DE2646087A1

DE2646087A1 - Geraet zur messung der luftgeschwindigkeit

Info

Publication number: DE2646087A1
Application number: DE19762646087
Authority: DE
Inventors: Robert W Noll
Original assignee: Cambridge Filter Corp
Current assignee: Cambridge Filter Corp
Priority date: 1975-11-10
Filing date: 1976-10-13
Publication date: 1977-05-12
Also published as: JPS5258975A; DE7631936U1; US4030358A; JPS5415505B2; GB1531143A; DE2646087C3; CA1059791A; DE2646087B2

Description

Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

«· Telegramm-Adresse: Siedpalent Badgandersheim

Unsere Akten-Nr. 2078/i 8

Cambridge Filter Corporation
Patentgesuch vom 12. Okt. 1976

Cambridge Filter Corporation 7645 Henry Clay Boulevard

Syracuse, N.Y. 13208 U.S.A.

Gerät zur Messung der Luftgeschwindigkeit

Die Erfindung betrifft ein tragbares Gerät zur Messung der Geschwindigkeit eines Luftstroms, der in eine Öffnung oder aus ihr herausströmt. Solche Geräte dienen zur Messung an Aus- oder Einlaßöffnungen von Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlagen,

Bei Diffusoren, Lüftungsschiebern, Gittern oder sonstigen Heiz-, Lüftungs- oder Klimaanlagen ist es erforderlich, die Geschwindigkeit der ein- oder ausströmenden Luft zu messen, insbesondere, um zu erreichen, daß die aus solchen Öffnungen ausströmende Luft sich nach einer gewünschten Gesetzmäßigkeit auf die einzelnen Öffnungen verteilt. Man verwendet im allgemeinen zur Messung der Luftströmung durch Öffnungen sogenannte Abgleichhauben (balancing hoods), indem man ein offenes Ende der Haube so über die Öffnung

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stülpt, daß diese dichtend gegen die Fläche anliegt, welche diese Öffnung umgibt. Die gesamte durch die Öffnung strömende Luft muß dann durch eine Strömungsmeßvorrichtung an dieser Haube fließen. Oft erfaßt das Meßgerät den Gesamtdruck, der von der durch die Haube strömenden Luft erzeugt wird, oder _; es erfaßt die Luftgeschwindigkeit an einer Stelle der Haube, und aus diesen Daten (Druck oder Durchflußmenge) wird dann eine Ablesung gebildet, die es ermöglicht, an einer Durchflußgeschwindigkeitsskala die Durchflußgeschwindigkeit abzulesen. Solche Abgleichhauben werden von Hand über die Öffnungen gehalten, die gemessen werden solle, und sie sind deshalb leicht und tragbar. Sie sind aber im allgemeinen wenig zuverlässig und ziemlich ungenau und ergeben nur einen mehr oder weniger groben Näherungswert für die tatsächliche Luftgeschwindigkeit oder Luftmenge dieser Öffnung.

Durch die· vorliegende Erfindung soll also insbesondere die Genauigkeit und Zuverlässigkeit solcher tragbaren Geräte verbessert werden.

Erreicht wird dies nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Ein solches Gerät mißt also den gewünschten 7/ert an verschiedenen Stellen der Luftströmung und bildet daraus einen aussagefähigen Me/ßwert für die Gesamtheit der Strömung. Hierzu dient eine erste Gruppe von Fühlrohren, deren offene Enden dem als Luftsammler dienenden ummantelten Abschnitt zugewandt sind, und die mit dem einen Sammelrohr bzw. einer ersten Gruppe von Sammelrohren in Verbindung stehen. Ferner ist eine zweite Gruppe von Fühlrohren vorgesehen, deren offene Enden in die entgegengesetzte Richtung weisen wie die der ersten Gruppe, und die mit dem Inneren des zweiten Sammelrohres oder einer zweiten Gruppe von Sammelrohren verbunden sind. Innerhalb der Sammelrohre ist jeweils ein Meßrohr ange- ; ordnet, das auf seiner ganzen Längserstreckung mit Löchern versehen ist, die vorzugsweise schrittweise um je 90 am j Umfang versehen sind. Diese Meßrohre sind an das Meßinstrument

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angeschlossen. Werden statt einzelner Sammelrohre jeweils mehrere Sainmelrohre und dementsprechend auch mehrere Meßrohre verwendet, so werden die äußeren Enden mehrerer gleichnamiger Meßrohre mit Vorteil durch ein oder mehrere Querrohre verbunden, wie das das Ausführungsbeispiel zeigt. Als Meßinstrument kann man ein solches üblicher Bauart verwenden, bei dem die Luft von einem Einlaß zu einem Auslaß strömt und dabei abhängig von der Größe der durchströmenden Luftmenge einen Zeiger auslenkt.

Je nach dem Anschluß der Meßrohre an das Meßinstrument kann man die luftströmung durch das erfindungsgemäße Gerät in der einen oder der anderen Richtung messen. In beiden Fällen kann man dem Meßinstrument eine Drossel vorschalten, und zwar vorzugeweise in diejenige Leitung, die zu dem Meßrohr in dem Samrcelrohr führen, dessen Fühlrohre dem ersten offenen Ende im Sinne der vorgenannten Definition zugewandt sind. Die Größe dieser Drossel wird an den zu messenden Bereich von Durchflußgeschwindigkeiten angepaßt, um die Meßgenauigkeit dadurch zu erhöhen, daß dem maximalen Wert dieser Geschwindigkeit ein Vollausschlag (bzw. im Falle eines digital anzeigenden Instruments die Maximalanzeige) des Instruments entspricht.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispiel. Es zeigt:

Fig. 1 eine raumbildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Geräts, das von einer Bedienungsperson in die Meß— stellung zur Messung einer Luftgeschwindigkeit gebracht wird,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Geräts nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt, gesehen längs der Linie 3-3 der

Fig. 4 und 5 vergrößerte Schnitte, gesehen längs der Linien 4~4 bzw. 5-5 der Fig. 3,

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Pig. 6 eine teilweise ±m Schnitt dargestellte Ansicht, welche den Anschluß des Geräts an das Meßinstrument zeigt, wenn die Geschwindigkeit„von in der einen Richtung strömender Luft gemessen wird, und

Fig. 7 eine Darstellung analog derjenigen nach Fig. 6, welche den Anschluß des Geräts an das Meßinstrument zeigt, wenn die Luftgeschwindigkeit "bei entgegengesetzter Luftströmungsrichtung gemessen werden soll.

Das erfindungsgemäße Gerät ist leicht und vorzugsv/eise zur Erleichterung des Transports zu einer kompakten Einheit zusammenklappbar« Wie Pig. 1 zeigt, hat das Gerät einen Sammelteil 10 mit vier Seitenteilen 12, die längs ihrer Kanten miteinander verbunden sind und eine durchgehende, an beiden Enden geöffnete Kammer bilden, die von ihrem einen Ende 14 zu ihrem anderen Ende 16 hin sich in der dargestellten Weise verjüngt. Am Ende 14 wird vorzugsweise eine Dichtung aus Schaumgummi o.dgl, angebracht. Dieses Ende 14 mit der Dichtung wird wie dargestellt in Anlage gegen eine Decke, Wand o.dgl. gebracht, und zwar um eine Öffnung 18 dieser Wand herum, um die aus dieser Öffnung oder in sie hinein strömende Luft zu messen. Um das Gerät zusammenlegbar zu machen, sind die Wände 12 längs ihrer Seitenkanten vorzugsweise lösbar miteinander verbunden, z.B. durch mit Nuten bzw. Kanälen versehene Kunststoffprofile, in welche Nuten diese Kanten reibungsschlüssig hineingeschoben werden. Naturgemäß kann man bei Geräten, die nicht oder selten transportiert werden, auf dieses bevorzugte Merkmal verzichten und das Teil 10 starr ausbilden.

Am kleineren Ende 16 des Sammelteils 10 ist ein Meßteil 20 gleichen Querschnitts angeordnet, dessen rechteckförmige Wand 22 an beiden Enden offen ist, wobei eines dieser Enden direkt mit dem offenen Ende des Teiles 10 in Verbindung steht. Wie Fig. 2 zeigt, erstreckt sich ein erstes Paar von hohlen Sammelrohren 24 zwischen zwei gegenüberliegenden 7/andabschnitten 22 und ist an diesen befestigt. Neben den Rohren 24 und

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parallel zu ihnen liegen auf deren dem Ende 14 des Sammelteils 10 angewandten Seiten ebenfalls zwei hohle Sammelrohre 26, von denen je eines in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Das andere ist völlig analog relativ zum anderen Rohr 24 angeordnet und deshalb nicht gesondert dargestellt. Koaxial in den Rohren ist jeweils ein Meßrohr 28 angeordnet, und koaxial in den Sammelrohren 26 je ein Meßrohr 30. Die Wände der Meßrohre und 30 sind mit Öffnungen 32 bzw. 34 versehen, welche jeweils äquidistant angeordnet sind, wobei aufeinanderfolgende Löcher wie dargestellt umfangsmäßig um 90 zueinander versetzt sind.

Die Meßrohre 28 und 30 erstrecken sich jeweils vom einen Ende ihres Sammelrohres zu dessen anderem Ende, und dann durch die dortige Wand 22, vgl. die Fig. 6 und 7. Die Enden der Rohre 28 und 30 außerhalb der Wand 22 sind durch Querrohre bzw. 38 verbunden, wie das Fig. 2 zeigt. Dies gilt für den Fall, daß mehr als ein Satz Sammelrohre benötigt wird. Ein übliches Luftgeschwindigkeits-Meßinstrument 40 enthält das übliche Meßwerk, um den Zeiger 41 abhängig von der Luftmenge auszulenken, die vom Einlaß zum Auslaß des Instruments 40 fließt. In den Fig. 6 und 7 ist die Einlaßöffnung des Instruments 40 mit + und die Auslaßöffnung mit - bezeichnet.

Mehrere Fühlrohre 42 sind jeweils in ihrer Mitte wie dargestellt mit den Sammelrohren 42 verbunden, so, wie das in der auf die Anmelderin übertragenen US-Patentanmeldung S.N, 580 152 des Carl J. Bauder vom 23.5.1975 beschrieben ist. Kurz gesagt sind die Sammelrohre mit seitlichen Öffnungen von geeigneter Form und Größe versehen, um einen mittleren Wandabschnitt der Fühlrohre 42 aufnehmen zu können, welch letztere wie dargestellt einen kleineren Durchmesser haben. Eine Lötverbindung oder sonstige luftdichte Verbindung verbindet am Umfang dieser seitlichen Öffnungen die Fühlrohre mit den Sammelrohren, vgl. Fig. 5 bis 7. Über kleine Öffnungen 46 (Fig. 4) in ihrer Mitte stehen die Fühlrohre 42 in Verbindung mit dem Inneren der Sammelrohre 24. In der gleichen Weise stellt jeweils eine kleine Öffnung 48 (Fig, 4) eine Verbindung

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zwischen den Innenseiten der Fühlrohre 44 und der Sammelrohre 46 her.

Alle Fühlrohre 42 und 44 sind an beiden Enden offen; die freien Enden der Fühlrohre 42 sind so umgebogen, daß sie wie dargestellt dem Sammelteil 10 zugewandt sind. Die offenen Enden der FühTrohre 44 weisen in die entgegengesetzte Richtung und sind wie dargestellt unter einem Winkel von ca. 45 zur Längsachse dieses Rohres abgeschnitten. Die Rohre des Sammelteils 20 sind in der in Fig. 6 dargestellten Weise mit dem Meßinstrument 40 verbunden, um die aus der Wandöffnung 18 (Fig. 1) ausströmende Iniftmenge zu messen, also die Luft, die vom Sammelteil 10 zum Meßteil 20 und durch diesen strömt.

Die Luftmenge, welche in die Y/andöffnung 18 hineinströmt d.h. durch den Meßteil 20 in den Sammelteil 10 und von dort in die Wandöffnung 18, wird in der in Fig. 7 dargestellten Weise gemessen, wobei das Instrument 40 wie dargestellt anders angeschlossen ist.

Beim Anschluß des Meßinstruments 40 nach Fig. 6 wird der Einlaß des Instruments 40 über ein Verbindungsstück 50 mit dem Querrohr 36 verbunden, während der Auslaß des Instruments über ein Verbindungsstück 52 mit dem Querrohr 38 verbunden wird. Luft, die aus der Wandöffnung 18 herausströmt, wird über das Sammelteil 10 zum Meßteil 20 geleitet. Ein Teil dieser Luft strömt in die offenen Enden der Fühlrohre 42 ein, und zwar wie in Fig. 3 dargestellt, an einer Vielzahl von Meßstellen, die über den gesamten Meßquersehnitt verteilt sind. Wie Fig* 6 zeigt, fließt die Luft aus den Fühlrohren durch die kleinen Öffnungen 46 in die Sammelrohre 24. Die Luft kann dann die Innenseiten der Sammelrohre 24 entlangströmen, von dort durch die Öffnungen 32 in die Meßrohre 28 einströmen und aus diesen über das Querrohr 36 und das Verbindungsstück 50 zum Meßinstrument 40. Die aus 40 ausströmende Luft fließt über das Verbindungsstück 52, das Querrohr 38, die Meßrohre 30 und die Sammelrohre 26 und wird in der Abströmrichtung durch die offenen Enden der Fühlrohre 44 ausgelassen.

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Beim Durchströmen des Meßinstruments 40 wird wie beschrieben der Zeiger 41 so weit ausgelenkt, wie das der jeweiligen Luftgeschwindigkeit entspricht, und eine geeignete Skala ermöglicht eine Direktablesung des Luftdurchflusses in den Größen, in denen Meßinstrument und Skala geeicht sind, z.B. in FEET PER SECOND (I¹PS), m/s, OUBIG FEET PER MIlTOTE (OFM), oder m /h. Dadurch, daß die öffnungen der Fühlrohre 42 und 44 in entgegengesetzte Richtungen weisen, ergibt sich ein stärkerer Luftdurchfluß durch das Meßinstrument 40, als wenn nur die Fühlrohre 42 verwendet wurden, und man erhält dadurch speziell bei niedrigen Durchflußgeschwindigkeiten einen größeren Meßausschlag und dadurch auch eine höhere Meßgenauigkeit.

Zum Messen der Luftströmung in umgekehrter Richtung, also in die Wandöffnung 18 hinein, also von Rückluft bei einer Lüftungsanlage o.dgl. wird das Meßinstrument 40 gemäß Pig. 7 an den Meßteil 20 angeschlossen, und zwar wird sein Auslaß über das Verbindungsstück 50 an das Querrohr 36 angeschlossen. Raumluft fließt dann in den - offenen - Einlaß des Instruments 40 (vgl. den Pfeil in Fig. 7), fließt durch das Instrument, das Verbindungsstück 50, das Querrohr 36, die Meßrohre 28 und die Sammelrohre 24 und wird durch die offenen Enden der Fühlrohre 42 in das Meßteil 20 abgegeben. In diesem Falle werden die Meßrohre 30, Sammelrohre 26 und Fühlrohre 44 nicht durchströmt. Die Messung erfolgt in der gleichen Weise wie bei Fig. 6, aber es wird eine anders kalibrierte Skala verwendet.

Um bei einem großen Bereich von zu messenden Luftgeschwindigkeiten die Meßgenauigkeit zu erhöhen, kann in dem Verbindungsstück 50 eine Drossel 54, vorzugsweise eine rohrförmige Drossel, eingesetzt werden. Diese Drossel kann z.B. einfach aus einem kurzen Rohrstück mit kleinerem Innendurchmesser als dem des Verbindungsteils 50 bestehen und drosselt dadurch die Strömung der Luft. Vorzugsweise ist die Drossel auswechselbar, so daß man für verschiedene Meßbereiche jeweils eine andere geeignete Drossel einsetzen kann. Z.B. kann man

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"bei kleinen Durchströmmengen die Drossel 54 ganz weglassen, um einen vollen Zeigerausschlag zu erhalten, während man "bei größeren Luftmengen mit einer geeigneten Drossel ebenfalls das Instrument 40 im Bereich seines Vollausschlags betreiben kann. Es ist dabei sehr zweckmäßig, den Meßteil 20 zusammen mit einem bestimmten Instrument 40 zu eichen und diese beiden Teile immer zusammen zu verwenden, da dann die Genauigkeit höher wird, als wenn man zu einem bestimmten Meßteil 20 ein Instrument 40 verwendet, das nicht zusammen mit ihm geeicht wurde.

Patentanwälte

Dip!.-Ing. Horst Rose DipL-lng. Peter Kosel

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Claims

DIPL-ING. HORST ROSK Dl PL.-ING. PETER KOSEL 3353 Bad Gandershelm, 12. Okt. 1976 Postfach 129 HohenhöfenS Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim Unsere Akten-Nr. 2078/i 8 Cambridge Filter Corporation Patentgesuch vom ,η n^i Patentansprüche

1. Tragbares Gerät zur Messung der Geschwindigkeit eines Luftstroms, der in eine Öffnung oder aus ihr herausströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät einen ummantelten Abschnitt (1O) aufweist, welcher einen Luftströmungsv.'eg zwischen einem ersten (14) und einem zweiten (16) offenen Ende definiert, und in dessen zweitem offenen Ende (16) sich ein Paar von beidseitig geschlossenen Sammelrohren (24,26) quer zu diesen zweiten offenen Ende (16) erstreckt, wobei innerhalb der Sammelrohre (24,26) und etwa gleichachsig mit ihnen je ein Meßrohr (28,30) angeordnet ist und sich durch ein Ende des zugeordneten Sammelrohres erstreckt, welche Meßrohre (28,30) jeweils mit Löchern (32) versehen sind, die die Innenseite des jeweiligen Meßrohrs mit der des zugeordneten Sammelrohres verbinden, daß mit dem Inneren des einen Sammelrohres (24) erste kühlrohre (42) verbunden sind, deren offene Enden dem ersten offenen Ende (14) zugewandt und an vorgegebenen Stellen einer Ebene in der Nähe des zweiten offenen Endes (16; angeordnet sind, daß mit dem Inneren des anderen Sammelrohres (26) zweite kühlrohre (44) verbunden sind, deren offene Ende vom ersten offenen Ende (14) abgewandt und an vorgegebenen Stellen einer Ebene in der Hahe des zweiten offenen Endes (16) ange-

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ordnet sind, und daß ein Luftgeschwindigkeits-Meßinstrument (40) vorgesehen ist, dessen Ein- und/oder Auslaß wahlweise mit einem oder beiden Meßrohren (28,30) verbindbar ist,

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß j die Enden der Meßrohre (28,30) die tVand (12) des ummantelten ; Abschnitts (1O) durchdringen und außerhalb desselben mit dem I Meßinstrument verbindbar sind. !

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, , daß in der Verbindung von mindestens einem der Meßrohre (28,

30) zum Meßinstrument (40) eine Drossel (54) vorgegebener

Größe vorgesehen ist. ι

4« Gerät nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß '

die Größe der Drossel (54) veränderbar ist. !

5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel'(54) in der Verbindung vom Meßinstrument (40) , zu demjenigen Meßrohr (28) angeordnet ist, welches dem einen ι Sammelrohr (24) zugeordnet ist, an dem die ersten Fühlrohre j (42) angeschlossen sind, deren offene Enden dem ersten i

offenen Ende (14) zugewandt sind. j

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Fühlrohre (42,44) jeweils ein beidseitig offenes Rohr mit wesentlich geringerem Durchmesser als dem des Sammelrohres (24,26) aufweisen, welches Rohr etwa in der Mitte zwischen seinen Enden eine Mittelöffnung (46,48) aufweist, über welche die Innenseiten von Fühlrohr und zugeordnetem Sammelrohr in Verbindung stehen.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Mittelabschnitt der Fühlrohre 42,44), welcher mit der genannten Mittelöffnung (46,48) versehen ist, eine Längsachse aufweist, welche im wesentlichen senkrecht sowohl zu der der Sammelrohre wie zu der Hauptachse der Luftströmung durch den ummantelten Abschnitt (1O) verläuft.

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8, Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß "bei den ersten Fühlrohren (42) jeweils "beide Enda"bschnitte unter einem Winkel von etwa 90° relativ zur Längsachse der Mittelabschnitte abgebogen sind (Pig. 5).

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Fühlrohre (44) jeweils auf ihrer gesamten Länge etwa geradlinig ausgebildet sind, und daß die von ihren offenen Enden definierten Kanten in Ebenen liegen, die unter etwa 45 von der Längsachse des ummantelten Abschnitts (1O) in Richtung zum ersten offenen Ende (14) divergieren,

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (24,26) im ummantelten Abschnitt (10) parallel und übereinander angeordnet sind, wobei das Sammelrohr (24), mit dem die ersten Fühlrohre (42) in Verbindung stehen, dem ersten offenen Ende (14) des ummantelten Abschnitts (1O) am nächsten liegt.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-Ing. Peter Kosel

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