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Durchlauferhitzer zur Kochendwasserbereitung Die Erfindung bezieht
sich auf einen Durchlauferhitzer zur Kochendwasserbereitung mit einer Vorrichtung
zur Begrenzung der durch das Gerät strömenden Wassermenge und einem durch ein Steuerventil
beherrschten Zusatzwasserkanal. Durch die Wassermengen-Begrenzungsvorrichtung, die
z. B. aus einem Wassermengenregler bestehen kann, wird die durchlaufende Wassermenge
so eingestellt, daß bei vollerHeizleistung des Gerätes die Siedetemperatur. erreicht
wird. Schwierigkeiten bei der Wassermengenbegrenzung entstehen dabei dadurch, daß
man im Winter mit Einlauftemperaturen von etwa 4° C und im Sommer init einer Einlauftemperatur
von etwa 20° C rechnen muß. Stellt man die Wassermenge so ein, daß 4° C-Wasser zum
Sieden kommt, dann wird bei höheren Einlauftemperaturon eine unangenehme und unnötige
Dampfbildung eintreten. Stellt man andererseits die Wassermenge auf Sommer-Einlauftemperatur
ein, so kommt das Wasser bei winterlichen Einlauftemperaturen nicht zum Sieden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine Regelvorrichtung
die durchlaufende Wassermenge selbsttätig zu steuern. Es ist bekannt, die durchlaufende
Wassermenge von der Einlauftemperatur abhängig zu machen, indem man im Einlauf einen
Temperaturfühler anordnet und nach Maßgabe der gemessenen Einlauftemperatur die
Wassermengenregelvorrichtung steuert. Eine solche Anordnung mit Temperaturfühler
ist kompliziert und teuer und hat den Nachteil aller Temperaturregelungen, nämlich
einer verhältnismäßig großen Trägheit.
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Es ist ferner bekannt, bei Dauchlauferhitzern einen von einem Steuerventil
beherrschten Zusatzwasserkanal vorzusehen. Durch mehr oder weniger weites öffnen
des Zusatzwasserkanals kann die eingestellte oder eingeregelte Wassermenge beeinflußt
werden. Durch den Zusatzwasserkanal kann entweder eine zusätzliche Wassermenge unter
Umgehung des Wassermengenreglers oder der Wassermengen-Begrenzungs.-vorrichtung
in das Gerät eingespeist werden, oder es kann der Mengenregler durch das Zusatzwasser
so beeinflußt "werden, daß er eine größere Wassermenge ein regelt.
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Bisher hat man das Steuerventil eines solchen Zusatzwasserkanals von
Hand betätigt und als sogenannten Temperaturwähler benutzt, um z. B. bei geschlossenem
Zusatzwasserkanal siedendes und bei geöffnetem Zusatzwasserkanal heißes oder kühleres
Wasser zapfen zu können.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es möglich ist, das
Steuerventil eines solchen Zusatzwasserkanals zum selbsttätigen Regeln der Siedendwassermenge
zu benutzen. Erfindungsgemäß erfolgt das bei einem Durchlauferhitzer der eingangs
geschilderten Gattung in der Weise, daß am Auslauf des Gerätes ein Stauglied angeordnet
ist und daß das Steuerventil des Zusatzwasserkanals von einem mit dem Auslauf in
Verbindung stehenden Hubglied im öffnenden Sinne gegen eine Schließfeder betätigt
wird, wenn vor dem Stauglied des Auslaufes durch Dampfentwicklung eine Druckerhöhung
stattfindet. Dadurch wird die Siedendwassermenge in Abhängigkeit von dem Dampfdrucke
im Auslauf geregelt. Es läßt sich diese Regelvorrichtung so einstellen, daß immer
nur eine Mindestdampfmenge entstehen kann. Man kann daher die Wassermengen-Begrenzungsvorrichtung
auf eine geringe Wassermenge einstellen, so daß das Wasser schnell zum Sieden kommt.
Tritt infolge hoher Einlauftemperatur oder höherer Heizleistung eine stärkere Dampfbildung
ein, so wird durch den geschilderten Regelvorgang der Zusatzwasserkanal geöffnet
und die Wassermenge vergrößert, bis die Dampfbildung wieder normal geworden ist.
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Zweckmäßigerweise ist das Steuerventil des Zusatzwasserkanals mit
einer Steuermembran verbunden, deren Membrankammer durch einen Kanal mit dem Stauraum
gor dem Stauglied des Auslaufes verbunden ist.
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Um bei einer solchen Anordnung den Einfluß von kurzzeitigen Dampfstößen
auszuschalten, kann in dem Verbindungskanal eine Beruhigungsdrossel geschaltet werden.
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Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn in der Auslaufleitung
ein undichter federbelasteter Staukörper angeordnet ist, an dem der Verschlußkörper
des Steuerventils angebracht ist. In solchen Fällen wird der Staukörper zugleich
als Hubglied des Steuerventils ausgenutzt, wodurch sich ein erheblich geringerer
konstruktiver Aufwand ergibt.
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Das geschilderte Prinzip der Regelung der Siedendwassermenge läßt
sich auch bei solchen Durchlauferhitzern mit Vorteil anwenden, die in an sich bekannter
Weise
durch einen Temperaturwähler von Kochendwasser- auf Heißwasserbereitung umgeschaltet
werden können. Bei solchen Geräten wird zweckmäßigerweise in den Zusatzwasserkanal
eine als Temperaturwähler wirkende Ventilanordnung eingeschaltet, durch die der
Zusatzwasserkanal wahlweise unmittelbar geöffnet oder das Zusatzwasser über das
Steuerventil geleitet werden kann.
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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 1 bis
5 dargestellt und im folgenden beschrieben.
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Abb. 1 zeit einen Schnitt durch eine Armatur eines Durchlauferhitzers
mit Regelung der Siedendwassermenge; Abb. 2 stellt das Schaltschema eines solchen
zusätzlich mit einem Temperaturwähler ausgestatteten Durchlauferhitzers dar; Abb.3
und 4 zeigen im Schnitt andere Ausführungsformen von Armaturen mit Regelung der
Siedendwassermenge; Abb. 5 stellt ein anderes Schaltschema eines mit Temperaturwähler
und Regler für die Siedendwasserinenge ausgestatteten Durchlauferhitzers dar.
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In einem Armaturengehäuse 1 ist ein Kaltwassereinlaßkanal 2 vorgesehen,
der in einer Reglervorkammer 3 mündet. Das dort eintretende Kaltwasser tritt über
einen Wassermengenregler 4 in eine Membrankammer 5, die durch eine Membran 6 abgeschlossen
ist. Die Membrankammer 5 steht über eine Venturidüse 7 finit einem Anschlußstutzen
8 in Verbindung, an den ein Durchlaiifrohr 9 mit Wärmetauscher 10 angeschlossen
ist. Das Durchlaufrohr 9 ist in Strömungsrichtung hinter dem Wärmetauscher 10 an
einen Stutzen 11 angeschlossen, der über einen Kanal 12 und ein Zapfventil 13 mit
dem Auslauf 14 des Gerätes in Verbindung steht.
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Vom Sogbereich der Venturidüse 7 führt ein mit einem Langsamzündventil
15 versehener Kanal 16 zii einer oberhalb der Membran 6 befindlichen Membrankammer
17. Die Membran 6 ist durch eine Regelfeder 18 belastet, die auf einen Membranteller
19 drückt. Von der Membran 6 wird über Stößel 20, 20' in bekannter Weise ein Gasventil
21 gesteuert, das dem im Gasstutzen 22 eintretenden Gas den Weg zu dem Gasbrenner
23 freigibt.
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Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen bekannten Anordnung ist
folgende: Beien Öffnen des Zapfventils 13 strömt eire durch den W assermengenregler
4 begrenzte Wassermenge durch das Gerät, wobei infolge der in den Wasserweg eingeschalteten
Venturidüse 7 ein Staudruck in der Membrankainmer 5 und ein Unterdruck in der oberen
Membrankammer 17 auftritt, so daß die Membran 6 angehoben wird und das Gasventil
21 öffnet. Das Regelventil des Wassermengenreglers 4 stellt sich dabei so ein, daß
in den Membrankammern 5, 17 ein der Kraft der Regelfeder 18 entsprechender Druckunterschied
aufrechterhalten wird und den Durchtritt einer bestimmten Wassermenge gestattet.
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Von der Membrankammer 5 ist unter Umgehung der V enturidiise 7 ein
Zusatzwasserkanal 24, 24' abgezweigt, der im Anschlußstutzen 8 mündet. Dieser Zusatzwasserkanal24.
24' wird von einem Steuerventil 25 beherrscht, dessen Verschlußkörper 26 an einer
Membran 27 befestigt und durch einen Rundschnuri fing 28 gegen eine Membrankammer
29 abgedichtet ist, Auf der Membran 27 lastet eine Schließfeder 30 und der atmosphärische
Druck.
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Im Auslauf 14 ist eine Stauscheibe 31 angebracht, vor der ein Kanal
32 von der Auslaufleitung abgezweigt ist. Dieser Kanal 32 führt über
eine Beruhigungsdrossel 33 in die Membrankammer 29.
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Solange der Zusatzwasserkanal24, 24' durch das Steuerventil 25 geschlossen
ist, kann beim Öffnen des Zapfventils 13 nur eine bestimmte Wassermenge durch den
Wassermengenregler 4 und die Venturidüse 7 strömen, die so bemessen ist, daß sie
bei niedrigster Einlauftemperatur des Kaltwassers im Winter und bei voller Heizleistung
des Brenners 23 zum Sieden kommt. Wird auf noch zu beschreibende Weise das Steuerventil
25 geöffnet, so kann Wasser durch den Zusatzwasserkanal 24, 24' an der Venturidüse
7 vorbeifließen. Das hat dieselbe Wirkung, als sei eine Venturidüse mit größerem
Durchlaßquerschnitt eingesetzt worden. Der Wassermengenregler 4 wird daher den gleichen
Druckunterschied an einem nunmehr vergrößerten Drosselquersohnitt aufrechterhalten
und eine entsprechend ;größere Wassermenge einregem.
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Das Öffnen des Steuerventils 25, das gleichbedeutend mit einer Vergrößerung
der eingeregelten Wassermenge ist, erfolgt selbsttätig dann, wenn infolge zu starker
Dampfbildung vor der Stauscheibe 31 Druck entsteht, der über den bei 33 gedrosselten
Kanal 32 in der Membrankammer 29 wirksam wird und gegen die Feder 30 einem Öffnungshub
der Membran 27 veranlaßt. Die Vergrößerung der Wassermenge hat einen Rückgang der
Dampfbildung und somit ein Nachlassen des Druckes vor der Stauscheibe 31 zur Folge.
Es entsteht also ein Regelspiel, das durch Bemessung der Feder 30 so eingestellt
werden kann, daß sich im Auslauf 14 immer nur eine bestimmte Mindestdampfmenge bildet.
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Der Zusatzwasserkanal 24 kann, wie bei 24 d gestrichelt angedeutet
ist, auch, von der Reglervorkammer 3 abgezweigt werden, so daß ungeregeltes Zusatzwasser
in das Gerät eintritt, wenn das Steuerventil 25 geöffnet wird.
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Man kann den Zusatzwasserkanal 24', wie bei 24a' angedeutet ist, auch
zum Sogbereich der Venturidüse 7 führen, so daß Zusatzwasser über den Kanal
16 zur oberen Membrankammer 17 gelangen kann. Auch dadurch wird der Wassermengenregler
4 veranlaßt, eine größere Wassermenge einzuregeln, sobald das Steuerventil 25 geöffnet
wird.
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Bei dein in Abb.2 dargestellten Schema sind für entsprechende Teile
gleiche Bezugszeichen eingetragen worden. Der Hauptwasserstrom ist durch Pfeile
einbezeichnet, während der Zusatzwasserweg durch gestrichelte Pfeile angedeutet
ist. In den Zusatzwasserkanal 24, 24' ist zusätzlich eine als Temperaturwähler wirkende
Ventilanordnung 34, 35 eingeschaltet, die durch eine Handhabe 36 betätigt wird.
Wenn siedendes Wasser gezapft werden soll, wird das Ventil 34 geschlossen, wobei
das federbelastete Ventil 35 von seinem Sitz abgehoben wird. Der Zusatzwasserkanal
24, 24' wird dann vom Steuerventil 25 beherrscht, das in beschriebener Weise bei
Dampfentwicklung vor der Stauplatte 31 anspricht. Die Stauplatte 31 ist auf der
Spindel des Zapfv entils 13 angeordnet und wirkt in Verbindung mit dem Rand des
Ventilsitzes 13' nur bei voll geöffnetem Zapfventil 13 drosselnd. Während der Schließbewegung
des Zapfventils 13 wird durch ein Doppelsitzventil 37 vorübergehend ein Nebenzweig
38 des Zusatzwasserkanals geöffnet, um durch kurzzeitige Vergrößerung der Wassermenge
die im Gerät gespeicherte Nachwärme abzuführen.
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Soll jedoch heißes Wasser gezapft werden, wird das Ventil 34 geöffnet
und dadurch das Ventil 35 auf seinen Sitz gedrückt. Bei dieser Einstellung ist der
Zusatzwasserkanal 24, 24' immer geöffnet, so daß eine
größere Wassermenge
durch das Gerät läuft, die nicht zum Sieden kommen kann. Durch den Abschluß bei
S5 werden sowohl das Steuerventil 25 als auch das Ventil 37 wirkungslos.
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Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Auslaufstutzen
14' ein durch eine Feder 39 belasteter Staukörper 40 angeordnet, der zugleich die
Funktion der Stauscheibe 31 und der Membran 27 des ersten Ausführungsbeispiels zu
übernehmen hat. An dem Staukörper 40 ist der Verschlußkörper 26' des Steuerventils
25' befestigt. Bei Dampfentwicklung im Auslaufstutzen 14' wird der den Auslauf drosselnde
Staukörper 40 gegen die Feder 39 nach unten gedrückt und dadurch das Steuerventil
25' geöffnet.
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Wie in Abb. 4 gezeigt ist, kann man den Staukörper auch als eine mit
Durchlaßöffnungen 41, 41' versehene Platte 42 ausbilden, die einen Wellrohrfederkörper
43 abschließt, der die Feder 39 (Abb. 3) ersetzt.
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Das in Abb. 5 dargestellte Schema betrifft einen Durchlauferhitzer
bei Verwendung eines Staukörpers 40 im Auslaufstutzen 14'. In beschriebener Weise
kann auch hier durch den Temperaturwähler 34 bis 36 eine Umstellung von Kochendwasser-
auf Heißwasserbereitung vorgenommen werden. Da bei einer Heißwasserbereitung eine
Stauung im Auslauf unerwünscht und das Steuerventil 25' dabei sowieso wirkungslos
ist, wurde im Auslaßstutzen 14' unterhalb des Staukörpers 40 eine Erweiterung 44
vorgesehen. Wenn bei geöffnetem Ventil 34 eine größere Wassermenge durch das Gerät
fließt, wird der Staukörper 40 durch den Wasserdruck weiter nach unten gedrückt
und verliert infolge der Erweiterung 44 seine Drosselwirkung.