CZ99399A3

CZ99399A3 - Modifikovatelná funkční napájecí jednotka elektrické rozvodné skříně nízkého napětí

Info

Publication number: CZ99399A3
Application number: CZ99993A
Authority: CZ
Inventors: Jean-Christophe Potonniee; Jacques Buet; Gérard Hector; Philippe Vollet; Emile Grosset-Janin; Joseph Rebesco
Original assignee: Schneider Electric Sa
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 1999-11-17
Also published as: FR2776465A1; DE69932764D1; JPH11313417A; US6075692A; CN1159813C; PL332028A1; AR019010A1; DK0944145T3; ZA992139B; RU2218639C2; CN1230042A; JP4338809B2; KR100595343B1; AU2126199A; HUP9900686A3; HUP9900686A2; MY124343A; EG22294A; CZ297108B6; ID22255A

Description

rychlosti průtoku, ze jména—vhodné Irů pro použití při měření proudění vzduchu a sestávajícího z oběžného kola zavěšeného tak, aby se mohlo volně otáčet v trubkovém dílu.

Dosavadní stav techniky

U známých snímačů rychlosti proudění shora uvedeného typu se jako oběžné kolo používá například oběžné kolo ventilátoru, uspořádané v trubkovém dílu tak, aby se v něm mohlo volně otáčet. Měří se rychlost otáčení oběžného kola, na základě které se s určitou přesností stanoví rychlost proudění trubkovým dílem. U známých snímačů není vztah mezi měřenou rychlostí a rychlostí proudění lineární a více méně závisí na poklesu tlaku nad měřící soustavou. Zejména při nízkých otáčkách a malých rychlostech proudění a při velkých tlakových rozdílech v trubkovém díle, mohou nastat velice rozdílné podmínky.

Oběžné kolo ventilátoru je vytvořeno tak, aby rotační energie mohla být převedena na pohyb vzduchu. Podle toho se volí počet lopatek a konfigurace lopatek oběžného kola ventilátoru. Je-li oběžné kolo ventilátoru použito jako volně otočné oběžné kolo ventilátoru, tj. oběžné kolo ventilátoru není poháněno motorem nebo podobnými prostředky, vztah mezi rychlostí otáčení a rychlostí proudění plochou pokrytou oběžným kolem se bude podstatně liěit od lineárního vztahu, zejména při nízkých rychlostech a/nebo vysokých tlakových rozdílech mezi oběma stranami oběžného kola a bude dále přímo úměrný na rozdílu tlaku před trubkovým dílem.

- 2 Při nízkých otáčkách a velkém rozdílu tlaků, bude vzduch veden zpět oběžným kolem, tzv.zpětný proud, který způsobuje změnu rychlosti otáčení oběžného kola při konstantní průtokové rychlosti, např.následkem v sousedství umístěného větráku. Dále, oběžné kolo obvykle způsobuje silnou turbulenci vzduchu, která zpětně ovlivní činnost snímače průtoku. To znamená, že snímače průtoku mají špatnou charakteristiku měření, zejména při nízkých průtokových rychlostech a že tyto známé snímače průtoku nejsou nezávislé na tlaku.

Úkolem vynálezu je vytvořit snímač průtoku toho typu, který byl popsán v úvodním odstavci, přičemž se odstraní uvedené nedostatky a všechny výhody se zachovají.

Podstata vynálezu

Tento úkol se dosáhne snímačem průtoku podle vynálezu, jehož podstata j e uvedena v nároku 1.

Úhly lopatek oběžného kola snímače průtoku podle vynálezu, které mají různý průřez způsobují, že snímač průtoku má charakteristiku měření v měřeném rozsahu snímače průtoku téměř nezávislou na tlaku. Popsaná kalibrační kombinace, obsahující kalibrační průtokovou rychlost a kalibrační rychlost otáčení, může být zvolena tak, aby charakteristika měření mohla být rychle přizpůsobena měřícím prostředkům a případným dalSím prostředkům, pro zpracování registrované rychlosti oběžného kola během jeho používání. Podle vynálezu, charakteristika křivky úhlů lopatek přes lopatky oběžného kola nabízí tu výhodu, že počínaje konstrukční dvojicí vhodnou pro požadované použití a pro vhodný průměr trubkového dílu, lze vždy získat snímač průtoku nezávislý na tlaku, tj. pro jakékoliv použití může být vytvořen snímač průtoku, mající vpodstatě lineární charakteristiku měření, která

- 3 obsahuje alespoň zvolenou konstrukční dvojici. Následkem této konstrukce v určité kombinaci se zvoleným vhodným materiálem, snímač tlaku je vhodný pro použití v prašných a korozivních prostředích, při silné se měnících teplotách a při různých vlhkostech. Snímač průtoku může být použit pro měření průtoku plynu, ale také je vhodný pro použití pro měření průtoku tekutin.

Snímač průtoku podle vynálezu je zejména vhodný pro použití v průmyslu, zemědělství a v občanské vybavenosti jako je vzduchotechnika, kontrola provozu, kontrola emisí, měření emisí za určitých okolností a pod.

Podstata dalšího provedení snímače průtoku podle vynálezu je uvedena v nároku 2.

Je-li použit snímač průtoku s volně se otáčejícím oběžným kolem je důležité, aby byly otáčky oběžného kola během provozu udržovány v daném rozsahu minimální a maximální měřené rychlosti, aby se zabránilo narušení charakteristiky měření. Při příliš vysokých otáčkách, pohyby lopatek způsobí nesprávné chování oběžného kola, které zpětně působí na přesnost měření a citlivost. Dále, při příliš vysokých otáčkách oběžného kola nastává nepřijatelný hluk a opotřebení. Při příliš nízkých otáčkách, je přesnost měření snímačem průtoku velmi malá.

Aby se dosáhlo lepšího způsobu měření snímačem průtoku v požadovaném měřícím rozsahu, má snímač průtoku znaky uvedené v nároku 3.

Zejména výhodné provedení snímače průtoku podle vynálezu je charakterizováno znaky uvedenými v nároku 4 a 5.

Je-li oběžné kolo opatřeno s výhodou dvěma proti sobě na

- 4 průměru ležícími lopatkami, získá se stabilní oběžné kolo, které je jednoduchým způsobem uloženo v ložisku, protože na ložisko působí pouze minimální síly. Přesto, oproti oběžným kolům známých snímačů průtoku, oběžné kolo podle vynálezu není určeno k ptenosu energie. Je nutno překonat pouze tření ložiska. Dále, pouze velmi malá část čelní plochy trubkového dílu je zakryta stacionárním oběžným kolem. Díky těmto rozměrům, jsou odpor proudění a vzhledem k tomu i vliv oběžného kola na proudové pole v trubkovém dílu minimální. Protože lopatky vyčnívají k vnitřní stěně trubkového dílu, je celý trubkový díl pokryt během otáčení oběžného kola. Oběžné kolo podle vynálezu má tu výhodu, že kinetické pole je nezávislé na proudovém poli trubkového dílu. Snímač průtoku podle vynálezu lze použít jak při turbulentním tak laminárním proudění v trubkovém dílu aniž by se ovlivnila charakteristika měření, přičemž v obou případech si snímač průtoku zachovává naprosto přesnou funkci.

V dalěím provedení je snímač průtoku charakterizován znaky uvedenými v nároku 9.

Umístěním ventilátoru do trubkového dílu se získá kompaktní zařízení, které lze snadno instalovat, přičemž oběžné kolo a ventilátor lze vzájemně nastavit optimálním způsobem. Uspořádání ventilátoru směrem po proudu za oběžným kolem má za následek vysokou přesnost snímače průtoku.

V této souvislosti je zejména výhodné, má-li snímač průtoku znaky uvedené v nároku 10.

Opačný směr otáčení ventilátoru a oběžného kola vytváří výhodné proudové pole uvnitř trubkového dílu, což zabraňuje nežádoucímu narušení charakteristiky měření, např. způsobené nežádoucími vibracemi.

- 5 Vynález se dále hýká oběžného kola popsaného v předvýznakové části nároku 14, přičemž podstata oběžného kola podle vynálezu spočívá v tom, že je charakterizován znaky uvedenými v nároku 14.

Takovéto oběžné kolo může být s výhodou uspořádáno uvnitř trubkového dílu a je potom vhodné pro použití se snímačem průtoku, protože má vpodstatě charkteristiku otáčení nezávislou na tlaku. Oběžné kolo lze snadno přizpůsobit průměru vhodného trubkového dílu tak, že při jednom otočení oběžného kola uvnitř trubkového dílu, je lopatkami pokryt vpodstatě celý průřez trubkového dí1u.

Vynález se dále týká větracího zařízení, zejména vhodného pro použití pro větrání prostorů a způsobu výroby snímače průtoku, sestávajícího z volně se otáčejícího oběžného kola umístěného v trubkovém dílu.

Přehled obrázků na výkrese

Příkladná provedení snímače průtoku podle vynálezu jsou znázorněna na připojených výkresech, kde obr.l je řez stájí, v níž je umístěno větrací zařízení, obr.2 je částečný řez bokorysem snímače průtoku podle vynálezu, obr.3 je řez III-III oběžným kolem z obr.2, obr.4 schematicky znázorňuje spodní stranu průřezu lopatky z obr.3 a obr.5 je nárys oběžného kola.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje stáj JL, s vnitřním prostorem 5. tvořeným několika stěnami 2. střechou 3 a podlahou 4. Vnitřní prostor 5. je opatřen topnými prostředky 3 a měřícími prostředky Z pro stanovení složení vzduchu ve vnitřním prostoru 5.. Ve střeše 3 je umístěn trubkový díl 3 spojený jedním otevřeným koncem 5

- 6 8 vnitřním prostorem 5 a opačným druhým koncem 10 s vnějžím prostorem 11 stáje 1. V trubkovém dílu 2, který má kruhový vnitřní průřez, je u dovnitř obráceného prvního otevřeného konce 2., zavěšeno volně se otáčející oběžné kolo 12, které bude popsáno dále. U druhého otevřeného konce 10 je v trubkovém dílu 2. umístěn ventilátor 13. kterým může být vzduch odtahován z vnitřního prostoru 5 do vnějěího prostoru 11 trubkovým dílem 2Topné prostředky 5, prostředky 7 pro měření složení vzduchu, oběžné kolo 12 a ventilátor 13 jsou všechny spojeny s ovládací jednotkou, například počítačem řízenou regulační jednotkou 14.. Také spojením s regulační jednotkou 14 jsou řízeny ventily 15. regulující větrání, umístěné ve stěnách 2, střeže 2 a/nebo podlaze 4. Na základě měřeného složení vzduchu, jsou ventily 15 regulující větrání ovládány do otevřené a zavřené polohy, ventilátor 13 je řízen takovým způsobem, aby požadovaný proud vzduchu, nezbytný pro osvěžení vzduchu ve vnitřním prostoru 5, se odtahoval trubkovým dílem 2- V souvislosti s tím je dhležité, aby byl odtahovaný proud vzduchu přesně stanoven a regulován, aby se dosáhlo optimálního větrání vnitřního prostoru 5, aniž by se například vyplýtvalo příliž mnoho tepla a nebo nevznikl průvan.

Oběžné kolo 12 je opatřeno dvěma lopatkami 16. umístěnými proti sobě a připevněnými ke středu 30. který je uložen v ložisku 32 tak, aby hladce běžel a jeho skříň je uprostřed zavěšena uvnitř trubkového dílu 2 pomocí řady radiálních paprsků 22- Střed 30 má malou přední plochu a je aerodynamicky tvarován, aby bylo proudové pole vzduchu uvnitř trubkového dílu 8 co nejméně ovlivněno středem 30. Osa otáčení S oběžného kola 12 se shoduje s podélnou osou trubkového dílu 2· Lopatky 16 procházejí až k vnitřní stěně trubkového dílu 2- Vzdálenost mezi vnitřní stěnou trubkové části 2 a volným koncem lopatky 16 je menší než 2* průměru trubkového dílu 2a je s výhodou asi 1&. Tak je při

- 7 provozu téměř celý vnitřní průřez trubkového dílu β pokryt lopatkami 16 a to umožňuje použití snímače průtoku jak při turbulentním tak při laminárním proudění v trubkovém dílu β. S výhodou je směr otáčení oběžného kola 12 opačný než směr otáčení oběžného kola ventilátoru 13.

Ve znázorněném provedení je trubkový díl β na svém prvním otevřeném konci 9 opatřen ven ohnutým vstupním okrajem 31, jehož poloměr R zakřivení je větěí než 10* průměru β trubkového dílu. Oběžné kolo 12 může být s výhodou umístěno jak v úrovni vstupního okraje 31, tak v určité vzdálenosti od vstupního okraje 31- Tato vzdálenost je nejméně polovina průměru D trubkového dílu β. Použitím jedné z těchto konfigurací se zabrání, aby proudové pole přiváděného vzduchu v trubkovém dílu β ovlivňovalo charakteristiku měření snímačem průtoku. Dále jsou z toho důvodu oběžné kolo 12 a ventilátor 13 umístěny v určité vzdálenosti od sebe a tato vzdálenost odpovídá alespoň průměru D trubkového dílu

Pro měření průtokové rychlosti trubkovým dílem β, oběžné kolo 12 sestává z měřících prostředků 17 pro stanovení rychlosti otáčení oběžného kola 13. Rychlost otáčení je určena pro rychlost proudění na jejímž základě může být například seřízena rychlost otáčení ventilátoru 13. přizpůsobena poloha různých regulačních ventilů 15 a přeseřízeny topné prostředky β, pomocí regulační jednotky 14.

Aby bylo možno spočítat průtokovou rychlost z rychlosti otáčení oběžného kola 12 levným a spolehlivým způsobem, je důležité, aby byl lineární vztah mezi rychlostí proudění a měřenými otáčkami, bez ohledu na rozdílu tlaku mezi vnitřním prostorem 5. a vnějěím prostorem 11 a bez ohledu na proudové pole uvnitř trubkového dílu β. Tento lineární vztah je vpodstatě dán

- 8 konfigurací oběžného kola 12 a zejména konfigurací lopatek 16..

Z toho důvodu, musí u lopatek 16 oběžného kola 12, jak je znázorněno na obr.2, úhel H všech jejich částí vyhovovat rovnici (tg(H)r)) * Caldeb * C]/[r * D³ ] = Calrev (1) kde r = vzdálenost části lopatky od osy středu (m),

H(r) = úhel části lopatky ve vzdálenosti r (°), Caldeb = kalibrační průtoková rychlost (m³/h) Calrev = kalibrační rychlost otáčení (ot/min) D = průměr trubkového dílu (m) kde C leží mezi 0,003 a 0,004 a je s výhodou 6,67/1974. V praxi se úhel lopatky s výhodou liči maximálně o 3° od optimálního úhlu lopatky.

Úhel H lopatky je určen jako úhel, který svírá lopatka 16.

s osou S otáčení oběžného kola 12 jak je znázorněno na obr.3.

Pro výpočet vhodné konfigurace lopatek 16 je základem kalibrační kombinace K o které lze říci, že je to dvojice vhodná pro praktické použil a která sestává z kalibrační rychlosti proudění Caldeb a přlsluěné kalibrační rychlosti otáčení Carev. Konstrukční dvojice K je mezi jiným zvolená na základě regulační jednotky 14 a použitých prostředků 17 pro měření rychlosti a tvoří bod v měřící charakteristice snímače průtoku. Tabulka 1 uvádí jako příklad úhly lopatek 16 oběžného kola 12 , které jsou nezávislé na tlaku a proto jsou zejména vhodné pro použití ve snímači průtoku podle vynálezu.

- 9 Tabulka 1

Caldeb	500 m³/h	Maxdeb	8000 m³/h
Calrev	125 ot/min	Maxrev	2000 ot/min
D	0,45 m	Mindeb	120 m³/h
C	0,0034	Minrev	30 ot/min

r (m)	H (r) (o)	B (m)
0,05	36,8	0,100
0,06	42,0
0,07	46,4
0,08	50,2
0,09	53,4
0,10	56,3	0,061
0,11	58,8
0,12	60,9
0,13	62,8
0,14	64,5
0,15	66,0	0,051
0,16	67,4
0,17	68,6
0,18	69,7
0,19	70,6
0,20	71,5	0,047
0,21	72,4

Dále, pro další optimalizaci snímače prťitoku a zejména oběžného kola 12. musí pro alespoň větší část každé lopatky 16. stanovená Slípka β lopatky pro každou část vyhovovat následujícímu vzorci:

[ri* cos(Hi ) *Bi ]/[i~z *cos(Hz ) *Bz ] > 1

- 10 kde :

ri = vzdálenost, první části od osy středu (m), rz = vzdálenost, druhé části od osy středu (m), kde rz > ri ,

Hi = úhel první části lopatky (°),

Hz = úhel druhé části lopatky (°),

Bi = Šířka první části lopatky (m), a Bz = Šířka druhé části lopatky (m), kde pro vSechny úhly lopatek oběžného kola platí, že leží na jednom kvadrantu a že úhel H lopatky a Šířka B lopatky mají přes lopatku plynulé zakřivení. Pro pužití oběžného kola ve snímači průtoku vzduchu v situaci znázorněné na obr.i, by měla být Šířka lopatky s výhodou mezi 1 a 15 cm. Pro provedení uvedené v Tabulce 1, začíná Šířka B lopatky 10 cm ve vzdálenosti 5 cm. Křivka Šířky lopatky je uvedena v Tabulce 1 v pravém sloupci. Ve znázorněném provedení má střed průměr asi 10 cm.

V případě měření průtoku vzduchu pomocí volně se otáčejícího oběžného kola, rychlost otáčení se bude s výhodou udržovat v určitém rozsahu. Při příliS vysoké rychlosti otáčení oběžného kola 12 je velká možnost, že nastane nestabilita lopatek 16 oběžného kola, která zpětně ovlivní charakteristiku měření. Dále způsobí podstatné opotřebení různých součástí zařízení a nepříjemný hluk. Při příliS nízkých rychlostech je přesnost měření snímačem průtoku také snadno zpětně ovlinitelná.

Při maximální a minimální možné rychlosti otáčení, lze stanovit maximální a minimální měřitelnou průtokovou rychlost pro každé oběžné kolo 12 podle vzorce:

[tg(H(r)_max) * Maxdeb * C]/[r * D*] < Maxrev (3) a

- 11 [tg(H(r)_mln) * Mindeb * C]/[r * D² ] < Minrev (4) kde:

H ( r ) ma x	= maximální	úhel části lopatky ve vzdálenosti i	’ (°)
H(r)mln	= minimální	úhel části lopatky ve vzdálenosti i	' (°)
Maxdeb	= maximální	měřená průtoková rychlost (m³/h)
Mindeb	= minimální	měřená průtoková rychlost (m³/h)
Maxrev	= maximální	měřená rychlost otáčení (ot/min)
Minrev	= minimální	měřená rychlost otáčení (ot/min)

Dosazením úhlu H lopatky a maximální dovolené rychlosti otáčení do horní rovnice (3), může se snadno stanovit maximální měřitelná průtoková rychlost, dosazením úhlu H lopatky a minimální dovolené rychlosti otáčení do spodní rovnice (4), může se stanovit snadno minimální měřitelná průtoková rychlost.

Naopak, na základě stejných rovnic (3), (4), je také možno spočítat maximální dovolený úhel lopatky pro každou její část na základě měřené maximální průtokové rychlosti a proto maximální dovolené rychlosti otáčení a podobně, spočítat minimální úhel lopatky pro každou její část dosazením měřené minimální průtokové rychlosti a pro ni požadovanou minimální rychlost otáčení. To nabízí možnost stanovit, před stanovením úhlú lopatek oběžného kola 12. konstrukčním omezením na jejichž základě lze zvolit výhodnou kalibrační kombinaci K. Tabulka 2 uvádí maximální a minimální úhly H(r)max* H(R) min pro různé části oběžného kola, počínaje konstrukčními kriterii uvedenými v záhlaví tabulky 2.

- 12 Tabulka 2

Maxdeb	6000 m³/h
Maxrev	2000 r/min
Mindeb	200 m³/h
Minrev	30 r/min
D	0,45 m
C	0,0034
poloměr	min. úhel	max.úhel
m	(°)	(°)
0,05	24,2	45
0,06	28,3	50,2
0,07	32,2	54,4
0,08	35,7	58,0
0,09	39	60,9
0,10	42	63,4
0,11	44,7	65,5
0,12	47,2	67,4
0,13	49,4	68,9
0,14	51,5	70,3
0,15	53,4	71,5
0,16	55,2	72,6
0,17	56,8	73,6
0,18	58,3	74,5
0,19	59,7	75,2
0,20	60,9	76
0,21	62,1	76,6
0,22	63,2	77,2
0,23	64,2	77,7
0,24	65,1	78,2
0,25	66	78,7
0,26	66,8	79,1
0,27	67,6	79,5
0,28	68,3	79,9

- 13 Když byla zvolena konstrukční dvojice K, optimální úhel H lopatek lze stanovit dosazením do první rovnice (1). Jestliže se stane, že zjištěné úhly H lopatky leží příliš mimo mezní hodnoty zjištěné třetí a čtvrtou rovnicí (3), (4), lze zvolit nastavenou konstrukční dvojici K. Tímto způsobem, lze křivku úhlů lopatek optimalizovat. Potom pro každou část lopatky lze stanovit šířku na základě druhé rovnice (2) takovým způsobem, že konfigurace lopatek splňuje soubor všech požadavků a proto také nezávislost na tlaku a vytvoří se tak lineární charakteristika měření vhodné přesnosti.

Obr. 3 znázorňuje řez částí lopatky 16 oběžného kola 12. Lopatka 16 má přední stranu 18, zadní stranu 12, vodící stranu 2Π a zakřivenou horní stranu 21. Ve znázorněném provedení je vodící strana 20 vpodstatě plochá, což má pozitivní vliv na tlakovou nezávislost oběžného kola 12- Zakřivení lopatky 16. dané rozdílem mezi přiváděcím úhlem 0i a odváděčím úhlem 0₂, jak je znázorněno na obr.4, je menší než 5° a s výhodou asi 0°. Maximální tlouštka lopatky 16 je asi 10X šířky lopatky 16 a leží asi v 1/3 šířky lopatky, měřeno od přední strany 18 lopatky 16. Úhel H lopatky 16 odpovídá průměrné hodnotě přiváděcího úhlu 0i a odváděčiho úhlu 0₂.

Obr. 5 znázorňuje oběžné kolo 40 vhodné pro použití jako snímač průtoku, který je nezávislý na tlaku. Úhly Hi, Hz lopatky 41 dvou částí v různých vzdálenostech n, n od středu 30 splňují následující rovnici:

(rz/n* tan(Hi ) = tan (Hz) (5) kde:

ri = vzdálenost první části od osy středu (m), rz = vzdálenost druhé části od osy středu (m)

Hi = úhel první části lopatky (°)

Hz = úhel druhé části lopatky (°).

- 14 Na základě takovéhoto oběžného kola 40 může být snímač průtoku sestaven jednoduchým způsobem a vždy je téměř nezávislý na tlaku.

Vhodný průměr D trubkového dílu může být pro tento účel stanoven počínaje od zvoleného úhlu lopatek pro jeden průřez lopatky 41 a vhodnou konstrukční dvojici K a dosazením těchto hodnot do první rovnice (1). Potom může být délka L lopatek 41 nastavena podle tohoto trubkového dílu. Pokud jsou zjištěné hodnoty a maximální dovolená rychlost otáčení dosazeny do druhé rovnice (2), je tím dána horní hranice měřícího rozsahu průtokoměru a podobně je-li dosazena třetí rovnice (3), je dána i spodní hranice. Protože má snímač průtoku lineární měřící charakteristiku, může se snadno stanovit, zda tato maximální rychlost otáčení skutečně nastane. Když hrozí, že tato rychlost bude překročena, musí se zvolit jiná kombinace, k níž bude přidružen jiný průměr trubkového dílu. Tímto způsobem lze na základě oběžného kola 40 získat vhodnou konfiguraci na tlaku nezávislého snímače průtoku. Samozřejmě, na základě konstrukční dvojice je také možné stanovit pro každý průřez trubkového dílu vhodný úhel lopatky dosazením zjištěné hodnoty do rovnice (1).

Způsobem podle vynálezu je možno získat snímač průtoku, který lze použít například v zemědělství, průmyslu a je vhodný i pro civilní použití pro vzduchotechniku, řízení postupů práce, měření emisí a pod. Snímač průtoku lze použít například pro měření průtoku vzduchu a tekutin v korozivním a prašném prostředí, při různých teplotách a stupních vlhkosti.

Snímač průtoku lze konstruovat pro měření průtokových rychlostí mezi 200 a 6000 m³/h, ale měření vyšších i nižších rychlostí je také možné. Délka lopatek oběžného kola se může pohybovat mezi 15 a 40 cm, ale menší a větší délky lopatek jsou

- 15 také možné. Snímač průtoku podle vynálezu je použitelný alespoň při rozdílech tlaku 0 až 120 Pa a lze dosáhnout přesnosti měření okolo 60 m³/h nad zvolený rozsah měření nebo méně. Samozřejmě, vynález není omezen pouze na popsaná příkladná provedení. V rámci rozsahu vynálezu je možno provést řadu změn.

Například, oběžné kolo může být opatřeno různým počtem lopatek a snímač průtoku může být použit bez ventilátoru, například v případě přirozeného větrání. K regulační jednotce mohou být připojeny dalěí snímače, jako například mechanické vypínače a časové vypínače.

Regulační jednotka může obsahovat různé regulační programy, přizpůsobené procesu, ve kterém je snímač zařazen.

Na základě jednoho nebo více daných parametrů, snímač průtoku nebo oběžné kolo podle vynálezu může být v každém případě nastaven na řízený proces. V této souvislosti je nutno poznamenat, že volba velikosti parametrů spadá v každém případě do rozsahu vynálezu.

Claims

1. Snímač průtoku, zejména vhodný pro použití Při měření průtokové rychlosti vzduchu, obsahující oběžné koli ástJei^é^j^ zavěšeno pro volné otáčení v trubkovém dílu a sestává |ze st^e^du a řady lopatek vyčnívajících ze středu, vyznačen , že alespoň jedna lopatka (16, 41) vyčnívá ze středu (30) až k vnitřní stěně trubkového dílu (8), a měřící prostředky (17) měří počet otáček oběžného kola (12, 40) za jednotku času, přičemž snímač průtoku je upraven pro registraci kalibrační průtokové rychlosti trubkovým dílem (8), sdružené rychlosti otáčení oběžného kola (12, 40) měřené měřícími prostředky (17), a pro nejméně řadu průřezů lopatky (16, 41) platí, že úhel lopatky (12, 41) vpodstatě splňuje rovnici

[tgH(r)) * Caldeb * C]/[r * D²] = Calrev kde r = vzdálenost části od osy středu (m)

H(r) = úhel části lopatky ve vzdálenosti r(°) Caldeb = kalibrační průtoková rychlost (m³/h) Calrev = kalibrační rychlost otáčení (rev/min) D = průměr trubkového dílu (m) kde 0,003 < C < 0,004 a C je s výhodou 6,67/1974.

2. Snímač průtoku podle nároku Ivyznačený tím, že pro každý průřez lopatky (16, 41) platí, že úhel lopatky (16, 41) vpodstatě vyhovuje vzorci

[tg(H(r)_max) * Maxdeb * C]/[r * D2 ] < Maxrev a

[tg(H(r)min) * Mindeb * C]/[r * D²] < Minrev kde:

H(r)n»x = maximální úhel části lopatky ve vzdálenosti r (o) H(r)_min = minimální úhel části lopatky ve vzsálenosti r (° ) Maxdeb = maximální průtoková rychlost měření (m³/h)

- 17 Mindeb = minimální průtoková rychlost měření (m³/h)

Maxrev = maximální rychlost otáčení měření (rev/min)

Minrev = minimální rychlost otáčení měření (rev/min)

3. Snímač průtoku podle nároku la2vyznačený tím, že pro každou kombinaci dvou průřezů lopatky (16, 41) platí:

(n * cos(Hi ) * Bi )/rz * cos (Hz ) * Bz ) >1 kde:

Π = vzdálenost první části od osy středu (m), rz = vzdálenost druhé části od osy středu (m), kde ri > rz , Hi = úhel první části lopatky (°),

Hz = úhel druhé části lopatky (°),

Bi = Šířka první části lopatky (m) a Bz = Šířka druhé části lopatky (m) kde pro vSechny úhly lopatek (16, 41) oběžného kola (12, 40) platí, že leží v jednom kvadrantu a že úhel (H) lopatky (16, 41) a Šířka (B) lopatky (16, 41) mají plynulou křivku přes celou lopatku (16, 41).

4. Snímač průtoku podle některého z předcházejících nároků vyznačený tím, že oběžné kolo (12, 40) sestává ze dvou lopatek (16, 41) , které spolu se středem pokrývají celý průměr přísluSného průřezu trubkového dílu (8), lopatky (16, 41) jsou s výhodou uspořádány na průměru vzájemně proti sobě.

5. Snímač průtoku podle některého z předcházejících nároků vyznačený tím, že vzdálenost mezi volným koncem každé lopatky (16, 41) a vnitřní stěnou trubkového dílu (8) je menSÍ než 2% a s výhodou 1* průměru trubkového dílu (8).

6. Snímač průtoku podle některého z předcházejícíh nároků vyznačený tím, že u každé lopatky (16, 41) je křivka

- 18 1opatky (16, 41) na vodící straně (20) menší než 5% a s výhodou

0%.

7. Snímač průtoku podle některého z předcházejících nároků vyznačený tím, že pro průřez každé lopatky (16, 41) platí, že průřez má větě! tlouStku ve vzdálenosti asi 1/3 Šířky lopatky (16, 41), měřeno od předního okraje lopatky (16, 41), největěí tlouStka lopatky (16, 41) je s výhodou okolo 10* odpovídající Šířky lopatky.

8. Snímač průtoku podle některého z předcházejících nároků vyznačený tím, že střed má přední plochu ne větSí než 10* vnitřního průřezu trubkového dílu (8).

9. Snímač průtoku podle nároku 1 až 8vyznačený tí m, že po proudu od oběžného kola (12, 40) je uspořádán ventilátor (13) pro nasávání vzduchu trubkovým dílem (8) ze strany odvrácené od ventilátoru (13) a rovinou, kterou pokrývá oběžné kolo (12, 40) během jeho otáčení a pro odvádění vzduchu ven z trubkového dílu (8).

10. Snímač průtoku podle nároku 9 při provozu otáčí ventilátor (13) (12, 40).

vyznačený tím, že se v opačném směru než oběžné kolo

11. Snímač průtoku podle nároku 9 nebo 10 vyznačený tím, že vzdálenost mezi lopatkami ventilátoru (13) a lopatkami (16, 41) oběžného kola (12, 41) odpovídají alespoň průměru trubkového dílu (8).

12. Snímač průtoku podle nároku 9 ažllvyznačený tím, že na straně oběžného kola (12, 40) je trubkový díl (8) opatřen ven vyhnutým přívodním okrajem (31), jehož poloměr

- 19 zakřivení je větší než 10* průměru trubkového dílu (8), přičemž oběžné kolo (12, 40) je umístěno v úrovni přívodního okraje (31).

13. Snímač průtoku podle nároku 9 až llvyznačený ti m, že na straně oběžného kola (12, 40) je trubkový díl (8) opatřen ven vyhnutým přívodním okrajem (31), jehož poloměr zakřivení je větší než 10* průměru trubkového dílu (8), přičemž oběžné kolo (12, 40) je umístěno ve vzdálenosti, která se rovná alespoň polovině průměru trubkové části (8), od přívodního okraje (31).

14. Větrací zařízení, zejména vhodné pro použití ve větraných prostorách vyznačené tím, že sestává ze snímače průtoku podle některého z předcházejících nároků umístěného v jedné z ohraničujích stěn větraného prostoru, vypínacích prostředků které, na základě rychlosti otáčení oběžného kola (12, 40) registrované měřícími prostředky (17) a složení měřeného vzduchu uvnitř prostoru, regulují množství vzduchu, které se má odvádět z prostoru snímačem průtoku.

15. Oběžné kolo určené k umístění v trubkovém dílu sestávající ze středu a několika lopatek vyčnívajících ze středu vyznačené tím, že vpodstatě každá kombinace dvou průřezů lopatky (16, 41) platí že vyhovují rovnici: (rz/ri) * tan (Hi ) = tan (Hz) kde Π = vzdálenost první části od osy středu (m), rz = vzdálenost druhé části od osy středu (m),

Hi = úhel první části lopatky (°)

Hz = úhel druhé části lopatky (°)

16. Oběžné kolo podle nároku 15 vyznačené tím, že existuje kalibrační kombinace kalibrační průtokové rychlosti a kalibrační rychlosti otáčení, kde pro vpodstatě každý průřez

- 20 lopatky (16, 41) platí, že úhel lopatky splňuje následující rovnici: [tg(H(r)) * Caldeb * C]/[r * D²] = Calrev kde r = vzdálenost části od osy středu (m),

H(r) = úhel lopatky ve vzdálenosti r (°) Caldeb = kalibrační průtoková rychlost (m³/h) Calrev = kalibrační rychlost otáčení (rev/min) D = průměr přísluěného trubkového dílu (m) kde 0,003 < C < 0,004 a C je s výhodou 6, 67/1974.

17. Způsob výroby snímače sestávajícího z oběžného kola umístěného v trubkovém díle, kde oběžné kolo má nejméně střed, prostředky, na kterém je střed uložen, prostředky pro upevnění středu v nosných prostředcích v trubkovém dílu a prostředků pro měření rychlosti otáčení oběžného kola vyznačený tím, že použitím snímače průtoku a měřícího rozsahu měřicích prostředků, se zvolí vhodný průměr trubkového dílu (8) a vhodná kombinace kalibrační průtokové rychlosti a sdružená kalibrační rychlost otáčení, na jejichž základě se stanoví úhel všech částí lopatky, který splňuje rovnici: [tg(H(r)) * Caldeb * C]/[r * D²] = Calrev kde r = vzdálenost od osy středu (m)

H(r) = úhel části lopatky r (° ) Caldeb = kalibrační průtoková rychlost Calrev = kalibrační rychlost otáčení (rev/min) D = průměr trubkového dílu (m) kde 0,003 < C < 0,004 a C je s výhodou 6,67/1974.

18. Způsob podle nároku 17 v y z n a minimální průtoková rychlost se se stanoví požadovaná maximální ačený tím, že maximální měří během provozu a podle ní a minimální rychlost otáčení

- 21 oběžného kola (12, 40), přičemž pro každý průřez se zvolí úhel lopatky (16, 41), pro který platí, že leží mezi dvěma mezními hodnotami H(r)_max a H(r)mm vyhovujícícmi následujícímu vzorci

[tg(H(r)_ma.x) * Maxdeb * C]/[r * D² ] < Maxrev a [tgWrÍMn) * Mindeb * C]/[r * D² ] < Minrev kde:

= vzdálenost části od osy středu (m)

H ( r ) ma x = maximální úhel části lopatky ve vzdálenosti r (°)

H(r)ml n = minimální úhel části lopatky ve vzdálenosti r (®)

Maxdeb — maximální průtoková rychlost (m³/h)

Mindeb = minimální průtoková rychlost (m³/h)

Maxrev = maximální rychlost otáčení (rev/min)

Mi nrev = minimální rychlost otáčení (rev/min) kde 0,003 < C < 0,004 a C je s výhodou 6,67/1974.

19. Způsob podle nároku 17 nebo 18 vyznačený tí m, že pro každý průřez každé lopatky (16, 41) jsou Šířka a úhel lopatky (16, 41) stanoveny tak, aby pro vpodstatě každou kombinaci dvou průřezů lopatky (16, 41) platilo, že

[n * cob(Hi ) * Bi]/[rz * cos (Hz ) * Bz ] > 1 kde:

Π = vzdálenost první části od osy středu (m) rz = vzdálenost druhé části od osy středu (m) kde rz > ri , Hi = úhel první části lopatky (°)

Hz = úhel druhé části lopatky (°)

Bi = Šířka první části (m) a Bz = Šířka druhé části (m), a aby pro vSechny úhly lopatky (16, 41) oběžného kola (12, 40) platilo, že leží v jednom kvadrantu a aby úhel (H) lopatky (16, 41) a Šířka (B) lopatky (16, 41) měly přes lopatku (16, 41) plynulou křivku.