DE19818281A1 - Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit für warmes Trinkwasser - Google Patents

Description

Technisches Gebiet und Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausdehnungsgefäß- Steuerventil-Einheit für warmes Trinkwasser, das z. B. von einer Heizungsanlage erwärmt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei den mit Heizungsanlagen verbundenen Warmwasserbereitungsanlagen zur Vorbereitung von warmem Trinkwasser ist das trinkbare Warmwasser je nach seiner Temperatur Volumenänderungen unterzogen. Um diese Volumenänderungen zu berücksichtigen, war es bekannt Sichereitsmembranventile einzusetzen, die jedoch einen eigenen Auslaß für das auszulassende Wasser benötigten und beträchtliche Wasser- und Energieverluste verursachten.

Man ist deshalb auf die Verwendung von Ausdehnungsgefäßen übergangen, die es ermöglichen, die genannten Wasservolumenänderungen automatisch aufzunehmen.

Aus hygienischen Gründen bzw. um die Bildung von Bakterienkolonien zu vermeiden, ist es ferner erforderlich, daß das in den Ausdehnungsgefäßen enthaltene Wasser umgewälzt wird.

Ein bekanntes Ausdehnungsgefäß ist dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U-85 07 707.1 entnehmbar. Dieses Ausdehnungsgefäß weist eine im allgemeinen zylindrische Gestaltung mit einer inneren querliegenden Membran auf, die das Gefäßinnere in einen das Wasser aufnehmenden Wasserraum und in einen über ein dazu vorgesehenes Ventil mit Gas füllbaren Druckgasraum unterteilt. Der das Wasser aufnehmende Wasserraum ist oben mit einem Zulaufstutzen und einem Ablaufstutzen versehen, die untereinander entfernt angeordnet sind, und weist im Wasserrauminneren ein tellerförmiges Element auf, das durch ein zwischen dem Zulaufstutzen und dem Ablaufstutzen angeordnetes Zwischenstück mit einer Schraube am oberen Boden des Gehäuses des Ausdehnungsgefäßes befestigt ist.

Das tellerartige Element weist Rippen auf und bildet an seinem Umfang mit der inneren Wandfläche des Ausdehnungsgefäßes einen umfänglichen Schlitz.

Beim Wasserzapfen wird das in das Ausdehnungsgefäß einfließende Wasser zum großen Teil zum an der Einlaufseite gelegenen Randbereich des tellerförmigen Elementes geleitet und strömt dann von dort durch das Innenvolumen des Ausdehnungsgefäßes zum an der Auslaufseite gelegenen Randbereich des tellerförmigen Elementes und anschließend zum Auslaufstutzen. Der andere Teil des Wassers fließt unmittelbar über den Raum zwischen dem tellerartigen Element und der Wand des Ausdehnungsgefäßes von der Einlauf- zur Auslauföffnung. Das in das Ausdehnungsgefäß einströmende Wasser wird im wesentlichen in zwei parallele Wasserwege (primäre und sekundäre Strömung) geteilt, was es ermöglicht einerseits Wasserrückstände im Ausdehnungsgefäß zu vermeiden, andererseits jedoch einen großen Druckverlust verursacht. Ein weiterer Nachteil dieses Ausdehnungsgefäßes besteht darin, daß der Druck des Druckgases im Ausdehnungsgefäß nur über das Füllventil geprüft werden kann, d. h. es ist nicht möglich die von dem im Ausdehnungsgefäß enthaltenen Trinkwasser auf die Membrane ausgeübte Druckwirkung auszuschalten.

Aus dem europäischen Patent EP 0 602 430 B1 ist ferner eine Ausdehnungsgefäß-Steuersogventil-Einheit bekannt, bei der ebenfalls zwei parallele Strömungen des gezapften Wassers gebildet werden, wobei die größere bzw. primäre Strömung außerhalb des im Ausdehnungsgefäß enthaltenen Wassers gebildet ist und gleichzeitig dazu dient, unter Mitwirkung einer im Ventil eingebauten bzw. vorgesehenen Sogeinrichtung, einen Unterdruck zu bilden, der die Umwälzung der kleineren bzw. sekundären Wasserströmung innerhalb des Ausdehnungsgefäßes gewährleistet. Der Wassereinlauf- und der Wasserauslaufweg in das bzw. aus dem Ausdehnungsgefäß sind der eine durch eine durchgehende mittlere Bohrung im kugelförmigen Ventilsperrkörper und der andere durch eine Vielzahl von kleinen in der Ventilkugel in Bezug auf die mittlere Bohrung konzentrisch angeordneten Durchgangsbohrungen gebildet, was hohe Reibungsverluste und eine beinahe unbeträchtliche sekundäre Strömung bei bescheidenen bzw. kleineren primären Strömungen mit sich bringt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des EP 0 602 430 B1 sind der Einlaß und der Auslaß nebeneinander angeordnet und weisen die selben parallelen Achsen auf.

Das im genannten EP 0 602 430 B1 offenbarte Steuersogventil weist neben einer viele Präzisionsbearbeitungen benötigenden und deshalb aufwendigen Ventilkugel, auch einen aus einem Guß gebildeten, komplizierten, sperrigen Ventilkörper, der ebenfalls viele Nachbearbeitungen benötigt, sowie einen zusätzlichen oberen Bestandteil zur Positionierung der Ventilkugel und einen unteren Bestandteil zur Bildung der erwähnten Sogeinrichtung, auf.

Bei diesem Ventil liegt ein weiterer Nachteil darin, daß um das im Wasserraum des Ausdehnungsgefäßes enthaltene Wasser auszulassen, ein zweites im Steuerventil eingebautes Ventil vorgesehen wird. Dies bringt einen zusätzlichen Aufwand für weitere erforderliche Bearbeitungen und zusätzliche Bestandteile mit sich.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der EP 0 602 430 B1 sind der Einlaß und der Auslaß koaxial, wobei der Weg zwischen Einlaß und Auslaß im größten Teil seiner Höhe von einer Trennwand abgesperrt ist, die einen Querschnitt für die primäre Strömung bestimmt, der etwa der Hälfte des steigenden Querschnittes für die sekundäre Strömung entspricht, wobei die in der Form einer Venturidüse ausgeführte Sogeinrichtung abwärts zwischen der genannten Trennwand und dem Steuerventilauslaß mündet. Auch diese Lösung weist die oben genannten Nachteile auf.

Offenbarung der Erfindung

Ausgehend vom angegebenen Stand der Technik (EP 0 602 430 B1) befaßt sich die Erfindung mit der Aufgabe, die Reibungsverluste der sekundären Strömung stark herabzusetzen und die Herstellung des Steuerventils zu vereinfachen.

Die Erfindung bezweckt ferner eine Umwälzung des Wassers im Ausdehnungsgefäß auch bei bescheidenen Wasserzapfungen zu gewährleisten und ein Ablassen des Wassers im Wasserraum des Ausdehnungsgefäßes unter Verwendung des Steuerventilsperrkörpers selbst zu ermöglichen.

Bei einer Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit enthaltend:

• - ein Ausdehnungsgefäß, das eine Membran aufnimmt, die ein mit einem Trinkwassererwärmer in Verbindung stehenden Wasseraufnahmeraum von einem nebenliegenden Druckgas enthaltenden Druckgasraum abtrennt, und
• - ein Steuerventil von dessen Einlaß ein erster zum Auslaß führender Weg für eine primäre Wasserströmung und ein zweiter für eine sekundäre Strömung vorgesehener Weg abzweigen, welch letzterer durch den Ventilsperrkörper hindurch in das Innere des genannten Wasserraums führt und von dort durch den genannten Ventilsperrkörper zum Ventilauslaß weiterführt, so daß beim Zapfen von warmem Trinkwasser die genannte sekundäre Trinkwasserströmung durch den genannten Wasserraum im Ausdehnungsgefäß hindurch bewirkt wird,

wird die angegebene technische Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß:

• a) das genannte Steuerventil ein Mischventil zur spontanen Mischung der genannten sekundären Strömung mit dem warmen Wasser im Ausdehnungsgefäß ist, mit einem Einlaß und einem Auslaß, die im wesentlichen koaxial sind und durch einen im wesentlichen ohne Hindernisse zur Führung der primären Strömung vorgesehenen Weg verbunden sind, wobei der Eingangs- und der Ausgangsweg für die sekundäre Strömung in das bzw. aus dem Ausdehnungsgefäß im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen und im Steuerventil durch eine mit dem Ventilkörper einstückig angeformte und im Hals des Ventilkörpers vorgesehene Trennwand abgetrennt sind, wobei der genannte Ventilkörperhals den Ventilsperrkörper aufnimmt und das Ausdehnungsgefäß trägt,
• b) der Ventilsperrkörper aus einer Doppelkugel besteht, wobei
• c) die Durchgangsbohrung der ersten Kugel es ermöglicht, der genannten sekundären Strömung in den genannten Wasserraum des Ausdehnungsgefäßes einzuströmen wogegen die Bohrung der zweiten Kugel den gleichzeitigen Auslauf der genannten sekundären Strömung aus dem genannten Wasserraum im Ausdehnungsgefäß in der Nähe des Auslasses des Steuerventils ermöglicht.

Mit der erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäß-Steuerventil- Einheit werden verschiedene Vorteile erreicht. Mit einem Mischventil mit Doppelkugel, das die Verwendung von großen und im wesentlichen gleichen drosselungsfreien Querschnitten entlang des Eingangs- und Ausgangsweges der sekundären Strömung in den bzw. aus dem Wasserraum im Ausdehnungsgefäß ermöglicht, erreicht man auch bei einer bescheidenen primären Strömung eine sichere sekundäre Strömung, und dies vorteilhafterweise ohne jegliche Sogeinrichtung und, indirekterweise, mit einer beträchtlichen baulichen Ventilvereinfachung. Auch ist die Herstellung des zweikugeligen Ventilsperrkörpers einfach und mit automatischen Bearbeitungsmaschinen ausführbar, so daß der vorgeschlagene Ventilsperrkörper vorteilhafterweise billig ist.

Eine vorteilhafte Fertigungseinfachkeit sowie eine verteilhafte Gleichmäßigkeit des Zulauf- und des Rücklaufweges der sekundären Strömung sind mit den Merkmalen des Anspruchs 2 erreichbar.

Mit dem Merkmal von Anspruch 3 erhält man auf eine einfache und billige Weise einen Auslaßweg des Wassers aus dem Wasserraum des trinkbaren Warmwassers des Ausdehnungsgefäßes unter Verwendung des Steuerventilsperrkörpers selbst. Diese Maßnahme erlaubt es, den Druck des Druckgases im Ausdehnungsgefäß ohne Einflußnahme seitens des im Wasserraum im Ausdehnungsgefäß enthaltenen Wassers zu messen, wobei ein Druckmeßgerät in bekannter Weise am Anschluß des Gasfüllventils oder an einem im letzteren vorgesehenen Anschluß angebracht werden kann, um in bekannter Weise eine wiederholte Montage/Demontage des genannten Füllventils zu vermeiden.

Mit der Lehre des Anspruchs 4 ist es möglich, eine einfache und rasche Montage des Sperrkörpers und der dazugehörigen Dichtungen in den im Hals des Steuerventilkörpers angeformten Befestigungsanschluß auszuführen, sowie im genannten Befestigungsanschluß eine einfache Unterteilung des Zulauf- und des Rücklaufwegs der sekundären Strömung durch einen einzigen Einsatz zu bewirken.

Niedrige Reibungsverluste und die spontane Bildung einer sicheren sekundären Strömung selbst bei kleinen Eingangsströmungen sind mit den Merkmalen des Anspruchs 5 erreichbar.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erhält man ein eine weiter vereinfachte Bauweise aufweisendes Steuerventil.

Der Anspruch 7 schlägt einen zwei Wege aufweisenden Sperrkörper vor, der die Funktion zweier unabhängigen Ventile ausübt und es damit ermöglicht, zusätzliche Ventilbauteile zu sparen.

Der Anspruch 8 bezieht sich auf die Verwendung des erfindungsgemäßen Steuerventils in schon bestehenden Ausdehnungsgefäßen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit sind der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform entnehmbar, die in den beigefügten Zeichnungen beispielsweise dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen mittleren Längsschnitt durch ein Ausdehnungsgefäß, das gestrichelt und gebrochen dargestellt ist, und ein Steuerventil dessen Sperrkörper sich in der Öffnungsstellung bzw. im normalen Arbeitsweisezustand befindet,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Steuerventil wie in Fig. 1 jedoch mit sich in der Schließstellung bzw. in der zum Ablassen des Wassers aus dem Ausdehnungsgefäßwasserraum vorgesehenen Ablaßstellung befindendem Sperrkörper, mit nur angedeutetem Ausdehnungsgefäß, und

Fig. 3 ein Vergleichsdiagramm, das die Reibungsverluste eines bekannten mit Sogeinrichtung versehenen Steuerventils und eines erfindungsgemäßen Steuermischventils darstellt.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2, bei denen gleiche Bestandteile gleiche Bezugszeichen aufweisen, sind das Ausdehnungsgefäß mit 1 und das Steuerventil mit 2 bezeichnet. Das Ausdehnungsgefäß 1 weist, wie an sich bekannt, einen im allgemeinen zylindrischen oder kugelförmigen Körper 3 auf, der in seinem Körperinneren einen dehnbaren Behälter 4 in der Form einer in sich geschlossenen elastischen z. B. aus Gummi oder dgl. bestehenden Membran aufnimmt, welcher Behälter nachfolgend aus Einfachkeitsgründen "Membran" genannt wird.

Wie den Zeichnungen entnehmbar, ist die Membran 4 im Ausdehnungsgefäßkörper 3 fest aufgenommen und bildet diese Membran in ihrem Membraninneren einen Wasserraum 6 für das warme Trinkwasser. Diese Membran bildet ferner zwischen der Membranaußenfläche und dem Ausdehnungsgefäß 3 einen mit Druckgas füllbaren Gasraum 7. Ein Gasfüllanschluß in der Form eines Rückschlagventils oder dgl. ist mit dem Bezugszeichnen 8 bezeichnet. Im Inneren der Membran 4 ist ein Steigrohr 9 aufgenommen, das an seinem oberen Ende Öffnungen 11 und an seinem unteren Ende wie nachfolgend angeführt im Steuerventil aufgenommen ist.

Der Steuerventilkörper 15 2 weist einen Einlaß 13 sowie einen Auslaß 14 auf, die, im dargestellten Beispiel, koaxial zueinander und durch eine direkte Durchgansbohrung 17 miteinander verbunden sind, welch letztere wie nachfolgend beschrieben den primären Wasserweg bzw. die primäre Strömung P bildet und einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweist. Der Hals 18 des Steuerventils ist oben mit einem Sitz 19 versehen, der einen Sperrkörper 21 aufnimmt und durch einen einstückig angeformten Stutzen 22 nach außen mündet, der das Ausdehnungsgefäß 1 aufnimmt bzw. trägt.

Wie den Zeichnungen entnehmbar, ist der Sperrkörper 21 als eine Doppelkugel mit einer ersten Kugel 23 und einer zweiten Kugel 24 ausgeführt, wobei der Sperrkörper 21 in seinem Sitz 19 aufgenommen ist, und zwar durch Anbringung von Dichtungen 26, die den Sperrkörper 21 an beiden Enden und in seiner Mitte einfassen. Oberhalb der Dichtungen 26 ist im Stutzen 22 ein Einsatz 27 aufgenommen, der zwei Durchgangsöffnungen 28 und 29 aufweist, die auf der dem Sperrkörper 21 zugewandten Seite mit dem jeweiligen Durchgangsloch 23A und 24A der ersten und zweiten Kugel 23 bzw. 24 in Verbindung stehen. Der Einsatz 27 ist durch eine Nutmutter 31 fest positioniert, die im Innengewinde des Stutzens 22 eingeschraubt ist.

Der Durchgangsöffnung 28 des Einsatzes 27 ist das untere Ende des Steigrohres 9 zugeordnet, wogegen die Durchgangsöffnung 29 des Einsatzes 27 in direkter Verbindung mit dem Wasserraum 6 der Membrane 4 in Verbindung steht.

Der Sperrkörper 21 ist in bekannter Weise im dargestellten Beispiel durch einen Steuergriff 32 steuerbar, wobei die Steuerstange 33 mit der ersten Kugel 23 in Eingriff steht.

Die zweite Kugel 24 weist ein zweites L-förmiges Durchgangsloch 24B und 24C auf, das in einer in Bezug auf die Achse des Durchgangslochs 24A rechtwinklig liegenden und das letztere durchquerende Ebene angeordnet ist, wobei bei sich in der geschlossenen Schließstellung befindendem Sperrkörper 21 das Durchgangsloch 24B und 24C einerseits mit dem Inneren der Membran 4 und andererseits mit einer Auslaßbohrung 34 verbunden ist, die durch einen Stopfen 36 schließbar ist.

Mit 37 ist eine im Ventilhals 18 als mittlere einstückig angeformte Trennwand bezeichnet, die mit ihrem freien Ende 38 um das Ausmaß T in die Durchgangsbohrung 17 hineinragt. Auf diese Weise wird ein Teil der Eingangsströmung E durch die erwähnte Wand 37 abgelenkt um somit (Fig. 2) einen durchgehenden oder primären Wasserweg bzw. eine primäre Strömung P sowie einen sekundären Wasserweg bzw. eine sekundäre Strömung S zu bilden, welch letztere wie nachfolgend erwähnt das Innere des Wasserraumes 6 im Ausdehnungsgefäß 1 durchquert.

Wie den Zeichnungen entnehmbar, bildet erfindungsgemäß die Trennwand 37 die beiden Eingangs- und Ausgangswege SE bzw. SA der sekundären Wasserströmung S in das bzw. aus dem Ausdehnungsgefäß 1, welche Wasserwege SE und SA die gleiche Gestaltung aufweisen, wobei vorzugsweise die Durchgangslöcher 23A und 24A des Sperrkörpers 21 gleiche Durchmesser und die beiden Kugeln 23 und 24 gleiche Außendurchmesser aufweisen.

Arbeitsweise

Um einen zuverlässigen Durchgang einer sekundären Wasserströmung S durch den Wasserraum 6 im Ausdehnungsgefäß 1 hindurch ebenfalls in Anwesenheit von bescheidenen und kleinen Eingangsströmungen E in das Steuerventil 2 zu gewährleisten bzw. um die Reibungsverluste entlang des Weges der sekundären Strömung S in höchstem Maße herabzusetzen, wird erfindungsgemäß auf die Verwendung von im Steuerventil eingebauten Sogeinrichtungen verzichtet, und es wird eine spontane Durchmischung des sich im Wasserraum 6 der Membran 4 befindenden warmen Trinkwassers mit der sekundären Strömung S ausgenutzt, die entlang eines Wasserweges SE und SA größeren Querschnittes fließt unter Vermeidung von Reibungsverluste verursachenden Drosselungen.

Mit dem oben beschriebenen Steuerventil 2 wird die Eingangsströmung E durch die Zwischenwand 37 in eine primäre Strömung P und in eine sekundäre Strömung S abgeteilt.

Die sekundäre Strömung S fließt entlang des sekundären Eingangswegs SE, des Durchgangslochs 23A der ersten Kugel 23 des Sperrkörpers 21 sowie der Durchgangsöffnung 28 des Einsatzes 27, fließt dann durch das Steigrohr 9 hindurch und über die Öffnungen 11 des letzteren in den Wasserraum 6 der Membran 4 hinein, mischt sich mit dem sich im Wasserraum 6 befindenden Wasser und fließt dann entlang der Öffnung 4A der Membran 4, der Durchgangsöffnung 29 des Einsatzes 27, des Durchgangslochs 24A der zweiten Kugel 24 des Sperrkörpers und des sekundären Ausgangswegs SA in den Ventilhals 18 ein, wo im dargestellten Beispiel die sekundäre Strömung S mit der primären Strömung P zusammenläuft, um die gesamte Eingangsströmung E wieder zu bilden, die dann über den Auslaß 14 des Ventils 2 abfließen wird.

Unter Verwendung des Prinzips der Spontanmischung, die an sich lediglich durch das Verhältnis zwischen den in angeführter Weise gewählten Querschnitten des primären und des sekundären Wasserweges P uns S bestimmt wird, wird es möglich, die Reibungsverluste der bekannten Steuersogventile drastisch herabzusetzen.

Im in Fig. 3 dargestellten Vergleichsdiagramm sind die Reibungsverluste gezeigt, die in mehreren unter verschiedenen Druckwerte durchgeführten Proben auf ein bekanntes nach der EP 0 602 430 B1 ausgeführtes Ventil, sowie auf ein erfindungsgemäßes Steuerventil festgestellt wurden, wobei auf der Abszisse die Durchflüsse in l/min und auf der Ordinate die angewandten Versuchsdrücke in mm WS und in PSI aufgetragen sind. Bei den Versuchen wurden jeweils die Versuchsdrücke an den Einlässen 13 und den Auslässen 14 von 3/4'' × 3/4'' Ventilen mit beidseitigen Innengewinden angelegt und zwar einmal mit dem Sperrkörper 21 in der geschlossenen und dann in der geöffneten Stellung, wobei die Geraden 40 und 40A die Reibungsverluste beim bekannten Steuerventil und die Geraden 50 und 50A die Reibungsverluste des erfindungsgemäßen Ventils, jeweils beim geschlossenen und geöffneten Sperrkörper darstellen.

Die bei gleichem angewandten Druck beträchtlichen Durchfluß- bzw. Strömungsunterschiede sind dem Diagramm leicht entnehmbar.

Dem Diagramm ist ferner entnehmbar, daß bei gleichen Durchflüssen der Durchfluß beim erfindungsgemäßen Ventil in Anwesenheit eines viel niedrigeren Druckes als der für ein bekanntes Ventil vergesehene Druck erreichbar ist.

Um eine einwandfreie Messung des Gasdruckes im Druckgasraum 7 im Ausdehnungsgefäß 1 bzw. ohne irgendwelche Einflußnahme seitens des sich in der Membran 4 befindenden Wassers zu gewährleisten, wird es genügen, beim Sperrkörper 21 in seiner Schließlage, den Stopfen 36 zu entfernen, um somit die Entleerung des Wasserraumes 6 zu bewirken. Das Messen des Druckes wird dann in an sich bekannter Weise, d. h. über den Anschluß 8 des Ausdehnungsgefäßes 1, das Rückschlagventil oder dgl. erfolgen.

Der baulichen und funktionellen Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit ist es entnehmbar, daß mit derselben die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wirksam gelöst wird und die erwähnten Vorteile erreicht werden.

Es wird hervorgehoben, daß der einzige vorgesehene Einsatz d. h. der dem Sperrkörper 21 zugeordnete Einsatz 27 vorteilhafterweise als ein Gußstück aus Metall bzw. als ein Spritzstück aus Kunststoff herstellbar ist.

Es liegt ebenfalls im Schutzbereich vorliegender Erfindung, die beschriebenen Einzelteile bzw. Bestandteile mit technisch bzw. funktionell gleichwertigen Einzelteilen bzw. Bestandteilen zu ersetzen.

Bezugszeichenliste

1

Ausdehnungsgefäß

2

Steuerventil

3

Körper, Ausdehnungsgefäßkörper

4

A Membranöffnung

4

dehbarer Behälter

5

-

6

Wasserraum

7

Gasraum, Druckgasraum

8

Gasfüllanschluß, Rückschlagventil

9

Steigrohr

10

-

11

Öffnungen

12

-

13

Einlaß

14

Auslaß

15

Ventilkörper

16

-

17

direkte Durchgangsbohrung

18

Hals, Ventilhals

19

Sitz

20

-

21

Sperrkörper, Ventilsperrkörper

22

Stutzen

23

erste Kugel

23

A Durchgangsloch

24

Zweite Kugel

24

A Durchgangsloch

24

B,

24

C L-förmiges Durchgangsloch

25

-

26

Dichtungen

27

Einsatz

28

Durchgangsöffnung

29

Durchgangsöffnung

30

-

31

Nutmutter

32

Steuergriff

33

Steuerstange

34

Bohrung, Auslaßbohrung

35

-

36

Stopfen

37

Trennwand

38

freies Ende

39

-

40

Reibungsverlustkennlinie bei bekanntem Ventil mit geschlossenem Schließkörper

40

A Reibungsverlustkennlinie bei bekanntem Ventil mit geöffnetem Sperrkörper

50

Reibungsverlustkennlinie bei erfindungsgemäßenem Mischventil mit geschlossenem Sperrkörper

50

A Reibungsverlustkennlinie bei erfindungsgemäßenem Mischventil mit geöffnetem Sperrkörper
E Eingangsströmung, Zulaufströmung
P primärer Wasserweg bzw. primäre Strömung
S sekundärer Wasserweg bzw. sekundäre Strömung
SE Eingangsweg von S
SA Ausgangsweg von S
T hineinregendes Ausmaß von

37

in

17

Claims (8)

1. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit enthaltend:

• - ein Ausdehnungsgefäß (1), das eine Membran (4) aufnimmt, die einen mit einem Trinkwassererwärmer in Verbindung stehenden Wasseraufnahmeraum (6) für warmes Trinkwasser von einem nebenliegenden Druckgas enthaltenden Druckgasraum (7) abtrennt, und
• - ein mit dem Ausdehnungsgefäß in Verbindung stehendes Steuerventil (2), von dessen Einlaß (13) ein erster zum Auslaß (14) führender Weg (17) für eine primäre Wasserströmung (P) und ein zweiter für eine sekundäre Strömung (S) vorgesehener Weg (SE, SA) abzweigen, welch letzterer (SE, SA) durch den Ventilsperrkörper (21) hindurch in das Innere des genannten Wasserraums (6) führt und von dort durch den genannten Ventilsperrkörper (21) hindurch zum Ventilauslaß (14) weiterführt, so daß beim Zapfen von warmem Trinkwasser eine Trinkwasserströmung (S) durch den genannten Wasserraum (6) für warmes Trinkwasser im Ausdehnungsgefäß (1) hindurch hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß:
• a) das Steuerventil (2) ein Mischventil zur spontanen Mischung der genannten sekundären Strömung (S) mit dem warmen Wasser im Ausdehnungsgefäß (1) ist, mit einem Einlaß (13) und einem Auslaß (14), die im wesentlichen koaxial sind und durch einen direkten Weg (17) der primären Strömung (P) verbunden sind, wobei der Eingangs- und der Ausgangsweg (SE und SA) für die sekundäre Strömung (S) in das bzw. aus dem Ausdehnungsgefäß (1) im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweisen und im Steuerventil (2) durch eine mit dem Ventilkörper (15) einstückige und im Hals (18) des Ventilkörpers (15) vorgesehene Trennwand (37) abgetrennt sind, wobei der genannte Ventilkörperhals (18) den Sperrkörper (21) aufnimmt und das Ausdehnungsgefäß (1) trägt,
• b) der Ventilsperrkörper (21) aus einer Doppelkugel (23, 24) besteht,
• c) wobei es die Durchgangsbohrung (23A) der ersten Kugel (23) ermöglicht, der genannten sekundären Strömung (S) in den genannten Wasserraum (6) für das warme Trinkwasser des Ausdehnungsgefäßes (1) einzuströmen, wogegen die Durchgangsbohrung (2A) der zweiten Kugel (24) das gleichzeitige Ausfließen der genannten sekundären Strömung (S) aus dem Wasserraum (6) für das warme Trinkwasser in der Nähe des Auslasses (14) des Steuerventils (2) ermöglicht.

2. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kugeln (23, 24) des Sperrkörpers (21) den gleichen Außendurchmesser aufweisen, und daß auch die beiden Durchgangsbohrungen (23A, 24A) der beiden Kugeln (23, 24) einen gleichen Durchmesser haben.

3. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Steuergriff (32) abgewandte Kugel (24) zusätzlich mit einer L-förmigen Ablaßbohrung (24B und 24C) versehen ist, die in einer Ebene angebracht ist, die rechtwinklig zur Achse der Durchgangsbohrung (24A) liegt, wobei die genannte Ablaßbohrung bei Sperrkörper (21) in seiner Schließstellung den Warmwasserraum (6) der Membran (4) mit einer Ablaßbohrung (34) verbindet, die im Hals (18) des Steuerventils (2) ausgearbeitet und durch einen Stopfen (36) schließbar ist.

4. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Hals (18) des Steuerventilkörpers (15) ein den doppelkugelartigen Sperrkörper (21) mit den dazugehörigen Dichtungen (26) aufnehmenden Aufnahmesitz (19) vorgesehen ist, der in einem zur Befestigung des Ausdehnungsgefäßes (1) vorgesehenen Stutzen (22) mündet, und daß im genannten Verbindungsstutzen (22) ein mit zwei Durchgangsbohrungen (28, 29) versehener Einsatz (27) aufgenommen ist, wobei diese Durchgangsbohrungen beim Sperrkörper in seiner Öffnungsstellung mit der jeweiligen Durchgangsbohrung (23A und 24A) der ersten und der zweiten Kugel (23, 24) des Sperrkörpers (21) in Verbindung sind.

5. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (37) den inneren Querschnitt des Halses (18) des Ventils (2) in zwei Wege (SE, SA) in wesentlichen gleicher Abmessungen unterteilt, und daß die Trennwand (37) in die direkte Durchgangsbohrung (17) zwischen dem Einlaß (13) und dem Auslaß (14) des Ventils (2) um ein Ausmaß (T) hineinragt, das im Bereich zwischen 1/4 und 1/8 des Durchmessers der genannten direkten Durchgangsbohrung (17) liegt und vorzugsweise 1/6 des genannten Durchmessers beträgt.

6. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Steuergriffes (32) und die Achse der Auslaßbohrung (34) koaxial sind.

7. Ausdehnungsgefäß-Steuerventil-Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (21) es ermöglicht, sowohl in seiner Öffnungsstellung, den Zulauf- und den Rücklaufdurchlaß (SE, SA) des Wegs der sekundären Strömung (S) und, in seiner Schließstellung, den Auslaßweg (34) des Wasserraumes (6) für das warme Trinkwasser der Membran (4) zu bilden.

8. Steuerventil nach Anspruch 1, als gesondertes Steuermischventil bzw. für die Verwendung in schon bestehenden Ausdehnungsgefäßen, gegebenenfalls unter Zwischenlegung eines dazwischenlegbaren Verbindungselementes.