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Ausdehnungsgefäss für geschlossene Zentralheizungsanlagen, insbesondere für solche mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle
Die Erfindung betrifft ein Ausdehnungsgefäss für geschlossene Zentralheizungsanlagen, insbesondere für solche mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle, welches mindestens ein langgestrecktes, zylindrisches Gefäss mit einer einen gasgefüllten Raum begrenzenden Membran aufweist.
Bisher ist es üblich, in Ausdehnungsgefässen geschlossener Zentralheizungsanlagen eine vorzugsweise aus Gummi hergestellte Membran, welche den Behälterraum in eine Gaskammer und in eine Flüssigkeitskammer unterteilt, so einzuspannen, dass sie sich unter dem Druck des im Ausgleichsgefäss ansteigenden Wassers umstülpen kann. Bei sehr langen zylindrischen Ausdehnungsgefässen mit einem relativ kleinen Durchmesser, welche sich sehr günstig hinter Verkleidungen, in Hohlräumen, Ecken und an andern unauffälligen Stellen anbringen lassen, bereitet die Ausbildung der Membran als Stülpmembran jedoch Schwierigkeiten, da ein einwandfreies Umstülpen der relativ langen sackartigen Membran nicht sicher gewährleistet ist und eine sich zu ihrer Mitte hin verringernde Wandstärke mit einer konischen Ausbildung des Sackes voraussetzt.
Dadurch können die Ausdehnungsgefässe nicht beliebig lang gemacht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile bekannter Einrichtungen eine Membran für langgestreckte Ausdehnungsgefässe geschlossener Zentralheizungsanlagen zu schaffen, bei denen eine gleichmässige und unkomplizierte Formänderung unter geringstmöglicher mechanischer Beanspruchung der Membran erfolgt und welche eine beliebige Länge des Ausdehungsgefässes bei einem relativ kleinen Gefässdurchmesser erlaubt.
Nach der Erfindung wird dies nun bei Ausdehungsgefässen der eingangs beschriebenen Art für geschlossene Zentralheizungsanlagen dadurch erreicht, dass die Membran als langgestreckter Membransack ausgebildet ist, welcher sich über den grössten Teil der Länge des Ausdehnungsgefässes erstreckt und dessen Umfangswand in unbelastetem Zustand einen Querschnitt hat, dessen Umrisslinie aus abwechselnd nach innen und aussen gerichteten Bogenteilen mit unterschiedlichem Krümmungsradius besteht. Dabei kann die Umrisslinie des Membransackes einen wellenartigen Verlauf oder etwa die Umrissform eines Kleeblattes oder eines mehrstrahligen Sternes haben.
Während bei einer Membran mit einem runden Querschnitt keine gleichmässige und damit schonende Beanspruchung und Verformung der Membran gewährleistet werden kann, sondern erfahrungsgemäss ein die weitere Verformung stark beeinflussender einseitiger Beginn der Verformung an der zufälligerweise schwächsten oder am stärksten elastischen Stelle der Membran mit einer entsprechend stärkeren Biegebelastung dieser Stelle eintreten kann, wird bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Membransack mit einer im unbelasteten Zustand von einer Kreisform abweichender Querschnittsform mit vorgeformten Einbuchtungen eine gewünschte Formänderung mit wesentlich grösserer Sicherheit erzwungen. Eine die Membran stellenweise sehr stark beanspruchende Umstülpung
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in Längsrichtung des Ausdehnungsgefässes wird vollstädig vermieden.
Die Membran wird im allgemeinen mittels einer Stickstoff-Füllung zunächst in radialer Richtung aufgeweitet, so dass sie zur Anlage an die Innenwandung des Ausdehnungsgefässes kommt. Bei äusserem Überdruck unter dem Einfluss des in das Ausdehnungsgefäss eindringenden Umlaufwassers der Zentralheizungsanlage faltet sich der zu einem kreisförmigen Querschnitt aufgeweitete Membransack in radialer Richtung entsprechend seiner ursprünglichen Formgebung mit einem wellenartigen Verlauf der Umrisslinie zusammen, wobei der Membransack in seiner Länge nur unwesentlich verändert wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Innenraum des'Membransackes mit dem Rohrsystem der Zentralheizungsanlage in Verbindung zu bringen und die Stickstoff-Füllung in den freien Raum des Ausdehnungsgefässes einzubringen, wodurch der Vorteil besteht, dass nur der am Einspannrand des Membransackes befindliche Deckel des Ausdehnungsgefässes aus einem gegen Korrosion widerstandsfähigen Werkstoff hergestellt zu werden braucht, da nur dieser in einem solchen Falle mit dem Umlaufwasser in Berührung kommt.
Erfindungsgemäss ist der Umfang des unbelasteten Membransackes kleiner als der Umfang des zylindrischen Ausdehnungsgefässes. Dadurch wird gewährleistet, dass sich der Membransack bei äusserem Überdruck sicher und gleichmässig von der Innenwand des Ausdehnungsgefässes löst. Eine unsymmetrische Verformung des Membransackes, beispielsweise ein unsymmetrisches Anpressen des Membransackes gegen eine Seite der Innenwand des Ausdehnungsgefässes, wird dadurch mit Sicherheit verhindert.
Die gewählte Formgebung des unbelasteten Membransackes macht diese Membran unabhängig von der Länge des Ausdehnungsgefässes, während bei den bekannten Stülpmembranen die Länge des von der Membran umschlossenen Gasraumes durch die notwendige kegelförmige Querschnittsform des Axialschnittes durch die Membran begrenzt ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Ausdehnungsgefässes für geschlossene Zentralheizungsanlagen schematisch dargestellt, u. zw. zeigt Fig. l einen zentralen Längsschnitt durch ein langgestrecktes zylindrisches Ausdehnungsgefäss, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gefäss nach Linie 11-11 in Fig. l, Fig. 3 einen zentralen Längsschnitt durch ein Ausdehnungsgefäss gemäss Fig. l in einer geänderten Ausbildung und Fig. 4 einen Querschnitt durch das Gefäss nach Linie IV-IV in Fig. 3.
Der zentrale Längsschnitt in Fig. l zeigt ein langgestrecktes zylindrisches Ausdehnungsgefäss 10mit einem relativ kleinen Durchmesser, welches an seinem oberen Ende einen Bördelrand - 11-- aufweist, in welchen ein kugelkalottenförmiger Deckel--12--zusammen mit dem Rand
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sich bekannter Weise mit einer Stickstoff-Füllung versehen werden kann. Der vorzugsweise aus einem hochwertigen Gummi gefertigte Membransack--14--ist so geformt, dass er in unbelastetem Zustand einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt aufweist, dessen Umrisslinie aus abwechselnd nach innen und aussen gerichteten Bogente len mit unterschiedlichem Krümmungsradius besteht.
Beim Ausführungsbeispiel hat der Querschnitt gemäss Fig. 2 annähernd die Form eines dreizackigen Sternes mit stark abgerundeten Zackenteilen --141--, zwischen denen starke Einbuchtungen--142-gegenüber einer in Fig. 2 strichpunktiert angedeuteten umhüllenden Kreislinie--19--vorhanden sind.
Um eine gleichmässige Dehnung des gesamten Membransackes--14--zu erreichen, kann auch sein Bodenbereich--143--in Abweichung von der aus Fig. l ersichtlichen Form zur Längsachse des Gefässes hin einwärts gewölbt sein.
Der Umfang des Membransackes--14--ist kleiner als der Umfang des zylindrischen Ausdehnungsgefässes--10-.
Der Membransack--14--wird zunächst über das Füllventil --18-- mit Stickstoff unter leichtem Überdruck gefüllt, so dass sich der Membransack--14--aus seinem in den Zeichnungen dargestellten unbelasteten Zustand in radialer Richtung ausdehnt und über seinen ganzen Umfang gegen die Innenwand des kreiszylindrischen Ausdehnungsgefässes-10-zu liegen kommt. Wird durch ansteigenden Druck im wassergefüllten Rohrleitungssystem der geschlossenen Zentralheizungsanlage
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nicht oder nur in geringem Umfange auf. Membransäcke in dieser Form können in jeder Länge ohne Beeinträchtigung ihrer Funktion im Ausdehnungsgefäss hergestellt werden, so dass man bei der Wahl der Länge des Ausdehnungsgefässes praktisch von der Membran unabhängig ist.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 3 und 4 ist die vorstehend beschriebene Ausbildung vollständig beibehalten, jedoch sind ausserdem Steigleitungen für das Wasser vorgesehen. Zu diesem Zweck ist jeweils gegenüber einer Einbuchtung --142-- des Membransackes --14-- an der Innenwand des Ausdehnungsgefässes-10-ein nach der Einbuchtung --142-- zu ausgewölbter Blechstreifen --20-- befestigt,
welcher in der Nähe des Bodens --15-- des Ausdehungsgefässes - -10-- in ein vorzugsweise fächerförmiges Leitblech --201-- ausläuft und vorzugsweise bis an den oberen Rand des Ausdehnungsgefässes--10--heranreicht. Auf diese Weise bildet der Innenraum zwischen Blechstreifen --20-- und Innenwand des Ausdehnungsgefässes-10-eine Steigleitung, in welcher das in das Ausdehnungsgefäss-10-eintretende Umlaufwasser aufsteigt. Der Blechstreifen - ist gegenüber der Einbuchtung --142-- mit mehreren übereinander in einer Reihe
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die Einbuchtung --142-- lenken. Dadurch wird die Verformung des Membransackes-14-bewusst auf die Einbuchtungen--142--gerichtet.
Die Querschnittsform des Membransackes lässt sich in einem weiten Bereich abwandeln. Der Membransack könnte z. B. an seiner Oberseite auch ballonförmig ausgebildet und nur im Bereich des Füllventils am Deckel des Ausdehnungsgefässes verankert sein. Genausogut könnte der Innenraum einer solchen Ballonmembran an das Rohrsystem der Zentralheizungsanlage angeschlossen sein, so dass das gesamte Ausdehnungsgefäss einschliesslich Deckel und Boden aus einem Material bestehen kann, welches nicht korrosionswiderstandsfähig zu sein braucht, da die Wandungen des Gefässes in einem solchen Falle nur mit der Gasfüllung in Berührung kommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ausdehnungsgefäss für geschlossene Zentralheizungsanlagen, insbesondere für solche mit einem gasbeheizten Umlauf-Wassererhitzer als Wärmequelle, welches mindestens ein langgestrecktes, zylindrisches Gefäss mit einer einen gasgefüllten Raum begrenzenden elastischen Membran aufweist,
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ausgebildet ist, welcher sich über den grössten Teil der Länge des Ausdehnungsgefässes (10) erstreckt und dessen Umfangswand in unbelastetem Zustand einen Querschnitt hat, dessen Umrisslinie aus abwechselnd nach innen und aussen gerichteten Bogenteilen mit unterschiedlichem Krümmungsradius besteht.
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