DE2533910C3 - Durchlaufwasserhetzer mit Wassermangelsicherung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezient sich auf einen Durchlaufwasserheizer gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.

Bei einem solchen gas- oder ölbeheizten Durchlauferhitzer zur direkten Zapfung warmen Gebrauchswassers kann es beim Drosseln des Wasserdurchflusses aus der Volleistung des Gerätes vorkommen, daß das Brennstoffventil eine Öffnungsstellung — bedingt durch die Stellung der Wassermangelsicherung — einnimmt, aus der ein Gasfluß zum Hauptbrenner resultiert, der unter dem Überzündgasstrom liegt. Als Folge davon treten sogenannte Perlflammen am Brenner auf, die ihrerseits eine unzureichende Abgastemperatur des Durchlaufwasserheizers zur Folge haben, was seinerseits zu einer Versottung der Abgaszüge führen kann. Es besteht aber noch die Möglichkeit, daß der Hauptbrenner bei zu kleinem Gasstrom nicht durchzündet und unverbrannter Brennstoff ausströmen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Durchlauferhitzer zu schaffen, der ein Unterschreiten des Überzündgasstroms verhindert und bei dem bei Erreichen des Minimumgrenzwertes des Gasstroms das Brennstoffventil möglichst schnell schließt, ohne daß danach beim Wiederanzapfen ein Anspringen des Durchlauferhitzers behindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs. Hierdurch tritt der Vorteil auf, daß bei eingeleiteter Drosselbewegung des Hauptbrennstoffventils bzw. der Wassermangelsicherung, bevor der Überzündgasstrom unterschritten wird, durch eine Überbrückung der Hochdruck- zur Niederdruckkammer der Wassermangelsicherung, der Schließvorgang unverzögert abläuft. Da die beiden Ausgangsstellungen des Ventils, das die

,TIIJJLIIIIUIIgLIJIVMkIUIIg ULfLIt-ZtLJt-IXI₁ UL I I I I W ·■*<* 1 L I t U 1 1 £, L 1 I sind, wird das Anspringen des Gerätes nicht behindert.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus

den Unteransprüchen hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden unier Bezugnahme auf die Fig. 1—4 der Zeichnungen, die Schnittdarstellungcn zeigen, beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarstellung eines gasbeheizten Wasserheizers mit den wesentlichen Teilen im Querschnitt,

ίο F i g. 2 eine Variante der Erfindung im vergrößerten Maßstab,

F i g. 3 die Erfindung gemäß F i g. 2 in einem anderen Bewegungspunkt und

Fig.4 die Erfindung gemäß Fig. 2 und 3 in einem anderen Zeitpunkt des Bewegungsablaufs.

In allen vier Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Ein gasbeheizter Durchlauferhitzer 1 weist einen von einem Brenner 2 beaufschlagten Wärmetauscher 3 auf, dem Wasser von einer Zulaufleitung 4 zugeführt ist und dem das Wasser über eine mit einem Zapfventil 5 versehene Zapfleitung 6 abgenommen wird. Der Brenner wird von einem Gaszufuhrrohr 7 in Richtung des Pfeiles 8 gespeist, wobei das Gaszufuhrrohr 7 einen Ventilsitzeinsatz 9 aufweist, der mit einem Ventilkörper 10 korrespondiert, der über die Rückstellkraft einer Feder U in Schließrichtung vorbelastet ist. Der Ventilkörper 10 weist einen zylindrischen Teil 12 und einen konischen Teil 13 auf. Der Ventilkörper ist an einer Betätigungsstange 14 angelenkt, die durch eine Stopfbuchse 15 geführt ist.

An ein Wassernetz ist eine Wasserleitung 16 angeschlossen, die zu einem Gehäuse 17 einer Wassermangelsicherung 18 führt. Die Wassermangelsicherung 18 weist eine Hochdruckkammer 19 und eine Niederdruckkammer 20 auf, die durch eine druckdicht eingespannte Membran 21 getrennt sind, die einen Membranteller 22 aufweist. Die Hochdruckkammer 19 ist über eine Venturi 23 mit der Zulaufleitung 4 verbunden. An der engsten Stelle 24 der Venturi zweigt ein Kanal 25 zur Niederdruckkammer 20 ab.

Im Gehäuse 17 der Wassermangelsicherung ist eine Ausnehmung 26 vorgesehen, in deren unterem Ende 27 eine Justierschraube 62 angeordnet ist. In der Ausnehmung 26 ist ein Fortsatz 28 des Membrantellers 22 aufgenommen, der ein Außengewinde 29 aufweist und auf den eine Hülse 30 aufgeschraubt ist. Die Hülse 30 stützt sich über eine Druckfeder 31 gegenüber einem Ventilkörper 32 ab, der seinerseits auf einem Ansatz 33 bzw. auf dem Boden der Ausnehmung 26 aufliegt. Den Boden 33 kann man gemäß F i g. 1 als Ansatz auffassen, auf dem der als Scheibe ausgebildete Ventilkörper 32 im Ruhezustand anliegt. Der Ventilkörper 32 besteht aus einer Ringscheibe 34, in die eine Dichtplatte 35 eingelassen ist. In dem die Ausnehmung 26 aufweisenden Fortsatz des Gehäuses 17 ist im Bereich der Ausnehmung eine Nut 36 ausgefräst, in die ein Sprengring 37 eingelassen ist, der als zweiter Anschlag für den Ventilkörper 32 dient. Der Abstand 40 zwischen dem Boden 33 bzw. dem Sprengring 37 und der zugehörigen Seite des Ventilkörpers 32 ist gleich oder kleiner bemessen als der Abstand 38 zwischen der Betätigungsstange 14 und einem Stellstift 39, der an der Oberseite des Ventiltellers 22 starr befestigt ist.

Zwischen dem Fortsatz 28 und der Hülse 30 ist ein Distanzring 41 befestigt, so daß ein Ansatz 42 der Hülse in einem definierten Abstand vom Axialende 43 des

Innengewinde 44 versehene Ausnehmung 45 auf — das Gewinde 44 korrespondiert mit dem Außengewinde 29 — und die Ausnehmung 45 ist durch den Ansatz 42 begrenzt. An den Ansatz 42 schließt sich eine Bohrung 16 kleineren Durchmessers an, die in einer kegeligen Mündung 47 endet. Der Rand 48 des Kegels bildet einen Ventilsitz, der mit der Dichtplatte 35 als Ventilkörper korrespondiert. Durch die Bohrung 46 ragt ein Stift 49, der mit einem Ventilkörper 50 ein Teil bildet. Der Ventilkörper steht unter der Rückstellwirkung einer Feder 51, die sich am Membranteller 22 abstützt. Der Ventilkörper 50 korrespondiert mit dem Ansatz 42 als Ventilsitz. Die Abmessungen im Bereich der Wassermangelsicherung 18 sind so gehalten, daß bei auf dem Rand 48 aufsitzender Dichlplatte 35 das Ventil bestehend aus Ventilkörper 50 und Ventilsitz 42, geöffnet ist. Der Membranteller 22 ist von einer Belastungsfeder 52 nach unten gedruckt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 weicht insoweit von dem der Fig. I ab, als daß der Sprengring 37 als Gewindehülse 53 ausgebilde« ist, die in einem Innengewinde 54 der Ausnehmung 26 des Gehäuses 17 eingeschraubt ist. Sein Anschlag 55 dient als Abstreifstelle für den Ventilkörper 32.

Es sei noch erwähnt, daß die Hülse 30 in Axialrichtung angeordnete Schlit/e 56 aufweist, durch die der Raum 57 druckmittelmäßig mit der Hochdruckkam.ner 19 verbunden ist. Die eben beschriebene Einrichtung hat folgende Funktion:

Es wird ausgegangen vom kalten Gerät und geschlossenem Zapfventil. Dieser Zustand ist in der F i g. 1 dargestellt. Somit ist das Ventil, bestehend aus Dichtplatte 35 und Rand 48 der Hülse 30, geschlossen. Die Dichtplatte 35 liegt zudem auf dem Ansatz 33 auf. Hierdurch ist der Stift 49 samt Ventilkörper 50 entgegen der Rückstellkraft der — schwächeren — Feder 51 nach oben gedrückt, so daß der Ventilkörper 50 von dem Ansatz 42 abgehoben ist. Die Federkonstante der Feder 52 ist stärker als die Federkonstante der Feder 31. Somit sind die Membranhochdruckkammer 19 und die Membranniederdruckkammer 20 nicht miteinander verbunden, da der Bypaßkanal zu beiden Kammern, bestehend aus Bohrung 46, Innenausnehmung 58 und Kanal 59, durch das Ventil 35,48 verschlossen ist.

Wird nun das Zapfventil geöffnet, so fließt Wasser vom Netz 16 durch die Venturi 23, die Zulaufleitung 4, den Wärmetauscher 3 zur Zapfleitung 6. Als Folge davon entsteht an der Venturi ein Differenzdruck, der von der Membran mit einer entsprechenden Stellbewegung gegen die Rückstellkraft der Feder 52 beantwortet wird. Als Folge davon hebt sich die Membran nach oben, wobei sie den Membranteller 22 mitnimmt.

Mit dem Membranteller 22 wird auch die starr mit ihm verbundene Hülse 30 mitgenommen. Dieser Stellbewegung nach oben folgt auch die Dichtplatte 35, da der Raum 57 über die Schlitze 56 und den Raum, in dem die Feder 31 gelagert ist, mit der Hochdruckkammer 19 druckmittelmäßig verbunden ist. Der Druck, der vom Wasser auf die Unterseite der Dichtplatte 35 ausgeübt wird, ist größer als die Rückstellkraft der Feder 31. Somit bleibt das Ventil 48,35 geschlossen und das Ventil 50, 42 geöffnet. In dem Moment, in dem die Dichtplatte 35 mit ihrer Ringscheibe 34 gegen den Anschlag 55 der Hülse 53 fährt, wird die Dichtplatte abgestreift. Nach der Fig. 1 wird die Dichtplatte bei ihrem Aufwärtsfahren durch den Sprengring 37 abgestreift. Durch das Abstreifen wird das Ventil 35, 48 geöifnui, unmittelbar darauf jedoch infolge RücksiciicfiS der Feder 51 das Ventil 50, 42 geschlossen. Die Öffnungs- bzw. Schließbewegungen erlolgen so schnell hintereinander, daß der Druckabbau über den Kanal 59, den Innenraum 58. die Bohrung 46 zwischen Hoch- und Niedirdruckkammer der Wassermangelsicherung für die Membran kaum meßbar ist. Gleichzeitig ist durch Einstellen der Justierschraube 62 sichergestellt, daß das Umschalten der beiden eben erwähnten Ventile bei einem solchen Öffnungsrad des Gasventils 9, 10

ίο vonstatten geh;, der gerade dem Überzündgasstrom für den Brenner entspricht Durch das Umschalten der Ventile ist dieser Öffnungszustand des Gasventils instabil, kann also nicht durch Einstellen eines bestimmten Wasserstroms durch das Zapfventil 5 stabil geh. jlten werden. Somit besteht nur die Möglichkeit, daß vor Umschalten der beiden Ventile das Gasventil noch nicht geöffnet ist oder daß nach dem Umschalten der Ventile das Gasventil einen zwischen Überzündgassirom und Nenngasstrom liegenden Gasstrom zum

Brenner 2 freigibt. Über den Kegelteil 13 des Ventilkörpers 10 kann dieser Gasstrom in einem Drosselbereich des Zapfventils noch proportional zum eingestellten Wasserstrom gesteuert werden.

Der Moment des Abstreifens des Vemilkorpers 32.

bestehend aus Ringscheibe 34 mit der Dichtpiaitc 35 ist in der F i g. 2 dargestellt. Es soll noch erwähnt werden. daß der erste Teil des Stellweges der Wassermangelsicherung über den Stellstift 39 für das Gasventil 9, 10 wirkungslos ist, da zunächst der Abstand 38 als Leerhub überbrückt werden muß. Der Zustand, in dem dem Brenner 2 ein über dem Überzündgasstrom liegender Gasstrom zugeführt wird, mit dem entsprechenden Zustand der Wassermangelsicherung, ist in der F i g. 3 dargestellt. Der Ventilkörper 32 ist abgestreift, so daß der Rand 48 frei zugänglich ist. Die Hochdruckkammer 19 der Wassermangelsicherung ist über die Schlitze 56, den Raum 60, in dem die Feder 31 gelagert ist, den Raum 57, die Bohrung 46, den Innenraum 58 und den Kanal 59 nicht mit der Niederdruckseite 20 der Wassermangelsicherung verbunden, da das Ventil 50, 42 geschlossen ist. Dieses Ventil kann erst geöffnet werden, wenn das Gerät aus einer Nennbelastung bzw. einer etwas unterhalb der Nennbelastung liegenden Belastung wieder geschlossen wird. Beim Drosseln des Zapfwasserslroms über das Zapfventil 5 wird der Differenzdruck zwischen den Kammern 19 und 20 wieder verringert. Somit resultiert aus der Rückstellwirkung der Feder 52 eine Rückstellbewegung des Membrantellers 22. Diese Rückstellbewegung macht auch die Hülse 30 proportional mit. Im Verlauf dieser Rückstellbewegung stößt die Spitze des Stiftes 49 auf die Oberseite des Ventilkörpers 32 auf, worauf das Ventil 50,42 gegen die Rückstellkraft der Feder 51 geöffnet wird. Somit besteht ein Bypaßkanal von der Hochdruckkammer 19 zur Niederdruckkammer 20 über den eben beschriebenen Weg. Hierdurch bricht der Druckunterschied zusammen, und die Membran geht in ihre Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 zurück. Das heißt,die Rückstellbewegung des Gasventils 9,10 bei Androssein des Zapfstroms wird durch das Zusammenbrechen des Differenzdrucks an der Wassermangelsicherung im positiven Sinne mitgekoppelt. Hieraus resultiert eine äußerst schnelle Schließbewegung des Gasventils, insbesondere ein schnelles Überfahren des Öffnungsbereiches unterhalb des Uberzündgasstroms. Das Gerät erlischt also relativ schnell. Ein Nachbrennen ist damit ausgeschaltet. Die Rückstellbewegung der Wassermangelsicherung wird beendet, indem uci Veniilsit/ 48 d-rr liüise 30 >iuf den

Venlilkörper 32, der am Boden 33 des Raumes 60 liegt, aufsetzt, worauf der Bypaßkanal für die Entlastung der Wassermangelsicherung wieder verschlossen ist.

Der Zustand, in dem die Ventile 48, 32 und 50, 42 geöffnet sind, ist in der Fig.4 dargestellt. Der entstehende Bypaßkanal von der Hochdruckkammer t9 zur Niederdruckkammer 20 ist durch den Pfeil 61 verdeutlicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Durchlaufwasserheizer mit einem von einem ventilbetätigten Brenner beheizten Wärmetauscher und einer Wassermangelsicherung, bestehend aus einer Venturi und einer in einer Kammer angordneten Membran mit Stellstück, wobei das Stellstück eine die Membrankammern verbindende Hülse mit einer Innenausnehmung aufweist, die in eine Gehäuseausnehmung des Gehäuses der Wassermangelsicheiung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (32) der Wassermangelsicherung (18) als von einem Anschlag (37,55) abstreifbare Platte (35) ausgebildet ist, die zwischen Anschlägen (37, 55) sowie (33) der Ausnehmung (26) gegen die Rückstellkraft einer Feder (31) beweglich ist.

2. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Anschlag (37) für die abstreifbare Platte (35) als in einer Nut (36) der Ausnehmung (26) gelagerter Sprengring ausgestaltet ist.

3. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (55) für den Ventilkörper (32) als Ringfläche einer Gewindehülse (53) ausgebildet ist, die in ein Innengewinde (54) der Ausnehmung (26) des Gehäuses (17) justierbar eingeschraubt ist und deren Innenmantel als Führung für die Hülse (38) vorgesehen ist.