann auf den Zustand derRauchgase geschlossen. werden.
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Das Galvanometer 12 kann nach Abb. 4 zweckmäßig als Kontaktgalvanometer
ausgebildet werden, durch das entweder eine Alarmvorrichtung nach Maßgabe der Galvanometerausschläge
ausgelöst werden kann (nicht gezeichnet), oder es wird zweckmäßiger nach Abb. 4
in dem durch das Kontaktgalvanometer geschalteten Sekundärstromkreis ein Hilfsmotor
I3 eingebaut, welcher je nachdem, ob der rechte oder linke Kontakt geschlossen wird,
sich in der einen oder anderen Richtung bewegt. Mittels dieses Hilfsmotors kann
sodann in bekannter Weise die Luftzufuhr zur Feuerungsanlage selbsttätig geregelt
werden.
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In Abb. 5 ist ein beispielsweiser Einbau einer solchen Rauchgasprüfeinrichtung
in einer Kesselfeuerungsanlage schematisch dargestellt. Als brennbares Gas dient
in diesem Ausführungsbeispiel das Gas über der Feuerungsbeschickung vor der Feuerbrücke
vor der Sekundärluftzufuhr. Zu diesem Zweck führt die die Brenngasdüse 3 speisende
Leitung I4 zu der bezeichneten Stelle über den Rost (vor der Feuerbrücke und vor
der Sekundärluftzufuhr). An dieser Stelle werden im allgemeinen noch teilweise unverbrannte
Gase (C 0 Schwelgase usw.) vorhanden sein, so daß dieser Prüfstrom als Brenngas
dienen kann und man bei dieser Anordnung von einer fremden Gasquelle unabhängig
wird. Eine solche Anordnung wird jedoch gewisse Unsicherheiten in sich bergen, und
man wird daher im allgemeinen zweckmäßig einer besonderen Gaszufuhr (Stadtgas, Wassergas,
Propan od. dgl.) der größeren Sicherheit halber den Vorzug geben. Die Speisung der
Luftdüse 2 wird im allgemeinen von der Außen- bzw. Raumluft unmittelbar her erfolgen
können. Infolge des im Rauchkanal im allgemeinen herrschenden Unterdruckes wird
in der Regel das zur Speisung und Regulierung der Prüfluftzufuhr erforderliche Durckgefälle
vorhanden sein. Bei Druckluftanlagen wird man dagegen den Prüfluftstrom der Druckluftleitung
entnehmen.
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Da immerhin mit Störungsmöglichkeiten in der Gas- und Luftzufuhr
(Verstopfungen od. dgl.) zu rechnen wäre, so wird man im Bereich der Schmetterlingsflarnme
eine Zündvorrichtung (Zündflamme, Platinpräparat, Glühkopf, Magnetzündung od. dgl.)
anordnen, die entweder kontinuierlich oder periodisch einen Zündimpuls auslöst und
die Schmetterlingsflamme 4 bei etwaigem unvorhergesehenem Erlöschen wieder selbsttätig
entzündet.
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Für den Fall, daß infolge einer Dauerstörung die Flamme vollends erlöschen
sollte, z. B. infolge Verstopfungen, wäre eine Alarmvorrichtung vorzusehen. Zu diesem
Zweck könnte, gleichfalls im Bereich der Schmetterlingsflamme 4, ein durch die Temperaturdifferenz
zwischen der Flamme und dem Rauchgas beeinflußtes Element eingebaut werden, z. B.
die Lötstelle eines besonderen Thermoelements, wobei die andere Lötstelle in dem
Rauchgasstrom anzuordnen wäre. Die Schaltungen
wären hierbei in
an sich bekannter Weise so vorzunehmen, daß hei Erlöschen der Flamme 4 und damit
der Temperaturdifferenz der beiden Lötstellen eine Alarmvorrichtung ausgelöst wird,
durch die das Beaufsichtigungspersonal zur Prüfung und Instandsetzung der Rauchgasprüfanlage
aufgefordert wird.