DE2162934A1

DE2162934A1 - GAS HEATED WATER HEATER

Info

Publication number: DE2162934A1
Application number: DE19712162934
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schork
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1971-12-18
Filing date: 1971-12-18
Publication date: 1973-06-20

Description

Gasbeheizter Wassererhitzer Die Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten Wassererhitzer, ze, welchem die Warmwassertemperatur durch eine temperaturabflangige Steuerung'der Gaszufuhr regelbar ist. Gas heated water heater The invention relates to a Gas-heated water heater, ze, which the hot water temperature by a temperature-dependent Control of the gas supply can be regulated.

Be bekannten Wassererhitzern dieser Art sind für die Steuerung ç Gaszufuhr Ventile mit tellerförmigen Schliessgliedern vor-Jrners, deren Zusammenbau insbesondere mit einem Diffusionsorenner aufwendig ist und welche für eine feine Dosierung der Gasmenge selbst bei Anwendung besonderer Massnahmen für einen Vordruckausgleich nur begrenzt verwendbar sind. Wegen dieser Jnzulänglichkeiten ist bei Durchlauferhitzern üblicherweise ei: sogenannter Temperaturwähler zur willkürlichen Veränderung der AuslauStemperatur vorgesehen, durch welchen die das Gerät durchströmende Wassermenge bei gleichbleibender Gas zufuhr verändert wird. Dabei wird jedoch weder der Heizwert noch die Dichte des ses berücksichtigt und ausserdem auch die Zulauftemperatur des Wassers ausser acht gelassen, sodass auch bei dieser Art der Regelung eine genaue Einhaltung der gewünschten und vorgewählten Warmwassertemperatur nicht möglich ist.Known water heaters of this type are used to control the gas supply Valves with plate-shaped closing members before-Jrners, their assembly in particular with a diffusion burner is expensive and which for a fine dosage of the Amount of gas even if special measures are used to compensate for admission pressure can only be used to a limited extent. Because of these inadequacies, flow heaters usually ei: so-called temperature selector to arbitrarily change the Outlet temperature is provided, through which the amount of water flowing through the device is changed while the gas supply remains the same. However, neither is the calorific value the density of the ses and also the inlet temperature of the Water is neglected, so that even with this type of regulation an exact Maintaining the desired and preselected hot water temperature is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gasbeheizten Wassererhitzer durch einen in den Durchlaufweg des Wassers eir.gebauten Thermostaten eine stufenlose Temperaturregelung zu erreichen und die angeführten Unzulänglichkeiten zu beheben.The invention is based on the object of a gas-heated water heater an infinitely variable thermostat built into the flow path of the water To achieve temperature control and to remedy the shortcomings listed.

Diese Aufgabe wird an einem gasbeheizten Wassererhitzer der eingangs angeführten Art erfindungsgemäse dadurch gelöst, dass für die Steuerung der Gaszufuhr ein als'Nadelventil ausgebildetes Gasventil vorgesehen ist, dessen Ausgang in ein dem Brenner zugeordnetes Injektorrohr mündet.This task is performed on a gas-fired water heater of the introduction cited type according to the invention achieved in that for the control of the gas supply a gas valve designed as a needle valve is provided, the outlet of which into a The injector tube assigned to the burner opens.

Dadurch ist erreicht, dass in jeder Stellung des Gasventils ein grosser Luftansaug-Impuls am Injektor vorhanden ist, sodass auch bei kleineren Belastungen eine einwandfreie Verbrennung und ein gutes Flammenbild erzielt wird. Die Temperatur des Warmwassers kann daher in weiten Grenzen feinfühlig geregelt werden. Die Düsennadel kann zweckmässig gleichzeitig das Schliessglied eines Absperrventiles sein. Der volle Vordruck steht an der Düse an, weshalb auch bei einer kleinen Belastung eine grosse Strahlenergie zur VerfügUng steht.This means that in every position of the gas valve a large one Air intake pulse is available at the injector, so that even with smaller loads perfect combustion and a good flame pattern is achieved. The temperature the hot water can therefore be sensitively controlled within wide limits. The jet needle can expediently be the closing element of a shut-off valve at the same time. Of the full pre-pressure is available at the nozzle, which is why a large beam energy is available.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gehäuse des Gasventils zugleich mit der Injektordüse versehen ist.In a preferred embodiment it is provided that the housing of the gas valve is also provided with the injector nozzle.

Dadurch ergibt sich eine kompakte Ausführung, die nur wenig Einzelteile und Platz beansprucht und sich zwischen anderen Geräteteilen des Wassererhitzers gut unterbringen lässt. Gasventil und Injektor können zweckmässig zu einer Baueinheit zusammengefasst sein.This results in a compact design with only a few individual parts and occupies space and is located between other parts of the water heater can be accommodated well. Gas valve and injector can expediently form a structural unit be summarized.

Bei Wassererhitzern mit einem Wärmetauscher, der aus einer das zu erwärmende Wasser führenden Rohrschlange und einem von der Rohrschlange durchaetzten Lamellenblock besteht, kann die Anordnung vorteilhaft so getroffen sein, dass der Wärmefühler im Bereich des Wärmetauschers im Warmwasserweg angeordnet ist.In the case of water heaters with a heat exchanger that consists of a heating water-carrying pipe coil and one of the pipe coil by etching There is lamellar block, the arrangement can advantageously be made so that the Heat sensor is arranged in the area of the heat exchanger in the hot water path.

Bei einem gasbeheizten Wassererhitzer, insbesondere Durchlauferhitzer, gemäss der Erfindung ergibt sich eine Temperaturregelung, welche auf einfache Weise den Heizwert, die Dichte des Gases und die Schwankungen der Einlauftemperatur des Wassers berücksichtigt. Die Verwendung eines Nadelventils als Gasventil ermöglicht darüberhinaus eine stufenlose Feineinstellung der Gaszufuhr, weil derartige Ventile dem durchströmenden Medium naturgemäss einen geringen Widerstand entgegensetzen. Es ist daher eine kontinuierliche Regelung mit nur geringen Verstellkräften zum Betätigen des Ventiles möglich. Der-Wassererhitzer wird nur thermisch gesteuert und es erübrigt sich ein Wasserteil. Der Aufbau ist einfach, wobei die vorgewählte Warmwassertemperatur bei jeder Durchflussmenge konstant bleibt. Es ist aber auch keine Einstellung des Gerätes nach Gasdruck oder Gasart erforderlich. Eine jeweilige Belastung regelt sich automatisch unabhängig von Vordruck und Gasart ein.In the case of a gas-fired water heater, especially a flow heater, according to the invention there is a temperature control, which in a simple manner the calorific value, the density of the gas and the fluctuations in the inlet temperature of the Water taken into account. The use of a needle valve as a gas valve enables In addition, a stepless fine adjustment of the gas supply, because Such valves naturally have a low resistance to the medium flowing through oppose. It is therefore a continuous control with only low adjustment forces possible to operate the valve. The water heater is only thermally controlled and there is no need for a part of water. The construction is simple, with the preselected The hot water temperature remains constant at every flow rate. It is also no adjustment of the device according to gas pressure or gas type necessary. A respective The load regulates itself automatically regardless of the inlet pressure and type of gas.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The subject matter of the invention is illustrated schematically with the aid of one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Als Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung ein gasbeheizter Durchlauferhitzer schematisch dargestellt. Der Durchlauferhitzer hat eine Kaltwasser-Zulaufleitung 10, einenals Lamellenblock ausgebildeten Wärmetauscher 11 und eine. Warmwasser-Auslaufleitung 12, welche mit einem Warmwasser-Zapfventil 13 versehen ist.A gas-heated instantaneous water heater is shown as an exemplary embodiment in the drawing shown schematically. The instantaneous water heater has a cold water supply line 10, a heat exchanger 11 designed as a lamellar block and a. Hot water outlet pipe 12, which is provided with a hot water nozzle 13.

Dem Wärmetauscher 11 ist ein Brenner 14 zugeordnet, welcher ein Injektorrohr 15, eine Mischkammer 16 und eine Brennzone 17 umfasst, welche mit Gas-Austrittsöffnungen versehen ist.A burner 14, which has an injector tube, is assigned to the heat exchanger 11 15, a mixing chamber 16 and a combustion zone 17, which with gas outlet openings is provided.

Im Durchflussrohr 18 des Wärmetauschers 11 ist ein Thermostat 19 angeordnet, welcher über ein Kapillarrohr 20 mit einem verformbaren Balg 21 verbunden ist, wobei der Thermostat 19, das Kapillarrohr 20 und der Balg 21 mit einer unter dem Einfluss von Wärme sich ausdehnenden Flüssigkeit angefüllt sind. Dem Balg 21 ist ein in einem Lagerblock 22 verschwenkbar gelagerter doppelarmiger Hebel 23 zugeordnet, dessen einer Hebelarm 24 mit dem Balg 21 und dessen anderer Hebelarm 25 mit dem Schliessglied 26 eines allgemein mit dem Bezugszeichen 27 bezeichneten Gasventiles gekoppelt ist. Das ebenfalls nur schematisch dargestellte Gasventil 27 umfasst im wesentlichen ein Gehäuse 29, in welches die Gaszufuhrleitung 28 seitlich mündet, und ein als Düsennadel ausgebildetes Schliessglied 26,< welches an dem einen Gehäuseende in einer Dichtung 30 geführt istiem kegelförmigen anderen Ende des Schliessgliedes 26 ist ein den Ventilsitz bildender Gehäuseansatz 31 zugeordnet, aus dessen Ausgang 32 das Gas austritt. Am Hebelarm 25 greift eine Druckfeder 33 an, welche das Schliessglied 26 im Schliessinne zu bewegen sucht.A thermostat 19 is arranged in the flow pipe 18 of the heat exchanger 11, which is connected to a deformable bellows 21 via a capillary tube 20, wherein the thermostat 19, the capillary tube 20 and the bellows 21 with one under the influence are filled with heat expanding fluid. The bellows 21 is one in one Bearing block 22 pivotally mounted double-armed lever 23 assigned whose a lever arm 24 with the bellows 21 and the other lever arm 25 with the closing member 26 of a gas valve generally designated by the reference numeral 27 is coupled. The gas valve 27, also shown only schematically, essentially comprises a housing 29 into which the gas supply line 28 opens laterally, and as Nozzle needle trained closing member 26, <which on the one Housing end guided in a seal 30 is the conical other end of the closing member A housing extension 31, which forms the valve seat, is assigned to 26, from its output 32 the gas escapes. A compression spring 33 acts on the lever arm 25 and acts as the closing element 26 seeks to move in the closing direction.

Am Balg 21 kann zusätzlich eine Vorrichtung zum Einstellen einer gewünschten Auslauftemperatur vorgesehen werden.On the bellows 21 can also be a device for setting a desired Outlet temperature are provided.

Gemäss der Erfindung ist für die Steuerung der Gaszufuhr das als Nadelventil ausgebildete Gasventil 27 vorgesehen, dessen Austrittsöffnung 32 in das Injektorrohr 15 des Brenners 14 mündet. Der Gehäuseansatz 31 des Gasventiles 27 bildet dabei gleichzeitig die Injektordüse, welche dem Injektorrohr 15 in bekannter Weise zugeordnet ist.According to the invention, this is used as a needle valve for controlling the gas supply formed gas valve 27 is provided, the outlet opening 32 of which into the injector tube 15 of the burner 14 opens. The housing extension 31 of the gas valve 27 forms at the same time the injector nozzle, which is assigned to the injector tube 15 in a known manner is.

Die Wirkungsweise des Durchlauferhitzers ist folgende: Nach dem Öffnen des Warmwasser-Zapfventiles 13 wird der Thermostat 19 durch das im Durchflussrohr 18 nachströmende Kaltwasser abgekühlt, sodass das Gasventil 27 infolge der Kontraktion des Balges 21 in die Offenstellung gelangt und die Gas zufuhr zum Brenner 14 freigibt, welcher eine entsprechende Heizleistung abgibt. Im Wärmetauscher 11 erwärmt sich das durchfliessende Wasser, wobei der Thermostat 19 über den Balg 21 das Gasventil 27 stufenlos in Schliessrichtung entsprechend dem erreichten Grad der Erwärmung des Auslaufwassers bewegt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis die angestrebte bzw. eingestellte Auslauftemperatur erreicht-ist. Danach wird die erreichte Temperatur in einem engen Regelbereich konstant gehalten, da der Thermostat 19 sehr feinfühlig anspricht und jede Regelabweichung sofort durch entsprechendes Verstellen des Nadelventils 27 ausgleicht.The flow heater works as follows: After opening of the hot water tap valve 13 is the thermostat 19 through the in the flow pipe 18 inflowing cold water cooled so that the gas valve 27 as a result of the contraction of the bellows 21 reaches the open position and releases the gas supply to the burner 14, which emits a corresponding heating output. In the heat exchanger 11 heats up the flowing water, the thermostat 19 via the bellows 21, the gas valve 27 steplessly in the closing direction according to the degree of heating reached of the outlet water moves. This movement continues until the desired or The set outlet temperature has been reached. After that the temperature reached kept constant within a narrow control range, since the thermostat 19 is very sensitive responds and every control deviation immediately by adjusting the needle valve accordingly 27 balances.

Sobald das Warmwasser-Zapfventil 13 abgesperrt wird, wirkt das Gasventil 27 als Absperrventil und sperrt die Gaszufuhr zum Brenner 14 ab. Jedoch wird auch danach die Wassertemperatur im Wärmetauscher 11 auf einem vorgegebenen Wert konstant gehalten, weil das aus Temperaturfühler 19 und Nadelventil 27 gebildete Steuersystem auch bei geschlossenem Zapfventil seine Funktion beibehält. Das hat den Vorteil, dass bei Inbetriebnahme des Gerätes sofort eine gewisse Menge von warmem Wasser zur Verfügung steht.As soon as the hot water tap valve 13 is shut off, the gas valve acts 27 as a shut-off valve and blocks the gas supply to the Burner 14 off. However, even after that, the water temperature in the heat exchanger 11 is set to a predetermined one Value kept constant because that formed from temperature sensor 19 and needle valve 27 Control system maintains its function even when the nozzle is closed. That has the advantage that when the device is started up immediately a certain amount of warm Water is available.

In manchen Pällen kann es zweckmässig sein, mit dem Zapfventil eine Vorrichtung sum Verstellen der Temperaturregelglieder zu koppeln, derart, dass bei geschlossenem Zapfventil zwangsläufig eine geringere Temperatur des im Gerät verbleibenden Wassers eingeregelt oder das Gasventil überhaupt unbeeinflusst vom Wärgefühl er in seiner Geschlossenstellung gehalten wird.In some cases it can be useful to use the nozzle To couple device sum adjusting the temperature control elements, such that at closed nozzle inevitably a lower temperature of the remaining in the device Water or the gas valve unaffected by the feeling of warmth is held in its closed position.

Die erfindungsgemässe Anordnung kann vorteilhaft auch bei solchen Geräten Anwendung finden, die einen grösseren Brauchwasservorrat als ein reiner Durchlauferhitzer haben. Der Wärmefühler kann auch über andere Stellmotoren als einem mit Flüssigiteit gefüllten Balg auf das Schliessglied des Gasventils einwirken. Zu diesem Zweck können sich elektrische Stellmotoren nsbesondere dann gut eignen, wenn ohnehin eine elektrische bzw.The arrangement according to the invention can also be advantageous in such Devices are used that have a larger domestic water supply than a pure one Have water heater. The heat sensor can also be operated by actuators other than a bellows filled with liquid act on the closing element of the gas valve. Electric servomotors are particularly suitable for this purpose, if an electrical or

elektronische Steuerung für andere Funktionen des Geräts oder er mit dem Gerät versehenen Anlage vorgesehen sind.electronic control for other functions of the device or he with the system provided with the device.

Claims

Expectations:

1. Gas-heated water heater at which the hot water temperature can be regulated by a temperature-dependent control of the gas supply, d a d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that for controlling the gas supply as a needle valve formed gas valve (27) is provided, the outlet (32) of which in the burner (14) associated injector tube (15) opens.

2. Water heater according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the housing (29) of the gas valve (27) at the same time as the injector nozzle is provided.

3. Water heater according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n It is noted that the gas valve (27) and the injector form one structural unit are summarized.

4. Water heater according to claim 1, 2 or 3, d a d u r c h g e k e It is not noted that the heat sensor (19) is used for temperature-dependent control the gas supply is connected to the gas valve (27) via a servomotor.

5. Water heater according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a servomotor filled with expansion fluid as a precautionary measure Bellows (21) is provided.

6. Water heater according to claim 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the bellows (21) via a lever system (24, 25) on the closing element (26) of the gas valve acts.

7. Water heater according to one of the preceding claims, whose Heat exchanger (11) consisting of a pipe coil carrying the water to be heated and consists of a lamellar block penetrated by the pipe coil, d u r c h g e - It is not indicated that the heat sensor (19) is in the area of the heat exchanger (11) is arranged in the hot water path.

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