DE2360243A1

DE2360243A1 - Vorrichtung zum regulieren der temperatur des heisswasserzuflusses

Info

Publication number: DE2360243A1
Application number: DE19732360243
Authority: DE
Inventors: Salimbeni Vivai Piet Bartolini
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-12-06
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1974-06-12
Also published as: FR2209906A1; GB1443763A; FR2209906B3

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DlPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÖNCHEN HAMBURG MÖNCHEN

8 MÖNCHEN 26 2 HAMBURG

POSTFACH 37 WAITZSTR. UEBHERRSTR. 20 TEL. (040) 892255

TEL. (089) 226548 TELEX 212921 spoz TELEX 522505 spez

ihrenachrichtvom unserzeichen HAMBURG

ρ 7061/73
E/ut

BETRIFFT:

PIETRO

BARTOLINI SALIMBENI VIVAI,

Florenz/Italien, Via Giuseppe Verdi 1

Vorrichtung zum Regulieren der Temperatur des Heißwasserzuflusses

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regulieren und Konstanthalten der Temperatur des Heißwasserzuflusses durch Vermischen mit kaltem Wasser, welches bei einem höheren Druck als das heiße Wasser verfügbar ist, in solchen Verhältnissen, daß das aus der Vorrichtung

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HAMBURG 147607-200 · BANK: COMMERZBANK, HAMBURG, 53/22904 . TEIEGR.1 SPECHTZIES HAMBURG bzw. SPECHTZIES MÖNCHEN

auslaufende Wasser die gewünschte Temperatur erhält. Diese Mischvorrichtung ist in Anlagen verwendbar, wo das Erhitzen des Wassers mittels eines einzelnen Wassererhitzers (durch dessen Regulierventil ein Druckabfall vorhanden ist) oder mittels eines äquivalenten Verteilungsnetzes erzielt wird.

Die Vorrichtung der Erfindung besteht aus: einem Ventilkörper, zwei Zuflußleitungen für das heiße und kalte Wasser, einer Mischkammer, welche ein thermoempfindliches Element enthält, einer Abflußleitung für das gemischte Wasser.

Die Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Wasser geringeren Druck als das kalte hat, daß die Leitung für das heiße Wasser direkt in die Mischkammer führt und folglich in direkter Verbindung mit der Abflußleitung für das gemischte Wasser steht, daß weiter ein Ventilsitz zwischen der Kaltwasserleitung und der Mischkammer mit

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einem Absperrglied, das durch das· wärmeempfindliche Element betätigbar ist, welches den Kaltwasserstrom durch das Ventil nach der Mischkammer öffnet, wenn die Temperatur steigt ,vorgesehen ist, daß ein hohler Stopfen, welcher eine gegen das öffnen des Verschlußgliedes wirkende Feder enthält, als der Verschluß des Ventils eingebaut ist und daß Regulierungsmittel, welche auf das wärmeempfindliche Element wirken, vorgesehen sind.

Die Zeichnungen zeigen eine praktische, aber nicht die einzige, beispielhafte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht des thermo-

statischen Ventils im Axialschnitt, Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht des unteren

Teils eines üblichen Wassererhitzers mit Anschlußleitungen, welcher mit der Mischvorrichtung ausgerüstet ist.

Gemäß den Zeichnungen ist in Fig. 1 -mit 1 ein hohler, becherartiger zylindrischer Körper des thermostat!-

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sehen Ventils bezeichnet. Dieser besitzt seitlich einen hohlen zylindrischen Ansatz IA. Seitlich von dem Körper 1 gehen ein Anschluß 2 mit Außengewinde für den Zufluß des kalten Wassers und ein Anschluß 3 mit Innengewinde für den Zufluß des heißen Wassers von dem Wassererhitzer oder anderer Quelle aus Der Ansatz IA hat seinerseits seitlich einen Anschluß 4 mit Außengewinde für den Auslauf des ge mischten Wassers sowie einen zylindrischen Körper 5 mit axialer Bohrung für den von Hand regulierbaren Schaft des Ventils selbst.

Eine Scheibe 6 mit einem axialen Rohr 6A, welche den Hauptteil des Ventils bildet, wird gegen ein Auflager 7 des inneren Hohlraumes des Körpers 1 gedrückt, so daß eine Mischvorkammer 8 in direkter Verbindung mit dem Zufluß des heißen Wassers durch die Leitung 3 und mit solchem Zulauf von Kaltwasser wie nötig ist, durch den Sitz des Ventils 6A gebildet ist. Die Vorkammer 8 ist durch eine öffnung 8A in der Wand des Köpers 1 in Verbindung mit einer Mischkammer 9, welche

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innerhalb des Ansatzes IA gebildet ist, sowie mit' einer Austxittsleitung 4. Das offene Ende des Hohlkörpers 1 ist durch einen hohlen Stopfen 10 verschlossen, welcher gegen den umfängliehen Rand einer Membran 11 und gegen ein inneres Widerlager 12 des Körpers 1 durch einen Endflansch lh des Körpers 1 gepreßt ist, welcher nach Zusammenbau der Bestandteile¹ entsprechend gekrümmt ist.

Durch ein mittiges Loch in der Membran 11 ist der Rand 15A eines axial gebohrten Zapfens einer Scheibe 15s deren Durchmesser etwas größer ist als der aussere Durchmesser des Rohres 6A, dessen Rand die Hauptdurchgangsöffnung des Ventils bildet, geführt. Der Rand 15A des gebohrten Zapfens der Scheibe 15 ragt in die mittige Öffnung einer Dichtungsscheibe 16, deren Durchmesser kleiner ist als der innere des Ventilsitzes 6A. Durch Vernieten des Randes 15A erhält man das gesamte Hauptverschlußglied, dessen mittige Öffnung die Steueröffnung bildet.

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Es können andere Lösungen zur Ausbildung dieses zusammengesetzen Teils vorgesehen sein, beispielsweise kann statt der Scheibe 15 eine Metallseheibe zwischen zwei Membranen, ähnlich der Membran 11, eingesetzt werden, das Ganze mittig gebohrt und heifivulkanisiert werden.

Die Steueröffnung des oben beschriebenen Hauptverschlußgliedes arbeitet mit einem konischen Zapfen

18 zusammen, welcher axial an einer Ventilstoßstange

19 befestigt ist und durch eine Feder 20 geringer Kraft gegen die Steueröffnung gedrückt wird. Die Feder 20 wirkt gegen die Vergrößerung des (später zu beschreibenden) wärmeempfindlichen Elements als Ergebnis des Temperaturanstiegs des zugeführten gemischten Wassers. Die Membran 11 ist mit einem oder mehreren Ausgleichslöchern HA versehen, deren Öffnung im angemessenen Verhältnis zu dem für die Steueröffnung brauchbaren steht. Die Löcher HA stellen eine Verbindung zwischen dem Eintritt des kalten Wassers und einer Servokontrollkammer 22 her, welche aus dem Innern des hohlen Stopfens 10 und der an die Scheibe 15 anliegenden Fläche der Membran' 11 gebildet ist.

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Das äußere Ende des rohrförmigen Ansatzes IA des Körpers 1 ist durch eine Scheibe 2 3 verschlossen, welche durch einen zwischengelegten Dichtungsring 2k gegen das Auflager eines Abschlußrandes 26 des Ansatzes IA gepreßt ist, welcher nach Zusammenbauen der inneren Bestandteile umgeknickt wird. Ein innerer axialer Gewindezapfen der Scheibe 23 ermöglicht es, mittels einer Schraubenmutter 27 die mit Bohrung versehene Seite einer Feder, welche durch ein rechtwinklig gefaltetes Band 29 gebildet ist, gegen die innere Wand der Scheibe festzulegen. An der anderen durchbohrten Seite derselben Feder ist das durchbohrte Ende einer Platte 32 vernietet.

Diese Platte kann durch Verlängern einer Seite der rechtwinklig gefalteten Bandfeder ersetzt werden. Das thermoempfindliche Element ist durch ein U-förmig gebogenes Bimetallband 3 ^ gebildet, wobei das Metall mit größerer thermischer Ausdehnung an der Innenseite des Bandes liegt, so daß die Schenkel des U bei Temperaturerhöhung auseinander gehen«. Zur Verminderung des

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Raumbedarfs und zum Verbessern des Funktionierens des Elements ~5k kann der Bogen des längeren Schenkels über den halben Umfang hinausgehen und eine weitere Krümmung die beiden Schenkel nahezu parallel machen. Das Ende des kürzeren Schenkels des Filaments, welches durchbohrt und zwischen zwei Dichtungen 31 (von gleichem oder etwas geringerem Durchmesser als die Breite des Bimetallbandes 3*0 angeordnet ist, ist mittels einer Niete 33 an dem anderen Finde der Platte 32 befestigt. Das Ende des längeren Schenkels des Elementes 3^ geht durch die öffnung 8a hindurch und besitzt eine Bohrung in Übereinstimmung mit der Achse des zylindrischen Hohlraumes des Körpers 1. Innerhalb dieses Loches ist der Rand einer Schale 35 vernietet, deren konischer Hohlraum gegen den Sitz des Ventils 6A gewandt ist und innerhalb dessen das Ende der Ventilstoßstange 19 des Steuerzapfens 18 frei bewegbar untergebracht ist. Die Öffnung 8A kann auch durch eine Verlängerung des Hohlraumes 9 gegen den Körper 1 begrenzt sein.

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In der axialen Bohrung des zylindrischen Ansatzes . 5, welche an ihrem der Mischkammer 9 zugewandten Ende mit Gewinde versehen ist, ist das konisch zugespitzte Ende eines von Hand betätigbaren Stellschaftes 36, der teilweise mit Gewinde versehen ist, verschraubt. Der Teil des Schaftes 36, der innerhalb der Axialbohrung des Ansatzes 5 nicht mit Gewinde versehen ist, besitzt eine Ausnehmung für einen Dichtring 37, während ein diametraler Stift 38 in seinem äußeren Teil angeordnet ist, von welchem ein Teil des Stiftes selbst vorsteht. Ein anderer Stift 39, welcher in einer Bohrung des Endteiles des Körpers 5 befestigt ist, bildet einen Anschlag für den Stift 38 und verhindert infolgedessen die vollständige Drehung des Schaftes 36. Dieses ermöglicht die regelmäßige Ablesung einer Sakla für die vorgesehene Regulierung sowohl auf einem Knopf 40, welcher mittels einer Peststellschraube 41 am äußeren Ende des Schaftes 36 befestigt ist_s als auch auf einer Platte 44, welche vorteilhafterweise als Abdeckung, für die Gesamtvorrichtung ausgebildet ist

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und an dem zylindrischen Körper 5 (teilweise auf der Außenseite mit Gewinde versehen) mittels einer Mutter ²J2 zwischen den beiden Dichtungen *Γ5 und '4 3A befestigt ist.

Das thermostatische Ventil arbeitet wie folgt: Durch Drehen des Knopfes MO auf den für das aus der Vorrichtung austretende Wasser gewünschten Temperaturgrad bringt das konische Ende des Schaftes 36, welches mit den oben beschriebenen Gewinden in Eingriff ist, die Platte 32 und folglich das wärmeempfindliche Element 3¹* in eine vorbestimmte Position in Bezug auf die gewünschte Temperatur, indem es den Druck der rechtwinklig geknickten Feder 29 überwindet. Wenn die Temperatur des durch die Kammern 8 und 9 auslaufenden Wassers den gewünschten Grad überschreitet, biegt sich das Bimetallband . derart, daß seine beiden Enden auseinandergehen; daher zwingt die Endschale 35, in welcher das Ende der Ventilstoßstange 19 untergebracht ist, unter überwinden der Kraft der Druckfeder 20 den konischen Zapfen 18 den Durchfluß nach dem Steuerloch, das durch das mittige Loch der Scheibe 15 gebildet ist,

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zu öffnen. Der Druck innerhalb der Servokontrollkammer 22, welche durch das oder die Ausgleichslöcher HA gespeist wird, "welcher auf die Membran 14 wirkt, wird dann geringer las derjenige, welcher auf die Gegenseite der Membran durch aus dem Anschluß 2 kommendes kaltes Wasser ausgeübt wird. So wird das Hauptve'rschlußglied _s das durch die Scheibe 15 die Dichtung 16 und den mittigen Teil der Membran 11 gebildet ist, gezwungen_s den Durchfluß durch den Hauptteil Sk des Ventils zu öffnen_s indem es so die Zufuhr von Kaltwasser und ein Vermischen mit dem Heißwasser von Anschluß 3 hervorruft_s so daß das Wasser, welches aus dem Anschluß ¹J fließen soll, die gewünschte Temperatur erreicht.

Wenn die Temperatur in der Mischvorkammer 8 und in der Mischkammer 9, wo der wirksamste Teil des wärmeempfindlichen Elements angeordnet ist, unter den gewünschten Grad fällt, nähern sich die beiden Enden des Elements wieder und daher ist der konische Steuerzapfen bestrebt ₃ die Steueröffnung zu sehliessen, wobei ein Druckanstieg in der Kammer 22 und eine folgende Annäherung des Hauptverschlüßgliedes

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an seinen Sitz 6A sowie eine Verminderung des Kaltwasserstromes verursacht wird.

Für die korrekte Punktion des thermostatischen Ventils ist es notwendig, daß das wärmeempfindliche Element 3¹J in seiner Bewegung infolge Temperaturdifferenzen nicht gehindert wird, weil beim übei ■ schreiten der Elastizitätsgrenzen eine bleibende Verformung des Bandes 3^ verursacht würde und diese würde, selbst wenn gering, die Eichung des Ventils modifizieren. In dem dargestellten Reguliersystem ist das wärmeempfindliche Element nahezu frei in seiner Bewegung, indem es beim Ausdehnen nur durch die Druckfeder 20 geringer Kraft und durch die nahezu vernachlässigbare Wirkung, welche durch die Differenz des Drucks, welcher von dem Wasser vor und hinter der Steueröffnung mit kleinem Durchmesser ausgeübt wird, zurückgehaltenwird. Wenn das Element 3^ sich so weit verformt, daß es über die Kontaktbedingung mit dem Ende der Stoßstange 19 hinausgehen würde, erhält es wieder die richtige Kontaktposition infolge des konischen Hohlraums der Schale 35·

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Da kein Teil des automatisch arbeitenden Ventils Gleitreibung unterworfen ist, stören mögliche Verkrustungen-innerhalb des Ventilkörpers die Funktion des Ventils selbst nicht.

Figur 2 zeigt beispielsweise die Anordnung der Vorrichtung (deren schon an Hand von Fig. 1 beschriebene Teile dieselben Bezugszeichen haben) am unteren Teil eines normalen Wassererhitzers 50· Mit 51 ist der Anschluß für die Kaltwasserzuleitung und mit der Anschluß für die Heißwasserentnahmeleitung bezeichnet. Der Körper 1 des thermostatischen Ventils ist mittels des bereits beschriebenen Anschlusses 3 an den Anschluß 52 angeschlossen und mit seinem Anschluß k an das gewöhnliche flexible Rohr 62 zur Verbindung mit in der Wand verlegten Leitungen für die Heißwasserverteilung und mit seinem Anschluß an eine Leitung, welche es über eine T-Verbindung sowohl an das flexible Rohr 6l zur Verbindung mit Leitungen für die Kaltwasserzufuhr, die in der Wand verlegt sind, als auch über das Rückschlag- und Sicherheitsventil 53 mit dem Eingangsanschluß 51 des Wassererhitzers verbindet.

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Die in Figur 2 gestrichelte Platte 44, welche, wie bereits beschrieben, mittels der Mutter 42 an dem Ventil befestigt ist, kann »it Vorteil sowohl in ästhetischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht als Abdeckkaeten für die Gesamtvorrichtung ausgebildet sein, indem dadurch vermieden wird, daß die Hauptbestandteile der Vorrichtung selbst verchromt oder poliert werden müssen.

Mit zweckmäßigen Abwandlungen, beispielsweise indem man den Anschluß 4 für den Austritt des gemischten Wassers in entgegengesetzter Richtung zu der des Steuerschaftes 36 anordnet und das T-Stück 54 auf den Kopf stellt sowie zur Verbindung mit der flexiblen Leitung 61 ein Knie hinzufügt, kann die gesamte Vorrichtung in dem unteren Kasten eines Wassererhitzers, der mit einem solchen ausgerüstet ist, untergebracht werden. In diesem Falle kann der Regulierknopf 40 von einem geeigneten Durchmesser aus einem Schlitz in der unteren Seite des Kastens vorstehen, welcher umfänglich die Temperaturskala trägt.

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Mit anderen Abwandlungen, indem man beispielsweise die Anschlüsse 2 und 4 an derselben Seite des Ventils wie den Anschluß 3 anordnet, kann das Ventil mittels auf einer Platte befestigter Anschlüsse an die in der Wand verlegten Rohre angeschlossen werden.

Es versteht sich, daß die beigefügten Zeichnungen nur ein Bespiel für die praktische Durchführung der Erfindung zeigen, da die Vorrichtung in Form und Anordnung abgeändert werden kann.

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Claims

Patentansprüche

©Vorrichtung zum Regeln und zum Konstanthalten __

der Maximaltemperatur der Heißwasserversorgung, indem man das Heißwasser mit Kaltwasser in solchen Verhältnissen mischt, daß das aus der Vorrichtung austretende Wasser die gewünschte Temperatur hat, welche Vorrichtung einen Ventilkörper, zwei Anschlüsse für das heiße und kalte Wasser, eine Mischkammer, welche ein wärmeempfindliches Element sowie einen Anschluß für den Austritt des gemischten Wassers direkt aus der Mischkammer, aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß bei geringerem Druck des heißen Wassers gegenüber dem des kalten der Heißwasseranschluß (3) direkt in die vorgenannte Kammer mündet und daher mit dem Austrittsanschluß (¹O für das Mischwasser in direkter Verbindung ist, und daß ein Ventilsitz (6A) zwischen dem Kaltwasseranschluß (2) und der Mischkammer (8,9) mit einem durch das wärmeempfindliche Element betätigten Verschlußglied (15) zusammenarbeitet, welches den Durch-

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fluß des kalten Wassers durch das Ventil (15-6a) nach der Mischkammer (8,9) beim Anstieg der Temperatur öffnet, daß beim Verschluß des Ventilkörpers ein hohler Stopfen (10), welcher eine dem Verschlußglied entgegenwirkende. Feder (20) enthält, vorgesehen ist und daß auch auf das wärmeempfindliche Element wirkende Mittel zum Regulieren vorgesehen sind.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Sitz der Hauptöffnung (6A) eines Ventils zwischen dem Kaltwasseranschluß (2) und der Mischkammer (8, 9) angeordnet ist, wobei dieser Sitz mit einem HauptVerschlußglied (15) und einer Membran (11) zusammenarbeitet, welche durch ein Steuerventil (18, 15) gesteuert wird, dessen Sitz an der Membran (11) befestigt ist und dessen Steuerzapfen (18) seinerseits durch das wärmeempfindliche Element (34) betätigt wird, welches den Durchfluß durch das Steuerventil (18, 15) nach der Mischkammer (8,9) beim Anstieg der Temperatur öffnet, wobei der hohle Stopfen (10) eine gegen den Steuerzapfen wirkende Feder (20) enthält, die

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Membran (11) und der hohle Stopfen (10) eine Servosteuerkammer (22) begrenzen, welche den Druck des kalten Wassers aus einem oder mehreren Ausgleichslöchern (11A), die in dem umfänglichen Teil der Membran (11) vorgesehen sind, erhält.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Stoßstange (19) des Steuerzapfens durch die Steueröffnung hindurchgeht, wobei die Stange (19) durch das wärmeempfindliche Element (3¹O, welches den durch den Sitz der Hauptöffnung (6a) hindurchgehenden Strom erhält und in der Mischkammer (8,9) angeordnet ist, betätigt wird.

i|.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das wärmeempfindliche Element im wesentlichen in einem rohrförmigen Ansatz (IA) des Körpers (1) des Ventils angeordnet ist, wobei das Innere dieses Ansatzes (IA) eine Mischkammer begrenzt,

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von der der Anschluß für den Austritt des Mischwassers ausgeht, daß eine Vormischkammer (8) in dem Körper (1) des Ventils vorgesehen ist, welche mit dem Anschluß (3) für die Heißwasserzufuhr und durch die Hauptöffnung (6A) des Ventils mit dem Einlaßanschluß (2) für kaltes Wasser in direkter Verbindung ist.

^).) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis M, dadurch gekennzeichnet , daß das wärmeempfindliche Element (3¹O ein Bimetallband ist, welches beim Biegen infolge Temperaturänderungen, die durch das von Hand regulierbare Mittel der Vorrichtung selbst angezeigt werden, nicht gehindert ist.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das wärmeempfindliche Element (3¹O in einem Bimetallband U-förmig oder ähnlich gebogen ist, wobei die Schenkel gegebenenfalls unterschiedliche Längen haben, welche durch dasselbe Bimetallband oder durch Verlängerungen aus gewöhnlichem daran befestigtem

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Metallband gebildet sind, sowie durch eine Regulierhalterung (29-32), welche einen Schenkel erfaßt, geführt sind, während der andere gegebenenfalls längere Schenkel durch den konischen Hohlraum der Schale (35) das Ende der Stoßstange (19) erfaßt.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stoßstange (19) des Steuerzapfens (18) sich gegen den konischen Hohlraum einer Schale (35)» welche an dem bewegbaren Ende des Bimetallschenkels· (3*0 befestigt ist, stützt, wobei diese Schale von Stange weg bewegbar ist und sie wieder durch Herstellen von Kontakt zentriert.

8.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Regulierhalterung eine Platte (32) oder dergleichen besitzt, welche mit einem Ende einen Schenkel des wärmeempfindlichen Elements (3²O erfaßt, an ihrem Ende schwenkbar ist und durch ein elastisches Mittel (29) gegen einen mit Gewinde versehenen

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Schaft (36) zur Regulierung von Hand gedrückt wird, dessen Angriffspunkt auf der Halterung (32) zwischen der Drehachse der Halterung und -dem Ende des wärmeempfindlichen Elements (3Ό, das die Schale (35) trägt, liegt, so daß die Axialverstellung des Schaftes (36)' zur Regulierung von Hand infolge seiner Drehung in den passenden Gewinden verstärkte Verstellungen der Schale (35) hervori ift.

9.) Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß sie an dem Wassererhitzer zwischen den bereits vorhandenen Rohranechlüssen desselben angebracht ist, wobei sie auch leicht an Wassererhitzern anbringbar ist, welche unten mit einem Schutzgehäuse oder -kasten versehen sind, wobei der Druckverlust durch den Wassererhitzer und sein Sicherheitsventil den Druck des heißen Wassers gegenüber dem des kalen vermindert „

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10.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie an ein Leitungsnetz zur Lieferung von
Heißwasser in Anlagen, wo das Erhitzen des Wassers zentral erfolgt, wo der Druck des Zulaufs des Heißwassers geringer gemacht ist als der der Zuführung von Kaltwasser, anschließbar ist.

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