DE429408C - Gemisch- und Heizwertregler zur selbsttaetigen Regelung des Mischungsverhaeltnisses zweier Gase bzw. Einstellung der Gasabsaugung von den Gaserzeugern nach dem Heizwert - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung dient dazu, bei der Verfeuerung von Gasen mit niedrigem Heizwert, deren Wärmeinhalt allein nicht zur Erreichung eines gewollten Endzweckes ausreicht, diesen hochwertiges Gas in der Menge zuzufügen, daß dadurch eine Erhöhung des Heizwertes, dem Endzweck entsprechend, erreicht wird. Bei der Verbrennung des Gasgemisches in den Roll- und Stoßofen der ίο Walzwerke wird z. B. ein Heizwert von etwa 2000 W. E. angestrebt, während das Gasgemisch bei der Verbrennung in Schmelzofen einen erheblich höheren Heizwert besitzen muß, soll der gewollte Endzweck wirtschaftlieh erreicht werden.

So wird z. B. auf den Hüttenwerken dem in größerer Menge zur Verfügung stehenden Gichtgas so viel Koksgas, Generatorgas o. a. zugesetzt, bis das Gasgemisch einen bestimmten, der jeweiligen Verwendung entsprechenden Heizwert erreicht hat.

Auf den Zechen geht man auch dazu über, die Absaugung der Gase von den Koksöfen abhängig von dem Heizwert des erzeugten Gases zu regeln, indem die Saugung von Hand so eingestellt wird, daß der Heizwert des Gases innerhalb einer Marke des anzeigenden und registrierenden Gerätes eines Junkerschen automatischen Kalorimeters bleibt. Es wird dann im Anfang der Entgasung bei stärkerer Gasentwicklung das Gas stark abgesaugt, während gegen Ende der · Entgasung mit schwächer werdender Gasentwicklung auch die Saugung schwächer eingestellt wird. Der Umstand, daß das Gas stets denselben Heizwert besitzt und demzufolge den Koksöfen stets ein gleichwertiges Gas zugeführt wird, wirkt günstig auf den Ofengang ein, und die Gasausbeute wird in weiterer Folge eine größere.

Die selbsttätige Einstellung des Mischungsverhältnisses zweier Gase sowie die selbsttätige Einstellung der Gasabsaugung von den Gaserzeugern nach dem Heizwert ist der Gedanke vorliegender Erfindung.

Es sind bereits Kaloriregler bekannt. Bei diesen wird die in einem Teilstrom des Gases enthaltene Wärme durch Verbrennen des Gases direkt unter dem die Regelung einleitenden Organ an dieses Organ übergeführt, in Arbeit umgewandelt und weiter zur Regelung herangezogen. Zur Auswertung des Heizwertes ist aber ein besonderes Kalorimeter erforderlich.

Es ist weiter vorgeschlagen worden, mit dem in einem Teilstrom des Gases enthaltenen Heizwert elektrische Widerstände mittelbar oder unmittelbar zu beeinflussen, die nun wieder bei Änderung des Heizwertes auch ihren Widerstand ändern und so den einen oder anderen Motor eines elektrischen Zweimotorenreglers nach Patent 309926 in seiner Drehzahl beeinflussen, wodurch das Drosselorgan verstellt wird.

Dieser Vorschlag ist aber praktisch nicht so einfach durchführbar, da hier die Wärmekapazität der Widerstände groß und die Widerstandsänderung innerhalb der zulässigen Heizwertschwankungen sehr klein ist. Ferner muß bei Einstellung eines anderen Heizwertes der eine Motor von Hand auf die gleiche Drehzahl eingestellt werden, die der andere Motor durch die entsprechende Widerstandsänderung erhält. Diese Einrichtung ist also nur bedingt selbsttätig.

Ein anderer Vorschlag geht dahin, zur Regelung des Mischungsverhältnisses zweier Gase das Anzeige- bzw. Registrierinstrument eines Junkerschen automatischen Kalorimeters, ein sehr empfindliches Galvanometer, heranzuziehen. Dieses erhält einen Minimal- und einen Maximalkontakt, über die der Antriebsmechanismus eines Schiebers oder einer Drosselklappe in der Zusatzgasleitung gesteuert wird. Durch das in gewissen Zeitabständen und dann nur für Bruchteile einer Sekunde stattfindende Kontaktgeben, bedingt durch die Arbeitsweise des Galvanometers, wird die Regelung aber pendeln.

Der Gemisch- und Heizwertregler nach der go Erfindung bringt demgegenüber als neu, daß die Kontakteinrichtung, die die Regelung einleitet, von dem thermoelektrischen Anzeigebzw. Registrierinstrument verschieden und getrennt ist. Die Aufzeichnung des Heizwertes und die Regelung des Mischungsver-

hältnisses bzw. der Gasabsaugung erfolgt unabhängig voneinander, wird jedoch von demselben 'Kühlwasserstrom eines Junkerschen automatischen Kalorimeters beeinflußt. Ferner ist sehr wesentlich die dauernde Kontaktgabe der Steuereinrichtung, die so lange anhält, wie der Heizwert nicht die eingestellte Höhe hat. Es wird hierdurch ein schnelles Einregeln auf den bestimmten Heizwert erreicht. Die

ίο Steuerkräfte sind verhältnismäßig groß, so daß eine sichere Kontaktgabe erfolgt.

Der Gemisch- und Heizwertregler soll in nachfolgender Beschreibung in seiner Arbeitsweise als Gemischregler näher erläutert werden. Die Anwendungsmöglichkeit desselben zur Regelung der Gasabsaugung ist dann unschwer zu erkennen.

Das dem Junkerschen Kalorimeter zufließende Kühlwasser strömt durch den Behäl-

ao ter ι über das aus zwei verschiedenen Metallen mit weit auseinanderliegenden Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzte, oftmals gebogene Band 2. Das aus dem Kalorimeter abfließende erwärmte Wasser strömt durch den Behälter 6 über ein dem Metallband 2 gleichartiges Metallband 7 (Abb. 1). Steigt der Heizwert des Gasgemisches, so erhöht sich auch die Endtemperatur des Kühlwassers. Das Metallband 7 dehnt sich und hebt die Kontaktstange 8, bis daß die Steuerkontakte 9 und 5 den Stromkreis für den Hilfsmagneten 10 schließen und dieser den Schalter 11 betätigt. Der Motor 12 tritt in Tätigkeit und drosselt langsam mittels Schieber 13 die Leitung 14, die hochwertiges Gas der Leitung 17 zuführt, bis daß der Heizwert den gewünschten Wert erreicht hat. Die Endtemperatur des Kühlwassers fällt, die Steuerkontakte 9 und 5 lösen sich voneinander. Sinkt der Heizwert des Gasgemisches, so erniedrigt sich die Endtemperatur des Kühlwassers. Das Metallband 7 zieht sich zusammen, und die Steuerkontakte 9 und 4 schließen den Stromkreis für den Hilfsmagneten 15. Dieser betätigt den Schalter 16. Der Motor 12 öffnet jetzt langsam mittels Schieber 13 die Leitung 14, bis daß der Heizwert wieder den gewünschten Wert erreicht hat. Mit Zunahme der Endtemperatur des Kühlwassers lösen sich die Steuerkontakte 9 und 4 wieder voneinander.

Ändert sich die Anfangstemperatur des Kühlwassers, so machen die Kontakte 4, 5 und 9 gleichlaufende Bewegungen, da ja bei gleichbleibendem Heizwert auch die Temperaturdifferenz des Kühlwassers dieselbe bleibt. Die Einstellung der Regelung auf einen beliebigen Heizwert geschieht durch Verstellen des Steuerkontaktes 9 auf der Kontaktstange 8.

Abb. 2 zeigt eine Einrichtung, bei der die Endtemperatur des Kühlwassers mittels eines Quecksilberthermometers 21 die Regelung einleitet. In der Kapillare sind Kontakte 20 eingeschmolzen und mit den Segmenten 19 leitend verbunden. Die Kontaktstange 3 greift an einem Hebel 18 an, der an der Bogenstange 26 die Steuerkontakte 4 und 5 trägt, die auf den Segmenten 19 schleifen.

Der Stromverlauf im Steuerkreise ist bei zu hohem Heizwert von der Stromquelle über 21 nach 20", dann über Segment 19" und Kontakt 5 um den Hilfsmagneten 24. Von da über den Schalter 27 zur Stromquelle zurück. Der Hilfsmagnet 24 schließt den Schalter 25 für den Motor 12. Es wird Zusatzgas abgedrosselt.

Bei zu niedrigem Heizwert ist der Stromverlauf im Steuerkreise in der Kapillare des Thermometers 21 unterbrochen, da die Kuppe des Quecksilberfadens unter dem Kontakt 20' steht. Der Hilfsmagnet 22 wird stromlos und der Schalter 23 für den Motor 12 geschlossen. Jetzt öffnet der Schieber 13 die Leitung 14.

Ist der richtige Heizwert erreicht, dann ist der Stromverlauf von der Stromquelle über 21 und 20' nach 19'.und 4, dann um den Hilfsmagneten 22 zur Stromquelle zurück. Der Hilfsmagnet 22 öffnet jetzt den Schalter 23. Der Motor 12 steht still. Gleichzeitig wird der Schalter 27, der in den Stromkreis für zu hohen Heizwert geschaltet ist, geschlossen. Dieser dient nur als Sicherung gegen gleichzeitiges Einschalten der Motorschalter 23 und 25, was bei Verschieben der Steuerkontakte 4 und 5 auf den Segmenten 19 der Fall sein könnte.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Gemisch- und Heizwertregler, der die selbsttätige Regelung des Mischungsverhältnisses zweier Gase auf einen bestimmten Heizwert sowie die selbsttätige Einstellung der Gasabsaugung aus den Gaserzeugern nach dem Heizwert des erzeugten Gases in Abhängigkeit von den Angaben eines Junkerschen automatischen Kalorimeters bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Auswertung des Heizwertes dienende Kühlwasserstrom zugleich mittels seiner Temperaturdifferenz am Ein- und Austritt des Kalorimeters die die Regelung einleitenden Organe sinngemäß steuert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.