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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Anschlußglied zum
Anschließen eines Warmwasserkostenverteilers an eine Warmwasserleitung, durch die
ein zu messender Hauptstrom fließt, mit einem Rohrkanal, in den ein Vorsprung hineinragt,
auf dessen entgegengesetzten Seiten einer durch ihn verlaufenden und senkrecht zur
Längsachse des Rohrkanals stehenden Diametralebene zwei Abzweigkanäle münden, durch
die auf Grund eines vom Hauptstrom hervorgebrachten Druckunterschieds ein Teilstrom
durch einen Teilstromkanal in einem auf das Anschlußglied aufgesetzten Meßgerät
fließt.
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Bei vorbekannten Anschlußgliedern dieser Art (dänische Patentschrift
57 865) wird der Vorsprung durch einen Pitotkopf gebildet. Die gegen die Strömungsrichtung
des Hauptstroms gerichtete Kanalöffnung ist größer als die auf der entgegengesetzten
Seite des Kopfes vorgesehene Kanalöffnung. Der Pitotkopf muß deshalb mit einer vorbestimmten
Orientierung in den Kanal eingebaut werden.
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Um für einen nach dem Teilstromprinzip arbeitenden Warmwassermeser
eine geeignete Kapazität zu erhalten, muß der Teilstrom einem sehr kleinen Teil
des Hauptstromes entsprechen. ~ Dies wird bei den fraglichen vorbekannten Anschlußgliedern
dadurch erreicht, daß mit kleinen Druckunterschieden in dem Pitotkopf gearbeitet
und in den Teilstromkanal eine Blende eingesetzt wird. Wegen der Gefahr von Kalkniederschlägen
kann die Kanalöffnung im Pitotkopf nicht beliebig klein gehalten werden. In der
Praxis hat sich ferner gezeigt, daß es unmöglich ist, im Teilstromkanal eine Blende
zu verwenden, deren Bohrung weniger als 1 mm beträgt. Dies bedeutet, daß man, unter
anderem um den Teilstrom klein zu halten, im Teilstromkanal verhältnismäßig kleine
Kanaldimensionen verwenden muß. Der Druckverlust im Teilstromkanaldp setzt sich
somit aus einem Druckverlust über die Blende A Pbl und einem Druckverlust gleicher
Größenordnung zusammen, der vom Strömungswiderstand A Pr im Teilstromkanal herrührt:
Ap = JPbl + ap" wobei dpw = k,c,2 und dPr = k2"Cla wobei kl und k2 Konstanten sind,
und a = 1 bei laminarer Strömung bzw. a = 7/4 bei turbulenter Strömung und c1 die
Strömungsgeschwindigkeit in dem Teilstromkanal ist.
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Wird ein Pitotkopf als Druckgeberelement verwendet, dann ist der
Treibdruck zI pt des Teilstromes dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit des Hauptstromes
proportional, d. h. pt=k.c2, wobei k konstant ist.
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Durch die Verwendung eines Pitotkopfes wird also keine Proportionalität
zwischen Hauptstrom und Teilstrom erreicht, weil a, wie oben erwähnt, nicht 2 ist
(a = 2 oder k2 = 0 sind die einzigen Möglichkeiten, um Proportionalität zwischen
Hauptstrom und Teilstrom zu erhalten).
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Experimentell hat sich gezeigt, daß der Druck-
verlust dp für den
Teilstromkanal in folgender Weise ausgedrückt werden kann: dp = k3 9 Ciys wobei
y = 1,7 bis 1,8.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Anschlußglied der eingangs
genannten Art so weiter auszubilden, daß auf relativ einfache Weise Proportionalität
zwischen dem Hauptstrom und dem Teilstrom erzielt wird.
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Das Anschlußglied nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß
der Vorsprung kegelförmig ist, wobei der Scheitelwinkel des Kegels zwischen 60 und
1400, vorzugsweise zwischen 110 und 1200 liegt.
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Beim Versuch mit dem erfindungsgemäßen Anschlußglied hat es sich
gezeigt, daß ein Treibdruck Apt = cx, wobei x = 1,7 bis 1,8 erreicht wird. Durch
die Verwendung eines kegelförmigen Vorsprungs für einen nach dem Teilstromprinzip
arbeitenden Warmwasserkostenverteiler ist es also möglich, zwischen Hauptstrom und
Teilstrom Proportionalität zu erreichen, weilx und y annähernd gleich sind. Daraus
folgt, daß die Registrierung des Meßgerätes von der Geschwindigkeit des Hauptstromes
weniger abhängig ist als bei den vorbekannten Anschlußgliedern.
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Wenn der Druckunterschied mittels eines herkömmlichen Anschlußgliedes
erzeugt wird, muß man darauf achten, daß der Einsatz mit der richtigen Orientierung
eingebaut wird, da das Meßgerät sonst eine falsche Anzeige liefert. Hierfür genügt
es nicht, den Einsatz und die Aussparung, in die der Einsatz eingefügt wird, mit
Führungen zu versehen, da das Anschlußglied als ganzes mit falscher Orientierung
eingebaut werden kann. Das Anschlußglied nach der Erfindung läßt sich dagegen leicht
mit einem Einsatz ausbilden, wobei ein richtiges Meßergebnis erzielt wird, unabhängig
davon, ob der Einsatz in einer bestimmten Lage oder um 1800 gedreht eingesetzt wird.
Als sehr zweckmäßig hat es sich bei Verwendung eines Anschlußgliedes in Form eines
Rohrstücks mit einem Einsatz herausgestellt, wenn der Kegel vom einen Ende des Einsatzes
gebildet wird, der in eine seitliche Aussparung des den Rohrkanal enthaltenden Rohrstücks
eingesetzt ist.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert
werden. Es zeigt Fig 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfinduugsgemäßen
Anschlußgliedes, F i g. 2 eine entsprechende Draufsicht und Fig.3 einen Schnitt
nach der Linie III-III in Fig. 1.
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Das gezeigte Anschlußglied besteht aus einem Rohrstück 1 mit zwei
Endmufferx 2 und 3 mit Innengewinde zum Einbau des Rohrstücks 1 in eine Warmwasserleitung.
Ein Rohrkanal 4 im Rohrstück 1 hat kreisförmigen Querschnitt mit dem gleichen Durchmesser
zu beiden Seiten eines in den Rohrkanal hineinragenden Kegels 5. Der Kegel 5 hat
einen Scheitelwinkel von etwa 1150, und sein Scheitelpunkt befindet sich im wesentlichen
in der Längsachse 6 des Rohrkanals 4.
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An den Seitenflächen des Kegels münden zwei
Abzweigkanäle
7 und 8 zu beiden Seiten einer durch die Kegel achse gehenden Diametralebene ein,
und zwar in gleich großen Rohrkanalquerschnitten. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
befinden sich die Kanaleinmündungen im Verhältnis zur Kegelachse 9 einander diametral
gegenüber, und die Achsen der beiden Abzweigkanäle 7 und 8 liegen in einer Ebene
durch die Längsachse 6 des Rohrkanals.
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Die Kanäle7 und 8 münden an ihrem anderen Ende in einem Flansch 10
aus, worin Löcher 11 (Fig. 2) für die Befestigung eines an sich bekannten Teilstromwarmwassermessers
vorgesehen sind.
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Wenn durch den Rohrkanal 4 Wasser strömt, erzeugt der Kegel 5 einen
Druckunterschied zwischen den Einmündungen der Kanäle 7 und 8, wodurch ein Teilstrom
durch diese Kanäle und den Teilstromkanal des an dem Flansch 10 befestigten Messers
abgeleitet wird. Im Messer erwärmt der Teilstrom z. B. einen Behälter, wodurch eine
Verdampfung einer Meßflüssigkeit stattfindet, die anschließend in einer Meßröhre
kondensiert wird, so daß die kondensierte Flüssigkeitsmenge ein Maß der durch den
Messer geflossenen Wassermenge und der Temperatur des Wassers darstellt.
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Wie bereits erwähnt, wird zwischen der Anzeige des Messers und der
durch den Rohrkanal 4 hindurchgeströmten Wessermenge eine gute Proportionalität
erzielt, und wegen der symmetrischen Ausbildung des Kegels 5 und der Einmündungen
der Kanäle7 und 8 ist diese Anzeige unabhängig von der Richtung, in der der Hauptstrom
durch den Rohrkanal 4 fließt.
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Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Kegel 5 vom einen Ende
eines Einsatzes 12 gebildet, der in eine konische seitliche Aussparung 13 des Rohrstücks
1 eingesetzt ist. Der Einsatz 12, worauf der Flansch 10 ausgebildet ist, wird durch
die glei-
chen Schrauben festgehalten, durch die der Messer am Flansch befestigt
wird.
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Die Aussparung 13 ist am unteren Ende (s. F i g. 3) mit einem konischen
Teil 14 abgeschlossen, dessen Kegelwinkel demjenigen des Kegels 5 entspricht. Der
Einsatz 12 ist so in der Aussparung 13 geführt, daß die Kanäle 7 und 8 in einer
gemeinsamen Ebene durch die Achse 6 des Rohrkanals zu liegen kommen, jedoch ist
die Führung so ausgebildet, daß der Einsatz 12 sowohl in der in F i g. 1 gezeigten
Stellung als auch in einer um 1800 gedrehten Stellung angebracht werden kann.