DE884698C - Apparatus for measuring the heat insulation capability and calorie consumption of tissues and the like. like - Google Patents

Description

Apparat zur Messung der Wärmeisolierfähigkeit und des Kalorienverbrauches von Geweben u. dgl.Apparatus for measuring heat insulation and calorie consumption of tissues and the like

Die Erfindung hat einen Apparat zum Gegenstand, mit dem unter gewissen Versuchsbedingungen. nach einer Thermometerskal a die Wärmeisolierfähigkeit von Geweben oder folienförmigem Material, Papier, Pappen, Gummi, Umhüllungen im allgemeinen, Lackschichten u. dgl., gemessen werden können. Der Apparat ermöglicht überdies die Bestimmung des Kalorienverbrauches, bezogen auf eine Oberflächeneinheit der untersuchten Stoffe, Wird z. B. aus einem zu untersuchenden Gewebe eine allseits völlig geschlossene Kammer hergestellt und in dieser eine konstante Wärmequelle untergebracht, so wird anfangs eine anwachsende Temperatursteigerung zu verzeichnen sein, die im Verhältnis zur gelieferten Wärmemenge, zum Ausmaß der Kammer und zu den durch die Wände der Kammer erfolgenden Wärmeverlusten steht, die je nach der Isolierfähigkeit des verwendeten Stoffes einen verschiedenen Wert haben können. The subject of the invention is an apparatus with which under certain circumstances Test conditions. according to a thermometer scale a the thermal insulation capacity of Woven or film-shaped material, paper, cardboard, rubber, wrappings in general, Paint layers and the like, can be measured. The apparatus also enables Determination of the calorie consumption, based on a surface unit of the examined Substances, z. B. from a tissue to be examined a completely closed on all sides Chamber produced and housed in this a constant heat source, so is at the beginning an increasing temperature increase can be recorded, which in proportion the amount of heat supplied, the size of the chamber and the through the walls of the Chamber heat losses, depending on the insulating capacity of the chamber used Substance can have a different value.

In der Folge wird sich ein Gleichgewicht zwischen Wärmezu- und -abfluß einstellen, sobald ein Höchstmaß erreicht wird. As a result, there will be an equilibrium between the heat inflow and outflow set as soon as a maximum is reached.

Wird sodann die Wärmequelle ausgeschaltet, so stellt sich ein fortwährendes Sinken der Temperatur ein, das im Verhältnis zur Isolierfähigkeit des untersuchten Stoffes steht und zum Stillstand kommt, sobald die Temperatur im Innern der Kammer die Außentemperatur erreicht hat. If the heat source is then switched off, a continuous one arises The temperature drops in relation to the insulating capacity of the examined Substance stands and comes to a standstill as soon as the temperature inside the chamber the outside temperature has reached.

Auf diesen Grundsätzen ist der Apparat nach vorliegender Erfindung aufgebaut, der im wesentlichen zur Messung der Wärmeisolierfähigkeit aus folgenden Teilen besteht: einer allseits vollkommen geschlossenen Kammer aus dem zu untersuchenden Gewebe, einer im Innern der Kammer angebrachten Wärmequelle, einem im Schwerpunkt der Kammer angebrachten Thermometer, einem Ventilator, um die Luft in der Kammer in Bewegung zu halten, einem Wasserzerstäuber zum Benetzen der Oberfläche der Kammer, einem Ventilator außerhalb der Kammer, um deren Wände mit einem regulierbaren Luftstrom bestreichen zu können, sowie aus Meß-und Kontrollinstrumenten für die Außentemperatur und -feuchtigkeit. The apparatus of the present invention is based on these principles constructed, which is essentially used to measure the thermal insulation properties of the following Sharing consists: one is perfect on all sides closed chamber the tissue to be examined, a heat source placed inside the chamber, a thermometer attached to the center of gravity of the chamber, a fan to keep the To keep the air moving in the chamber, use a water atomizer to wet the Surface of the chamber, with a fan outside the chamber, around its walls to be able to brush an adjustable air flow, as well as measuring and control instruments for the outside temperature and humidity.

Zur Fesltstellung des Kalorienverbrauches in der Zeiteinheit, z. B. in I Stunde, um die Temperatur im Innern der vom untersuchten Stoff gebildeten Kammer konstant zu erhalten, benutzt man eine der bekannten Formeln: cal/Std. = 0,864#V2/Widerstand in Ohm (1) oder callStd. = Wh# 864, (2) worin V = Volt und W = Watt bedeuten unter Bezug auf die gewählte Oberflächeneinheit, z. B. m2. To fix the calorie consumption in the unit of time, e.g. B. in 1 hour to the temperature inside the formed by the substance under investigation To keep the chamber constant, one of the well-known formulas is used: cal / hour. = 0.864 # V2 / resistance in ohms (1) or callStd. = Wh # 864, (2) where V = volts and W = Watts mean with reference to the selected surface unit, e.g. B. m2.

Die für die Anwendung der Formel (1) benötigten Daten erhält man durch Einstellung der Stromzufuhr mittels eines Regulierwiderstandes zu dem im Innern der Kammer befindlichen Heizwiderstand, derart, daß die von diesem Heizwiderstand gelieferte Wärmemenge dort die Temperatur konstant hält. The data required for the application of the formula (1) are obtained by adjusting the power supply to the one inside by means of a regulating resistor the heating resistor located in the chamber, in such a way that the heating resistor from this The amount of heat supplied keeps the temperature constant there.

Das gleiche Ergebnis erhält man durch die Formel (2), indem man einen Thermoregulator (Thermometer und Schütz) verwendet, der mit einem Zähler (Wattmeter) verbunden ist. The same result is obtained by formula (2) by adding a Thermoregulator (thermometer and contactor) used with a counter (wattmeter) connected is.

In der Zeichnung ist nur beispielsweise eine Ausführungs form der vorliegenden Erfindung dargestellt. In the drawing is only an example of the form of execution present invention illustrated.

Abb. I ist eine Seitenansicht des Apparates nach vorliegender Erfindung; Abb. 2 ist eine Draufsicht desselben; Ab;b. 3 zeigt das elektrische Schaltbild; Abb. 4 ist ein Diagramm. der Temperaturen und Zeiten, der die Veränderungen der Wärmeisolierfähigkeit auch in bezug auf den Feuchtiglçeitszustand der Umgebung zeigt. Figure I is a side view of the apparatus of the present invention; Fig. 2 is a plan view of the same; Ab; b. 3 shows the electrical circuit diagram; Fig. 4 is a diagram. of temperatures and times, of the changes in Shows thermal insulation ability also with regard to the moisture content of the environment.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, besteht der Apparat nach Erfindung im wesentlichen aus einem Rahmen I, auf den das zu untersuchende Gewebe 2 so gespannt wird, daß es eine hermetisch geschlossene Kammer bildet, aus einer im Innern -der Kammer untergebrachten Wärmequelle 3, einemThermoe meter 4 zur Messung der Temperatur im Innern der Kammer, einem Ventilator oder Luftrührwerk 23, einem äußeren Ventilator 5 und einem Wasserzerstäuber.6, um außerhalb der Kammer die jeweils gewünschten Umgebungs verhältnisse zu schaffen, aus einem Träger 7 für die genannten. Teile -sowie aus Schalt- und Meßinstrumenten für die Umgebungsverhältnisse. As can be seen from the drawing, there is the apparatus according to the invention essentially from a frame I on which the tissue 2 to be examined is stretched is that it forms a hermetically sealed chamber, from an inside -der Chamber housed heat source 3, a thermometer 4 to measure the temperature inside the chamber, a fan or air agitator 23, an external fan 5 and a water atomizer. 6 to make the desired To create environmental conditions from a carrier 7 for the said. Parts -as well as switching and measuring instruments for the ambient conditions.

Wie gesagt, ist die Kammer aus einem mit Asbest verkleideten metallenen Rahmen 1 hergestellt, auf dem mit Hilfe von Klemmen 8 das zu untersuchende Gewebe 2 festgehalten wird. Innerhalb der Kammer sind die Wärmequellen 3 in zweckentsp rechen dem Abstand vom Mittelpunkt der Kammer angebracht und durch Asbestplatten 9 abgeschirmt, um zu verhindern, daß strahlende Wärme aus der Wärmequelle 3 die Kugel des Thermometers 4, das im Schwerpunkt der Kammer angeordnet ist, direkt treffe. Weiterhin ist in der Kammer ein Ventilator 23 untergebracht, dessen Luftstrom den waage rechten Asbestschirm 30 bestreicht. As I said, the chamber is made of a metal clad with asbestos Frame 1 made on which with the help of clamps 8 the tissue to be examined 2 is recorded. Inside the chamber, the heat sources 3 are in Zweckentsp rake the distance from the center of the chamber and attached by asbestos sheets 9 shielded to prevent radiant heat from the heat source 3 the Ball of the thermometer 4, which is arranged in the center of gravity of the chamber, hit directly. Furthermore, a fan 23 is housed in the chamber, the air flow of which the horizontal asbestos screen 30 coated.

Die Kammer wird von Klemmen 10 gehalten, die mit Schrauben 11 zusammengeschraubt und von der Tragsäule 7 getragen werden. The chamber is held by clamps 10 which are screwed together with screws 11 and are carried by the support column 7.

Die Tragsäule 7 trägt auch an einem ausziehbaren Stab 12 das Thermometer 4 und den Wärmeregler 26, an einem anderen ausziehbaren Stab I3 den Zerstäuber 6 mittels einer Klemme I4, den Ventilator 5 und an einem weiteren ausziehbaren Stab 25 den Hilfsmotor 24, der aus der Zuleitung des Apparates gespeist wird und den Ventilator 23 antreibt. The support column 7 also carries the thermometer on an extendable rod 12 4 and the heat regulator 26, on another extendable rod I3 the nebulizer 6 by means of a clamp I4, the fan 5 and another extendable rod 25 the auxiliary motor 24, which is fed from the supply line of the apparatus and the Fan 23 drives.

Der Wasserzerstäuber ist auch mit einem zwischen der Birne 24' und der Düse angeordneten Ausgleichsball 23' ausgestattet, um die Wasserzerstäubung gleichmäßig zu gestalten. The water atomizer is also available with one between the bulb 24 'and the nozzle arranged compensation ball 23 'equipped to atomize the water to shape evenly.

Die äußere Fläche der Kammer kann durch den vom Ventilator 5 hervorgerufenen Luftstrom angeblasen und vom Strahl des Wasserzerstäubers benetzt werden. The outer surface of the chamber can be caused by that caused by the fan 5 The air flow is blown on and wetted by the jet of the water atomizer.

Auf diese Weise können Versuche unter vier verschiedenen atmosphärischen Zuständen angestellt werden. Die Ergebnisse können in einem Diagramm zusammengefaßt werden, wie z. B. in Abb. 42 dargestellt. Hierin zeigt I. die Kurve T c t die Wärmeisolierfähigkeit des untersuchten Gewebes bei ruhiger Luft (alleinige Zuführung von Wärme), 2. die Kurve Tc77 die Wärmeisolierfähigkeit des gleichen Gewebes bei bewegter Luft (Zuführung von Wärme und Ventilation), 3. die Kurve T c u die Wärmeisolierfähigkeit des gleichen Gewebes in ruhiger, regnerischer Luft (Zuführung von Wärme und Benetzung mit dem Zerstäuber), 4. die Kurve T c v u die Wärmeisolierfähigkeit des gleichen Gewebes in bewegter, regnerischer Luft (Zuführung von Wärme und Ventilation und Benetzung mit dem Zerstäuber). This allows experiments under four different atmospheres States are employed. The results can be summarized in a diagram become, such as B. shown in Fig. 42. I. Herein, the curve T c t shows the thermal insulation ability of the examined tissue in calm air (only supply of heat), 2. the Curve Tc77 the thermal insulation capacity of the same fabric with moving air (supply of heat and ventilation), 3. the curve T c u the thermal insulation capacity of the same Tissue in calm, rainy air (supply of heat and wetting with the Atomizer), 4. the curve T c v u the thermal insulation capacity of the same fabric in moving, rainy air (supply of heat and ventilation and wetting with the atomizer).

Abb. 3 zeigt, wie gesagt, das elektrische Schaltbild für die Betätigung des Apparates. Danach fließt der Strom durch den Schalter I5, einen Stecker I6, einen einstellbaren Widerstand I7, der dazu dient, die Stromzufuhr konstant zu halten, damit der Heizwiderstand 3 eine konstante Wärmemenge erzeuge, durch ein Voltmeter I8, das diese regulierbare Zufuhr kontrolliert, bis zur Wärmequelle 3. Voltmeter und Widerstand können auch durch einen Spannungsregler ersetzt werden. As already mentioned, Fig. 3 shows the electrical circuit diagram for the actuation of the apparatus. Then the current flows through the switch I5, a connector I6, an adjustable resistor I7, which is used to keep the current supply constant, so that the heating resistor 3 generate a constant amount of heat by a voltmeter I8, which controls this adjustable supply, up to the heat source 3rd voltmeter and resistor can also be replaced with a voltage regulator.

Für dien Fall, daß der Apparat als Zähler der verbrauchten Energie (Wattstunden) arbeiten soll, kann der Umschalter 27 das Wärmereglersystem einschließlen, unter Ausschluß der direkten Zufuhr zur Kammer. In diesem Fall geht der Strom über das Schütz 28, von dem aus die Leitungen zum Thermometer 26 ausgehen. Der Zähler 29, der mit Ziffern- oder Schreibmechanik ausgestattet sein kann, zeigt den Energieverbrauch in Wattstunden an und wird in die Linie vor Eintritt in die Kammer eingeschaltet. In the event that the device is used as a meter for the energy consumed (Watt hours) is to work, the switch 27 can include the heat control system, excluding direct supply to the chamber. In this case the current passes the Contactor 28, from which the lines to the thermometer 26 extend. The counter 29, which can be equipped with a numeric or writing mechanism, shows the energy consumption in watt hours and is switched on in the line before entering the chamber.

Die Speiseleitung nach Abb. 3 ist in der Unterlage I9 der Tragsäule 7 untergebracht, auf der sich auch eine Uhr 20 für Zeitmessung, ein Hygrometer 2I für Messung der Feuchtigkeit der Außenluft und ein Thermometer 22 für Messung der Außentemperatur befinden. The feed line according to Fig. 3 is in document I9 of the support column 7, on which there is also a clock 20 for time measurement, a hygrometer 2I for measuring the humidity of the outside air and a thermometer 22 for measuring the Outside temperature.

Als Meßgerät für die Wärmeisolierfähigkeit wird der Apparat folgendermaßen benutzt. Es werden die Versuchsbedingungen festgestellt, die für alle aufeinanderfolgenden Versuche festgehalten werden müssen, und zwar: I. Außentemperatur, 2. Spannung, 3. Feuchtigkeit der Außenluft. As a measuring device for heat insulating ability, the apparatus is as follows used. The experimental conditions are established that are common to all consecutive Experiments must be recorded, namely: I. Outside temperature, 2. Voltage, 3. Humidity of the outside air.

Der Rahmen der Kammer wird mit dem auf Wärmeisolierfähigkeit zu untersuchenden Gewebe verkleidet und das Blatt für die Aufzeichnung des Diagramms vorbereitet. Die Voltspannung wird vermerkt und auf den durch denRegulierwiderstand I7 eingestellten Wert geregelt, die Außentemperatur wird vom Thermometer 22 abgelesen und durch Ventilation oder Erwärmung konstant gehalten. The frame of the chamber is to be examined for thermal insulation ability Fabric disguised and the sheet prepared for chart recording. The voltage is noted and adjusted to the value set by the regulating resistor I7 Value regulated, the outside temperature is read from the thermometer 22 and through ventilation or heating kept constant.

Mittels des Hygrometers 21 wird die Feuchtigkeit der Außenluft kontrolliert und sodann durch Betätigung des Schalters 15 unter Vormerkung der Zeit der Versuch begonnen. In regelmäßigen Zeitabständen werden auf dem Diagramm die erhaltenen Werte eingezeichnet, bis man die kritische Temperatur erkennt, d. h. jene Temperatur, bei der das Gleichgewicht zwischen Wärmezufuhr und Wärmeabfluß eingetreten ist. Man läßt nun den Apparat noch einige Zeit zur Kontrolle weiterarbeiten, vermerkt die genaue Zeit, schaltet sodann den Schalter 15 ab, wodurch der Temperaturabfall beginnt, und notiert die Werte, bis die Temperatur im Innern der Kammer die Außentemperatur erreicht hat. The humidity of the outside air is checked by means of the hygrometer 21 and then by operating the switch 15, noting the time of the experiment began. The values obtained are displayed on the diagram at regular time intervals drawn in until one recognizes the critical temperature, d. H. that temperature in which the equilibrium between heat supply and heat discharge has occurred. The apparatus is now allowed to continue working for a while as a check, noted the exact time, then turns off the switch 15, causing the temperature drop begins and records the values until the temperature inside the chamber equals the outside temperature has reached.

Um mit dem Apparat nach der Erfindung den Kalorienverbrauch zu ermitteln, kann man auf zweierlei, sich gegenseitig kontrollierenden Arten verfahren, je nachdem man die obengenannten Formeln (I) oder (2) verwendet. In order to determine the calorie consumption with the apparatus according to the invention, one can proceed in two different, mutually controlling ways, depending on the situation the above formulas (I) or (2) are used.

Zur Anwendung der Formel (I) cal/Std. = 0,864#V²/Ohm genügt es, den Widerstand 17 zu regulieren und somit den mit dem Voltmeter I8 kontrollierbaren Stromzufiuß, bis auf dem Thermometer 4 die kritische Vergleichstemperatur erreicht ist. So hat man alle für Formel (I) benötigten Werte. To apply the formula (I) cal / hour. = 0.864 # V² / Ohm, it is sufficient to have the Resistance 17 to regulate and thus the controllable with the voltmeter I8 Stromzufiuß until the critical comparison temperature is reached on the thermometer 4 is. So you have all the values required for formula (I).

Zur Anwendung der Formel (2) cal/Std. = Wh#0,864. wird die Energie mittels des Umschalters 27 über das Wärmereglersystem zugeführt. Der Zähler zeigt den Wert der verbrauchten Energie, und durch Anwendung der Formel (2) wird der Kalorien verbrauch ermittelt. To apply the formula (2) cal / hr. = Wh # 0.864. becomes the energy supplied by means of the switch 27 via the heat control system. The counter shows the value of the energy consumed, and by applying the formula (2) it becomes the calories consumption determined.

Die Erfindung ist beispielsweise und ohne einschränloende Bedeutung dargestellt und erläutert. The invention is exemplary and without restrictive meaning illustrated and explained.

Es versteht sich, daß der Apparat Änderungen, besonders konstruktiver Art, erfahren kann, wie z. B. den Ein- oder Ausschluß des Wärmereglersystems, die sich aus Technik und Erfahrung ergeben, soweit solche nicht über den Rahmen der Erfindung hinausgehen. It is understood that the apparatus changes, particularly constructive Kind, can learn how z. B. the inclusion or exclusion of the heat control system, the result from technology and experience, insofar as such does not go beyond the scope of the Invention go beyond.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE I. Apparat zur Messung dier Wärmeisolierfähigkeit und des Kalorienverbrauches von Geweben u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem zu untersuchenden Gewebe gebildete Kammer vorgesehen ist, in deren Innern ein Thermometer und zwei Wärmequellen untergebracht sind. PATENT CLAIMS I. Apparatus for measuring thermal insulation ability and the calorie consumption of tissues and the like., characterized in that a Chamber formed by the tissue to be examined is provided in the interior thereof a thermometer and two heat sources are housed. 2. Meßapparat nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in zweckentsprechender Entfernung vom Schwerpunkt der Kammer zwei vorteilhaft aus Asbest her, gestellte Schirme vorgesehen sind, die geeignet sind, zu verhindern, daß die von den Wärmequellen ausgehende strahlende Wärme die im Schwerpunkt selbst befindliche Thermometerkugel direkt treffen. 2. Measuring apparatus according to claim I, characterized in that in appropriate Distance from the center of gravity of the chamber two advantageously made of asbestos Screens are provided which are suitable to prevent exposure from the heat sources outgoing radiant heat the thermometer ball located in the center of gravity itself meet directly. 3. Meßapparat nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Regulierwiderstand und ein Voltmeter oder durch einen Spannungsregler die Wärmezufuhr in die Kammer nach Anspruch I stets konstant gehalten wird. 3. Measuring apparatus according to claim I and 2, characterized in that by a regulating resistor and a voltmeter or by a voltage regulator the supply of heat into the chamber according to claim I is always kept constant. 4. Meßapparat nach Anspruch I, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilator und ein mit Ausglei chsball zur Erzielung eines gleichmäßigen Nebelstrahles ausgestatteter Wasserzerstäuber vorgesehen sind, die es zusammen mit der Wärmequelle ermöglichen, Umgebung&- und Luftverhältnisse zu schaffen, wie solche, denen gewöhnlich Gewebe u. dgl. im Freien ausgesetzt sind. 4. Measuring apparatus according to claim I, 2 and 3, characterized in that a fan and a ball with a balance to achieve an even jet of fog Equipped water atomizers are provided, which it along with the heat source make it possible to create environment and air conditions like those that are usually exposed to tissues and the like outdoors. 5. Meßapparat nach Anspruch I, 2, 3 und, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer einen Körper für sich bildet, der von der übrigen Apparatur abgenommen werden kann. 5. Measuring apparatus according to claim I, 2, 3 and, characterized in that that the chamber forms a body of its own, which is detached from the rest of the apparatus can be. 6. Meßapparat nach Anspruch I, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Versuchskammer ein Schrauben-oder Turbinenventilator vorgesehen ist, der die Luftmassen in Bewegung hält, um überall in der Kammer eine gleichmäßige Temperatur zu schaffen. 6. Measuring apparatus according to claim I, 2, 3, 4 and 5, characterized in that that a screw or turbine fan is provided inside the test chamber which keeps the air masses in motion to be uniform throughout the chamber Create temperature. 7. Mellapparat nach Anspruch I, 2, 3, A, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmereglersystem und ein Zähler mit Ziffern- oder Schreibmechanik vorgesehen ist, um die Berechnung des Verbrauchs an elektrischer Energie und damit der Kalorienstunden des erwähnten aus einem Thermometer und einem Schütz bestehenden Wärmereglersystems zu ermöglichen. 7. Mellapparat according to claim 1, 2, 3, A, 5 and 6, characterized in that that a thermal control system and a counter with numeric or writing mechanics are provided is to calculate the consumption of electrical energy and thus the calorie hours of the mentioned heat control system consisting of a thermometer and a contactor to enable.