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Selbsttätige Steuervorrichtung für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer.
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuervorrichtung für gasbeheizte Flüssigkeitserhitzer mit einer Verstellvorrichtung für den Gashahn, die z. B. aus einer Membran oder einem Kolben besteht, welcher durch ein mittels Venturirohres im Wasserweg erzeugtes Druckgefälle betätigt wird und mit einem das Venturirohr umgehenden Nebenweg, der erforderlichenfalls einen Teil des strömenden Wassers am Venturirohr vorbeiführt, um das erzeugte Druckgefälle innerhalb gewisser Grenzen zu halten.
Zweck der Erfindung ist, zu ermöglichen, dass der Flüssigkeitserhitzer ohne Umänderung unter den verschiedensten örtlichen Betriebsverhältnissen, insbesondere auch schon bei sehr geringem Wasserdruck, benutzt werden kann. Beispielsweise soll bei einem für Badezwecke geeigneten Erhitzer schon bei einer Druckhöhe von nur 3 m Wassersäule (0.3 Atm. ) der für Badezwecke benötigte Wasserdurchfluss von etwa 10 !/Min. möglich sein ; anderseits aber soll sich das Gasventil des Erhitzers trotz des geringen Wasserdruckes auch schon bei wesentlich schwächerem Wasserstrom öffnen, damit auch heisses Wasser entnommen werden kann ; ferner soll derselbe Erhitzer auch für hohen Wasserdruck benutzbar sein, ohne dass an ihm etwas geändert werden muss.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, eine einfache Führung des Wassers zu ermöglichen.
Diesen Forderungen wird gemäss der Erfindung dadurch genügt, dass das Venturirohr in seinem Gehäuse unter dem Einfluss des Unterschiedes der Wasserdrücke, vor und hinter dem Venturirohr unter Überwindung einer Gegenkraft, z. B. einer Feder, selbsttätig verschiebbar ist und dass durch diese Verschiebung der das Venturirohr umgehende Nebenweg für das Wasser freigegeben wird. Bei Sinken des genannten Druckunterschiedes unter einen bestimmten Wert wird das Venturirohr durch die Gegenkraft in die Ausgangsstellung zurückgeführt. Bei einem Venturirohr genügt schon ein geringer Unterschied des Druckes an seinen beiden Enden, um zwischen Einmündung und engstem Querschnitt ein zur Betätigung des Gasventils ausreichendesDruekgefälle zu erzeugen.
Infolge des geringen Druckverlustes arbeitet die Steuervorrichtung schon bei geringem Wasserdruck, ohne bei höherem Wasserdruck infolge der Öffnung des Nebenweges Beschädigungen ausgesetzt zu sein.
Die so ausgebildete Vorrichtung kann gleichzeitig zur Herbeiführung anderer Steuervorgänge benutzt werden. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Entnahme sehr grosser Wassermengen, zu deren Erwärmung die für den Erhitzer zuträglich Gaszufuhr nicht ausreichen würde, zu verhindern.
Dies kann gemäss der Erfindung durch ein mit dem Venturirohr verbundenes Steuerglied (Ventil, Schieber od. dgl.) geschehen, das in der Endstellung, die das Venturirohr bei grösster Verschiebung einnimmt, den Nebenweg für das Wasser wieder verengt bzw. abschliesst.
Bei Drosselung oder völligem Abschluss dieses Nebenweges nimmt, namentlich bei hohem Wasserleitungsdruck, der durch das Ventmirohr fliessende Wasserstrom an Stärke zu, was eine Erhöhung des auf die Verstellvorrichtung für den Gashahn einwirkenden Druckunterschiedes zur Folge hat. Um nun zu verhindern, dass hiebei die Membran der Verstellvorrichtung durch zu grosse Druckunterschiede Schaden leidet, kann das Venturirohr an Stellen verschiedener lichter Weite mit mehreren Druckentnahmestelle versehen sein, die gegenüber den zugehörigen, zur Verstellvorrichtung für den Gashahn führenden Anschlussstellen0 im Gehäuse des Venturirohres derart angeordnet sind, dass bei durch den
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Wasserstrom bewirkter,
selbsttätiger Verschiebung des Venturirohres auf die Verstellvorriehtung für den Gashahn nacheinander immer kleinere Druckunterschiede zur Wirkung kommen.
Es sind bereits Steuervorrichtungen bekannt, bei denen ein Venturirohr, das mehrere Druckentnahmestellen an Stellen verschiedener lichter Weite aufweist, von Hand aus, also willkürlich axial verstellbar ist, um fallweise je eine dieser Stellen an die Verstellvorrichtung für den Gashahn anschliessen zu können. Bei derartigen bekannten Vorrichtungen ist jedoch das Venturirohr während des Betriebes nicht beweglich und überdies wird bei Verstellung des Venturirohres in Richtung der Wasserströmung die Verstellvorrichtung immer grösseren Druckunterschieden unterworfen, während gemäss der Erfindung diese Druckunterschiede bei Verschiebung des Venturirohres in derselben Richtung immer kleiner werden.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Steuervorrichtung nach der Erfindung in der Stellung bei ganz geringem Wasserdurehfluss. Fig. 2 in grösserem Massstab den vom Wasser durchströmten Teil der Vorrichtung nach Fig. 1 in der Stellung bei starkem Wasserdurchfluss, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Liniei 111-111 der Fig. 2, Fig. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Steuervorrichtung, bei der die Stärke der Wasserentnahme nach oben hin selbsttätig begrenzt wird und bei der gleichzeitig Vorkehrungen zum Schutz der Membran vor übermässig hohen Druckunterschieden getroffen sind.
Beider Ausführungsform nach den Fig. 1-3 ist'in die zum Erhitzer 2 führende Wasserleitung 1, l' ein Gehäuse 3 eingeschaltet, in dem ein Venturirohr 4 verschiebbar gelagert ist. Eine Feder 5 drückt das Venturirohr in die Ruhelage, in der sein ventilartig bearbeiteter Eintrittsrand 6 sich gegen 0eine entsprechende Sitzfläche 7 des Gehäuses 3 legt. Von der Wasserzuleitung 1 führt ein Druckentnahmerohr 8 zu der'einen Membrankammer 9 der Steuervorrichtung ; eine zweite Druckentnahmeleitung, die von der Bohrung 10 und dem Längskanal'll im Körper des Venturirohres, sowie von der ortsfesten Leitung 12 gebildet wird, führt von der Verengung des Venturirohres zur andern Membrankammer 1. 3.
Von der die beiden Kammern 9 und 13 voneinander trennenden Membran 14 wird das den Gaszutritt zum Brenner 16 regelnde Gasventil15 in bekannter Weise gesteuert. Bei ganz geringem Wasserdurchfluss behält das Venturirohr die in Fig. l dargestellte Ruhelage bei ; die Vorrichtung wirkt dann wie die bekannten Gassteuervorrichtungen, nämlich in der Weise, dass durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Membran eine Öffnungsbewegung des Gasventiles 15 erfolgt. Sobald sich aber der Wasserstrom so verstärkt, dass der zwischen den Enden des Venturirohres sich einstellende Druckunterschied zur Überwindung der Spannung der Feder 5. ausreicht, tritt selbsttätig eine Verschiebung des Venturirohres ein und dessen Gehäuse 3 bildet dann eine Neben-oder Umgehungsleitung für einen Teil des gesamten Wasserstroms, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Dadurch wird bewirkt, dass der auf die Membran 14 einwirkende Druckunterschied bei verstärkter Wasserentnahme nicht allzu hoch über den eine Öffnungsbewegung des Gasventiles 15 bewirkenden sogenannten Öffnungsdruck ansteigen kann. Die Verschiebebewegung des Venturirohres kann durch einen Anschlag 22 begrenzt sein. Der in einer verbreiterten Führungsrippe 17 des Venturirohres angeordnete, mit seiner offenen Aussenseite am Gehäuse 3 anliegende Kanal 11 ist so lang, dass der Kanal 10 auch bei Verschiebung des Venturirohres stets mit dem Kanal 12 in Verbindung bleibt. Zur weiteren Sicherung dieser Verbindung ist das durch die Rippen 17, 18, 19, 20 (Fig. 3) im Gehäuse 3 geführte Venturirohr 4 durch am Gehäuse angebrachte Führungsleisten 21, 21' für eine der Rippen 19 gegen Verdrehung gesichert.
Hiedurch wird bewirkt, dass die Steuerkammern 9 und 13 der Membran 14 auch bei einer Verschiebung des Venturirohres mit zwei Stellen des Wasserweges in Verbindung bleiben, an denen ein zur Betätigung des Gasventiles 15 ausreichender Druckunterschied besteht, wenn dem Erhitzer 2 Wasser entnommen wird.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dadurch, dass das bewegliche Venturirohr 4 auch an seinem Austrittsende 25 ventilartig ausgebildet ist und sich dem im Gehäuse angebrachten Ventilsitz 26 soweit nähern kann, dass der Nebenweg des Wassers wieder verengt oder im Grenzfalle ganz abgeschlossen wird. Dadurch wird der Durchfluss übermässig grosser Wassermengen durch den Erhitzer selbsttätig verhindert. Ferner sind an den Kanal des Venturirohres zwei Bohrungen 10 und 70'angeschlossen, von denen die eine 10 wieder an der engsten Stelle des Venturirohres mündet, die andere 10'dagegen an einer Stelle grösserer lichter Weite. Nach aussen münden diese Bohrungen in die Kanäle 11 bzw. 11', die in der schieberartigen Aussenfläche der Rippe 17 ausgespart sind.
Solange das Venturirohr nicht oder nur wenig verschoben ist, steht die Bohrung 10 über Kanal 11 mit der zur Membrankammer 13 (Fig. 1) führenden Leitung 12 in Verbindung ; bei starker Verschiebung des Venturirohrs (und dementsprechend kräftigem Wasserstrom in diesem) kommt die Bohrung 10 ausser Verbindung mit der Leitung 12, dafür wird jetzt, wie Fig. 4 zeigt, die Bohrung 10' über den Kanal 11'und die Zweigleitung 12'mit der Leitung 12, also mit der Membrankammer 13 verbunden. Dadurch wird der auf die Membran einwirkende Druckunterschied geringer, als wenn die Membrankammer 13 dauernd an die Bohrung 10 angeschlossen wäre. Diese Verminderung des Druckunterschiedes hat keinen Einfluss auf die Stellung des Gasventils 15. Dieses verbleibt vielmehr in geöffneter Stellung, so lange die Wasserströmung das Venturirohr von seinem Ventilsitz 7 abgehoben hat.
Es wird aber einer etwaigen Beschädigung der Membran durch einen übermässig hohen Druckunterschied zwischen beiden Membrankammern 9 und 13 selbsttätig vorgebeugt.