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Gasbeheizter Durchlauf-Wassererhitzer mit einer Wassermangelsicherung
t Die Erfindung bezieht sich -auf einen gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer mit
einer ein Gas-Sicherheitsventil 'steuernden Wassermangelsicherung, welche zwei durch
eine Membran voneinander getrennte Druck-. , kamme.#laufweist, und mit einer hangsamzündeinrichtung
sowie mit einer Einrichtung zum Einstellender Auslauftemperatur des' Durchlaufwassers.
Gasbeheizte der vorstehend .genannten Art sind bereits bekannt oder vorgeschlagen.worden.
Beim Nichtbetrieb . dieser Wassererhitzer wird das in der Wasserrohrschlange des
Lamellenblocks stehende Wasser durch die im allgemeinen dauernd brennende Zündflamme
vorgewärmt. Da bei den bekannten Wassererhitzern das V Wasser bei einem Zapfvorgang.;.sofort
mit,.seiner normalen Austrittsgeschwindigkeit zufliessen beginnt oder bei manchen
Wassererhitzern zunächst sogar ein verstärkter Wasseraustritt erfolgt, flieest das
durüh
die Zündflamme vorgewärmte Wasser nutzlos ab: Das in die Rohr-Schlange des Lamöllenblocks*räsch
nachströmende Kaltwasser entzieht zunächst dem Lamellenblock noch weitere Wärme,
da die Bildung der @völlen Flammen am Brenner zur Vermeidung von Verpuffungsgeräuschen
mit Hilfe der Langsamsündeinrichtung verzögert erfolgt, bis der. Brenner seine volle
Heizleistung erreicht und das die RoYirschlange im Lamellenblock durchströmende
Wasser--in gewünschter Weise erhitzt wird. Die Folge davon-ist, dass nach dem Ausfliessen
des ,durch die Zündflamme vorgewärmten Wassers zunächst sogar kühleres Wasser nachfolgt,.
bis das auf die gewünschte Temperatur erwärmte Wasser austritt. Ein Teil des Wassers
fliesst also nutzlos ab.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil bekannter
gasbeheizter Durchlauf-Wassererhitzer zu vermeiden und einen Wassererhitzer zu schaffen,
welchem beim Zapfen sehr schnell warmes Brauchwasser entnommen werden kann und bei
welchem nicht wie bei den bekannten Wassererhitzern zunächst ein Schwall kalten-Was-sers
austritt. Diese Aufgabe wird an einem gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer der
eingangs angeführten .Art erfindungsgemäss'durch die Vereinigung_ folgender Merkmale
gelöst: .-a) in einem mit der Wassermangelsicherung@in Verbindung stehenden Hauptströmungskanal
ist eine Abhängigkeit voxi'der-Stellung der Membran der Wassermangeleicherung wirkende
erste@Wasser-`,. mengenregeleinrichtung angeordnet, desäen-Durchlasg bei-ab ge .
sperrten Gaszufuhr mindestens annähernd-abgesperrt ist.; b-) in einem zum Durchlass
der membranabhängigen ersten Wasser--.i ' mengenregeleinriehtung parallelgeschalteten
Nebenströmungskmal ist eine von der Membran der WasserMangelsicherung unabhängi
wirkende zweite Wassermengenregeleinrichtung angeordnet und,zi,t einem Regelspalt
versehen, dessen Querchnitt kleiner als de als Durchlass der Mindestdurchlaufv.assernenge
zum Begrenzen ret höchstzulässigen Temperaturerhöhung, des Purchlaufwassers erfore
derliche Querschnitt ist; ,
c) die Einrichtung zum Einstellen der
Auslauftemperatur des Durchlaufwassers ist nur bis zu einem Mindestquerschnitt einstellbar,
welcher zusammen mit dem Querschnitt des Regelspaltes an der membranunabhängigen
zweiten-Wassermengenregeleinrichtüng dem ,zum Durchlass der Mindestdurchlaüfwassermenge
erforderliche Querschnitt entspricht.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die membranunabhängige
zweite Wassermengenregeleinrichtung einen mit geringer.Dämpfung arbeitenden Schwimmer
aufweist, welcher eine den Regelspalt im Nebenströmungskanal begrenzende erste Steuerkante
und eine zweite Steuerkante hat, welche den Querschnitt des stromab des Schwimmers
nachfolgenden Gesamtdurchflusskanals steuert. Dabei kann die Anordnung-so getroffen
sein, dass der Schwimmer der membranunabhängigen zweiten Wassermengenregeleinrichtung
ein zylindrischer Hohlkörper mit einem den Regelspalt radial begrenzenden Deckel
und mit am Hohlzylindermantel angeordneten Durchbrüchen ist, durch welche das Durchlaufwasser
aus dem Hauptströmungskanal-in den Hohlkörper hineinströmt, aus welchem es in axialer
Richt@.zg an der zweiten. Steuerkante des Schwimmers wieder herausströmt. -rner
jst vorgesehen, dass der Durchmesser der zweiten Steuerkante d:~ Schwimmers mit
dem Aussendurchmesser dös Hohlzylinders an der Übergangsstelle vom Schwimmerraum
zum Gesämtdurchflusskanal-übereinstimmt.
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Bei einem erfindungsgemäss ausgebildeten Wassererhitzer kann die am
Regelspalt der membranunabhängigen zweiten Wassermengenregeleinrichtung auftretende
Drucksifferenz als Steuerdruckdifferenz für die Wassermangelsicherung zur-Erzielung
eines Langsamzündvorganges verwendet werden. Zu diesem Zweck ist die Niederdruckkammer
der Wassermangelsicherung mit dem Schwimmerraum stromab des Regelspaltes der membranunabhängigen
zwezten.Wassermengenregeleinrichtung verbunden.
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Weiterhin kann.die Ausbildung noch darin bestehen, dass .die Einrichtung
zum Einstellex der Auslauftemperatur des Durchlaufwassers eine willkürlieh und-unabhängig
von den Waasermengenregeleinrichtungen einstellbare Drossel ist, welche zu der membranabhängigen
ersten
Wassermengenregeleinrichtung im Hauptströmungskanal in Reihe geschaltet ist. Der
Gegenstand der Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
näher erläutert,- welche eine erfindungsgemäss ausgebildete Wassermangelsicherung
im Schnitt zusammen mit einem schematisch angedeuteten gasbeheizten Durchlauf-Wassererhitzer
zeigt. Der Durchlauf-Wassererhitzer weist in an sich bek"a,nnter Weise einen von
einer Wasserrohrschlange durchsetzten Lamellenblock 10 und einen Brenner 11 auf.
Das Kaltwasser wird über eine Leitung 12 der Rohrschlänge im hamellenblock 10 zugeführt.
Das im hamellenblock 10 erwärmte Durchlaufwasser wird durch eine Zapfleitung 13
zu einem nicht dargestellten Zapfhahn geleitet und dort entnommen. Die Gaszufuhr
zum Brenner 11 erfolgt über einen Gaszufuhrkanal 14, in welchem ein Gas-Sicherheitsventil
15 angeordnet i'st.-Das Schliessglied des Gas-Sicherheitsventils 15 wird von einer
allgemein mit-=der Bezugsziffer 16 bezeichneten Wassermangelsicherung aus gesteuert,
welche durch eine flexible Membran 17 in zwei voneinander getrennte Druckkammern,
nämlich eine Hochdruckkammer 18 und eine Niederdruckkammer 19 unterteilt ist. Der
Membran 17 ist ein Membranteller 20 zugeordnet, welcher über einen Schgltstift 21
mit dem Schliessglied des Gas-Sicherheitsventiles 15 kraftschlüssig. verbunden ist.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird das zu erwärmende.Durchlaufwasser
Über einen Anschlusstutzen 22 am Gehäuse der Wassermangelsicherung 16 direkt-in
deren Hochdruckkammer 18 geleitet. Von dort aus kann es über einen konzentrisch
angeordneten Durchlass 23 wieder ausströmen, welcher einen Haupt strömungskanal
in Richtung nach einem mit.der Leitung 12-in Verbindung sehenden Gesamtdurchflusskanal
24 an der Wassermangelsicherung 16 bildet. Der Durchlass 23 ist in dem in der Zeichnung
dargestellten
Ruhezustand der Waasermangelsicheruhg 16 mitteIs -eines
Se@:g,des@ y 29 mehr oder weniger vollständig verschlossen-. Das Sperrglied" 25>
-.et mit dem nach unten verlängerten Schaltstift 21 starr verbundet,:so dass"es
bei einem Anheben der Memhrari 17_unter dem-Einflues der beim Betrieb des Wassererhitzers
auftretenden:Druckdifterenz 'zwischenden Druckkammern 18 und 19 der Wassermangelsicherung
16 gemäa$ der -Zeichnung nach oben mitbewegt wird und-dabei den Durchlass-23 freigibt.
Stromab des Durchlasses 23 ist im Hauptströmungskanal eine weitere Durchgangsöffnung
26 angeordnet,- deren Querschnitt durch ein Drosselglied 27 mittels eines Stellknöpfes
28 einstellbar ist. Die durch das Drosselglied 27 eingestellte Durchgangswassermenge
richtet sich nach der.'gewünschten Auslauftemperatur des Durchlaufwassers, wie dies
bereits bei bekannten Wassererhitzern der Fall ist. Das Drosselglied 27 ist jedoch
nur bis zu sinem Mindestquerschnitteinstellbar, welcher beim Gegenstand der Erfindung
vorhanden sein muss, wie später noch erläutert wird.' Neben dem Durchlass 23 ist
von der Hochdruckkammer 18 der Wasser-, mangelsicherung 16 aus ein Nebenströmungskanal
vorgesehen, dessen Querschnitt bis auf einen fest eingestelltenRegelspalt 29 verschlossen
ist: Zu diesem.Zweck ist ein Schwimmer 30 mit einem an seinem oberen Ende angebrachten
Deckel 301 in einem Schwimmerraum 31 angeordnet, welcher einerseits nach dem Nebenströmungskanal
offen ist und auch mit der. Durchgangsöffnung 26 in offerier Verbindung steht. Der
Schwimmer 30 bildet also mit dem Aussenrand seines Deckels 301 eine erste Steuerkante
302, welche den Regelspalt 29 radial begrenzt. Der Schwimmer 30 stellt eine unabhängig
von der Stellung der Membran 17 der.Wassermangelsicherung 16 arbeitende*WassermengenregeT-einrichtung
dar und hat die Form eines zylindrischen und an seinem unteren IEnde 303 offenen
Hohlkörpers. Das durch. den Durchlass 23 und die Durchgangsöffnung 26 im Hauptströmungskanal
und durch den parallel dazu'gelegenen Regelspalt 29 aus'der Hochdruckkammer 18 der
Wassermangb1sieherung 16.strömenda Durohlaufwasser wird geureinsam
durch
am Hohlzylindermantel angebrachte Durchbrüche 304 in --das Innere des hohlen und
-gegen die Kraft einer Druckfeder. 32 ge:# niäss der.ZeIehnung nach unten bewegbaren
Schwimmers 30 eingeleitet '-, und, verlässt den lichlraum des Schwimmers 30 ajdeäsen.
offenem unterem "P,nde- 303, welches mit einem scharfen 1Rand eine zweite Steuerkante-'
305- bildet,- welche zusammen mit der gegeniiberliegehden- Wandung-eines den Anfang--des
Gesamtdurchflunskanals 24 bildenden Wasseraustrittsstutzen 33 einen Durchtritt$epalt
begrenzt. Da die Druckdifferenz an der membranunabhängigen Wassermengenregeleinrichtung
verhältnismässig gross ist, reichen die erzielbaren Steuerkräfte trotz der kleinen
Bauart der Einrichtung vollständig aus. Der Schwimmer 30 -ist dabei in seiner Formgebung
und in seinen Abmessungen so gestaltet, dass die auf ihn einwirkenden Wasserdruckkräfte
mit der Kraft der Druckfeder 32 in Gleichgewicht sind und dadurch ein mit- -geringer
Dämpfung arbeitendes Regelglied gebildet ist. Wesentlich trägt dazu die Ausbildung
der zweiten Steuerkante 305 bei, deren Durchmesser mit dem Aussendurchmesser des
Hohlzylinders an der Übergangsstelle von. dem Schwimmerraum 31'zum Gesamtdurchflusskanal
24 übereinstimmt.
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Der Schwimmerraum 31 ist stromab des Rege lapaltes-29 über eine Verbindungleitung
34 mit der Niederdruckkammer 19 der Wassermangelsiche#_-rung 16 verbunden. Dabei
ist in die Verbindunggleitung 34 eine Drossel 35 mit feststehendem Wert eingesetzt.
Dadurch wird die am Regelspalt 29 auftretende Druckdifferenz als Steuerdruckdifferenz
der Wassermangelsicherung _16 verwendet und dadurch eine an sich bekannte Zangsamzündeinrichtung
zur Verzögerung des Anhebens der Membran 17 nach dem Beginn des Wasserdurchflusses
geschaffen. Durch die Verwendung der Steuerdruckdifferenz-für diesen Zweck wird
beim Gegenstand der Erfindung erreicht, dass die Langsamzündung unabhängig vom .Anschlussdruck
des zu erwärmenden Durchlaufwnssersist.
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F-Bei Beginn eines Zapfvorganges, wenn also:der Durchfluse von Wass
r durch die Hochdruckkammer 18 der Wassermangelsicherung 16 einsetz ,. kommt der
Schwimmer 30 der membranunabhängigen Wassermengenregeleinrichtung
=-.wegen
seiner geringen Dämpfung sehr schnell in seine Regelstellung. Mit Hilfe des Regelspaltes-29,
dessen Querschnitt wesentlich-kleiner als der Querschnitt ist, welcher als Durchlass
der Mindestdurchlaufwassermenge zum Begrenzen der höchstzulässigen Temperaturerhöhung
des Durchlaufwassers erforderlich ist, wird erreicht, dass zunächst nur eine sehr
kleine Anlaufwassermenge in den Schwimmerraum 31-und durch den Schwimmer 30 hindurch
in die Zeiturig 12 und in den als Wärmetauscher dienenden Lamellenblock 10.des Durchlauf-Wassererhitzers
gelangt. Das in der Rohrschlange des Lamellenblocks 10 befindliche und durch die
nicht dargestellte Zündflamme des Brenners vorgewärmte Wasser wird also nui@. langsam
durch die Zapfleitung 13 abgeführt. Durch die Langsamzündeinrichtung wird die Membran
17 verhältnismässig langsam angehoben und dementsprechend auch das den Durchlass
23 im-Hauptströmungskanal sperrende.oder dessen Querschnitt stark drosselnde Sperrglied
25 nur langsam angehoben. Erst wenn die Membran 17 ganz angehoben ist und dementsprechend
das Gas-Sicherheitsventil 15 die volle Gasmenge zum Brenner 11 freigegeben hat,
wird auch der Durchlass 23 voll freigegeben, so dass die mit dem Stüllknopf 28 am
Drosselglied,27 eingestellte Wassermenge zum Lamellenblock 10 des,Wass2rerhitzers
strömen kann. Die vorher bereits erwähnte Einstellmöglichkeit des Drosselgliedes
27 nur bis zu einem.Mindest.querschnitt ist erforderlich, damit eine höchstzulässige
Temperaturerhöhung des Durchlaufwassers sichergestellt und eine Überhitzung des
Lame_llenbocks 10 vermieden wird, welche eintreten könnte, wenn durch das Drosselglied
27, die Durchgangsöffnung 26 vollständig abgesperrt werden könnte und in einem solchen
Falle ausschliesslich die durch den Regelspalt 29 hindurchströmende geringe Anlaufwassermenge
zum Lamellenblock 10 gelangen würde. Zurch die membranabhängige Wassermengenregeleinrichtung
mit dem Sperrglied 25 in Zusammenwirken mit der membranunabhängigen Wassermengenregeleinrichtung
mit dem Regelspalt 29 wird erreicht, dass die Temperatur des durch. die Zapfleitung
13 ausstrÖmenden Brauchwassers keine wesentlichen Abweichungen von der Beharrungstemperatur
aufweist,._cder, mit anderen Worten, sehr schnell nach dem Öffnen des-Zapfhahnes
Bräuchwasser mit der gewünschten Temperatur aus dem Zapfhahn ausströmt: