DE4020533A1 - Wasser-durchflussmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasser-Durchflußmesser, insbesondere bei einem Durchlauferhitzer, mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rad, das von der Wasserströmung beaufschlagt ist und dessen Drehzahl erfaßt ist.

Ein derartiger Wasser-Durchflußmesser ist in der FR-PS 12 15 731 bei einem Gas-Durchlauferhitzer beschrieben. Das Rad ist als Flügelrad ausgebildet. Es hat sich gezeigt, daß durch das Flügelrad unerwünschte Geräusche entstehen. Diese lassen sich darauf zurückführen, daß die Flügel einzeln in den Wasserstrom eintauchen und den Wasserstrom verlassen. Es kommt dabei zu Vibrationen. Diese haben auch einen ungleichmäßigen Rundlauf des Rades zur Folge. Dies ist besonders ungünstig, wenn aus der Drehung des Rades elektrische Impulse abgeleitet werden sollen.

Ein Wasser-Durchflußmesser der eingangs genannten Art bei einem elektrischen Durchlauferhitzer ist in der älteren Patentanmeldung P 38 40 210 beschrieben. Auch dort ist das Rad ein Flügelrad, so daß sich auch in diesem Fall die genannten Unzulänglichkeiten ergeben. Auch hier trifft der Wasserstrom senkrecht auf die Flächen der einzelnen Flügel.

In der DE-PS 9 36 540 ist ein Wärmemengenzähler beschrieben. Auch hier ist ein Flügelrad vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wasser- Durchflußmesser der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Geräuschentwicklung gemindert ist, wobei die Winkelbewegung des Rades möglichst gleichmäßig von der Wasserströmung abhängt.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Wasser- Durchflußmesser der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Rad eine wendelförmige Beaufschlagungsfläche bildet, deren Mittelachse mit der Drehachse des Rades zusammenfällt.

Durch diese Anordnung ist erreicht, daß die Beaufschlagungsfläche kontinuierlich in die Wasserströmung eintaucht und diese auch kontinuierlich verläßt. Der von der Wasserströmung beaufschlagte Teil der Beaufschlagungsfläche ändert sich nicht schlagartig. Es ist dadurch einerseits erreicht, daß das Rad nicht vibriert und somit kaum Geräusche erzeugt. Andererseits ist dadurch auch eine gleichmäßige Winkelbewegung des Rades erreicht, die von der Wasserströmung abhängt. Das Rad kann mit seiner Beaufschlagungsfläche sehr leicht, beispielsweise aus Kunststoff, gebaut sein, ohne daß die geringe Masse zu Schwankungen der Drehwinkelbewegung bei gleicher Wasserströmung führt. Ein derartig leichtes Rad spricht schnell auf Änderungen der Wasserströmung an. Dies ist wichtig, da ein derartiger Wasser-Durchflußmesser bei einem Durchlauferhitzer dessen Leistungssteuerung beeinflußt.

Vorzugsweise ist die jeweils von der Wasserströmung beaufschlagte Teilfläche der Beaufschlagungsfläche unabhängig von der Winkelstellung des Rades gleich. Dadurch ist die gleichmäßige Winkelbewegung des Rades in der Wasserströmung verbessert.

Versuche haben gezeigt, daß es günstig ist, wenn sich die wendelförmige Beaufschlagungsfläche über etwa 1080° erstreckt. Die wendelförmige Beaufschlagungsfläche weist dabei drei Züge auf, wobei sich jeder Zug über 360° erstreckt. Mehr Züge würden den Bauaufwand vergrößern, ohne Vorteile zu bringen. Eine Beaufschlagungsfläche mit weniger als einem Zug könnte zu Ungleichmäßigkeiten der Bewegung führen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Wasser-Durchflußmesser schematisch im Schnitt und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1.

Ein Wasser-Durchflußmesser weist ein Gehäuse (1) auf, das mit einem Einlaufstutzen (2) und einem Auslaufstutzen (3) versehen ist. In einem zwischen dem Einlaufstutzen (2) und dem Auslaufstutzen (3) liegenden zylindrischen Raum (4) ist ein Rad (5) gelagert, das eine Achse (6) aufweist. Die Drehachse ist mit (D) bezeichnet.

Das Rad (5) bildet eine wendelförmige Beaufschlagungsfläche (7). Deren Mittelachse (M) fällt mit der Drehachse (D) zusammen. Die Beaufschlagungsfläche (7) ist einstückig mit der Achse (6) aus Kunststoff ausgebildet.

Die Beaufschlagungsfläche (7) endet einerseits an einem radialen Rand (8) und andererseits an einem radialen Rand (9). Zwischen den Rändern (8, 9) wendelt sich die Beaufschlagungsfläche (7) um etwa 1080°. Sie weist also drei Züge (10, 11, 12) auf. Die Steigung der Beaufschlagungsfläche (7) zwischen den Rändern (8, 9) ist gleichmäßig.

Der Außendurchmesser (A) des Rades (5) und damit der Außendurchmesser der Beaufschlagungsfläche (7) beträgt etwa das Zweifache bis Vierfache, insbesondere etwa das Dreifache, der Gesamthöhe (H) der drei Züge (10, 11, 12).

An der Achse (6) ist eine Magnetscheibe (13) mit dauermagnetischen Eigenschaften befestigt. Der Rand (8) der Beaufschlagungsfläche (7) sitzt direkt an der Magnetscheibe (13). Der Außendurchmesser der Magnetscheibe (13) ist gleich dem Außendurchmesser (A) der Beaufschlagungsfläche (7). Der Magnetscheibe (13) gegenüber ist außen am Gehäuse (1) ein Sensor (14) angeordnet, der die Drehungen der Magnetscheibe (13) und damit die des Rades (5) erfaßt.

Eine durch den Einlaufstutzen (2) eintretende Wasserströmung tritt im wesentlichen tangential in den zylindrischen Raum (4) ein (vgl. Fig. 2). Dabei beaufschlagt sie jeweils einen Teil der gewendelten Beaufschlagungsfläche (7). Das Rad (5) wird dadurch in Drehung um die Drehachse (D) versetzt. Bei der Rotation des Rades (5) verlassen kontinuierlich Teile der Beaufschlagungsfläche (7) der eintretenden Wasserströmung. Andere Teile der Beaufschlagungsfläche treten in die Wasserströmung ein.

Die Wasserströmung wird über die wendelförmige Beaufschlagungsfläche (7) abgelenkt und verläßt den zylindrischen Raum (4) in Richtung der Drehachse (D) durch den Auslaufstutzen (3).

Es hat sich gezeigt, daß mit dem beschriebenen Wasser- Durchflußmesser eine direkt von der durchfließenden Wassermenge abhängige Drehzahl des Rades (5) erreicht ist, ohne daß wesentliche Geräusche entstehen. Außerdem hat sich gezeigt, daß sich bei jeder der in Betracht kommenden Wasserdurchflußmengen eine hohe Gleichmäßigkeit der Winkeldrehung der Drehachse (D) ergibt. Es hat sich auch gezeigt, daß im interessierenden Bereich die Umdrehungszahl des Rades (5) der durchfließenden Wassermenge linear proportional ist.

Bei einem Durchlauferhitzer liegen der Einlaufstutzen (2) und der Auslaufstutzen (3) in dessen Kaltwasserzuleitung, in der die Wasserdurchflußmenge beispielsweise zwischen 2 l/min bis 15 l/min beträgt. Von dem Sensor (14) erhält eine Steuereinrichtung des Durchlauferhitzers ein impulsförmiges, der jeweiligen Durchflußmenge entsprechendes Signal. Mit der Steuereinrichtung wird die jeweilige Heizleistung des Durchlauferhitzers gesteuert. Sie kann zusätzlich auch ein im Kaltwasserzulauf angeordnetes Stellventil für den Kaltwasserzufluß steuern.

Claims (9)

1. Wasser-Durchflußmesser, insbesondere bei einem Durchlauferhitzer, mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rad, das von der Wasserströmung beaufschlagt ist und dessen Drehzahl erfaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (5) eine wendelförmige Beaufschlagungsfläche (7) bildet, deren Mittelachse (M) mit der Drehachse (D) des Rades (5) zusammenfällt.

2. Wasser-Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine wendelförmige Beaufschlagungsfläche (7) vorgesehen ist und daß die Steigung der Beaufschlagungsfläche (7) gleichmäßig ist.

3. Wasser-Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wendelförmige Beaufschlagungsfläche (7) über etwa 360° bis etwa 1080° um die Drehachse (D) erstreckt.

4. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils von der Wasserströmung beaufschlagte Teilfläche der Beaufschlagungsfläche (7) unabhängig von der Winkelstellung des Rades (5) im wesentlichen gleich ist.

5. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Achse (6) eine Magnetscheibe (13) befestigt ist.

6. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen Einlaufstutzen (2) aufweist, durch den die Wasserströmung die Beaufschlagungsfläche (7) des Rades (5) tangential beaufschlagt.

7. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserströmung das Gehäuse (1) axial über einen Auslaufstutzen (3) verläßt.

8. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagungsfläche (7) direkt an der Magnetscheibe (13) beginnt.

9. Wasser-Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Magnetscheibe (13) und der Außendurchmesser (A) der Beaufschlagungsfläche (7) gleich sind.