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Gas-Durchlauferhitzer
Die Erfindung betrifft Gas-Durchlauferhitzer mit selbsttätiger Drucksteuerung des Gasventiles, in dessen Wasserzuleitung hintereinander eine Regulierdrossel, eine Vorkammer sowie ein Stauorgan zur Regulierung der die Ventilsteuerung bewirkenden Druckdifferenz angeordnet sind und setzt sich zum Ziele, für alle praktisch vorkommenden-auch extrem hohen oder niedrigen - DruckwertedesWasseranscblusses stets die gleiche Druckdifferenz am Stauorgan zu gewährleisten, die zur vorschriftsmässigen Ein- und Ausschaltung des Gasventiles erforderlich ist.
Die bisher bekannten Gas-Durchlauferhitzer sind nicht ohne weiters für alle vorhandenen Wasseranschlüsse verwendbar : die bei Hochdruck-Anschluss zunehmend eingeschaltete Regulier-Drossel bewirkt nämlich unter extremer Steigerung der Durchgangsgeschwindigkeit zwangsläufig eine unzulässige Verminderung des Druckabfalles am Stauorgan ; es muss daher entweder die Anschlussarmatur in mehreren Typen für verschiedene Druckbereiche hergestellt - z. B. mit verschieden grossen Membranen oder verschieden starken Federn am Gasventil versehen-oder aber zum gleichen Zwecke die Ventilfeder oder das Stauorgan ausgetauscht bzw. auch eine zusätzliche Einrichtung zum Wasserteil vorgerhen werden
Es sind auch bereits-z.
B. aus der Schweizer Patentschritt Nr. 206935 - Durchlauf-Flüssigkeitserhit- zer mit selbsttätiger Schaltvorrichtung sowie in der Flüssigkeitsleitung eingebauter Drosselstelle mit Venturirohr bekannt, bei denen die Drosselstelle in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen vor dem Venturirohr angeordnet und zwischen der Drossel und dem Venturirohr eine Leitvorrichtung angeordnet ist, welche die hinter der Drossel austretende Flüssigkeit in gleichgerichtete Stromfäden aufteilt und diese zu einem geschlossenen Strahl zusammenführt, der im wesentlichen in der Achsenrichtung des Venturirohres verläuft.
Bei derartigen Geräten würde nun bei vorgegebener Membrangrösse und normalem Wasserdruck von 2 bis 2, 5 atü die Einstellung der zum Abspülen vor Fett erforderlichen Temperatur von 60 bis 620 C durch eine bestimmte Federschlusskraft P erreicht werden ; bei höherem Wasserdruck von 4bis 10 atü und darüber würde jedoch nach erfolgter Betätigung der Drossel das Gas-Ventil bei derselben Federkraft P schon bei 52-540 C geschlossen werden, weil das Drosselventil in der zugehörigen Öffnung eine derartige Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit verursacht, dass im Raum vor dem Regelkörper ein sehr niederer Druck herrscht, welcher entsprechend über die Zuleitung auf die Steuer-Membrane von unten eine schwächere Druckkraft ausübt als im ersten Falle des niedrigeren Wasserdruckes, so dass die Federschlusskraft P das Gasventil auch früher schliesst.
Soll daher ein Durchlauferhitzer dieser Schweizer Ausführungsform bei verschiedenen Wasseranschluss-Drücken die Soll-Temperatur von 620 C erreichen, so wäre dies bei höherenDrücken auch wieder nur durch Austausch der bei niedrigerem Anschlussdruck vorhandenen Ventilfeder in eine schwächere möglich.
Demgegenüber schafft nun die Erfindung einen Gas-Durchlauferhitzer, der durch besondere Ausgestaltung der selbsttätigen Drucksteuerung sowohl bei hohem als auch bei niedrigem Druckanschluss mit der gleichen Ventilfeder auf die richtige Temperatur von 620 C anspricht.
Nach der Erfindung wird dies bei Gas-Durchlauferhitzern der eingangs beschriebenen Bauart dadurch erreicht, dass in der Vorkammer sowohl die in Strömungsrichtung erste Druckableitung direkt vor dem Stauorgan abzweigt, als auch mindestens ein geschwindigkeitsreduzierendes bzw. turbulenzerzeugendes Organ - vorzugsweise ein Diffusor bzw. ein Widerstandskörper-eingesetzt-ist, wodurch für den gesamten Druckbereich deswasseranschlusses-alsovom niederstenbis zum insbesondere extrem hohen Druck - eine
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zur Druckstabilisierung in den Ableitungen des Stauorganes ausreichende Geschwindigkeitsreduktion erfolgt.
Dieser durch die erfindungsgemässe Anordnung der ersten Druckableitung zur Steuer-Membran bedingte überraschende Effekt der Druckstabilisierung in beiden Ableitungen lässt sich dadurch erklären, dass bei hohem Anschlucdruck in dem zwischen Regulier-Drossel und Stauorgan angeordneten Hilfsraum vor dem Venturirohr ein ausreichender Druck-Rückgewinn erzielt wird, so dass tatsächlich die im Venturirohr erzielte Druckdifferenz zur Schaltung des Ventiles und damit auch die erzielte Auslauftemperatur des Wassers - wie sich praktisch zeigt-unabhängig von seinem Anschlussdruck stets konstant bleibt.
Durch die Anordnung des geschwindigkeitsreduzierenden bw. turbulepzerzeugenden Organs wird die Länge der Vorkammer wesentlich herabgesetzt-in günstigen Fällen bis zu ihrem halben Durchmesser : an sich können hiefür sinngemäss alle diesen strömungstechnischen Zwecken dienenden Elemente verwendet werden.
Als besonders wirkungsvoll erweist sich für den gleichen Zweck auch einz etwa halbkugelförmige Ausbildung des Raumes zwischen beidenDruckableitungen des Stauorganes - also des Abschlusses der Vorkammer vor Eintritt in das Venturirohr ; diese Massnahme ergibt eine so vorteilhafte Führung der Strömung, dass dadurch eine sehr erhebliche Verkürzung aer Vorkammer erreicht wird.
Selbstverständlich ist auch die sinngemässe Kombination zweier oder mehrerer Massnahmen möglich.
Schliesslich ist nach der Erfindung vorgesehen, Regulier-Drossel, Vorkammer und Stauorgan zweckmässig als gemeinsame Baueinheit auszubilden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Übersicht der Gesamtanlage eines Gas-Durchlauferhitzers mit durch Wasserdruck gesteuertem Gasventil, Fig. 2 die konstruktive Ausbildung der Wasser-Anschlussarmatur, die Fig. 3, 4 und 5 drei Varianten der Ausstattung der Vorkammer mit verschiedenen, geschwindigkeitsreduzierenden Einsätzen.
Der in Fig. 1 dargestellte Gas-Durchlauferhitzer entspricht in der Gesamtanlage durchaus der allgemein üblichen Bauart für Geräte mit durch den Wasserdruck automatisch gesteuertem Gasventil ; das in das Armaturengehäuse 1 einströmende Kaltwasser fliesst durch die Regulier-Drossel 2, die Vorkammer 15 sowie durch das Stauorgan 3 in die zum Heizkörper 5 führende Rohrleitung 4 : die Z pfleitung 6 für das Heisswasser ist mit dem Abschlufhahn 7 versehen ; unmittelbar vor dem Stauorgan 3 sowie in dessen wirksamem Querschnitt zweigen beide Druckleitungen 8 und 9 ab, die in die Msmbrankamrrerr 10 und 11 beiderseits der Membran 12 einmünden, an welchp. das Abschlussventil13 derGasleitung 14 angeschlossen ist.
Im Gehäuse 1 der Anschlussarmatur ist nun anscl liessend an die Regulier-Drossel 2 eine Vorkammer 15 angeordnet, durch die-wie bereits erwähnt-bei stark gedrosseltem Zuf1u eine entsprechende Geschwindigkeits-Reduktion der Strömung vor ihrem Eintritt in das Stauorgan und somit die Aufrechterhaltung einer, vom Wasser-Anschlussdruck unabhängigen, konstanten Druckdifferenz an den Anschlussstellen. beider zu den Membrankammern 10 und 11 führenden Abzweigungen 8 und 9 erreicht wird.
Fig. 2 zeigt die konstruktive Ausführung der als Baueinheit ausgebildeten Wasser-Anschlussarmatur 1 im Mittelschnitt, u. zw. ist nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung der an die Vorkammer 15 anschliessende, räumliche Übergang 16 zwischen beiden Druckableitungen des-hier als Venturirohr an- gedeuteten - Stauorganes 3 etwa halbkugelförmig ausgebildet, wodurch bereits eine wesentlich kürzere Vorkammer 15 ausreicht als bei normalem, konischem Übergang.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen nun weitere Varianten von mit einer einfachen Stauscheibe 17 abgeschlossenen Anschlussarmaturen l, in deren Vorkammer 15 je ein zusätzlicher, geschwindigkeitsreduzierender Einsatz angeordnet ist, u. zw. in Fig. 3 ein Diffusor 18, in Fig. 4 ein Widerstandskörper 19 an sich beliebiger Profilierung ; in der Armatur gemäss Fig. 5 ist am oberen Ende der Vorkammer ein Strahlregler 20 eingesetzt.
Schliesslich ist in Fig. 4 angedeutet, dass der Kegel 21 der Regulier-Drossel 2 mit schräg angeordneten Rillen 22 versehen ist, die bereits bei Eintritt in die Vorkammer 15 eine zusätzliche Verwirbelung und daher Geschwindigkeits-Reduktion der Strömung hervorrufen.
Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung der Wasser-Anschlussarmatur für Gas-Durchlau ferhitzer wird deren Herstellung in einer einzigen, für alle praktisch vorkommenden Wasseranschlusswerte-von etwa 0,3 bis 12 atü-einheitlich verwendbaren Ausführungsform ermöglicht.