NL193472C - Warmtemeter, gebaseerd op het verdampingsprincipe, en werkwijze voor het vullen van de ampullen van een dergelijke warmtemeter. - Google Patents

Description

1 193472

Warmtemeter, gebaseerd op het verdampingsprincipe, en werkwijze voor het vullen van de ampullen van een dergelijke warmtemeter

De onderhavige uitvinding betreft een warmtemeter, gebaseerd op het verdampingsprincipe, voorzien van 5 een huis en ten minste één daarin geplaatste, aan een uiteinde open, doorzichtige ampul, die een verdampende vloeistof bevat, en een schaal voor het aflezen van de hoeveelheid uit de ampul verdampte vloeistof.

Een dergelijke warmtemeter is bekend uit het Britse octrooischrift 335.410. De in dit Britse octrooischrift getoonde warmtemeter bezit een nauwe buis uit glas, waarvan de inwendige diameter 4 a 5 mm bedraagt. 10 Opgemerkt dient te worden, dat de grens van 4 mm de ondergrens werd geacht, die voorafgaande aan de onderhavige uitvinding als toelaatbaar werd beschouwd. De deskundigen waren van mening, dat wanneer diameters kleiner dan 4 mm werden toegepast het door het concave oppervlak van de vloeistof in de ampul veroorzaakte capillaire effect een nadelige invloed op de verdamping van de vloeistof zou hebben. In dit kader kan ook worden verwezen naar het normblad DIN 4714, deel 2, ’’Afbau der Heizkostenverteiler”, 15 waarin is voorgeschreven, dat ampullen voor warmtemeters van de genoemde soort vanwege de capillaire werking niet een binnendiameter mogen hebben, welke kleiner dan 4,5 mm is.

De onderhavige uitvinding gaat uit van het inzicht, dat deze voorgeschreven kleinste binnendiameter van de ampullen berust op een foutieve veronderstelling. Aangezien ampullen voor warmtemeters van de genoemde soort aan het ene uiteinde open en aan het andere uiteinde gesloten zijn, en de vloeistof-20 opvulling van de ampullen voorts ononderbroken, d.w.z. vrij van luchtbellen, moet zijn voor het vermijden van een foutief meetresultaat, kan in een dergelijke ampul geen schadelijke capillaire werking voorkomen. Een correct gevulde ampul is vanaf het afgesloten ondereinde en tot ongeveer het bovenste open uiteinde gevuld met vloeistof in de vorm van een ononderbroken vloeistofkolom. Uiteraard zal bij een ampul met een kleine binnendiameter een capillaire werking aan het vloeistofoppervlak optreden, die ernaar zal streven het 25 oppervlak omhoog te trekken. Aangezien de vloeistofkolom echter ononderbroken en de ampul aan de bodem afgesloten is, kan de capillaire kracht niet het bovenste uiteinde van de vloeistofkolom naar boven trekken, tenzij de capillaire kracht zo sterk wordt, dat in de vloeistofkolom een druk ontstaat, die beneden de dampdruk van de betreffende vloeistof bij de temperaturen komt, waaraan de betreffende vloeistof wordt blootgesteld. Aangezien de capillaire kracht echter slechts een geringe verlaging van de druk in de 30 vloeistofkolom veroorzaakt en aangezien de dampdruk in de vloeistofkolom bij de temperaturen, waaraan de vloeistofkolom wordt blootgesteld, relatief hoog is, is het volstrekt onwaarschijnlijk, dat de capillaire kracht een zo lage druk in de vloeistofkolom veroorzaakt, dat dampbellen zullen ontstaan. De capillaire kracht kan derhalve niet het vloeistofoppervlak verplaatsen.

De onderhavige uitvinding berust voorts op het inzicht, dat de toepassing van de tot nu toe gebruikelijke 35 dikke ampullen een reeks van nadelen heeft. Zo is voor het vullen van de ampul een relatief grote hoeveelheid vloeistof nodig, hetgeen reeds vanwege de prijs van de vloeistof een nadeel is. Daarbij komt dat de dikke ampullen tot hoge transportkosten aanleiding geven, in het bijzonder wanneer men zich realiseert, dat de ampullen bij warmtemeters van deze soort één maal per jaar moeten worden omgewisseld. Bovendien gaat een grote vloeistofvulling van een ampul gepaard met het nadeel, dat een verdamping 40 van relatief grote vloeistofhoeveelheden plaatsvindt. Dit draagt bij tot vervuiling van de omgeving, hetgeen met steeds grotere oplettendheid wordt gevolgd. Een verder nadeel bestaat daarin, dat naarmate de ampul groter is, het huis minder materiaal kan bevatten. Het huis van de warmtemeter moet voldoen aan bepaalde uitwendige afmetingen, teneinde op eenvoudige wijze bijvoorbeeld op een verwarmingslichaam zodanig te kunnen worden aangebracht, dat het huis in een goed warmtegeleidend contact met het verwarmings-45 lichaam staat. Naarmate de ampul respectievelijk de ampullen groter is respectievelijk zijn, des te kleiner is het voor het materiaal ter beschikking staande volume. Dit leidt er weer toe, dat in langsrichting van het huis temperatuurgradiënten kunnen optreden. Zoals bekend, worden warmtemeters van deze soort op een vooraf bepaalde plaats op bijvoorbeeld een ruimteverwarmingslichaam aangebracht, en wel zo dat het huis van de warmtemeter wordt blootgesteld aan een temperatuur, die zoveel mogelijk evenredig met de 50 warmteafgifte van het betreffende verwarmingslichaam varieert. Het punt, waarin een dergelijke warmtemeter moet worden gemonteerd, ligt derhalve van tevoren vast, doch vanwege de afmetingen van het huis kan het huis natuurlijk niet in dit punt worden gemonteerd, en men moet derhalve het huis zo monteren, dat een geschikt punt van het huis samenvalt met het betreffende meetpunt. Bevat het huis echter slechts een geringe hoeveelheid materiaal, zodat zijn warmtegeleidingsvermogen relatief slecht is, dan zal een 55 temperatuurgradiënt vanaf het bovenuiteinde naar het onderuiteinde van het huis optreden. Aangezien een verdamping van de in de ampul aanwezige vloeistof plaatsvindt, zal de vloeistofspiegel dalen en bijgevolg zal de temperatuur en in het bijzonder de in het ideale meetpunt van het verwarmingslichaam heersende 193472 2 temperatuur niet steeds op dezelfde wijze op de in de ampul aanwezige vloeistof inwerken.

De onderhavige uitvinding beoogt een warmtemeter van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde nadelen worden vermeden. Hiertoe bezit de warmtemeter volgens de uitvinding het kenmerk, dat het binnendwarsdoorsnedeoppervlak van de ampul kleiner is dan het oppervlak van een cirkel 5 met een diameter van 3,5 mm. Daarmede wordt gebroken met het gebruikelijke denkbeeld en ook met het voorschrift van het genoemde normblad, dat de binnendiameter van de ampul niet kleiner dan 4,5 mm moet zijn. Voorts worden de hierboven genoemde nadelen opgeheven, doordat het huis, naarmate de diameter van de ampullen kleiner is, des te meer materiaal kan omvatten en derhalve des te beter warmtegeleidend zal zijn, en bijgevolg zal de mogelijkheid groter zijn, dan het totale huis een althans nagenoeg met de 10 temperatuur in het genoemde ideale meetpunt van bijvoorbeeld een verwarmingslichaam overeenkomende temperatuur kan aannemen. Wanneer het huis op deze wijze over zijn totale lengte dezelfde temperatuur heeft, zal de vloeistof in de ampul eveneens over zijn totale lengte dezelfde temperatuur hebben en bijgevolg zal de verdamping van de vloeistof niet variëren met de lengte van de vloeistofkolom.

Bovendien wordt een grotere ruimte verkregen voor de montagegaten, waarmee de warmtemeters van 15 de hier genoemde soort zijn voorzien en die dienen voor het opnemen van bevestigingsschroeven, door welke het warmtemeterhuis wordt verbonden met één of meer beugels, bijvoorbeeld voor de montage op een verwarmingslichaam. Tot op heden moesten de elk van een groef voorziene koppen van deze schroeven bij de ampul respectievelijk de ampullen van de warmtemeter worden aangebracht, hetgeen gepaard gaat met het nadeel, dat de groef of de omtrek van de schroefkop kan worden verwisseld met de 20 vloeistofstand. Door de toepassing volgens de uitvinding van dunne ampullen worden deze nadelen vermeden, doordat de schroeven op geschikte afstand van de ampul respectievelijk de ampullen kunnen worden aangebracht.

Een verder voordeel van de toepassing van ampullen volgens de onderhavige uitvinding bestaat daarin, dat onbevoegd aanbrengen van vloeistof in de ampullen als uitgesloten moet worden beschouwd. Bij een 25 dikke ampul van de bekende soort is het mogelijk met behulp van een canule en een spuitje de ampul onbevoegd te vulllen. Aan de onderhavige uitvinding ten grondslag liggende proefnemingen hebben echter aangetoond, dat een dergelijk onrechtmatig navullen van dunne ampullen volgens de uitvinding juist vanwege de capillaire werking onmogelijk is. Er zijn natuurlijk canules, die zo dun zijn, dat zij in ampullen volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden ingevoerd, doch wanneer de canule weer uit de ampul 30 wordt getrokken, kan een stuktrekken van de dunne vloeistofkolom niet worden vermeden, waardoor met lucht gevulde onderbrekingen in de vloeistofkolom ontstaan, die aantonen dat een onbevoegd vullen heeft plaatsgevonden.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de warmtemeter volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het binnendwarsdoorsnedeoppervlak van de ampul overeenkomt met het oppervlak van een cirkel, waarvan de 35 diameter kleiner dan 0,3 mm en groter dan 1,0 mm is.

Het zou te verwachten zijn, dat het vullen van de ampullen volgens de onderhavige uitvinding gepaard zou gaan met moeilijkheden, doch proefnemingen hebben aangetoond, dat dit niet het geval is, wanneer de ampullen worden gevuld volgens de zogenaamde ’’vacuümvulmethode”, welke in het Deense octrooischrift 116.969 is beschreven. Bij deze vulmethode worden de ampullen onder onderdruk gebracht en vervolgens 40 met hun bodem omhoog wijzend met de open uiteinden in de vloeistof gedompeld, waarbij een druk-vereffening plaatsvindt, doordat de vloeistof door de atmosferische druk in de ampullen wordt geperst. Daardoor zal uiteraard een luchtzak op de bodem van de ampullen worden gevormd, doch het is gebleken, dat dergelijke luchtzakken gemakkelijk kunnen worden verwijderd, wanneer volgens de uitvinding de ampullen na het vullen worden onderworpen aan een centrifugeerbehandeling, waarbij de ampullen met hun 45 bodem buitenwaarts gericht worden rondgeslingerd, waardoor de centrifugaalkracht de vloeistof naar de bodem van de ampullen perst en de zich daar bevindende lucht verdrijft.

De uitvinding wordt hierna aan de hand van de tekening nader toegelicht.

Figuur 1 is een vooraanzicht van de warmtemeter volgens de uitvinding.

50 Figuur 2 is een doorsnede volgens de lijn ll-ll uit figuur 1.

Figuur 3 is een doorsnede volgens de lijn lll-lll uit figuur 1.

Figuur 4 is een doorsnede in hoofdzaak volgens de lijn IV—IV uit figuur 3.

De in de tekening weergegeven warmtemeter is als geheel met 1 aangeduid. Hij bestaat uit een huis, dat in 55 hoofdzaak wordt gevormd door een deel van een staaf 2, die bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld is afgesneden van een door trekken vervaardigde staaf en bestaat uit een goed warmtegeleidend materiaal.

De dwarsdoorsnede van het staaflichaam 2 blijkt het duidelijkst uit figuur 3, waarin is aangegeven dat het 3 193472 staaflichaam 2, een vlak achtervlak 3, twee steile achtervlakken 4 en 5, twee licht hellende achtervlakken 6 en 7, en twee onderling parallelle zijvlakken 8 en 9 en een voorzijde 10 heeft. Langs de voorste zijranden 10 is het staaflichaam uitgevoerd met in langsrichting verlopende, in dwarsdoorsnede haakvormige delen 11 en 12, die aan de naar elkaar toe gerichte zijden open kanalen voor het opnemen van de zijranden van een 5 schaalschijf 13 vormen. Het staaflichaam 2 is aan zijn voorzijde uitgevoerd met twee in langsrichting verlopende sleuven 15 en 16, die een cirkelboogvormige dwarsdoorsnede hebben, waarvan de cirkelboog zich over een hoek van ten minste 180°, in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld ongeveer 270° uitstrekt.

In elke sleuf is een ampul 17, 18 met een vloeistofvulling 19, 20 (figuur 1) aangebracht.

Het staaflichaam 2 strekt zich over ongeveer de totale hoogte van de warmtemeter uit, waarbij het 10 bovenste en onderste einde van het staaflichaam 2 zijn aangeduid door streeplijnen 21 en 22. De schaalschijf 13 is voorzien van twee in langsrichting verlopende gleuven 23 en 24, die zich in de gemonteerde stand van de schaalschijf tegenover de sleuven 15 en 16 van het staaflichaam 2 en bijgevolg tegenover de daarin geplaatste ampullen 17 en 18 bevinden. Zoals in het voorgaande is toegelicht, heeft de schaalschijf 13 een zodanige breedte, dat zijn langsranden zijn opgenomen in de naar elkaar toegekeerde kanalen van 15 de zijranddelen 11 en 12. De schaalschijf 13 is voorzien van twee schalen, namelijk een linker schaal met de getallen 1,2...9, die verbruikseenheden aanduiden, en een rechter schaal met de getallen 0,5,10...50, die een verbruiksschaal vormen. De lengte van de schaalschijf 13 komt overeen met de lengte van het staaflichaam 2, en de kopse randen van de schaalschijf vallen bijgevolg samen met de streeplijnen 21 en 22.

20 Op het staaflichaam 2 zijn twee deksels, namelijk een bovendeksel 26 en een bodemdeksel 27, aangebracht. Zoals uit figuur 2 blijkt, bestaat het bovendeksel 26 uit een bovenste plaat 28 met een vlakke onderzijde, die is uitgevoerd met een centrale tap 29, die grijpt in een overeenkomende verdieping van het staaflichaam 2. Deze tap 29 verloopt in de langsrichting van het staaflichaam 2. Het bovendeksel 26 bezit bovendien een uitstekend gedeelte 30, dat, zoals in figuur 1 is weergegeven, over de voorzijde van de 25 warmtemeter grijpt. In dit uitstekend gedeelte 30 is een gat 31 aangebracht en een overeenkomstig gat 32 is in het staaflichaam 2 gevormd. In de gemonteerde toestand van het bovendeksel liggen deze gaten 31 en 32 met elkaar in lijn, en een loodje 34 is in deze gaten en een overeenkomstig gat 33 van de schaalschijf gestoken. Dit loodje wordt gevormd door een holle stop, die nauw in de gaten 31 en 32 past en aan zijn kopzijde is afgesloten door een eindwand 35. De stop kan slechts worden verwijderd, doordat de eindwand 30 35 met behulp van een werktuig wordt doorbroken, waarna de stop kan worden uitgetrokken.

Het bovendeksel is bovendien aan zijn onderzijde uitgevoerd met twee gaten 36 en 37, zoals blijkt uit figuur 4. Het gat 36 omsluit nauw het bovenuiteinde van de ampul 17, dat uit de ampul opnemende sleuf 15 en bijgevolg ook uit het bovenste uiteinde van het staaflichaam 2 uitsteekt. Het gat 37 daarentegen omsluit met speling het bovenste uiteinde van de ampul 18 en in het bovendeksel 26 zijn voorts niet weergegeven 35 kanalen aangebracht, opdat de uit de ampul 18 tredende damp kan ontsnappen.

Het bodemdeksel 27 bestaat in hoofdzaak op overeenkomstige wijze uit een onderplaat 40, die eveneens is voorzien van een axiaal naar het staaflichaam 2 gerichte tap 41, die grijpt in een overeenkomstig gat in het onderuiteinde van het staaflichaam 2. Ook het bodemdeksel 27 bezit een uitstekend gedeelte 42 met een gat 43, dat in de gemonteerde toestand van het deksel in lijn is gebracht met een overeenkomstig gat 40 44 van het staaflichaam 2. In deze gaten is een loodje gestoken, dat steekt door een overeenkomstig gat 45 van de schaalschijf 13. Het loodje is uitgevoerd als een holle stop 46 met een eindwand 47, zodat het loodje slechts kan worden verwijderd, wanneer de eindwand 47 met behulp van een werktuig wordt doorbroken, waarna het loodje uit de nauw passende gaten 43 en 44 kan worden getrokken.

Zoals blijkt uit figuur 4, is het staaflichaam 2 uitgevoerd met vier montagegaten, waarvan de twee 45 montagegaten 49 en 50 zich bevinden op de langsmiddenlijn van het staaflichaam 2 en twee andere gaten 51 en 52 zich bevinden op de dwarsmiddenlijn van het staaflichaam 2. Zoals in figuur 4 zichtbaar is bevinden de gaten 49 en 50 zich bijgevolg tussen de beide sleuven 15 en 16, die de beide ampullen 17 en 18 opnemen, en hebben in zijwaartse richting een voldoende afstand tot deze sleuven. De montagegaten 51 en 52 bevinden zich zijwaarts van de sleuven en de ampullen en liggen eveneens op voldoende afstand 50 hiervan, zoals ook uit figuur 3 blijkt, waarin deze gaten door streeplijnen zijn aangeduid.

De montagegaten 49 tot 52 dienen op zichzelf bekende wijze voor de montage van de warmtemeter, zodat de achterzijde van de warmtemeter in aanraking komt met bijvoorbeeld een verwarmingslichaam. Afhankelijk van de uitvoering van het verwarmingslichaam kunnen de montagegaten 49, 50 of 51,52 worden gebruikt.

55 De ampullen 17 en 18 bestaan uit een doorzichtig materiaal, zodat de vloeistofstand in de ampullen door de sleuven 23, 24 kan worden afgelezen. De ampullen hebben een zeer kleine binnendwarsdoorsnede-oppervlak, en wel een binnendwarsdoorsnedeoppervlak, dat kleiner is dan de oppervlakte-inhoud van een

Claims (3)

193472 4 cirkel met een diameter van 4,0 mm. Gewoonlijk zal de dwarsdoorsnede van de ampullen cirkelvormig zijn, doch ook andere dwarsdoorsnedevormen zijn denkbaar. Het binnendwarsdoorsnedeoppervlak van de ampullen komt doelmatig overeen met de oppervlakte-inhoud van een cirkel, waarvan de diameter kleiner is dan 3,5 mm, bij voorkeur kleiner dan 3,0 mm en groter dan 1,0 mm, bij voorkeur groter dan 1,5 mm, waarbij 5 de voorkeur uitgaat naar de diameter van ongeveer 2 mm. Dit is voor verdampingsampullen van deze soort een ongewoon klein binnendwarsdoorsnedeoppervlak. 10

1. Warmtemeter, gebaseerd op het verdampingsprincipe, voorzien van een huis en ten minste één daarin geplaatste, aan een uiteinde open, doorzichtige ampul, die een verdampende vloeistof bevat, en een schaal voor het aflezen van de hoeveelheid uit de ampul verdampte vloeistof, met het kenmerk, dat het binnendwarsdoorsnedeoppervlak van de ampul (17; 18) kleiner is dan het oppervlak van een cirkel met een 15 diameter van 3,5 mm.

2. Warmtemeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het binnendwarsdoorsnedeoppervlak van de ampul (17; 18) overeenkomt met het oppervlak van een cirkel, waarvan de diameter kleiner dan 3,0 mm en groter dan 1,0 mm is.

3. Werkwijze voor het opvullen van ampullen voor een warmtemeter volgens conclusie 1 of 2, waarbij het 20 inbrengen van de vloeistof in de ampullen plaatsvindt door de vacuümvulmethode, met het kenmerk, dat de ampullen na het vullen worden onderworpen aan een centrifugeerbehandeling. Hierbij 3 bladen tekening