Verfahren zum Messen der Wärmemenge von stromenden Flüssigkeiten, Dämpfen oder
Gasen, und Wärmemessapparat zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind Wärmemessapparate bekannt, welche die Wärmemenge messen, die eine Ver brauchsstelle verbraucht, z. B. beim Bezug von warmem Wasser aus Heisswasserboilern oder beim Durchlauf durch einen Radiator einer Zentralheizungsanlage. Diese Wärmemessapparate besitzen zum Beispiel eine Flüssigkeit, die der verbrauchten Wärmemenge proportional verdunstet, so dass aus der zurückbleibenden Flüssigkeit der Wärmeverbrauch berechnet werden kann. Dieses Messsystem arbeitet ungenau und ist umständlich. In Wärmemessapparaten andern Systems wird von einer bestimmten Temperatur an, z. B. von 20 an, ein Zählwerk eingeschaltet, das zum Beispiel die gesamte durchfliessende Wassermenge von 20 bis 100 misst, die Kalorienzahl der beispielsweise durchgeströmten Wassermenge kann aber so nicht festgestellt werden.
Mit dem neuen Verfahren der vorliegenden Erfindung werden diese Nachteile behoben.
In dem nach diesem Verfahren arbeitenden Wärmemessapparat wird die Kalorienzahl der durchgeströmten Flüssigkeit gemessen und auf der Anzeigeeinrichtung eines Zählwerkes direkt ablesbar gemacht. Mit diesem Verfah- ren kann die Kalorienzahl von durchgeflos- senen Flüssigkeiten, wie Wasser, Ole, Lösungs- mittel, Spiritus usw., aber auch von Dämpfen, Gasen, Luft, z. B. in Schornsteinen, direkt am Wärmemessapparat abgelesen werden.
In der beiliegenden Zeichnung sind Wärme- messapparate zum Messen der Kalorienzahl. von warmem Wasser in versehiedenen beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt, und es wird an Hand derselben das erfin dungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert.
Fig. I zeigt einen Vertikalsehnitt durch einen Wärmemessapparat. In
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Wärmemessapparat anderer Ausführungsform in grösserem Massstab gezeichnet.
Fig. 3 zeigt ein Detail im Querschnitt eines Wärmemessapparates anderer Konstruktion.
Das Gehäuse l des Wärmemessapparates nach der Fig. 2 besteht zum Beispiel aus Bronze. Es hat zum Anschluss an eine Rohr- leitung am Ausflussende ein Schrauben- gewinde 2, während am Zuflussende 3 die Durchflussschraube 4 eingeschraubt ist. Mit dieser wird die mit Durehflussbohrungen versehene Tragscheibe 5 festgehalten, an welcher der Bimetallstreifen 6 befestigt ist, der an seinem freien Ende den beweglichen Kegel ventilkorper 7 trägt. Der Zuflussteil 8 des Gehäuses 1 ist als Rohr ausgebildet, das ins Innere des Gehäuses 1 hineinragt und am innern Ende geschlossen ist. In diesem Rohr 8 sind die Ventilsitze 9 eingesetzt.
Zur Regulierung des Durehflusses durch den untern Ventilsitz 9 dient die Regulierscheibe 10, welche mit einem Schraubenschaft 11 versehen ist, der mit der Sehraube 12 in das Gehäuse 1 eingeschraubt ist. Die Sieherheitssehrauben- kapsel 13 bildet den nötigen Abschluss für den Schraubenschaft 11. aber dem obern Ventilsitz 9 ist im Gehäuse 1 die Turbinenkapsel 14 angeordnet, welche die Zuflussöffnungen 16 besitzt und den wegnehmbaren Deckel 17 trägt. Das Turbinenrad 18 ist in dem Kapselboden und im Deckel 17 drehbar gelagert.
Das Gehäuse ist so ausgebildet, dass das durch die Offnungen 15 in die Turbinenkapsel einströmende Wasser durch die Öffnun- gen 16 wieder ausfliessen und durch den um die Turbinenkapsel 14 befindliehen Ringkanal 19 naeh dem Ausfluss des Gehäuses 1 gelangen kann. Über der Turbinenkapsel 14 ist das Zählwerk in der Dose 20 eingesetzt. Das Ge häuse 1 hat als Abschluss eine Schraubenmut- ter 21, welche die Glasseheibe 22 auf das Gehäuse 1 drückt und festhält.
Je nach der Temperatur des durch den Wärmemessapparat durehfliessenden Wassers wird durch den Bimetallstreifen 16 der Ven tilkorper 7 mehr oder weniger gehoben oder gesenkt. Der Lage des Ventilkorpers entspre ehend fliesst im Bereich zwischen zwei Grenztemperaturen stets ein mehr oder weniger gro sser Teil des Wassers durch den untern Ventilsitz 9 und der andere Teil durch den obern Ventilsitz 9 in die Turbinenkapsel 14, treibt in dieser das Turbinenrad 18 und fliesst durch den Ringkanal 19 nach dem Ausfluss.
Ist das Wasser kochend (100 C), dann ist durch den Ventilkörper der untere Ventilsitz geschlossen, es muss alles Wasser-durch die Turbinenkapsel hindurchstromen, und das Zählwerk zählt die gesamte Wassermenge, die durchfliesst. Ist hingegen das Wasser kalt (0 C), so wird durch den Bimetallstreifen 6 mit dem Ventilkörper 7 der obere Ventilsitz 9 abgeschlossen ; es kann kein kaltes Wasser durch die Turbinenkapsel fliessen, das Zählwerk tritt nicht in Tätigkeit.
Hat aber zum Beispiel das Wasser eine Temperatur von 50 , dann hat der Ventilkorper 7 die mittlere gezeichnete Lage, die Hälfte der Wassermenge fliesst ungemessen durch den untern Ventilsitz ab, während die andere Hälfte durch die Turbinenkapsel fliessen muss. Das Zglilwerk zählt nur die Hälfte der Wassermenge und damit gerade die Kalorienzahl der gesamten durehgeflossenen Wassermenge. Wenn aber zum Beispiel das Wasser nur 25 warm ist, dann schliesst der Ventilkörper 7 den Durch fluss des obern Ventilsitzes 9 zu 75 /o ;
es kön- nen nur 25 /o der gesamten durchfliessenden
Wassermenge vom Zählwerk gemessen wer den, und diese Wassermenge entspricht ge rade der Kalorienzahl, die gemessen werden soll. Die Kalorienzahl kann an einer Anzeige einrichtung des Zählwerkes direkt abgelesen werden.
Statt eines Bimetallstreifens 6 lässt sich eine Flachfeder verwenden, an deren Ende der Ventilkorper 7 befestigt ist und welche zum Beispiel von Queeksilber betätigt wird, das von der Temperatur des Wassers beein flusst wird.
Um das Durehflussregelorgan zu entlasten, ist in Fig. 3 dasselbe als hohlzylindrischer
Schieber 23 ausgebildet, der seitlich Bohrlm- gen besitzt, in welches das Ende des Bimetall streifens 24 beweglich eingreift. Mit diesem kann der Schieber 23 in der Hoche verschoben und verstellt werden. An Stelle der beiden
Ventilsitze 9 im Rohr 8 des Gehäuses 1 der
Fig. 2 ist das Rohr 25 mit seitlichen Öffnun- gen und mit dem Zwischenboden 26 versehen.
Unten wird der Durchfluss durch die Regu- lierscheibe 27 eingestellt, deren Konstruktion jener in Fig. 2 ähnlich ist. Je nach der Tem peratur des durehfliessenden Wassers hat der . Bimetallstreifen 24 den Schieber 23 verscho ben, der die entsprechenden Bohrungen im
Rohr 25 mehr oder weniger schliesst bzw. offnet, so dass mehr oder weniger Wasser durch das Zählwerk und unten direkt nach dem Ausfluss strömen kann. Das Durehfluss regelorgan kann auch als Schiebekolben oder
Drehschieber ausgebildet sein.
Der Wärmemessapparat nach der Fig. 1 be sitzt ein Durchflussregelorgan 28, welches die
Gestalt eines längsversehiebbaren Kolbens hat, der ebenfalls vom Flüssigkeitsdruek entlastet und seitlieh mit Bohrungen ver sehen ist und Linter dem Druek der Feder 33 steht. Der Kolben ist mit der Stange 29-an dem Steuerorgan 30 befestigt, das im Ge häuse 31 des WÏrmemessers von unten her cingesetzt ist. Der Kolben 28 bewegt sich in der Zylinderhülse 32 ; diese wird von oben her in das Gehäuse 31 eingesetzt und besitzt seitliche Íffnungen, welche mit den Bohrun- gen des Kolbens in Beziehung gebracht werden.
Die untern seitlichen Íffnungen der Zylinderhülse 32 münden in den Ringkanal 34, der direkt mit dem Ausfluss 35 in Verbindung steht, während die obern seitlichen Öffnungen in derselben in den obern Teil des GehÏuses 31 münden, in welchem die Tur- binenkapsel 36 mit den Zuflussöffnungen 37, den Ausflussöffnungen 38, dem Abschlussdek- kel 40 und dem drehbar gelagerten Turbinenrad 39 eingesetzt ist. tuber dem Abschlussdeekel 40 ist das vom Turbinenrad 39 angetriebene Zählwerk (nicht gezeichnet) angeordnet. Den obern Abschluss des Gehäuses 31 bildet die Glasseheibe 41, welche mit der Schraubenmutter 42 auf dem Gehäuse festgehalten wird.
Das aus der Tur binenkapsel ausströmende Wasser fliesst durch die Íffnung 43 nach dem Ausfluss 35. Zu flussstelle 34 und Ausflussstelle 35 sind zum Anschluss an Rohrleitungen mit Schrauben- gewinden versehen.
Das Steuerorgan 30 ist wärmeempfindlich, es kann aus Metallen bestehen oder mit Queck- silber gefüllt sein oder eine Gasdose enthalten. Das Steuerorgan 30 soll als Dilatationspatrone ausgebildet sein. Je nach der Tem peratur des zufliessenden Wassers wird der Kolben 28 hoher oder tiefer gestellt, dementsprechend werden die seitlichen Offnungen in der Zylinderhülse 32 mehr oder weniger ge ¯ffnet oder geschlossen. Bei der Austrittsöff- uung 45 vom Ringraum 34 befindet sich eine in der Fig. 1 nicht dargestellte Regulierein- richtung, welche die dortige Wasserströmung abbremst.
Das Wasser fliesst von der Einlaufstelle 44 im Gehäuse 32 nach seinem untern Teil, gelangt in die Zylinderhülse 32, erwärmt in dieser das Steuerorgan 30 und flirt dann durch die seitliehen Bohrungen des Kolbens in einem bestimmten Mengenverhältnis in den Bingkanal 34 und in die Turbinenkapsel 36, . welches Verhältnis durch die Stellung. des Kolbens 28 bestimmt ist.
Dieser WÏrmeme¯apparat funktioniert gleich wie der vorbeschriebene nach der Fig. 2.
Der WärmemeBapparat wird an die Rohrleitung mit den Schraubengewinden der Endstutzen 35 und 44 angeschlossen.
Die vorbeschriebenen Wärmemessapparate dienen zum Messen der Kalorienzahl von durchfliessendem warmem Wasser, z. B. bei Entnahme von solchem aus Heisswasserboilern oder im Radiator von Zentralheizmgen. Auch die Kalorienzahl in Kälteanlagen lässt sich mit solchen Wärmemessapparaten ermitteln.
Statt Wasser können andere tropfbare Flüs sigkeiten, wie z. B. Petroleum, Alkohol in Brennereien, L¯sungsmittel usw., durch solche Wärmemessapparate geleitet und die Kalorienzahl ermittelt werden. Es lassen sich diese Wärmemessapparate auch zum Messen der Kalorienzahl von dieselben durchströmenden Dämpfen, wie z. B. Wasserdampf, Alkohol- dampf usw., auch von Gasen, Luft, Rauchgasen in Schornsteinen einrichten. Besonders ist die Kontrolle der aus denselben ausstro- menden Heizgase mit solchen Wärmemessapparaten wichtig, weil mit diesen die Kalorienzahl der verlorengehenden Wärmemengen leicht zu messen ist.
Method for measuring the amount of heat from flowing liquids, vapors or
Gases, and heat meter for performing this procedure.
There are heat meters known that measure the amount of heat that a United consumption point consumes, for. B. when drawing warm water from hot water boilers or when passing through a radiator of a central heating system. These heat measuring devices have, for example, a liquid that evaporates proportionally to the amount of heat consumed, so that the heat consumption can be calculated from the remaining liquid. This measuring system works imprecisely and is cumbersome. In heat measuring devices other systems, from a certain temperature, z. B. from 20 on, a counter is switched on, which measures, for example, the total amount of water flowing through from 20 to 100, but the number of calories of the amount of water that has flowed through cannot be determined in this way.
With the new method of the present invention these disadvantages are eliminated.
In the heat measuring apparatus working according to this method, the number of calories of the liquid that has flowed through is measured and made directly readable on the display device of a counter. With this method, the number of calories of fluids that have flown through, such as water, oils, solvents, alcohol, etc., but also of vapors, gases, air, e. B. in chimneys, can be read directly on the heat meter.
The attached drawing shows heat measuring devices for measuring the number of calories. of warm water shown in various exemplary embodiments, and the method according to the invention is explained using the same example.
Fig. I shows a vertical section through a heat measuring apparatus. In
Fig. 2 is a longitudinal section through a heat measuring apparatus of another embodiment drawn on a larger scale.
Fig. 3 shows a detail in cross section of a heat measuring apparatus of another construction.
The housing l of the heat measuring apparatus according to FIG. 2 consists, for example, of bronze. It has a screw thread 2 at the outflow end for connection to a pipe, while the flow screw 4 is screwed into the inflow end 3. With this, the support disk 5, which is provided with flow bores and to which the bimetallic strip 6 is attached, which carries the movable cone valve body 7 at its free end, is held. The inflow part 8 of the housing 1 is designed as a tube which protrudes into the interior of the housing 1 and is closed at the inner end. In this tube 8, the valve seats 9 are used.
To regulate the flow through the lower valve seat 9, the regulating disk 10 is used, which is provided with a screw shaft 11 which is screwed into the housing 1 with the vision hood 12. The safety screw capsule 13 forms the necessary closure for the screw shaft 11, but the turbine capsule 14, which has the inflow openings 16 and carries the removable cover 17, is arranged in the housing 1 on the upper valve seat 9. The turbine wheel 18 is rotatably mounted in the capsule base and in the cover 17.
The housing is designed so that the water flowing into the turbine capsule through the openings 15 can flow out again through the openings 16 and pass through the annular channel 19 around the turbine capsule 14 to the outlet of the housing 1. The counter is inserted in the can 20 above the turbine capsule 14. The end of the housing 1 is a screw nut 21 which presses the glass washer 22 onto the housing 1 and holds it in place.
Depending on the temperature of the water flowing through the heat meter, the Ven tilkorper 7 is more or less raised or lowered by the bimetal strip 16. Depending on the position of the valve body, in the range between two limit temperatures, a more or less large part of the water always flows through the lower valve seat 9 and the other part through the upper valve seat 9 into the turbine capsule 14, drives the turbine wheel 18 in it and flows through it the annular channel 19 after the outflow.
If the water is boiling (100 C), the valve body closes the lower valve seat, all water has to flow through the turbine capsule, and the counter counts the total amount of water that flows through. If, on the other hand, the water is cold (0 C), the upper valve seat 9 is closed off by the bimetallic strip 6 with the valve body 7; no cold water can flow through the turbine capsule, the counter does not work.
But if, for example, the water has a temperature of 50, then the valve body 7 has the middle position shown, half of the amount of water flows unmeasured through the lower valve seat, while the other half has to flow through the turbine capsule. The Zglilwerk counts only half the amount of water and thus the number of calories of the total amount of water that has flowed through. But if, for example, the water is only 25 warm, then the valve body 7 closes the flow of the upper valve seat 9 to 75 / o;
only 25 / o of the total
The amount of water is measured by the counter, and this amount of water corresponds precisely to the number of calories to be measured. The number of calories can be read directly on a display device on the counter.
Instead of a bimetallic strip 6, a flat spring can be used, at the end of which the valve body 7 is attached and which is actuated, for example, by Queek silver, which is influenced by the temperature of the water.
In order to relieve the pressure on the flow regulating member, the same is shown in FIG. 3 as a hollow cylinder
Slider 23 is formed, which laterally has drill holes in which the end of the bimetal strip 24 engages movably. With this, the slide 23 can be shifted and adjusted vertically. Instead of the two
Valve seats 9 in the tube 8 of the housing 1 of the
2, the tube 25 is provided with lateral openings and with the intermediate floor 26.
At the bottom, the flow is adjusted through the regulating disk 27, the construction of which is similar to that in FIG. Depending on the temperature of the flowing water, the. Bimetallic strips 24 ben the slide 23 shifted, the corresponding holes in the
Tube 25 closes or opens more or less so that more or less water can flow through the counter and down directly after the outflow. The flow regulating element can also be used as a sliding piston or
Be designed rotary valve.
The heat measuring apparatus according to FIG. 1 be seated a flow control member 28, which the
Has the shape of a longitudinally displaceable piston, which is also relieved of the liquid pressure and is seen ver with holes and Linter the pressure of the spring 33 is. The piston is fastened with the rod 29 to the control element 30 which is set in the housing 31 of the heat meter from below. The piston 28 moves in the cylinder sleeve 32; this is inserted from above into the housing 31 and has lateral openings which are brought into relation with the bores of the piston.
The lower lateral openings of the cylinder sleeve 32 open into the annular channel 34, which is directly connected to the outflow 35, while the upper lateral openings in the same open into the upper part of the housing 31, in which the turbine capsule 36 with the inflow openings 37 , the outflow openings 38, the cover 40 and the rotatably mounted turbine wheel 39 is inserted. The counter (not shown) driven by the turbine wheel 39 is arranged above the closing cap 40. The upper end of the housing 31 is formed by the glass disk 41, which is held on the housing with the screw nut 42.
The water flowing out of the turbine capsule flows through the opening 43 to the outflow 35. The inflow point 34 and outflow point 35 are provided with screw threads for connection to pipelines.
The control element 30 is sensitive to heat, it can consist of metals or be filled with mercury or contain a gas can. The control member 30 should be designed as a dilatation cartridge. Depending on the temperature of the inflowing water, the piston 28 is set higher or lower, and the lateral openings in the cylinder sleeve 32 are accordingly opened or closed to a greater or lesser extent. At the outlet opening 45 from the annular space 34 there is a regulating device, not shown in FIG. 1, which brakes the water flow there.
The water flows from the inlet point 44 in the housing 32 to its lower part, reaches the cylinder sleeve 32, heats the control element 30 in it and then flirts through the lateral bores of the piston in a certain proportion into the bing channel 34 and into the turbine capsule 36, . what relationship by the position. of the piston 28 is determined.
This heating device functions in the same way as the one described above according to FIG. 2.
The heating device is connected to the pipeline with the screw threads of the end pieces 35 and 44.
The heat meters described above are used to measure the number of calories of warm water flowing through, for. B. when removing such from hot water boilers or in the radiator of Zentralheizmgen. The number of calories in refrigeration systems can also be determined with such heat measuring devices.
Instead of water, other drippable fluids such. B. Petroleum, alcohol in distilleries, solvents, etc., passed through such heat measuring devices and the number of calories can be determined. These heat meters can also be used to measure the number of calories from the same vapors flowing through, such as B. water vapor, alcohol vapor, etc., also set up from gases, air, flue gases in chimneys. It is particularly important to control the hot gases flowing out of the same with such heat measuring devices, because with these the number of calories of the lost amount of heat can easily be measured.