Titel: | Neuerungen an Wärmemessern. |
Autor: | F. |
Fundstelle: | Band 236, Jahrgang 1880, S. 303 |
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Neuerungen an Wärmemessern.
Mit Abbildungen auf Tafel 30.
Neuerungen an Wärmemessern.
Metallthermomeier. C. L. Strube in
Buckau-Magdeburg (* D. R. P. Kl. 42
Nr. 8562 vom 29. Juli 1879) befestigt im unteren Ende einer Metallhülse
eine linksgängige Spirale, bestehend aus einem zusammengelötheten Streifen
Messingblech mit darauf liegendem Stahlblech. Diese Spirale ist mit einem
Messingcylinder G verbunden, welcher nach oben an einer
rechtsgängigen Spirale hängt, die nach auſsen aus Messing, nach innen aus Stahlblech
besteht. Bei Temperaturänderungen drehen sich demnach beide Spiralen nach derselben
Richtung, die durch den Messingcylinder G und eine
Achse auf einen Zeiger übertragen wird. – Daſs derartige Metallspiralen sehr
unzuverlässige Wärmemesser sind, wurde bereits früher (1877 225 274) gezeigt.
Thermometer mit elektrischem Gradanzeiger. Folgende
Vorrichtung von A. Eichhorn (*
D. R. P. Kl. 42 Nr. 6937 vom 30. März 1879) soll auf
gröſsere Entfernungen hin die Temperatur genau angeben. Die beiden Thermometer a und b (Fig. 1 Taf.
30) haben in dem Theile der Scalen, innerhalb welchem die dem beabsichtigten Zweck
entsprechende Temperatur wechseln kann, eingeschmolzene Platindrähte, für eine Darre
z.B. zwischen 50 und 64°. Das Thermometer a zeigt die
Platindrähte eingeschmolzen bei 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62, 64°, das Thermometer b bei 51, 53, 55, 57, 59, 61 und 63°. Auſserdem ist
unterhalb der Scalen noch ein Draht c eingeschmolzen,
welcher mit dem Quecksilber der Thermometer immer in Berührung bleibt. Sämmtliche
Drähte führen nach den Klemmschrauben eines Brettes, auf welchem Tasten d angebracht und auf deren Knöpfe die Zahlen
aufgetragen sind, welche den Graden entsprechen, mit denen sie in metallisch
leitender Verbindung stehen. Der Schnitt durch das Brett Fig. 2 zeigt
die leitende Verbindung von den Klemmschrauben nach den Tasten d, welche ähnlich wie Federn oder in beliebiger anderer
Weise angeordnet sein können. Ein Draht e ist quer
unter die Tasten hinweggeführt und kann mit diesen durch Niederdrücken derselben in
leitende Verbindung gebracht werden. Derselbe geht über einen Elektromagnet f nach den Elementen g.
Ein Winkelhebel h wird durch den Elektromagnet f bei Schlieſsung des Stromes aus den Zähnen des
Sperrrades i eines beliebigen Klingelwerkes ausgerückt
und dieses dadurch in Thätigkeit gesetzt. Vom Platindraht c der beiden Thermometer führt die Leitung nach der Klemmschraube k und von da nach dem Element g. Die Leitungen können somit unterbrochen sein an den in den Scalen
eingeschmolzenen Platindrähten, wenn die Quecksilbersäule im Thermometer noch nicht
bis zu denselben gestiegen ist, und an den Tasten.
Angenommen, die Temperatur stehe auf 57,5° und der Heizer will den Stand des
Thermometers vom Feuerungsraum aus erkennen, so drückt er der Reihe nach von links
nach rechts die Tasten nieder. Sobald die Taste 56 niedergedrückt wird, schlieſst
sich der von dem Elemente g ausgehende Strom, die
Klingel ertönt. Der Heizer weiſs nun, daſs das Quecksilber zwischen 56 und 58°
steht. Um die Höhe noch genauer zu bestimmen, braucht er nur von den ungeradzahligen
Tasten, welche
rechts auf dem Brette angeordnet sind, die mit 57 bezeichnete niederzudrücken; das
Ertönen der Klingel zeigt, daſs die Temperatur über 57° steht, demnach zwischen 57
und 58°.
Der Platindrath, welcher bei 64° in der Scale eingeschmolzen ist, ist nicht mit einer
Taste d, sondern direct mit dem Draht e verbunden. Die Leitung ist also hier nur einmal und
zwar in der Thermometerröhre unterbrochen. Steigt das Quecksilber bis zur
Maximaltemperatur (im vorliegenden Fall ist 64° dafür angenommen worden), so geht
der Strom vom Element g über die Klemme k durch die Quecksilbersäule des Thermometers a, den Platindraht 64 und
seine Leitung, Draht e und Elektromagnet f. Dieser löst wieder den Winkelhebel h aus, worauf der durch ein beliebiges Uhrwerk
getriebene Klingelapparat so lange arbeitet, bis die Temperatur der oberen Grenze
wieder gesunken ist. Die Maximaltemperatur zeigt sich also stets selbstthätig an,
und die gleiche Anzeige einer Minimaltemperatur läſst sich durch ähnliche Anordnung
erreichen.
Telethermometer. Um die Temperaturen auf gröſsere
Entfernungen hin zu ermitteln, verbindet J. Salleron
(Bulletin de Mulhouse, 1879 S. 593) die
Thermometerkugel durch ein beliebig langes kupfernes oder eisernes Capillarrohr mit
dem aus Glas hergestellten Beobachtungsrohr. Neben dieser Capillarrohre liegt eine
völlig gleiche mit derselben Flüssigkeit gefüllte, welche wie die erste in ein
eingetheiltes Glasrohr endigt, aber nicht mit einer Thermometerkugel verbunden ist.
Der Unterschied der Angaben beider Flüssigkeitssäulen entspricht somit derjenigen
der Kugel, welche der zu messenden Temperatur ausgesetzt ist, gibt daher diese
selbst an, nach Scheurer mit einer Sicherheit von
0,5°.
Bei seinem verbesserten Drehthermometer (* 1879 233 121) hat F.
Kuntze in Leipzig (* D. R. P. Kl. 42 Zusatz Nr. 7473 vom 4. April 1879) die
Hohlräume der beiden Glaskungeln A und B (Fig. 3 bis
8 Taf. 30) von denen A geschlossen, B aber mit der äuſseren Luft in Verbindung steht, durch
die Glasröhre C verbunden. Diese Röhre ist derartig
gebogen, daſs sie in der Mitte des Abstandes mit Schneiden versehen werden kann,
deren scharfe Kante bei der mittleren Stellung des Instrumentes mit der Mittellinie
aus A in eine Horizontalebene fällt, wogegen der
Nullpunkt von B um einige Millimeter höher liegt. Die
Schneiden s werden durch die gegenüber liegenden Arme
a und b (Fig.
7) eines kreuzförmigen Körpers gebildet, dessen andere Arme c und d (Fig. 8)
sattelförmig auf das Glasrohr aufgesetzt und mit diesem mittels Bügelschrauben und
Deckel fest verbunden sind. Vermöge dieser Schneiden kann das Rohr C mit Zubehör in den Pfannen m und n (Fig. 3) des
gegabelten Stativs D wie ein Wagebalken spielen, wobei
die die Schneidenrücken umspannenden Bügel f und g ein Versetzen und die die Schneiden fortsetzenden Bunde h und k ein Verschieben in
der Seitenrichtung verhindern. Auf den Bund k ist das
die Scale tragende Rad E befestigt, während auf dem
verlängerten Zapfen bei k das lose aufgeschobene
Getriebe r mit dem Zeiger z frei über der Scale spielen kann. In das Getriebe r greift der gezahnte Bogen des ungleicharmigen Hebels
pq (Fig. 5),
welcher durch den Mitnehmer e der Kugel B genöthigt wird, an seiner Bewegung Theil zu nehmen,
indem er um den Drehpunkt o schwingt und andererseits
eine entsprechende Drehung des Zeigers z verursacht.
Ist das Radialverhältniſs des Getriebes und des Zahnbogens p = 1 : 4, so muſs das erstere nebst dem Zeiger eine Drehung von 240°
machen, wenn die Kugel B einen Bogen von 60° in
entgegengesetzter Richtung beschreibt.
Nachdem der Zeiger z und der Hebel pq, jeder für sich, so angeordnet sind, daſs
Schwerpunkt und Drehpunkt zusammenfallen, wird das ganze Instrument, bevor es mit
Quecksilber gefüllt und die Kugel B mit der Zwinge u nebst Gegengewicht w
versehen wurde, mittels der Mikrometerschraube v (Fig.
5) ins labile Gleichgewicht gebracht. Nun wird das Instrument bei
mittlerer Temperatur mit Quecksilber so gefüllt, daſs die Kugel A und die Röhre C, mit
Ausschluſs aller Luft, gänzlich, die Kugel B dagegen
nur zur Hälfte gefüllt ist. Demnächst wird auf die letztere der Stöpsel und die
Zwinge u aufgesetzt und durch Regulirung des
Gegengewichtes w die Gleichgewichtslage für die
mittlere Temperatur hergestellt. Im Uebrigen bietet die Mikrometerschraube v das Mittel den Schwerpunkt des Instrumentes in den
erforderlichen Abstand unter die Drehachse zu rücken.
Um das gefüllte Instrument transportfähig zu machen, ist der Conus des die Kugel B schlieſsenden Stöpsels einem Zapfhahn ähnlich
durchbohrt, welcher bei einer gewissen Stellung durch das Loch t des Kugelhalses Luft einläſst, in jeder andern aber
die Luft abschlieſst.
Thalpotasimeter. PictetVgl. F. Fischer: Chemische Technologie der Wärme
(Braunschweig 1880), S. 40.machte bereits den Vorschlag, die
Wärme mittels des Druckes zu bestimmen, welchen der Dampf verschiedener
Flüssigkeiten ausübt. In gleicher Weise verwendet nun J. W.
Klinghammer in Braunschweig (* D. R. P. Kl. 42 Nr. 8101 vom 5. Februar 1879 und Zusatz Nr. 8315
vom 27. März 1879) ein enges, unten bei c
geschlossenes, oben S-förmig gebogenes Metallrohr, welches, wie die schematischen
Darstellungen Fig. 9 und
10 Taf. 30 zeigen, mit einem Manometer versehen und dessen Schenkel b von a aus völlig, d aber zu ⅔ des Rauminhaltes mit einer entsprechenden
Flüssigkeit gefüllt ist. Aus der am Manometer abgelesenen Spannung wird die
Temperatur bestimmt:
Diese Bestimmung erfolgt:
1) Von – 65° bis + 12,5° bei Eingabe von flüssiger Kohlensäure in
das Rohr cd. Der Schenkel
ab wird mit Quecksilber gefüllt. Das
Manometer ist von 0 (– 65°) bis 50at (12,5°) zu
theilen.
2) Von – 10° bis + 100° bei Eingabe von Schwefligsäureanhydrid.
Der Schenkel ab wird mit Quecksilber gefüllt. Das
Manometer ist von 0 bis 20at zu theilen.
3) Von + 35° bis 120° bei Eingabe von wasserfreiem Aethyläther in
das Rohr cd. Der Schenkel
ab wird für den Fall, daſs der Apparat in
Räumen benutzt wird, deren Temperatur 20° überschreitet, mit Quecksilber gefüllt.
Das Manometer ist von 0 bis 12at zu theilen.
4) Von 100° bis 226° bei Eingabe von destillirtem Wasser in die
Rohrschenkel ab und cd. Das Manometer ist von 0 bis 25at zu theilen.
5) Von 216° bis 360° bei Eingabe von bei 210° siedenden schweren
Petroleumölen (Tridecan C13H28, Siedepunkt 216°) in beide Rohrschenkel ab und cd. Das Manometer ist von 0 bis 50at getheilt.
6) Von 357° bis 780° bei Quecksilberfüllung.
Da die mit flüssiger Kohlensäure oder Aether gefüllten Instrumente in den Schenkeln
ab unter der Manometerfeder mit Quecksilber
gefüllt werden, dessen Ausfluſs nach dem Schenkel ab verhindert werden muſs, so befindet sich bei a (Fig. 11)
eine Erweiterung, in welcher weiſsgar gegerbtes Leder l
faltig aufgespannt ist und so das Quecksilber absperrt.
Die Eintheilung des Instrumentes geschieht mittels hydraulischer Druckmessung nach
Atmosphären und Eintragen der dem Druck nach Regnault
entsprechenden Temperatur des betreffenden Dampfes auf der Scale.
Die Art der Druckübertragung erläutert Fig. 12 und
13 Taf. 30. Die guſseiserne Unterlage des Zifferblattes EF ist vorn mit einem Rande versehen, in welchem
die den Zeiger und das Zifferblatt deckende Glasscheibe liegt. Die hintere Seite ist
mit 4 Füſsen G bis K
versehen, von welchen der eine den Federapparat trägt. Auſserdem ist die Platte mit
einer guſseisernen Kapsel LM verbunden, welche
zur Aufnahme der Bewegungsübertragung dient und zum Schütze derselben durch eine
Blechplatte O verschlossen wird. In dem mit Fuſs K verschraubten Bronzestück W wird eine mit der Zugstange R verbundene
Bourdon'sche Feder PQ so eingelöthet, daſs die mit
einer Schraube S verschlieſsbare Oeffnung mit dem
Innern der Feder in Verbindung steht. Um diese Schraube S herum befindet sich eine Erweiterung, welche mit der cylindrischen
Oeffnung T in Verbindung steht, die ebenfalls durch
eine Schraube verschlossen werden kann, in welche aber auch nach Entfernung der
Schraube ein Verbindungsrohr a (Fig. 16)
eingeschraubt werden kann, welches durch entsprechende Hahnverbindungen b und c abwechselnd die
Feder mit einer Luftpumpe oder mit dem gläsernen Meſsgefäſs d für eine abgewogene Menge Schwefligsäureanhydrid aus dem Behälter e in Verbindung setzt.
Die Feder PQ wird luftleer gemacht, der Hahn c geschlossen, b geöffnet,
so daſs der Inhalt der Kugel d sich nach der Feder entleert, bis sie zu ⅔
gefüllt ist, worauf sie mittels der Schraube S
abgeschlossen wird. Dann wird das Rohr a ausgeschraubt,
die Oeffnung T geschlossen und die Schrauben S und T mit Zinn
verlöthet. Je nach der Temperatur der Umgebung wechselt die Spannung des
Schwefligsäureanhydrides und damit die Stellung des Federendes Q, dessen Verschiebung durch die Stange R auf den Zahnbogen U
übertragen wird, welcher ein Getriebe in Bewegung setzt, auf dessen Achse der die
Temperatur angebende Zeiger angebracht ist.
Bei dem in Fig. 14 und
15 Taf. 30 dargestellten Apparate für Wärmemessung in Röhren und Gefäſsen
steht der Flüssigkeitsbehälter C, welcher auch durch
ein unten verschlossenes Rohr von beliebiger Länge ersetzt werden kann, mit dem
Rohre D in Verbindung, welches sich in der
Manometerkapsel fortsetzt und dort in einem Bronzestück eingelöthet und durch dieses
hindurch mit einer Bourdon'schen Feder verbunden ist, welche, wie beim vorigen
Apparate, auf einen Zeiger wirkt. Um das Rohr vor Abkühlung zu schützen, ist ein
Rohr E mit Zinnloth bei e
derart eingelöthet, daſs C, E und die verbindende
Löthstelle gleichen Durchmesser haben. Von der Oeffnung h aus wird nun die Feder und das Rohr hi völlig, das Gefäſs C zu ⅔ mit
Kohlenwasserstoff oder Wasser gefüllt, dann wird h
verschraubt und verlöthet. Rohr und Feder werden nun in die Kapsel g eingelegt, schlieſslich wird eine Flansche
angeschraubt zur Befestigung des Instrumentes an den betreffenden Apparaten. Die
Scale ist vor der Füllung des Apparates mit Hilfe pneumatischen Druckes in
Millimeter eingetheilt und sind danach die Wärmegrade eingetragen. Fig. 17
Taf. 30 zeigt die äuſsere Form eines derartigen mit Quecksilber gefüllten
Apparates.
Bei Anwendung längerer Rohre muſs wenigstens ⅓ bis ⅔ der Länge der zu messenden
Temperatur ausgesetzt sein, eine Unbequemlichkeit, welche durch die Einrichtung Fig.
18 und 19 Taf. 30
vermieden wird. Eine Metallbüchse A, welche durch die
Verschraubung z mit Aether, Wasser u. dgl. gefüllt
werden kann, wird für Apparate mit nur 5 bis 6at
Spannung mit einer Wellenfeder EF geschlossen,
welche zwischen den Rand des Gefäſses und den Deckel C
eingeschoben wird. Mit der Wellenfeder wird in üblicher Weise ein Stab B verbunden, welcher die Bewegung auf den Zeiger
überträgt und mit einem Schutzrohr G aus gleichem
Material umgeben ist. Für höheren Druck wird das Gefäſs A mit einem Deckel E F (Fig. 19)
geschlossen, auf welchem eine kleine Bourdon'sche Feder m so aufgelöthet ist, daſs der in A
entwickelte Dampf in die Feder tritt. Die Stange B
führt wieder zum Zeiger.
Die Apparate werden von Schäffer und Budenberg in
Buckau-Magdeburg hergestellt und kosten mit Aetherfüllung 80 M., mit Wasser 110 M.
und mit Quecksilber 120 M.
Bei dem in Fig. 20
Taf. 30 dargestellten Differentialpyrometer von F. Graf von
Saintignon in Longwy, Frankreich (*
D. R. P. Kl. 42 Nr. 5731 vom 22. October 1878)
flieſst durch das Rohr a mit Hahn b ein gleichmäſsiger Strom Wasser zu, dessen Temperatur
durch das Thermometer t bestimmt wird. Derselbe geht
dann durch das im Ofen O liegende Kupfer- oder
Porzellanrohr d, von hier durch das Rohr e zum Thermometer T und
durch das Rohr f nach dem offenen Manometer m, um schlieſslich durch den Hahn n wieder abzulaufen. Die Temperatur des Ofens wird aus
der Wärmeaufnahme des Wassers berechnet, wie sie von den beiden Thermometern
angezeigt wird.
Das Pyrometer von K.
Möller in Kupferhammer bei Brackwede
(* D. R. P. Kl. 42 Nr. 5882 vom 28. November 1878)
besteht im Wesentlichen aus einem kleinen Kessel A und
dem Halse B (Fig. 21 und
22 Taf. 30), welcher diesen mit dem Zuleitungsrohre C und dem Ableitungsrohre D verbindet. Diese Theile sind aus dünnem Kupferblech hergestellt; der
Kessel A ist auſsen vergoldet. Der Hals besteht aus
zwei concentrischen Röhren, von denen die äuſsere cylindrisch, die innere, wie der
Querschnitt Fig. 22
zeigt, cannellirt ist, unten aber cylindrisch ausläuft und hier die Kugel eines
Thermometers E umschlieſst, dessen Glasrohr durch das
cannellirte Kupferrohr nach oben geht. Beim Gebrauche wird der untere Theil des
Apparates der zu messenden Temperatur ausgesetzt, durch das Rohr C aber Wasser eingeführt, dessen Temperatur an dem
Thermometer F abgelesen wird. Das Wasser flieſst
zwischen dem cannellirten inneren und äuſseren Rohr des Halses nach unten, wird an
den Wandungen des Kessels erwärmt, steigt im inneren Rohre, welches das Thermometer
enthält, wieder nach oben und flieſst durch das Rohr D
ab. Die Temperatur wird aus der durch die beiden Thermometer E und F bestimmten Wärmezunahme des
durchflieſsenden Wassers auf Grund vorheriger Versuche berechnet.
Da es wohl kaum ein Wasser gibt, welches nicht wenigstens Spuren eines Niederschlages
absetzt, der aber, wie auch jede noch so geringe Oxydschicht oder Ruſsablagerung,
die Wärmeübertragung beeinfluſst, da es ferner noch zweifelhaft ist, ob der
Wärmeübergang der äuſseren Temperatur proportional ist, so wird man derartige
Temperaturbestimmungen nur mit Vorsicht aufnehmen dürfen.
Nach dem Zusatzpatent * Nr. 7511 vom 20. Mai 1879 soll die heiſse Ofenluft in einem
Rohre aufsteigen, welches von dem herunterflieſsenden Wasser umgeben ist. – Die
Angabe, daſs die Temperatur aus dem Wärmeunterschied des ein- und austretenden
Wassers und der Menge der aus dem Rohr entweichenden Gase zu berechnen ist, also
ähnlich wie Linde (1879 232
339) für Dampfkessel vorgeschlagen, ist nicht richtig.
F.