APPARATUS FOR MEASURING THE QUANTITY OF A HEAT TRANSPORTING MEDIUM FLOWING THROUGH A CONDUIT

Abstract: 1. Apparatus for the measurement of the amount of a heat carrier medium flowing in a pipe, especially for use in heat quantity measurers, with a mechanical counter (2), arranged outside of the pipe (9), which has a driving shaft (4), a wheel (10) arranged in the pipe and rotated by the flowing heat carrier medium, a magneto coupling (8) for coupling the wheel with the driving shaft of the counter, characterized by a screening shutter (3), arranged between the pipe (9) and the counter (2), which has a circular opening (16), arranged co-axially to the wheel (10), through which the driving shaft (4) extends co-axially, as well as propeller (5) which is fixed in the opening (16) on the driving shaft (4).

Description: Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmemengenzähler für Flüssigkeiten oder Gase mit im strömenden heissen Medium befindlichem Antriebsrad insbesondere Flügelrad und ausserhalb des Mediums angeordnetem mechanischem Zählwerk, das über eine Magnetkupplung mit dem Antriebsrad verbunden ist. Der Anwendungsbereich ist hauptsächlich bei Klein-Haushaltsund Indust ri ewärmemengelnessungen vornehmlich von strömenden Flüssigkeiten in Leitungsrohren zu suchen. Bei einer Vielzahl von bestehenden Wärmemengenzählern sind die Probleme der Messgenauigkeit im Antnebsteil durch ein Flügelrad oder eine andere besondere Bauform mit einem Leitapparat ausreichend gelöst. Die Temperaturvergleichsmessung erfolgt mittels Thermoelementen oder anderen elektrischen Elementen im Vorlauf und Rücklauf des wärmeverbrauchenden Gerätes in welchem das zu messende Medium strömt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Antriebsrades und somit die Strömungsmenge des Mediums wird mittels mechanischem Zählwerk ermittelt, dort im Anzeigenteil festgehalten sowie in elektrische Impulse umgewandelt. Die so ermittelte elektrisch definierte Strömungsmenge und die elektrischen Vergleichswerte der Thermoelemente werden in einen Prozessor eingespeist, der diese Werte verknüpft und daraus den Wärmemengenverbrauch in kWh ermittelt. Die grösste Schwierigkeit ergibt sich nun bei dem Zusammenbau des Zählwerkes mit dem Antriebsteil, da folgende Hauptforderungen gestellt werden: Erstens soll die Bauform der mechanischen Zähleinrichtung möglichst klein gehalten werden; zweitens soll die Produktion des Zählwerks mit seinen Übersetzungen und Anzeigeteilen möglichst billig, leicht und korrosionssicher sein, wodurch die Ausführung dieser Teile mit Kunststoffen zu realisieren ist; und drittens soll der Zähler möglichst universell einsetzbar sein; womit die Mengenzähleinrichtung möglichst temperaturunabhängig sein muss. Alle diese Forderungen zu erfüllen war bei den bekannten Wärmezähleinrichtungen nicht optimal möglich, obwohl man schon einen Luftspalt zwischen Zählerteil und Antriebsteil schuf. Die Erfindung setzt sich nun zum Ziel, diesen Umstand zu beseitigen und eine Wärmemengenzähleinrichtung zu schaffen, die möglichst unempfindlich gegen Temperatureinwirkungen ist und es daher ermöglicht, den mechanischen Zählerteil möglichst nahe an den Antriebsteil und somit möglichst nahe an das heisse Medium heranzubringen um die Bauform dadurch klein zu gestalten. Dieses Ziel erreicht die Erfindung, indem zwischen dem Zählwerk und dem Behältnis mit dem durch die Strömung des Mediums angetriebenen Rad eine zusätzliche Ver blendung angeordnet ist, die axial genau über dem angetriebenen Rad zwischen demselben und dem Zähler eine kreisrunde Ausnehmung aufweist, in welcher an der Verbindungswelle befestigt, eine Luft schraube angeordnet ist. Die Luft schraube ermöglicht gewissermassen erstmals eine Kühlung des Oberteils, der die Zähleinrichtung beinhaltet. Die Aufgabe der Kühlung bzw. der Verhinderung des Aufsteigens der Wärme vom Unterteil, dem Antriebsteil, wird dadurch gelöst, dass von oben Luft angesaugt wird und nach unten geblasen wir. Die Verblendung dient der Luftströmung als Leitapparat und verhindert ausserdem das Aufsteigen von warmer Luft zum Zähler bei Stillstand oder langsamer Drehzahl des Antriebsrades. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist. an der Peripherie eines Flügels der Luft schraube ein Reflektor angeordnet, der im Zusammenhang mit einem Lichtschranken, der als Gegenstück am Rande der Ausnehmung in der Verblendung befestigt ist, steht. Diese vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es nun, die Umdrehungszahl der Luft schraube und somit die Umdrehungszahl des Antriebsrades über Lichtimpulse, die vom Reflektor an den Lichtschranken reflektiert werden und dort zu elektrischen Impulsen umgewandelt werden, als digitalen Wert in den Prozessor einzuspeisen, ohne das mechanische Zählwerk zu verkomplizieren. Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an einem Flügel der Luft schraube ein Wäherungsindikator angebracht, der ebenso elektrische digitale Impulse entsprechend der Durchflussmenge initiiert. Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt im Schnitt einen HeiBwasserzähler und Fig. 2 eine schematische Zusammenstellungszeichnung. Nach der Ausführungsform in Fig. 1 besteht der Heisswasserzähler des Wärmemengenzählers im wesentlichen aus dem mechanischen Zähler 2, dem Antriebsrad 10, der Magnetkupplung 8 und der Luft schraube 5. Der gesamte Antriebsteil mit Gehäuse 9 Antriebsrad 10 und strömendem Medium 1 sowie die Nagnetkupplung 8 und das Zählwerk 2 sind an sich bekannte Bauteile eines Durchflussmengenmessgerätes . Die Idee der Erfindung steckt vor allem in der vorteilhaften zusätzlichen Verblendung 3, welche die vom Antriebs teil 9 aufsteigende Wärme hindert, direkt an den Zählerteil 2 heranzuströmen. Die Verblendung hat axial genau über dem Antriebsrad 10 eine kreisförmige Ausnehmung 16, in der sich eine Luftschraube 5 befindet, die auf der Antriebswelle befestigt ist. Dreht sich nun das Antriebsrad 10, infolge Strömung des Mediums 1 in Drehrichtung, so überträgt die Magnetkupplung 8 und die Welle 4 dieses Drehmoment auf die Luftschraube 5, die durch ihre Rotation Luft von oben, das heisst zwischen Zählwerk 2 und Verblendung 3 ansaugt und nach unten, das heisst in Richtung Magnetkupplung 8, bläst. Dadurch können alle Bauteile im Zählwerk 2 aus den herkömmlichen Kunststoffen gefertigt werden, ohne dass durch Überhitzung dieser Teile ein Schaden entstehen kann. Ebenso begünstigt die Luftschraube 5 durch ihren Dämpfungseffekt die Messgenauigkeitskennlinie des Heisswasserzählers, wenn das Antriebsrad 10 als Flügelrad ausgeführt ist. Gemäss einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist an einem Flügel des Luft schraube 5 ein Reflektor 6 angebracht. Der Reflektor 6 reflektiert Lichtstrahlen in den Lichtschranken 7, sobald er sich an diesem vorbeibewegt. Dadurch entstehen Lichtimpulse, die durch den Lichtschranken in elektrische Impulse umgewandelt werden und an den Prozessor weitergeleitet werden. Fig. 2 zeigt eine mögliche schematische Zusammenstellung der einzelnen Teile der Wärmemengenzahlungseinrichtung wobei 11 den Wärmeverbraucher darstellt. Der Vorlauf 15 bringt den Wärmeträger vorerst zum Heisswasserzähler 17 der auch im Rücklauf 14 eingebaut werden könnte, hernach zum Thermoelementmesspunkt 13 und von dort in den Wärmeverbraucher 11. Der Rücklauf 14 führt den Wärmeträger über den zweiten Messpunkt 13 wieder vom Wärmeverbraucher 11 weg. Die Messleitungen 18 bringen die Wärmemesswerte zum Prozessor 12. Die Messleitung 19 bringt die Durchströmwerte zum Prozessor 12. Darin wird sodann aus den drei Werten (Vorlauf- und Rücklauftemperatur und Umdrehungs- zahl) der Wärmeverbrauch in kann ausgegeben. Vom Prozessor 12 kann ebenso direkt abgelesen werden oder die Information an einen anderen Datenträger weitergegeben werden.

Claims: Patentansprüche: 1. Heisswasserzähler, insbesondere für Verwendung als Wärmemengenzähler für Flüssigkeiten oder Gase mit im strömenden heissen Medium befindlichen Antriebs rad, insbesondere Flügelrad und ausserhalb des Me diums angeordnetem mechanischem Zählwerk, das über eine Magnetkupplung verbunden ist, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen dem Zählwerk (2) und dem Behältnis (9) mit dem durch die Strömung des Me diums (1) angetriebenen Rad (10) eine zusätzliche Verblendung'(3) angeordnet ist, die axial genau über dem angetriebenen Rad (10) zwischen demselben und dem Zähler (2) eine kreisrunde Ausnehmung (16) aufweist, in welcher, an der Verbindungswelle (4) befestigt, eine Luftschraube (5) angeordnet ist. 2. Heisswasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Peripherie eines Flügels der Luftschraube (5) ein Reflektor (6) angeordnet ist, der im Zusammenhang mit einem Lichtschranken (7), der als Gegenstück am Rande der Ausnehmung (16) in der Verblendung (3) befestigt ist, steht. 3. Heisswasserzähler nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass an einem Flügel der Luftschraube (5) ein Näherungsindikator (6) angebracht ist, der eben so elektrische digitale Impulse, entsprechend der Durchflussmenge initiiert.

Inventors: MEHL, WILHELM, REISINGER, WALTER, RITTER, HERMANN, SCHUMERITSCH, JOSEF
Applicants: ELIN-UNION AKTIENGESELLSCHAFT FUR ELEKTRISCHE INDUSTRIE
Application year: 1980
Main classification: G01F15
IPC codes: G12B15, G01F1, G01K17, G01F15