DE731544C - Waermemengenzaehler - Google Patents

Description

• Wärmemengenzähler Zusatz zum Patent 70S 387 Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Wärmemengenzählung, bei dem unter Ausnutzung eines Temperaturgefälles ein Stofftransport innerhalb eines geschlossenen Gefäßes stattfindet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine mindestens annähernd proportionale Beziehung zwischen der den Stofttransport verursachenden Wärmemenge und der beförderten Stoffmenge geschaffen wird, indem dem Stofftransport mit steigender Temperatur zunehmende Widerstände entgegengestel lt werden. Als temperaturabhängige Widerstände, die die Diffusionskonstante des zu befördernden Stoffes beeinflussen, die also als Sperrmittel wirkten, werden Flüssigkeiten vorgeschlagen, während als zu befördernde Stoffe feste, flüssige oder gasförmige dienen können. In einem.Zusatzpatent ist im weiteren Verfolg des Erfindungsgedankens vorgeschlagen worden, als zu befördernden Stoff ein Gas und als Sperrmittel eine Lösung zu verwenden. Als besonders zweckmäßig ist das System Äthan in Wasser mit Beimischungen von Athylalkohol angegeben worden.
• Eine Zählvorrichtung, die mir derartigem (Gasflüssigkeits- bzw. Gaslösungssystem arbeitet, ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung. deren Kennzeichen darin besteht, daß ein auf zumindest nahezu der Heizkörpertemperatur gehaltenes, zur Abscheidung des Gases dienendes Gefäß durch Wärmeleitwiderstände mit einer wärmeleitenden Umhüllung verbunden ist, innerhalb welcher zutnindest das eine tiefere Temperatur annehmende Zählrohr. aus dem das Gas entnveicht, angeordnet ist. Zwar sind im Hauptpatent Angaben über die Ausgestaltung einer \torrichtung zur Anwendung des darin enthaltenen Verfahrens zur Wärmemengenzählung gemacht worden, jedoch geht die vorliegende Erfindung rvesentlich darüber hinaus und bietet demgegenüber eine Reihe von Vorteilen, die im Laufe der Beschreibung noch näher erwähnt werden sollen.
• Weitere Verbesserungen und Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Inhalt der Ansprüche 2 bis 12.
• In der Zeichnung sind in Fig. I ein Längsschnitt und in Fig. 2 ein Querschnitt durch einen ÄVärmemengenzähler gemäß der Erfindung dargestellt.
• Das U-förmig ausgebildete Meßgefäß (Fig. 1 und 2) hat einen mit Zählrohr bezeichneten Schenkel I von geringem Ouerschnitt, der auf niedriger Temperatur gehalten wird und dessen Meniskusstellung 2 die verbrauchte Wärmemenge anzeigt. Der Raum 3 über der Sperrflüssigkeit ist beispielsweise mit Äthan gefiillt, das sich entsprechend seinem Partialdruck in der Flüssigkeit löst und in den anderen Schenkel hineindiffundiert, sobald eine Temperaturdifferenz besteht. In dem Raum 4, der durch den unmittelbar am Heizkörper befestigten Teil 5 des Zählers auf höherer Temperatur gehalten wird, dem sogenannten Abscheidungsgefäß, scheidet sich das Gas wieder aus und gelangt in das Ausgleichsgefäß 6. Um auf jeden Fall eine Ausscheidung des Gases im Abscheidungsgefäß 4 herbeizuführen und jede Übersättigung zu vermeiden, ist in seinem oberen Teil eine kleine Gaskammer 7 vorgesehen, z. B. derart, daß das Verbindungsrohr 8 zum Ausgleichsgefäß 6 etwas in das Abscheidungsgefäß 4 hineinragt. Dadurch entsteht eine Art Uberlauf, der zusammen mit dem an sich kleinen Volumen der Gaskammer 7 dafür sorgt, daß die durch die Flüssiglieitsdampfspannungr bei Temperaturänderung auftretende Volumenänderung möglichst gering bleibt. Aus dem gleichen Grunde, nämlich um den Flüssigkeitsstand im Zählrohr 1 weitgehend unabhängig von der jeweils herrschenden Temperatur zu machen, ist das Gesamtflüssigkeitsvolumen möglichst klein gehalten, ebenso auch das Volumen des.Zählrollres I, dessen Meniskusstellung als Zähleranzeige dient.
• Umgekehrt ist dafür das Volumen des Ausgleichsgefäßes 6 im Verhältnis dazu groß ausgebildet, beispielsweise etwas größer als das Volumen der vorhandenen Flüssigkeit, damit diese bei Ausdehnung im wesentlichen in das Ausgleichsgefäß 6 eintritt und das Volumen im Zählrohr 1 möglichst wegin beeinflußt. Das Ausgleichsgefäß und das Zählrohr 1 sind in einer gemeinsamen Metallhülse 9 untergebracht, damit beide sich möglichst genau auf gleicher Temperatur befinden.
• Eine Rückdiffusion des in 6 vorhandenen Gases wird jedoch dadurch vermieden, daß das Verbindungsrohr 8 nach dem heißerelì Teil einen so geringen Querschnitt aufweist, daß es einen vergleichsweise großen Diffusionswiderstand bietet.
• Der feststehende Teil 10 des Zählergehäuses trägt um die Achse 11 drehbar den vorderen Teil 9. der als gemeinsame l-Iülle für das AIeßrohr ausgebildet ist. Die Verbindung des Gehäuses mit dem Heizkörper stellt der Teilt her, der unmittelbar an dem Heizkörper anliegt. Zwischen dem Teil 5 und dem Gehäuse 10 sind Wärmeisolatoren 12 vorgesehen, wodurch der Wärmekontakt, der zwischen diesen beiden Teilen durch Schrauheu 13 hergestellt wird, mittels deren Einschraubtiefe veränderbar ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß der Zähler genau auf die Empfindlichkeit des Zählrohres einstellbar ist, was von Fall zu Fall vorgenommen werden muß, wenn die Zählrohre bei der Herstellung in ihrer Zählempfindlichkeit nicht ganz gleichmäßig anfallen.
• Durch die Anordnung des Zählergehäuses wird, wie es bereits im Hauptpatent beschrieben ist, im Gegensatz zu den bisherigen Zählern eine Wärmedurchflußmessung und damit die Anzeige des tatsächlichen Verbrauches erreicht, da das Zählergehäuse mit dem kälteren Teil des Zählrohres eine nur wenig tiefere Temperatur hat als die Heizkörperoberfläche, während der gut svärmeleitende Nietallkörper 5, der das Abscheidungsgefäß 4 mantelförmig umschließt, und damit dieser wärmere Teil des Meßgefäßes selbst, die Temperatur des Heizkörper erreicht. Um Wärmeverluste des letzteren Teiles zu vermeiden, wird er von dem feststehenden, etwas kälteren Teil 10 möglichst vollständig überlappt, und zwar durch eine Isolations- oder Luftschicht von ihm getrennt.
• Der vordere kippbare Teil ist so ausgebildet, daß er mit möglichst großen Flächen 17 (Fig. 2) an dem festen Teil 10 anliegt. Um zwischen diesen Flächen einen guten NVärmekontakt herzustellen, ist der kippbare Teil keilförmig und aus gut wärmeleitendem Stoff ausgebildet und wird heim Schließen des Zählers fest an die ebenfalls gut wärmeleitende Gehäusewandung angepreßt. Die in vorderen Teil des Zählers befindliche Glasscheibe 14 würde, da sie sich in unmittelbarer Nähe des Ableserohres befindet, als schlechter Wärmeleiter zu Fehlmessungen Anlaß gehen. Aus diesem Grund ist das Zälilrohr von einer Metallhülse 15 derart umgeben, daß vorn nur ein kleiner Schlitz zur Erkennung das Meniskus offen bleibt. Die Metallhülse kann zweckmäßig als Träger für die Skala dienen. Sie wird mit dem kippbaren Teil 9 an ihrem oberen Ende durch Verschrauben oder Einpressen in guten Wärmekontakt gebracht.
• Im einzelnen ist die Aufgabe der vorher beschriebenen Konstruktionsteile, dafür zu sorgen. daß innerhalb des die Wärme nach außen abgebenden Gehäuses das Zählrohr überall die gleiche Temperatur aufweist, mit Ausnahme der vor Wärmeabgabe weitgehend geschützten Flüssigkeitsoberfläche an der dem Heizkörper zugekehrten Überlaufstelle.
• Durch all diese Maßnahmen wird erreicht, daß das Meßgefäß einem Temperaturunterschied ausgesetzt ist, der demjenigen gleich ist, der innerhalb der wärmeleitenden Verbindung der beiden verschiedene Temperaturen aufweisenden Teile des Gehäuses herrscht. Die in den beiden Gehäuseteilen auftretende Temperaturdifferenz gibt, multiplaziert mit einer Dimensionskonstante und der Leitfähigkeit des Schraubenmaterials. den Wärmefluß durch den Zähler an. Er ist naturgemäß gleich der von dem Gehäuse nach außen abgegebenen Wärmemenge unabhängig von dem an dem Heizkörper herrschenden Wärmeübergang und daher ein Maß für den Wärmeübergang.
• Die Wiedereinstellung des Nullpunktes nach erfolgter Zählung wird durch Ankippen des vorderen Gehäuseteiles um die Achse 1 1 in die Waagerechte erreicht, wobei dieSperrflüssigkeit aus dem Zählrohr I in den Ausgleichsbehälter 6, der Schwere folgend, fließt.
• Um die Neufüllung des Meßgehäuses mit Gas zu erleichtern, sind die beiden Schenkel des Gefäßes nicht völlig parallel angeordnet, sondern es schneiden sich ihre Achsen unter einem sehr spitzen Winkel unterhalb des Gerätes. Das Zählrohr hat demnach im gekippten Zustand noch eine Neigung zum Verbindungsrohr, wenn der andere Schenkel waagerecht liegt, wodurch das Abfließen der Flüssigkeit besser gelingt. Da das VerbindungsrohrS nur einen geringen Querschnitt aufweist, würde diese Überführung infolge der Oberflächenspannung Schwierigkeiten machen, und es ist daher ein Glasfaden I6 in diesem Verbindungsrohr vorgesehen, der in bekannter Weise einen ungleichförmigen Querschnitt des Rohres herstellt. Ferner ist der Verbindungsteil der beiden Schenkel des Meßgefäßes winklig zu der Richtung des Schenkels angeordnet, und zwar derart, daß er mit dem Zählrohr einen spitzen Winkel bildet. Dadurch wird im angekippten Zustand eine Art Überlauf erzielt, und es stellt sich immer der gleiche Nullpunkt im Knick des Rohres ein.
• Der im anderen Schenkel nach oben steigende Gasüberschuß fängt sich in dem Überlauf 7, diesen füllend, und steigt in das Ausgleichsgefäß 6, womit der Zähler wieder betriebsfähig wird.

Claims (12)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Wärmemengenzähler nach Patent 708 387, bei dem ein gasförmiger Stoff gegenüber einem flüssigen Sperrmittel bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf zumindest nahezu der Heizkörpertemperatur gehaltenes, zur Abscheidung des Gases dienendes Gefäß (4) durch Wärmeleitwiderstäude mit einer wärmeleitenden Umhüllung (9) verbunden ist, innerhalb der zumindest das eine tiefere Temperatur annehmende Zählrohr (1). aus dem das Gas entweicht angeordnet ist.
2. 2. Wärmemengenzähler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb der das Zählrohr (i) enthaltenden Umhüllung (g) auf zumindest nahezu gleicher Temperatur mit dem Zählrohr (1) ein Ausgleichsgefäß (6) befindet, das mit dem Abscheidungsgefäß (4) in Verbindung steht und der Ansammlung des abgeschiedenen Gases dient.
3. 3. Wärmemengenzähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß ein Konvexionsaustausch der Wärme zwischen der imAbscheidungsgefäß (4) befindlichen wärmeren Flüssigkeit und dem demgegenüber kälteren Inhalt des Zählrohres (1) vermieden ist, indem die Flüssigkeit über einen vom Abscheidungsgefäß aus ab wärts gehenden Teil mit dem Meßrohr (I) in Verbindung steht.
4. 4. Wärmemengenzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem auf höhere Temperatur gehaltenen Absdeidungsgefäß (4) eine Gas falle (7) vorgesehen ist.
5. 5 Wärmemengenzähler nach den Ansprüchen 3 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum der Gas falle (7) vorzugsweise ein geringes Volumen aufweist, das durch die Anordnung eines Überlaufes auf einen Höchstwert von weniger als etwa Vio der gesamten Gasmenge unahhängig vom Zählvorgang beschränkt bleibt.
6. 6. Wärmemengenzähler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet. daß das Abscheidungsgefäß (4) höherer Temperatur mit dem Ausgleichsgefäß (6) durch ein Rohr (8) mit großem Diffusionswiderstand verbunden ist, welches zur Erleichterung des Durchflusses der Sperrflüssigkeit einen von der Kreisform verschiedenen Querschnitt, z. B. durch Anbringung eines Glasfadens (I6), aufweist.
7. 7. Wärmemengenzähler nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. daß die beiden auf verschiedene Temperatur gehaltener Teile des Zählers (5, 10) im wesentlichen warnieisoliert (I2) aneinander befestigt sind und lediglich eine den zwischen diesen beiden Teilen herrschenden Temperaturunterschied beeinflussende einstellbare, wärmeleitende Verbindung, z. B. durch Schrauben (I3), vorgesehen ist.
8. 8. Wärmemengenzähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kältere Teil (10) des Zählers mindestens teilweise den wärmeren Teil (5) umgreift.
9. 9. Wärmemengenzähler nach Anspruch 1 mit kippbarem Meßrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsteil der beiden Schenkel des U-förmigen Rohrteiles zwischen Zählrohr und Abscheidungsgefäß einen kleineren als rechten Winkel mit der Richtung des der Anzeige dienenden Schenkels (t) einschließt, derart, daß beim Kippen des Rohres jeweils die gleiche Einstellung des Nullpunktes gewährleistet ist.
10. 10. Wärmemengenzähler nach Anspruch 9, mit kippbarem Meßrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der kippbare Teil (g) des Gehäuses vorzugsweise mittels anpreßbarer, metallischer Flächen (I3) mit dem feststehenden Gehäuseteil (10) wärmeleitend verbunden ist.
11. 11. Wärmemengenzähler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Anzeige dienende Zählrohr (1) zum Temperaturausgleich mit einem geschlitzten NIetallrohr (I5) umgeben ist, das als Träger für die Skala dient und gut wärmeleitend mit dem Gehäuse verbunden ist.
12. 12. Wärmemengenzähler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Ausgleichsgefäßes (6) größer als das des Zählrohres ist.