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Gasbeheizter Wasserheizer Die vorliegende Erfindung bezieht sich
auf einen Gasbeheizten Wasserheizer gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
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Bei einem solchen Durchlauferhitzer spricht bei Uffnen des Zapfventils
die Wassermangelsicherung an, indem sich die in der Membrankammer angeordnete Membran
anhebt und so einen Stellbefehl auf das Gasventil gibt, welches öffnet.
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Da der an der Membran angreifende Differenzdruck von der Yenturidüse
erzeugt wird, nimmt er im Quadrat der durchfließenden Wassermenge zu, so daß die
Gasventilöffnung schon bei geringer Wassermengenänderung erfolgt und somit die Temperatur
des ausfließenden Wassers hierbei steil ansteigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Temperatur
des aus fließenden Wassers im Anfangsstadiun nach Uffnen des Zapfventils über den
sich ändernden Wasserstrom konstant zu halten. Insbesondere bei Geräten mit Konstantstrornwasserregler
soll diese Konstanthaltung in dem Bereich erfolgen, in dem der Ventilkörper des
Konstantstromreglers noch nicht in Regelstellung gegangen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
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Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß man eine umständliche Federabstimmung
zwischen der Feder des Gasventils, der Feder der Membrankammer und gegebenenfalls
der Feder des Venteilkörpers des Konstantstromreglers ersparen kann.
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Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel
gemäß den Figuren 1 - 5 der Zeichnung ersichtlich, die den Anmeldungsgegenstand
in schematischen schnittzeichnungen erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine scbematische Gesamtdarstellung des Wasserheizers
zum Teil im Querschnitt, Fig 2 eine Einzelheit im Wasserschalter nach Figur 1, Fig.
3 den Ventilkörper in vergrößertem Maßstab im Querschnitt, Fig. 4 eine weitere Darstellung
des Ventilkörpers und Fig. 5 eine Weiterentwicklung des Ventilkörpers nach den Figuren
I - 4, gleichfalls im Querschnitt.
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In allen fünf Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen
Einzelheiten.
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Eintgasbeheizter Durchlauferhitzer 1 zur Bereitung warmen Gebrauchswassers
weist einen von einem Gasbrenner 2 beaufschlagten Wärmetauscher 3 auf, der von einer
Zulaufleitung 4 gespeist ist und dem das Wasser über eine mit einem Zapfventil 5
versehene Zapfleitung 6 abgeführt ist. Der Brenner 2 wird über ein in einer Gasleitung
7 angeordnetes Gasventil 8, 9 gespeist. Der Ventilkörper 9 des Gasventils wird durch
eine Druckfeder 10 auf den Ventilsitz 8 gedrückt. Der Ventilkörper weist einen
konischen
Bereich 11 auf, an dem sich beiderseits zylindrische Bereiche 12 und 13 anschließen.
An der Unterseite des Ventilkörpers 9 greift ein Federteller 14, gegen den sich
eine Justierfeder 15 abstützt. Die Justierfeder 15 wirkt mit einem weiteren Stützteller
16 zusammen, der von einem Hebel 17 verstellt werden kann, der seinerseits um die
Achse 18 verschwenkbar im Durchlauferhitzer 1 gelagert ist. Ober eine das Gasrohr
7 durchsetzende, von außen zugängliche und verstellbare Justierschraube 19 ist die
Vorspannung der Feder 15 einstellbar. Der Ventilkörper 9 des Gasventils 8, 9 wird
von einer das Gas rohr 7 gleichfalls durchsetzenden Stellstange 20 betätigt. Diese
Stell stange korrespondiert mit einem Stellstift 21, der ein Gehäuse 22 eines Wassers
schalters 23 im Bereich einer Stoffbuchse 24 durchsetzt.
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In Gehäuse 22 des Wasserschalters ist eine Membrankammer 25 vorgesehen,
die von einer Membran 26 in einen Hochdruckraum 27 und einen Niederdruckraum 28
unterteilt ist. Die Membran ist mit einem Membranteller 34 verbunden, der starr
mit dem Stellstift 21 gegen die Rückstellkraft einer Wendelfeder 29 im Gehäuse beweglich
ist.
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Der Hochdruckraum 27 steht über einen Ventilsitz 30, der von einem
Ventilkörper 31 beherrscht ist, der sich gegenüber einer Druckfeder 32 am Gehäuse
23 abstützt, mit einer Wasserzufuhrleitung 33 in Verbindung.
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Der Hochdruckraum 27 ist über eine Venturidüse 35 mit der Zulaufleitung
4 verbunden, an der engsten Stelle 36 der Venturn; 35 zweigt ein Kanal 37 ab, der
mit dem Niederdruckraum 28 verbunden ist.
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Als Bypass zu der Venturidüse ist ein Kanal 38 vorgesehen, der gleichfalls
die Hochdruckkammer 27 mit der Zulaufleitung 4 verbindet. Im Zuge des Bypasskanals
38 ist ein Ventilsitz 39 vorgesehen, der von einem mit einem Drehknopf 40 versteilbaren
Ventilkörper 41 mehr oder minder stark gedrosselt werden
kann.
Es ist eine weitere Bypasstrecke 42 vorgesehen, die gleichermaßen einen Ventilsitz
43 aufweist, der von einem Ventilkörper 44 verschließbar ist. Dieses Ventil 43,
44 besteht aus einer zylindrischen Bohrung 45 die, vergleiche insbesondere Fig.
3 und 4, einen Sackteil 46 und die den Ventilsitz 43 bildende Schulter aufweist.
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Der Ventilkörper 44 besteht aus einem Sechskant 47, der eine Stufe
48 aufweist, die den eigentlichen Ventilkörper darstellt.
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An die Stufe 48 schließt sich ein zylindrischer Bereich 49, an diesen
ein konischer Bereich 50 an. Am Ende des konischen Bereichs ist eine Abstufung 51
vorgesehen, gegen die sich eine Druckfeder 52 anlehnt. Die Feder stützt sich gegen
einen Teller 53 ab, der von einem Stift 54 durchsetzt ist, der den Teller mittels
eines Sprengrings 55 hintergreift. per Teller 53 liegt am Boden 56 des Sacklochs
46 auf. Der Teller ist gegen die Rückstelikraft der Feder 52 auf dem Stift 54 bewegiich
Der Sechskantkörper 47 weist eine zentrale Bohrung 57 auf, die von dem Stift 54
durchsetzt ist. Der Stift hat an seinem Abschlußende einen Fortsatz 58, der größer
bemessen ist als eine Stufe 59 im Bereich der Bohrung 57.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Konstantstromregler
mit seinem Stellglied, bestehend aus dem Ventilsitz 30 und dem Ventilkörper 31 in
Fortfall gekommen. Dieses Gerät ist dann lediglich vom Differenzdruck des durchfließenden
Wassers gesteuert. Da die Auslauftemperatur des gezapften Wassers abhängig ist von
der Flasserzulauftemperatur, weist dieses Gerät einen gesonderten Bypasskanal 60
auf, der mit einem Ventilsitz 61 versehen ist. Dieser Ventilsitz ist durch einen
Ventilkörper 62 verschließbar, der an einem Bymetall 63 angelenkt ist, das an seinem
freien Ende durch eine Schraube 64 mit dem Gehäuse 22 des Wasserschalters 23 verbunden
ist. Dieser bimetallgesteuerte Bypass bewirkt bei relativ kalter Wassereinlaqtemperatur
im Bereich des Hochdruckraumes 27 ein Verschließen des Ventilsitzes 61 durch
den
Ventilkörper 62. Somit wird der Differenzdruck und damit der Stellweg des Stiftes
21 größer, als wenn der Differenzdruck durch den geöffneten Bypasskanal 60 mehr
oder weniger abgebaut ist. Die Folge davon ist ein weiteres Uffnen des Gasventils
und damit wärmeres Wasser in der Zapfleitung.
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Diesen bimetallgesteuerten Bypass kann man, wie die Figur 5 zeigt,
auch in den Bereich des Ventils 43, 44 integrieren: Der Ventilsitz 43 wird in den
Bereich einer Hülse 65 verlegt, die in der Bohrung 45 beweglich gelagert ist. Die
Hülse 65 weist eine Nut 66 auf, in die das Bimetall 63 eingreift.
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Die Funktion der Einrichtung gemäß den Figuren 1, 3 und 4 ist folgende:
ii rd das Zapfventil 5 geöffnet, so resultiert ein Wasserstrom aus dem nicht dargestellten
Netz durch die Wasserzufuhrleitung 33, das geöffnete Ventil 30, 31, den Hochdruckmenbranraum
27, die Yenturidiise 36, die Zulaufleitung 4 zum Wärmetauscher 3 und anschließend
über die Zapfleitung 6 zur Zapfstelle. Als Folge davon baut sich ein Differenzdruck
zwischen Hoch- und Niederdruckraum auf, der die Membran zu einem Stellweg nach oben
veranlaßt. Unter der Voraussetzung, der Uffnungsgrad des Zapfventils ist gering,
ist dieser Stellweg minimal. Das heißt, der Ventilkörper 31 des Konstantstromventils
geht noch nicht in Regelstellung, da er unter der Wirkung der Feder 32 mit seinem
Stift die Unterseite der Membran abfühlt. Der Bypasskanai 38 des Temperaturwählers
40 ist verschlossen. Durch das geringe Abheben der Membran 26 nach oben kann jedoch
der Ventilkörper 44 unter der Rückstellwirkung der Feder 52 der Membranbewegung
folgen. Hierdurch wird der Ventilsitz 43 freigegeben, so daß ein Bypasswasserstrom
durch die Bypasstrecke 42 zur Venturi 35 erfolgt. Somit wird der Differenzdruck
zwischen den beiden Kammern des Wasserschalters 23 abgebaut, so daß der Stellweg
des Stellstiftes 21 und damit des Gasventilkörpers 9 kleiner ist.
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Bei weiterem Ansteigen des Ventilkörpers 44 beeinflußt der konische
Bereich 50 dieses Ventilkörpers den Durchleßstrom durch die Bypasstrecke 42. Bei
entsprechender Stellbewegung des Stellstiftes 21 bzw. der Stellstange 20 beeinflußt
aber auch der konische Bereich 11 des Gasventilkörpers 9 den Gasdurchtritt durch
den Ventilsitz 8. Durch entsprechende Ab-Stimmung der Verjüngungsgrade beider konischen
Bereiche 11 bzw. 50 wird nun ein streng proportionaler Verlauf zwischen Gasstrom
und Wasserstrom erreicht. Die Folge davon ist eine Temperaturkonstanz in dem Betriebsbereich
in dem Drosselnrad des Zapfventils die Arbeitsweise des Durchl auferhi tzers beherrscht.
Bei weiterem Aufdrehen des Zapfventils steigt der Differenzdruck zwischen den beiden
Membrankaminern an, und der Ventilkörper 31 fährt unter der Rückstellwirkung der
Feder 32 in den Bereich des Ventilsitzes 30 ein, d. h.
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dar Ventilkörper geht in Regelstellung. Als Folge hiervon resultiert
ein Kons tantwas sers trom durch das Gerät, den der Ventilkörper 44 mit der Bypasstrecke
42 zu beeinflussen nicht mehr im Stande ist. Bei maximalem Stellweg der Wassermangelsicherung
ist aber auch das Gasventil 8, 9 voll geöffnet, weil nunmehr der konische Bereich
11 aus dem Bereich des Ventilsitzes 8 ausgefahren ist. Lediglich der wieder zylindrische
Bereich 12 des Gasventilkörpers 9 diktiert den Gasdurchsatz zum Brenner 2.
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Bei zusätzlicher Anwendung des bimetallgesteuerten Bypasses nach
Figuren 2 und 5 wird bei gleichem bleibendem Gasstrom der Wasserstrom in Abhängigkeit
von seiner Zulauftemperatur derart vergrößert (im Sommer) bzw. verkleinert (im Winter),
so daß die emperatur des aus fließenden Wassars möglichst konstant bleibt. Nach
dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 wird über das sich krümmende Bimetall 63, dessen
Stellbewegung maximal durch einen Anschlag 67 im Winterbetrieb begrenzt ist, die
Hülse 65 bewegt, so daß die Höhe des Ventilsitzes 43 temperaturabhängig ist. Somit
ist das Einsetzen der Wirkung des Ventils 43, 44 abhängig von der Temperatur des
einlaufenden Wassers.
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Ansprüche: