DE29800723U1

DE29800723U1 - Koaxial-Wasserzähler mit Temperaturfühler

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Publication number: DE29800723U1
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Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1999-05-20
Anticipated expiration: 2008-01-17

Description

GLAWE, DELFS, MOLL &RARTNER· .:-PATENTANWÄLTE ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

RICHARD GLAWE, Dr.-Ing. (1952-1985)

KLAUS DELFS, Dipl.-Ing., Hamburg

WALTER MOLL, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., München

HEINRICH NIEBUHR, Dipl.-Phys. Dr. phil. habil., Hamburg

ULRICH GLAWE, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., München

BERNHARD MERKAU, Dipl.-Phys., München

CHRISTOF KEUSSEN, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat., Hamburg

Hans-Holger Körner, Oldenburg

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&rgr; 18014/98 D/fi (C172)

Koaxial-Wasserzähler mit Temperaturfühler

Für die Messung des Wärmeverbrauchs einer Warmwasserheizanlage ist es erforderlich, die Temperaturen im Vor- und Rücklauf sowie die durchgesetzte Wassermenge zu messen. Damit beide Fühler im Falle plötzlicher Änderungen der Wassertemperatur gleich reagieren, sollen sie nach den Zulassungsbedingungen von gleicher Bauart sein und in ähnlicher Weise eingebaut sein. Der Vorlauffühler wird üblicherweise in einer Tauchhülse in der Vorlaufleitung eingebaut. Den Rücklauffühler kombiniert man gerne mit dem Wasserzähler. Bekannt ist es, ihn innenliegend in der Druckplatte des Zählers anzuordnen, die den Volumenmeßteil vom Rechenwerk trennt. Dies ist jedoch im Hinblick auf die zuvor genannten Anforderungen an die Gleichheit der Temperaturmeßanordnungen nicht mehr gestattet. Es ist

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deshalb üblich geworden, am Gehäusemantel des Zählergehäuses, der den Volumenmeßteil einschließt, eine Fühlertasche anzuformen, die mit dem Zuströmkanal in Verbindung steht und den von außen her darin montierten Fühler bzw. die zugehörige Tauchhülse aufnimmt. Dabei ist die Anordnung so gewählt, daß die Fühlertasche mit dem Fühler bzw. der Tauchhülse tangential zum Gehäusemantel liegt. Dem liegt offenbar der Gedanke zugrunde, daß bei dieser Anordnung die großflächigste Verbindung zwischen dem die Fühlertasche bildenden Gehäuseteil und dem Gehäusemantel zu verzeichnen ist, was meßtechnisch vorteilhafte Rahmenbedingungen verspricht. Jedoch hat diese Anordnung den Nachteil, daß die Umströmung des Fühlers bzw. der Tauchhülse zu wünschen übrig läßt, weil der Öffnungsquerschnitt der Fühlertasche zum Zuströmkanal nur einen geringen Querschnitt aufweist und der Strom auch an dieser Öffung vorbei führt. Nur dann kann die Fühlertasche so voluminös ausgebildet werden, daß eine Tauchhülse darin Platz hat und hinreichender Umströmungsquerschnitt vorhanden ist, wenn der betreffende Gehäuseteil mit eingeformter Fühlertasche als Kokillengußteil hergestellt wird. Dies ist wesentlich teurer als die Herstellung aus Preßmessing. Da aber die Herstellung aus Preßmessing voraussetzt, daß die Fühlertasche durch späteres Ausbohren erzeugt wird, ist deren Durchmesser auf den Kerndurchmesser des für die Montage des Fühlers vorgesehenen Gewindes beschränkt. Dies reicht in der Regel nicht zur Unterbringung einer Tauchhülse, sondern nur eines Direktmessungsfühlers. Zwar ist dies im Prinzip zugelassen, setzt aber voraus, daß im Hinblick auf die Gleichheit der Temperaturmessung auch der Vorlauftemperaturfühler als Direktmessungsfühler eingesetzt wird. Letzteres stößt aber auf Schwierigkeiten, weil in der Regel im Vorlauf eine Tauchhülse eingebaut

ist, die für den Einbau des Direktmessungsfühlers entfernt werden muß, was meist die Entleerung der gesamten Heizungsanlage voraussetzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Koaxial-Wasserzähler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der die meßtechnisch günstige Unterbringung eines Temperaturfühlers mit Tauchhülse in einem Gehäuseteil gestattet, welches im Preßverfahren herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Längsachse der Fühlertasche und des Fühlers mit der Längsachse des Gehäuses auf der Zuströmseite einen Winkel zwischen 90° und 160° einschließt und daß der Gehäusemantel· eine die Flucht der Fühlertasche einschließende Bearbeitungsöffnung aufweist.

Erfindungsgemäß liegt der Fühler anders als bei den vorbekannten Anordnungen im wesentlichen in einer Radialebene zum Zählergehäuse, was auf den ersten Blick deshalb nachteilig erscheinen muß, weil· Füt^ertasche und Füller nur mit ihrer geringeren Querschnittsfläche mit dem Zähiergehäuse verbunden sind bzw. in das Zählergehäuse hineinragen. Bei näherem Zusehen jedoch zeigt sich, daß diese Anordnung in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Merkmal, daß die Flucht der Fühlertasehe von einer den Gehäusemantel abschließenden Bearbeitungsbzw. Montageöffnung eingeschlossen ist, beträchtliche Vorteil·e aufweist. Der Bohrer zur Herstellung der Fühlertasche kann geradlinig durch diese Öffnung hindurch in den Gehäusemantel eingeführt werden. Diese Anordnung erlaubt es, die Fühlertasehe vom Innern des Gehäusemantels her aufzubohren, ohne daß man in der Durchmesserwahl beschränkt ist. Dies gilt auch bei

der Wahl eines Preßmessinggehäuses. Durch die Wahl eines
stumpfen Winkels zwischen der Zuströmrichtung des Wassers und der Anordnung der Fühlertasche wird ein beträchtlicher Teilstrom in die Fühlertasche hineingelenkt, so daß sich darin
eine intensive Umspülung der Tauchhülse und ein entsprechend guter Wärmeaustausch ergibt, der die Meßgenauigkeit fördert. Aufgrund dieser Voraussetzungen ist es ohne weiteres möglich - auch bei Wahl eines Preßmessinggehäuses - frei zwischen der Verwendung einer Tauchhülse oder eines Direktmessungsfühlers zu wählen.

Es ist ein gattungsfremder Wasserzähler bekannt (DE-A-1648274),
der ein längsdurchströmtes Zählergehäuse mit einem von außen montierbaren Temperaturfühler aufweist, das zumindest teilweise zwischen dem äußeren Gehäusemantel und einer
ein Meßorgan einschließenden inneren Gehäusewand einen Kanal bildet, der mit einer Fühlertasche in Verbindung steht. Die
Fühlertasche ist jedoch in dem Abströmkanal angeordnet und
nicht einstückig mit dem Gehäusemantel ausgebildet. In ihrer Flucht weist das Gehäuse keine Öffnung auf. Der Aufbau des
bekannten Wasserzählers ist aufwendig, eine Herstellung aus
Preßmessing ist nicht vorgesehen.

Zwar ist es bei in Rohrleitungen eingebauten Meßfühlern bekannt,
diese entgegen der Strömungsrichtung schräg in die

Rohrleitung hineinragen zu lassen. Es ist ein gattungsfremder kombinierter Kalt- und Warmwasserzähler bekannt, bei dem die Temperaturfühler schräg von außen in das Gehäuse eingeschraubt
sind (DE-U-29606674). Jedoch sind dabei die Bau- und Strömungsvoraussetzungen wesentlich andere, weil die Tauchhülse
bzw. der Direktmessungsfuhler in seiner gesamten Länge

im freien Querschnitt der Rohrleitung liegt, was im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung nicht möglich ist, weil der Strömungskanal sehr eng ist. Es bot sich daher nicht an, die bekannte, entgegengesetzt schräge Anordnung des Fühlers in Rohrleitungen zu übertragen auf die Fühleranordnung bei Koaxial-Wasserzählern; vielmehr entsprach die weiter oben beschriebene Tangentialanordnung mehr den Vorstellungen des Fachmanns bezüglich eines möglichst großflächigen Wärmeaustauschs.

Ferner ist ein gattungsfremder Warmwasserzähler bekannt, bei dem eine schräge Anordnung der einen Temperaturfühler aufnehmenden Fühlertasche vorgesehen ist (DE-U-8236858). Auf der schräg nach außen führenden Achse des Temperaturfühlers ist ein Teil eines Multipliziergetriebes angeordnet, wobei der Winkel der Schräganordnung einen Koeffizienten der Multiplikation darstellt. Die Fühlertasche ist nicht im Zuströmkanal, sondern zur Seite hin versetzt angeordnet; ihr zuströmseitiges Ende dient als Sitz für den Temperaturfühler. Dies verhindert die für einen guten Wärmeaustausch erforderliche Umspülung des Temperaturfühlers. Die Fühlertasche kann nicht durch einen Bohrer erzeugt werden, der beispielsweise geradelinig durch die zuströmseitige Öffnung geführt ist. Eine Herstellung des Zählergehäuses aus Preßmessing ist nicht vorgesehen.

Zweckmäßigerweise liegt der genannte Winkel zwischen 120° und 150°, beispielsweise in der Größenordnung von 135°.

Die Anordnung wird zweckmäßigerwexse so getroffen, daß das freie Ende des Fühlers bzw. der Tauchhülse wenigstens teil-

weise im Zuströmkanal liegt, damit dieser Teil des Fühlers, der eigentlich für die Temperaturmessung verantwortlich ist, besonders stark umspült wird.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel in einem Längsschnitt veranschaulicht. Der Zähler besteht aus einem Volumenmeßteil 1, einem Getriebe 2 und einem Rechenwerk 3. Der Volumenmeßteil 1 wird von einem Gehäusemantel 4 umschlossen, dessen in der Zeichnung oberer Rand an das Getriebe 2 angeschlossen ist und dessen Innenraum zum Getriebe hin durch eine Druckplatte 6 abgeschlossen ist, die durch einen Dichtring 7 gegenüber dem Gehäusemantel 4 abgedichtet ist und an der als Meßorgan ein Flügelrad 8 oberseits gelagert ist. Es sind geeignete Mittel zur Übertragung der Bewegung des Flügelrads 8 auf das Getriebe vorgesehen, beispielsweise mittels Magneten.

Der Raum, in welchem das Flügelrad 8 umläuft, wird am Umfang von einer inneren Gehäusewand 9 eingeschlossen, die ineinander übergehende Ringräume 10, 11 mit dem Gehäusemantel 4 einschließt und sich an dem Gehäuseman.tel 4 über vereinzelt über den Umfangs verteilte Vorsprünge 12 koaxial abstützt. Der Ringraum 11 steht in bekannter Weise über mehrere vorzugsweise schräg zur Radiusrichtung verlaufende Öffnungen 13 mit dem Raum in Verbindung, in welchem das Flügelrad 8 umläuft. Die Ringräume 10, 11 bilden einen Zuströmkanal für den zu messenden Wasserstrom, der nach Durchströmen der Öffnungen 13 auf das Flügelrad 8 trifft und dieses in Bewegung setzt. Er strömt dann ab durch den innerhalb der inneren Gehäusewand gebildeten Abströmkanal 14. Die Druckplatte 6 und die innere

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Gehäusewand 9 sind gesonderte Teile. Im Gehäusemantel 4 werden sie montagebereit durch Klammern 15 gesichert, die die Strömung im Zuströmkanal 10 nicht beeinträchtigen.

Die insoweit im wesentlichen als bekannt geltende Vorrichtung weist am Gehäusemantel 4 einen äußeren Vorsprung 16 auf, innerhalb dessen die Fühlertasche 17 gebildet ist, in der sich die Tauchhülse 18 mit dem Fühler 19 befindet. Die Mittellinie 20 der die Fühlertasche 17 bildenden Bohrung verläuft mit beträchtlichem Abstand von dem Rand 21 der unteren Montage- und Bearbeitungsöffnung 22 des Gehäusemantels 4, so daß die Fühlertasche 17 leicht mit unbeschränktem Durchmesser mittels eines geeigneten Werkzeugs gebohrt werden kann. Das äußere Ende des die Fühlertasche 17 aufnehmenden GehäusevorSprungs 16 bildet eine Gewindebohrung 23 zur dichten Montage der Tauchhülse 18 bzw. eines Direktmessungsfühlers. Die Mittelachse 20 der Fühlertasche 17..und der Tauchhülse 19 liegt im dargestellten Beispiel in einer Ebene mit der Längsachse 24 des Gehäuses. Es versteht sich, daß dieses Merkmal gewisse Abweichungen gestattet.

Im einfachsten Fall liegt die Achse. 20 des Gehäusevorsprungs bzw. der Fühlertasche 17 bzw. des Fühlers 18 in derselben Ebene wie die Gehäuseachse 24. Jedoch kann es vorteilhaft sein, die Achse 24 in der Sicht auf das Gehäuse von der Gehäusetaschenseite her ein wenig winklig zur Gehäuseachse anzuordnen. Die Anströmverhältnisse werden dadurch nicht verschlechtert. Im Gegenteil kann sich dadurch eine Verbesserung ergeben, weil die Einströmung in die Gehäusetasche praktisch nicht verringert wird, aber zusätzlich 'noch eine Zirkularströmung um den Fühler hinzutritt, die den Wärmeübergang ver-

bessert. In diesem Fall liegt die Ebene, die von der Achse 2 0 des GehäusevorSprungs 16 bzw. der Fühlertasche 17 bzw. des Fühlers 18 und dem Radius bestimmt wird, der von der Gehäuseachse 24 ausgehend die Achse 20 im Zuströmkanal (Ringraum 10, 11) trifft, winklig gegenüber der Ebene, die von der Gehäuseachse 24 und diesem Radius bestimmt wird. Dieser Winkel soll zwischen 0° und 45° liegen. Da die Achse 20 in diesem Fall nicht mehr die Achse 24 trifft, ist der Winkel &agr; in der Projektion der beigefügten Zeichnung zu messen. Je größer der Winkel zwischen den angegebenen Ebenen ist, um so größer kann auch der Winkel &agr; sein. Er kann ggf. sogar den Betrag von 150° überschreiten.

Die Tauchhülse 18 bzw. der Fühler 19 ragt zweckmäßxgerweise nach innen über den eigentlichen Zuströmkanal, der in diesem Bereich von dem Ringraum 11 gebildet wird, hinaus in eine in der Innenwand 9 gebildeten Vertiefung. Er soll nicht im Strömungsbereich einer der Öffnungen 13 liegen, um die Anströmung des Flügelrads nicht zu beeinflussen. Da die radiale Weite dieses Ringraums lediglich wenige Millimeter beträgt, ist die Strecke dieses Hineinragens sehr gering. Das gilt selbst dann - wie in der Zeichnung angedeutet - wenn die Tauchhülse bzw. der Fühler auch noch ein wenig in eine der Öffnungen 13 hinein ragt. Zwar verbessert dies die Umspülung der Hülsenspitze und des Fühlers; jedoch ist dies nicht erforderlich, weil schon die winklige Anordnung der Fühlertasche 17 zu einer guten Umspülung führt. Die in Pfeilrichtung durch den Zuströmkanal 10, 11 fließende Flüssigkeit drängt nämlich ohne weiteres in die Fühlertasche 17 hinein und führt dort zu einer lebhaften Bewegung.

Der Winkel &agr;, den die Längsachsen 20, 24 der Fühlertasche und des Gehäuses 4 auf der Zuströmseite miteinander bilden, beträgt im dargestellten Fall etwa 135°. Unter der Zuströmseite ist diejenige zu verstehen, von der her das Wasser im Zuströmkanal an den Fühler herantritt.

Claims

Schutzanspräche

1. Koaxial-Wasserzähler mit einem von außen montierbaren

Temperaturfühler (19) im Zählergehäuse, das zwischen einem äußeren Gehäusemantel (4) und einer ein Meßorgan (8) und ggf. einen Abströmkanal (14) einschließenden inneren Gehäusewand (9) einen Zuströmkanal (10, 11) bildet, der mit einer den Temperaturfühler (19) aufnehmenden Fühlertasche (17) in Verbindung steht, die in einem einstückig mit dem Gehäusemantel (4) ausgebildeten Gehäusevorsprung (16) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse (20) der Fühlertasche (17) und des Fühlers (19) mit der Längsachse (24) des Gehäuses (4) auf der Zuströmseite einen Winkel &agr; zwischen 90° und 160° einschließt und daß der Gehäusemantel eine die Flucht der Fühlertasche einschließende Öffnung aufweist.

2. Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Winkel &agr; zwischen 120° und 150° liegt.

3. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlertasche (17) eine Tauchhülse (18) aufnimmt.

4. Zähler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, die von der Achse (20) des Gehäusevorsprungs (16) bzw. der Fühlertasche (17) und dem von der Gehäuseachse (24) ausgehenden und die Achse

(20) im Ringraum (10, 11) treffenden Radius bestimmt

wird, mit der die Gehäuseachse (24) und diesen Radius enthaltenden Ebene einen Winkel zwischen 0° und 45° einschließt.