Kalorieii-Zähleinrichtung für Rüssige Wärmeträger.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kalorien-Zähleinrichtung für flüssige Wärme- träger, zum Beispiel zum Feststellen des Wärmeverbrauehes einer Warmwasserheizung oder einer sonstigen Warmwasseranlage. Es sind bereits Wärmeverbrauchsmesser bekannt, welche nach verschiedenen Methoden eine mehr oder weniger genaue Ermittlung der verbrauchten Wärmemenge gestatten. Bei einer exakten Messung des Wärmeverbrau- ches mu¯ die den Verbraucher durchflieBende Wassermenge, multipliziert mit der jeweiligen Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf des Wärmeverbrauchers, gezählt werden.
Für die von einer Heizung verbrauchte Wärmemenge gilt also die Formel : W = Summe aller Q. zlt wobei W die Wärmemenge, Q die auf einen Wärmeverbraucher sich beziehende Wassermenge und ?t die Temperaturdifferenz zwischen Vor-und Rücklauf, respektive Einund Austritt des Wärmeverbrauchers ist.
Die nach der Erfindung ausgebildete Ka- lorien-Zähleinrichtung gestattet eine genaue Ermittlung der verbrauchten Wärmemenge, nach der Formel : W = Q. d t. Diese Einrichtung weist zweckmässig folgende Teile auf : Einen in Abhängigkeit des Wasserdurch- flusses arbeitenden Geschwindigkeitswasser- messer, z. B.
Flügelrad-Wassermesser, einen wärmeempfindlichen Steuermechanismus mit zwei in Abhängigkeit der Temperaturdiffe- renz zwischen Vor-und Rücklauf des Wärmeverbrauchers arbeitenden Wärmefühlern und ein Übçrmittlungsorgan, das in einer ausrüek- baren Kupplung besteht, dessen eine Hälfte vom Wassermesser angetrieben wird, wÏhrend die andere Eupplungshälfte mit dem Zählwerk verbunden ist.
Während nun die erste Eupplungshälfte sich je nach der Wassergeschwindigkeit langsamer oder schneller, aber kontinuierlich dreht, wird das Zählwerk nur während eines Teilwinkels einer vollen Umdrehung eingekuppelt. Dieser Teilwinkel, nachfolgend Ein nehmerstifte 4 vorgesehen sind. Auf dem nach oben verlängerten Teil der Achse 1 und den Mitnehmerstiften 4 ist ein Querbalken 5 verschiebbar angeordnet, der auf seiner obern Seite mit zwei messerartigen Klauen 8 versehen ist. AuBerdem trägt dieser Balken zwei in dessen Längsrichtung vorstehende Lagerbolzen 6, auf welchen je eine Rolle 7 vorgesehen ist.
Durch die Drehbewegung der Scheibe 3 wird auch der Balken 5 gedreht, wobei die Rollen 7 auf der Lauffläche 10 einer undrehbaren Eurvenscheibe 9 laufen.
Die Rollen 7 werden durch Federn 11, die einerends mit dem Balken 5 und anderends mit der Scheibe 3 verbunden sind, gegen die Lauffläche 10 angedrückt. Da die Höhe der Lauffläche nicht überall gleich grogs ist, bewegt sich der Balken 5 bei einer Umdrehung auf und ab. Die Kurvenscheibe ist so ausgeführt, daB sie auf ihrem Umfang zwei höchste, einander diametral gegenüberliegende Stellen a und zwei tiefste, einander ebenfalls diametral gegenüberliegende Stellen b aufweist. Von den Stellen a aus nimmt die Hoche der Kurvenscheibe genau proportional dem Drehwinkel ab bis zu den Stellen b und nachher wieder zu bis zu den Stellen a. Auf diese Weise macht der Balken a bei einer Umdrehung zwei gleichförmige Auf-und Abbewegungen.
In einer obern Tragplatte 12 ist, koaxial zur Achse 1 eine Achse 13 gelagert, die an ihrem obern Ende ein Zahntrieb 14 und an ihrem untern Ende ein Eronrad 15 trägt.
Wenn der Balken 5 sich anlässlich seiner Umdrehung nach oben hin verschiebt, so greifen schliesslich die beiden messerartigen : @lauen 8 in die Verzahnung des Eronrades 15 ein, wodurch sich dasselbe mitdreht. Das Eronrad 15 und der Balken 5 mit den messerartigen Flauen 8 bilden somit eine Kupplung, die in selbsttätiger Weise ein-und ausgerückt wird. Die Achse 13 ist mit genügend Spiel gelagert, um mit dem lAronrad 15 nach oben ausweichen zu können. wenn letzteres von den Klauen 8 am Balken aufwärts gedrückt wird. Durch das Trieb 14 wird die Drehbewegung weiter auf ein Zahnrad 16 über rückwinkel genannt, ist abhängig von der Temperaturdifferenz Xt.
Die Verhältnisse können so gewählt werden, dass zum Beispiel bei 1 C Temp. Diff. nur t/50 einer vollen Umdrehung auf das Zählwerk übertragen wird, bei 2 C sind es'/ro Umdrehung, bei 10 C ist es t/6 Umdrehung und bei 50 C eine volle Umdrehung. Der Zähler ist somit in diesem Falle für eine maximale Temperaturdifferenz von 50 C ausz geführt, und die Skala muss die entsprechende Bezifferung tragen.
Das Ein-und Ausrücken bezw. das periodische Annähern und Entfernen der beiden Kupplungshälften erfolgt zweckmässig durch eine Kurvenscheibe, welche ihrerseits wieder verstellt wird von den beiden Temperaturfühlern. Wird hierbei die Temperaturdifferenz grösser, so werden die beiden Kupplungs- hälften einander genähert, und der Einrück- winkel wird grösser.-Ist die Temperaturdifferenz gleich 0, so darf natiirlich das Zählwerk der ganzen Umdrehung nicht eingekuppelt werden.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, sowie auch Detailvarianten gezeigt.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt durch die die Kupplung enthaltende Vorrichtung ;
Fig. 2 ist ein ähnlicher Schnitt durch diese Vorrichtung, aber in einer andern Zustandslage und unter Weglassung verschie- dener Teile derselben ;
Fig. 3 ist eine Oberansicht gewisser Teile vorgenannter Vorrichtung ;
Fig. 4 zeigt einen wärmeempfindlichen Steuermechanismus in Verbindung mit einem Teil jener Vorrichtung ;
Fig. 5 ist eine entsprechende Oberansicht ;
Fig. 6 und 7 zeigen Detailvarianten.
In Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine in einer untern Tragplatte 2 gelagerte Antriebsachse bezeichnet, die mit dem Flügelrad eines hier nicht gezeigten Wassermessers bekannter Bauart verbunden ist. Diese Achse 1 trägt eine Scheibe 3, auf der zwei senkrechte Mit tragen, welches die Bewegung weiter auf ein hier nicht gezeigtes Zählwerk leitet.
Wenn sich die Kurvenscheibe 9 zum Beispiel in einer mittleren Höhenstellung befindet, so ist der Balken 5 während dem Durchlaufen des Winkels a (Fig. 3) jeweils mit dem Kronrad im Eingriff und während des Durchlaufens des Winkels µ jedoch nicht. Je hoher sich die Kurvenscheibe 9 befindet, umso grosser wird der Winkel a und umso kleiner der Winkel e.
In Fig. 4 ist ein in Abhängigkeit der Temperatur im Vor-und Rücklaufrohr einer Warmwasseranlage (evtl. Zentralheizung) funktionierender, in Verbindung mit der Sur- venscheibe 9 stehender Steuermechanismus gezeigt. Dieser Mechanismus weist zwei im Vor-und Rücklaufrohr der Anlage angeordnete Fühlelemente 17', 17"auf, die durch Vermittlung von Eapillarröhren 18 mit zwei Federrohren 19 verbunden sind, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, die sich bei Erwär- mung ausdehnt. Die Federrohre sind durch Vermittlung von Stiften 19', 19"an den Stellen 21', 22"gelenkig mit dem Querschenkel eines T-förmigen Hebels 20 verbunden.
Der Hebel 20 ist gabelförmig gespreizt (siehe Fig. 5) und ist an jedem Ende mit einer Verbindungslasche 22 bezw. 22'versehen. An diesen Verbindungslaschen ist mittels Tragzapfen 23 und 23'die Kurvenscheibe 9 aufgehängt.
In der Annahme, dass die Vorlauftemperatur gegenüber der Rücklauftemperatur steigt, bewegt sich der untere Stift 19'nach vorn, die B : urvenscheibe 9 bewegt sich nach oben und dadurch wird der Einrückwinkel a gröBer, das heisst, es wird ein gröBerer Bruchteil der Bewegung des Wassermessflügels auf das Zählwerk übertragen.
Durch die der Temperaturdifferenz pro portionale Verschiebung der Kurvenscheibe 9, sowie durch die dem Drehwinkel proportionale Änderung der Hoche h erreicht man, dass der Einrückwinkel a ebenfalls proportional ist der Temperaturdifferenz. Damit ist die Bedingung, dass der Wärmezähler das Produkt : Q. Zf t zählt, erfüllt,
An Stelle der beiden Temperaturfühler mit Flüssigkeitsfüllung, Flüssigkeitsausdehnung und Kapillarrohriibertragung könnten auch Fühler nach dem Prinzip der Spannungsthermometer zur Anwendung kommen, bei welchen durch den im Innern des das Federrohr aufweisenden geschlossenen Systems entstehenden Dampfdruck das Federrohr bewegt wird.
Dieselben haben jedoch den Nachteil, dass nur über relativ kleine Temperaturbereiche günstige Verhältnisse erreicht werden und die Bewegung des Federrohres der Temperaturänderung nicht proportional ist.
Ferner könnten Temperaturfühler verwendet werden, bei welchen sich ein Metallstab entsprechend der Temperatur ausdehnt. Die Übertragung der Bewegung müsste in diesem Fall durch eine komplizierte Hebelübertra- gung auf die Kupplung geführt werden.
Bei Verwendung von Temperaturfühlern mit Flüssigkeitsausdehnung ist es wichtig, dass die mit der Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten Federrohre und Kapillarrohre so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie der gleichen Umgebungstemperatur ausgesetzt sind, wodurch die Schwankungen dieser Umgebungstemperatur durch gleichmässige Einwirkung auf die beiden Elementgruppen kompensiert werden. Es ist hierzu zum Beispiel nötig, dass die beiden Federrohre im oder wenigstens am gleichen Gehäuseteil montiert sind.
In Fig. 6 ist eine Anordnung dargestellt, welche gestattet, die Höhenlage des Kronrades 15 einzustellen. Zu diesem Zwecke ist über die Lagerbiichse 25 eine Überwurf- mutter 26 geschraubt. Auf dieser sitzt das Triebrad 14, welches beim Drehen der Mutter 26 mitsamt der Achse 13 und dem Kronrad 15 höher oder tiefer eingestellt werden kann.
In Fig. 7 ist eine Variante des Steuermechanismus nach Fig. 4 gezeigt. Hier ist die Verbindung zwischen den beiden Federrohren und der Kupplung mit zwei einzelnen Hebeln 27 und 28 bewerkstelligt. An dem mit dem Vorlauffühler in Verbindung stehenden Federrohr ist das eine Ende eines Hebels 27 gelenkartig angeschlossen. Dieser Hebel ist bei 29 gelagert und greift mit seinem andern Ende in die Tragzapfen der Kurvenscheibe 9.
Der Hebel 28 steht in Verbindung mit dem Rücklauffühler, ist bei 30 gelagert und greift in Zapfen der Büchse 31 ein. In dieser Büchse ist die Achse 13 des Kronrades 15 drehbar gelagert. Sobald die Büchse durch den Hebel 28 gehoben oder gesenkt wird, wird das Kronrad mitgenommen.
Durch diese Anordnung erreicht man genau wie mit dem Differentialhebel 20, dass sich die beiden Kupplungshälften beim Kleinerwerden der Temperaturdifferenz voneinander entfernen und umgekehrt bei grosser werdender Temperaturdifferenz einander n hern. Wenn die Temperatur von Vor-und Rücklauf sich in gleichem Masse ändert, bleibt der Abstand der beiden Kupplungsbälften mverändert.