DE10004473A1 - Air flow detector, has signal transducer that generates an electrical signal indicating the flow of air when the impeller rotates due to air coming from a ventilator - Google Patents
Air flow detector, has signal transducer that generates an electrical signal indicating the flow of air when the impeller rotates due to air coming from a ventilatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen einer Strömung in einem insbesondere von einem Lüfter erzeugten Luftströmungsweg.The invention relates to a device for detecting a flow in an air flow path generated in particular by a fan.
Eine derartige Vorrichtung zum Erfassen einer Strömung wird z. B. in Verbind ung mit einem Lüfter bzw. Ventilator einer Kühleinrichtung verwendet, wobei z. B. eine Temperaturänderung eines im Strömungsweg angeordneten Temperatur sensors zur Bewertung der Strömung herangezogen wird. Eine derartige Vor richtung zur Strömungserfassung kann jedoch je nach Anordnung im Strö mungsweg stark unterschiedliche Ergebnisse liefern und die Messergebnisse können sich im Laufe der Zeit auch durch Änderung seiner physikalischen Eigen schaften oder Ablagerungen auf dem Temperaturfühler ändern.Such a device for detecting a flow is e.g. B. in connection used with a fan or fan of a cooling device, z. B. a change in temperature of a temperature arranged in the flow path sensors is used to evaluate the flow. Such a pre Direction for flow detection can, however, depending on the arrangement in the flow and the measurement results can change over time also by changing its physical properties or change deposits on the temperature sensor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Erfassen einer Strömung der Eingangs genannten Art bereitzustellen, die beispielsweise in Ver bindung mit einem Lüfter einfach verwendbar ist und auf Dauer zuverlässige Messergebnisse liefert.The invention has for its object a device for detecting a Provide flow of the type mentioned, which, for example, in Ver binding with a fan is easy to use and reliable in the long run Provides measurement results.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Strömungsweg quer zu dem selben ein auf einer im wesentlichen in Strömungsrichtung zeigenden Drehachse drehbar gelagertes Flügelrad angeordnet ist, das durch die Luftströmung in Drehrichtung auslenkbar und bei Auslenkung mit einer Signalgebervorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Wirkverbindung bringbar ist.This object is achieved in that in the flow path transverse to the the same one on an axis of rotation pointing essentially in the direction of flow rotatably mounted impeller is arranged, which by the air flow in Direction of rotation can be deflected and when deflected with a signaling device can be brought into operative connection for generating an electrical signal.
Das leicht drehbare Flügelrad spricht empfindlich auf eins Luftströmung an und kann in Größe und Form auch leicht an jeweilige Einsatzbedingungen angepasst werden. Die Strömungsenergie wird unmittelbar zur mechanischen Bewegung des Flügelrads ausgenutzt.The easily rotatable impeller is sensitive to air flow and can also be easily adapted in size and shape to the respective operating conditions become. The flow energy immediately becomes mechanical movement of the impeller.
Dabei besteht ein einfacher Aufbau zur Signalerzeugung darin, dass die potentialfrei aufbaubare Signalgebervorrichtung mindestens einen Schaltkontakt aufweist, der mittels eines mit dem Flügelrad gekoppelten vorstehenden Aus löseelements mittelbar oder unmittelbar betätigbar ist. Es ist denkbar, das Aus löseelement und den Schaltkontakt im äusseren Bereich des Flügelrads anzuord nen. Eine günstige Anordnung und zuverlässige Betätigung des Schaltkontakts werden dadurch erzielt, dass das Auslöseelement im zentralen Bereich des Flügelrades und der Schaltkontakt im zentralen Bereich einer das Flügelrad auf nehmenden Halterung angeordnet sind. A simple structure for signal generation is that the Potential-free signaling device at least one switch contact has, by means of a projecting coupled with the impeller release element can be actuated directly or indirectly. It is conceivable the end Release element and the switch contact in the outer area of the impeller nen. A convenient arrangement and reliable actuation of the switch contact are achieved in that the trigger element in the central area of the Impeller and the switch contact in the central area of the impeller taking bracket are arranged.
Ist vorgesehen, dass der Schaltkontakt federvorgespannt ist und erst bei Über winden der Federvorspannkraft durch das von der Strömung bewegte Flügelrad den elektrischen Kontakt schließt oder öffnet und bei Unterschreitung der Federvorspannkraft durch das Flügelrad den geschlossenen Kontakt öffnet, bzw. den geöffneten Kontakt schließt, wobei das Flügelrad durch die Feder vorspannkraft gedreht wird, so wird das elektrische Signal nur bei einer genügend starken Strömung ausgelöst, und zwar alternativ durch Schließen oder Öffnen des Kontakts, und das Flügelrad wird bei ungenügender Strömung allein durch den Schaltkontakt aus der Betätigungsstellung zurückbewegt.It is provided that the switch contact is spring-loaded and only when over wind the spring preload through the impeller moved by the flow closes or opens the electrical contact and falls below the Spring preload force through the impeller opens the closed contact, or closes the open contact, the impeller by the spring biasing force is rotated, the electrical signal is only at one sufficiently strong flow triggered, alternatively by closing or opening the contact, and the impeller becomes insufficient flow moved back from the actuation position solely by the switch contact.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten zur Erzeugung des elektrischen Signals bestehen darin, dass die Signalgebervorrichtung mindestens einen mit dem Flügelrad berührungslos zusammenwirkenden elektrischen, magnetischen oder optischen Geber zum Erzeugen des elektrischen Signals aufweist und dass ein Rückstellmittel vorgesehen ist, mit dem das Flügelrad in eine Ausgangsstellung bringbar ist. Hierzu gehören beispielsweise induktive und kapazitive Geber oder Lichtschranken. Als Rückstellmittel kommen beispielsweise eine mechanische Feder oder magnetische Kräfte in Frage, mit denen eine Art magnetisches Rast moment erzeugbar ist.Further design options for generating the electrical signal consist in that the signaling device at least one with the Impeller contactlessly interacting electrical, magnetic or Optical encoder for generating the electrical signal and that a Reset means is provided with which the impeller in a starting position is feasible. These include, for example, inductive and capacitive encoders or Light barriers. A mechanical, for example, comes as a resetting means Spring or magnetic forces in question, with which a kind of magnetic detent moment can be generated.
Verschiedene Möglichkeiten, Aussagen zu der Strömung bzw. der Funktion eines Lüfters oder einer Störung des Strömungswegs, z. B. der Verschmutzung einer Filtermatte, zu treffen, bestehen darin, dass die Signalgebervorrichtung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist und dass die Auswerteeinrichtung zur Ausgabe einer Binärentscheidung Strömung vorhanden 1 Strömung nicht vorhanden oder - bei Auslegung der Signalgebervorrichtung zur Erfassung mehrerer Strömungszustände - zur Bewertung und Ausgabe des jeweiligen Strömungszustandes ausgebildet ist. Hierzu ist vorteilhaft vorgesehen, dass mit der Auswerteeinrichtung aufgrund in ihr vorgegebener Daten und/oder von ihr erfasster weiterer Daten eine Diagnose der Ursache einer Strömungsänderung durchführbar ist. Die Auswerteeinheit kann dabei z. B. unter Verwendung eines Mikrokontrollers leicht entsprechend programmiert werden. Die Daten der Signalgebervorrichtung können dabei einfach verwendet werden, wenn sie in entsprechende digitale Daten umgewandelt werden.Different possibilities, statements about the flow or the function a fan or a flow path disturbance, e.g. B. pollution a filter mat to hit consist in that the signaling device with an evaluation device is connected and that the evaluation device for Output of a binary decision Flow available 1 Flow not available or - when designing the signaling device for detection several flow conditions - for evaluation and output of each Flow state is formed. For this purpose, it is advantageously provided that with the evaluation device based on data specified in it and / or by it acquired further data a diagnosis of the cause of a flow change is feasible. The evaluation unit can, for. B. using a Microcontrollers can be easily programmed accordingly. The dates of the Signaling devices can be easily used when in corresponding digital data are converted.
Eine weitere Ausbildung der Vorrichtung zur umfassenderen Verwertung der elektrischen Signale besteht darin, dass die Auswerteeinrichtung Teil einer über geordneten Steuereinrichtung ist, mit der in Abhängigkeit des Auswerteergeb nisses andere an sie angeschlossene Komponenten ansteuerbar sind. Beispiels weise können bei Ausfall eines überwachten Lüfters andere Kühlkomponenten eingeschaltet oder deren Kühlleistung erhöht werden. Auch lässt sich eine Fern überwachung der Strömung über ein Datennetz oder eine Speicherung der Messergebnisse verwirklichen. Die Auswerteeinrichtung kann dabei funktioneller Teil oder integraler Bestandteil der übergeordneten Steuereinrichtung wie z. B. einer Schaltschranküberwachungseinrichtung und Schaltschranksteuerungsein richtung sein.A further embodiment of the device for more extensive use of electrical signals is that the evaluation device is part of a ordered control device, with which depending on the evaluation result other components connected to them can be controlled. Example other cooling components may fail if a monitored fan fails switched on or their cooling capacity increased. You can also use a remote monitoring of the flow via a data network or storage of the Realize measurement results. The evaluation device can be more functional Part or an integral part of the higher-level control device such. B. a control cabinet monitoring device and control cabinet control be direction.
Eine für die Montage und die Anordnung günstige Ausgestaltung besteht darin, dass das Flügelrad und zumindest Teile der Signalgebervorrichtung mit einer Trägereinheit des Lüfters zu einer Baueinheit verbindbar sind. Eine günstige Weiterbildung besteht dabei darin, dass die Baueinheit eine im Luftströmungs weg angeordnete Filtermatte und/oder ein Abdeckgitter aufweist.A configuration which is favorable for the assembly and the arrangement consists in that the impeller and at least parts of the signaling device with a Carrier unit of the fan can be connected to form a structural unit. A cheap one Further training consists in the fact that the structural unit is in the air flow has filter mat arranged away and / or a cover grid.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The invention is described below using an exemplary embodiment Reference to the drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Erfassen einer Strömung und eines Lüfters und Fig. 1 is a perspective view of a device for detecting a flow and a fan and
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Strömungs-Erfassungsvorrichtung. FIG. 2 is an enlarged perspective view of the flow detection device shown in FIG. 1.
Eine in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 1 zum Erfassen einer Strömung (Strömungswächter) weist ein in einer Halterung 1.1 angeordnetes Flügelrad 1.5 auf, das auf einer zentralen Drehachse 1.6 frei drehbar gelagert ist. Die Halterung 1.1 besitzt zwei plattenartige Träger 1.2, 1.3, die vorliegend in etwa quadratische Außenkonturen besitzen und im Innern einen im wesen tlichen zylinderförmigen Luftführungskanal 1.4 abgrenzen, dessen Durchmesser in etwa an den Durchmesser des Flügelrads 1.5 angepasst ist, so dass dieses von der Luftströmung möglichst vollständig erfasst wird und sich dabei unge hindert drehen kann. Die Träger 1.2, 1.3 sind dabei mit einem den Luftführ ungskanal 1.4 umschließenden zylindrischen Abschnitt und weiteren stegartigen Elementen miteinander verbunden, um die Halterung 1.1 vorzugsweise als ein stückiges Formteil auszubilden. Die Träger 1.2, 1.3 sind mit Ihrer Außenkontur und der Kontur des Luftführungskanals 1.4 auch an die Außenkontur und einen Luftführungskanal eines Lüftergehäuses 2.1 eines Lüfters 2 angepasst und an dem Lüftergehäuse 2.1 mit Befestigungsmitteln 4 in Form von Schrauben pass genau verbindbar. In dem Lüftergehäuse 2.1 ist ein Lüfterrad 2.2 zum Erzeugen der Luftströmung drehbar gelagert. Auf der dem Lüfter 2 abgewanden Seite der Halterung 1.1 ist auf dem zweiten Träger 1.3 ein Abdeckgitter 3 als Schutz ebenfalls mit Befestigungsmitteln 4 anbringbar. Die Halterung 1.1 mit dem Flügelrad 1.5, der Lüfter 2 mit dem Lüftergehäuse 2.1 und das Abdeckgitter 3 bilden im montiertem Zustand eine kompakte, leicht handhabbare Baueinheit. A device shown in Fig. 1 and Fig. 2 1 for detecting a flow (flow valve) has a valve disposed in a holder 1.1 1.5 impeller which is mounted freely rotatable on a central axis of rotation 1.6. The bracket 1.1 has two plate-like supports 1.2 , 1.3 , which in the present case have approximately square outer contours and delimit an essentially cylindrical air duct 1.4 in the interior, the diameter of which is adapted approximately to the diameter of the impeller 1.5 , so that this is as possible from the air flow is completely grasped and can rotate freely. The carriers 1.2 , 1.3 are connected to one another by a cylindrical section enclosing the air guide duct 1.4 and further web-like elements in order to preferably form the holder 1.1 as a one-piece molded part. With their outer contour and the contour of the air duct 1.4 , the supports 1.2 , 1.3 are also adapted to the outer contour and an air duct of a fan housing 2.1 of a fan 2 and can be connected to the fan housing 2.1 with fastening means 4 in the form of screws with a precise fit. A fan wheel 2.2 for generating the air flow is rotatably mounted in the fan housing 2.1 . On the side of the holder 1.1 facing away from the fan 2, a cover grille 3 can also be attached with fasteners 4 as protection on the second carrier 1.3 . The bracket 1.1 with the impeller 1.5 , the fan 2 with the fan housing 2.1 and the grille 3 form a compact, easy-to-use unit in the assembled state.
Das Flügelrad 1.5 weist auf einer zentralen Nabe ein zapfenartiges oder nocken artiges Auslöseelement 1.7 auf, das bei entsprechender Drehstellung des Flügel rads 1.5 auf ein Betätigungsglied eines Signalgebers 1.8 in Form eines Schalters zum Betätigen eines potentiolfrei ausgelegten Schaltkontaktes und zur Er zeugung eines elektrischen Signals einwirkt. Der Schalter bildet einen Teil einer Signalgebervorrichtung und ist mit einem Anschlusskabel 1.9 an eine (nicht dargestellte) Auswerteeinrichtung angeschlossen.The impeller of 1.5 has a central hub on a pin-like or cam-like trip member 1.7, which in the form of a switch for actuating a potentiolfrei designed switch contact and He generation acts with corresponding rotational position of the wing rads 1.5 on an actuator of a signal generator 1.8 of an electrical signal. The switch forms part of a signaling device and is connected with a connecting cable 1.9 to an evaluation device (not shown).
Bei vorhandener Luftströmung wird das leicht drehbare Flügelrad 1.5 ent sprechend gedreht und betätigt mit dem Auslöseelement 1.7 den Schaltkontakt, sodass ein elektrisches Signal abgegeben und eine vorhandene Strömung signalisiert wird. Der Schaltkontakt und/oder das mit ihm zusammen wirkende Betätigungselement des Schalters ist federnd gegen die Drehung des Flügelrads 1.5 vorgespannt, sodass das Flügelrad 1.5 bei ungenügender Strömung den Schaltkontakt nicht betätigt bzw. bei abfallender Strömung von der Federkraft zurückbewegt wird. Mit dem von dem Schaltkontakt gebildeten elektrischen Signal wird somit eine Aussage erhalten, ob eine genügende Strömung vorhan den ist oder nicht. Mit der Auswerteeinrichtung kann dann unter Zugrundele gung vorgegebener oder weiterhin erfasster Daten, wie z. B. Ansteuerdaten des Lüfters 2, auch eine Diagnose der Ursache einer mangelnden Luftströmung durchgeführt werden. Dreht sich beispielsweise der Lüfter in der erforderlichen Weise, ohne dass eine genügende Luftströmung vorhanden ist, kann beispiels weise eine Filtermatte verschmutzt oder ein anderes Hindernis in dem Strö mungsweg vorhanden sein.In the presence of air flow, the easily rotatable impeller 1.5 is rotated accordingly and actuates the switching contact with the trigger element 1.7 , so that an electrical signal is emitted and an existing flow is signaled. The switching contact and / or the actuating element of the switch which interacts with it is spring-biased against the rotation of the impeller 1.5 , so that the impeller 1.5 does not actuate the switching contact in the event of insufficient flow or is moved back by the spring force when the flow drops. With the electrical signal formed by the switch contact, a statement is thus obtained as to whether there is a sufficient flow or not. The evaluation device can then be based on predefined or continued data, such as. B. control data of the fan 2 , also a diagnosis of the cause of a lack of air flow can be carried out. If, for example, the fan rotates in the required manner without a sufficient air flow being present, a filter mat may be dirty, for example, or another obstacle may be present in the flow path.
Mit mehr Schaltkontakten und der Erfassung verschiedener Auslenkwege des Flügelrades 1.5 können auch unterschiedliche Strömungsstärken ermittelt werden. Als Signalgeber 1.8 kommen auch andere Geber wie z. B. elektrische, magnetische oder optische Geber, etwa kapazitive oder induktive Geber bzw. Lichtschranken oder Hallelemente in Frage, wobei auch in diesem Falle mehrere Geber zur Gewinnung unterschiedlicher Strömungszustände vorge sehen sein können. Das Flügelrad 1.5 kann beispielsweise mit einer schwachen mechanischen Feder oder mit magnetischen Elementen in einer Ausgangslage gehalten bzw. nach Auslenkung in eine solche zurückgeführt werden.With more switch contacts and the detection of different deflection paths of the impeller 1.5 , different flow strengths can also be determined. Other signal transmitters such as B. electrical, magnetic or optical sensors, such as capacitive or inductive sensors or light barriers or Hall elements in question, in which case several sensors can be seen to obtain different flow conditions. The impeller 1.5 can, for example, be held in a starting position with a weak mechanical spring or with magnetic elements or can be returned to such a position after deflection.
Die Daten der Auswerteeinrichtung können zur Überwachung und weiteren Steuerung einer übergeordneten Überwachungseinrichtung, beispielsweise einer Schaltschranküberwachungseinrichtung, zugeführt werden mit der beispiels weise die Schaltschrankklimatisierung überwacht und gesteuert und auch weitere Überwachungs- und Steuerungsaufgaben wahrgenommen werden. Auch eine Fernüberwachung ist möglich, wobei die Daten der Auswerteein richtung über ein angeschlossenes Netz übertragen werden.The data of the evaluation device can be used for monitoring and others Control of a higher-level monitoring device, for example one Control cabinet monitoring device, supplied with the example the control cabinet air conditioning is monitored and controlled and also other monitoring and control tasks are performed. Remote monitoring is also possible, the data being the evaluation direction can be transmitted via a connected network.
Claims (10)
dass die Signalgebervorrichtung (1.5) mindestens einen mit dem Flügel rad (1.5) berührungslos zusammenwirkenden elektrischen, magnetischen oder optischen Geber zum Erzeugen des elektrischen Signals aufweist und
dass ein Rückstellmittel vorgesehen ist, mit dem das Flügelrad (1.5) in eine Ausgangsstellung bringbar ist.5. The device according to claim 1, characterized in
that the signal transmitter device ( 1.5 ) has at least one electrical, magnetic or optical transmitter, which interacts with the vane wheel ( 1.5 ) without contact, and for generating the electrical signal and
that a resetting means is provided with which the impeller ( 1.5 ) can be brought into an initial position.
dass die Signalgebervorrichtung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden ist und
dass die Auswerteeinrichtung zur Ausgabe einer Binärentscheidung Strömung vorhanden/Strömung nicht vorhanden oder - bei Auslegung der Signalgebervorrichtung zur Erfassung mehrerer Strömungszustände - zur Bewertung und Ausgabe des jeweiligen Strömungszustandes ausge bildet ist. 6. Device according to one of the preceding claims, characterized in
that the signaling device is connected to an evaluation device and
that the evaluation device for outputting a binary decision flow is present / flow is not present or - when the signaling device is designed to detect a plurality of flow states - is designed to evaluate and output the respective flow state.
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| DE10004473C2 (en) | 2002-07-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: RITTAL GMBH & CO. KG, 35745 HERBORN, DE |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT ANWALTSPARTNERSCHAFT MBB -, DE Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120901 |