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Regelvorrichtung für Warmwasserkessel Die Erfinaung bezieht sich
auf eine Vorrichtung zum Regeln der Heizung eines Slarmwasserkessels, mit einem
ersten Teml?eraturfühler zum Feststellen der Temperatur der Kesselflüssigkeit, und
zur Betätigung von Einrichtungen zum Schalten eines ersten Schalters sowie mit einem
Außentemperaturfühler aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter, der durch ein
Kapillarrohr mit einer Spiralrohrfeder verbunden ist, die ebenfalls Einrichtungen
zum Schalten des ersten Schalters betätigt.
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Mit der Erfindung wird bezweckt, ein Anzeigeinstrument zu schaffen,
das eine größere Fülle von Möglichkeiten der Regelung und Einstellung bietet.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch-erreicht, daß die Spiralrohrfeder
für die Betätigung von mitteln eingerichtet ist, die durch diese Betätigung die
Relativstellung des ersten Schalters und damit die Temperatur ändern, wobei der
erste Schalter unter Steuerung des ersten Temperaturfühlers geschaltet wird.
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Vorzugsweise ist der erste Schalter ein durch einen Dauermagneten
betEtigbarer Zungenschalter, wobei der Schalter und ein den Magnetfluss leitendes
Element jeweils durch ein anderes bewegliches Organ getragen werden, von denen das
eine unter Steuerung des ersten Temperaturfühlers und das andere unter Steuerung
der Spiralrohrfeder beweglich ist. Eine weitere Vorzugsausführungsform ist die,
bei welcher der Zungenschalter von dem unter Steuerung der Spiralrohrfeder beweglichen
Organ getragen wird, wobei es zweckmässig ist, dass die Spiralrohrfeder mit einer
Innenwindung mit einem ortsfesten Organ verbunden ist, und mit einer Aussenwindung
die Mittel betätigt, die dazu eingerichtet sind, durch diese Betätigung die Relativstellung
des ersten Schalters z;andern.
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Für die Einstellbarkeit der von der Spiralrohrfeder abhängigen Regelung
ist die Aussenwindung der Spiralrohrfeder vorzugsweise mit mehreren in ihrer Langsrichtung
Abstand haltenden Kupplungselementen versehen, die mit einem der Mittel, die durch
die Aussenwindung betätigt werden, beliebig kuppelbar sind.
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Damit wird eine Regelvorrichtung erhalten, die der Aussentemperatur
zuverlassig Rechnung trägt, und zwar in einer beliebig zu zählenden Weise. Es ist
dabei zweckniassig, dass die Stellung, in der das ortsfeste Organ ortsfest ist,
einstellbar ist, insbesondere, dass die genannte Stellung mittels eines von aussen
her betätigbaren Einstellorgans, wie ein Knopf, einstellbar ist, so dass man die
gewünschte K.esselwassertezperatur auf einen vor Frost sichernden Wert leicht einstellen
kann, was sich empfiehlt, wenn der Bewohner des Hauses, in dem sich die Zentralheizungsanlage
befindet, verreist ist.
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Die erfindwngsgemasse Regelvorrichtung liefert auch eine einfache
und rationelle Moglichkeit, um einen in einen separaten elektrischen Kreis für Ersparnis-,
Nachstrom- u-1 Frostsicherungsregelung aufgenommenen Schalter zu betatigen, und
zwar dadurch, dass die Mittel, die durch den ersten Temperaturfühler betatigt werden,
und zum Schalten des ersten Schalters eingerichtet sind, auch zum Schalten eines
anderen Schalters, vorzugsweise eines Zungenschalters, eingerichtet sind.
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Die erfindungsgemasse Vorrichtung eignet sich auch insbesondere zum
Kombinieren mit Mitteln zum Sichern gegen zu hohe Temperaturen oder gegen Wassermangel
im Kessel, wie aus dem Nachstehenden hervorgehen dürfte.
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Die Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnung, in der ein nicht-beschrankendes
Ausfuhrungsbeispiel wiedergegeben ist, im Nachstehenden erlautert.
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Es zeigen: - Fig.1 einen LSngsschnitt durch die erfindungsgemässe
Regelvorrichtung längs der Linie I-I in Fig. 4; - Fig. 2 in kleinerem Massstab eisen
Querschnitt längs der Linie II-II .in Fig. 1 in Richtung der Pfeile II; - Fig. 3
in kleinerem Massstab einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1, ebenfalls
in Richtung der Pfeile III; - Fig. 4 in kleinerem Massstab eine Vorderansicht der
Regelvorrichtung; und - Fig. 5 im Massstab von Fig. 1 und im Querschnitt nur den
vorderen Teil der Regelvorrichtung längs der Linie V-V in Fig. 1 in Richtung der
Pfeile V.
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Das Anzeigeinstrument ist, wie aus den Figuren hervorgeht, meßdosenartig
aus einem Vorderteil 1 und einem Hinterteil 2 gebildet, die mittels ineinander -greifender
Rander 3 miteinander befestigt sind. Das Zifferblatt 4 ist in ublicher Weise im
Vorderteil fest angeordnet. Dieses Zifferblatt ist überdie Zone 5, ueber die sich
der Kesselwassertemperaturzeiger 6 bewegt, etwas zU--rück versetzt. Vor dem Zifferblatt
ist die Wand des Vorderteiles 1 durchsichtig und als ringförmiges Fenster 7 ausgebildet.
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Der Kesselwassertemperaturzeiger 6 ist zweimal abgewinkelt und wird
mit dem kurzen Schenkel 8 über die durch das Fenster 7 sichtbare Skaleneinteilung
auf dem Zifferblatt 4 bewegt. Der lange Schenkel 9 reicht bis zur Mittellinie der
Dose und ist dort auf einer massiven Achse 10 befestigt. Hinten reicht diese Achse
in ein dunnwandiges Tauchrohr 11, das sich zum Teil in dem -nicht wiedergegebenen
- Kessel befindet und ein erste schraubengewindeartiges
Bimetallelement
12 enthält. Das Außenende 13 dieses Bimetallelements ist mittels einer Stutze 14
an der Tauchrohrwand fest angeordnet.
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Das andere Endedes Bimetallelements ist bei 15 an der Achse 10 befestigt
und fuhrt durch seine Wirkung infolge von Temperaturveranderungeneine Drehung des
Zeigers 6 herbei. Im Tauchrohr 11 befindet sich noch ein zweites Bimetallelement
16, dessen Außenende 17 ebenfalls mit einer Stutze 18, die mit der Stütze 14 vergleichbar
ist, an der Tauchrohrwand fest angeordnet ist. Das andere Ende des zweiten Bimetallelements
ist an einer Hohlachse 19 bei 20 befestigt. Die genannte Hohlachse umschliesst die
massiveAchse 10. Das Innenende der Hohlachse tragt ein Segment 21, das frei auf
der Hohlachse drehbar ist und ufer einen Anschlagsift22 mit einem von aussen her
unsichtbaren kurzen Zeiger 23 zusammenarbeitet, welcher ortsfest auf der Hohlachse
angeordnet ist.
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Das Tauchrohr 11 ist über eine gewisse Länge von seinem Innenende
24 aus gesehen mit Spiel von einem Fittingelement 25 umschlossen, das mit seinem
aus seren Schraubengewinde 26 in ein Loch in der - nicht widergegebenen-Kesseiwand
eingeschraubt wird. Es befindet sich daher ein schmaler ringformiger Raum zwischen
dem Tauchrohr und dem Fittingelement, in den Kesselwasser frei eindringenund über
ein an diesen ringformigen Raum angeschlossenes Rohr 27 in ein Bourdonrohr 28 einstromen
kann. Dieses Bourdonrohr ist mit seinem einen Ende 29 ueber das Rohr 27 am Fittingelement
25 fest angeordnet und arbeitet mit seinem anderen, beweglichen Ende 30 mit einem
Hebel 31 zusammen, der um einen festen Zapfen 31' schwenkbar ist. Das Bourdonrohr
spricht auf Druckveränderungen im Kesselwasser an und schwenkt den Hebel 31.
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Es ist auch moglich, auf das Schraubengewinde 26 einen das Tauchrohr
ebenfalls mit Spiel umgebenden Verlängerungsteil 32~aufzuschrauben, der mit Aussengewinde
33 in einem Loch der Kesselwandangeordnet werden kann.
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Abgesehen von dem Ansprechen der beiden hintereinander im Tauchrohr
angeordneten Bimetallelemente und der damit verbundenen Zeiger mit Unterbrechung
der Zufuhr von Energie zum Kessel beim tjberschreiten zulässiger Temperaturen und
beim Unterschreiten
des durch das Bourdonrohr abgetasteten minimalen
Druckes im Kesselwasser, ist die Anzeige,vorrichtung noch an ein außerhalb des Gebäudes,
in dem die Zentralheizungsanlage angeordnet ist, vorgesehenes thermisch ansprechendes
Element 35 angeschlossen (siehe Fig. 3). Dieses Element 35 ist als ein an einem
Ende geschlossenes Hohlrohr ausgebildet und mit seinem anderen Ende an eine vorzugsweise
kapillare, flexible Rohrleitung 36 angeschlossen, die über die Meßdose in das eine
Ende einer flachen Spiralrohrfeder 37 endet, die in einem an der Vorderseite der
Dose drehbaren, hohl ausgebildeten Einstellknopf 37' angeordnet ist. Die kapillare
Rohrleitung passiert die Vorderseite des Vorderteils 1 durch eine schlitzförmige
Öffnung 37" (siehe Fig. 2). Das Ganze ist mit Flüssigkeit unter Druck gefüllt. Durch
Änderungen der Außentemperatur nimmt das Volumen der Flüssigkeit zu oder ab, wodurch
sich das Spiralrohr auf-oder abwickelt, das an seinem inneren Ende an einer ortsfesten
zentralen Hohlachse oder Buchse 46 angeordnet ist, je nachdem ob die Temperatur
sinkt oder ansteigt, wodurch namentlich die Außenwindung des Spiralrohrs Umfangsverschiebungen
erfahren kann. Diese Verschiebungen, die also mit der Außentemperatur korrespondieren,
sind durch einen mit der Rohrspirale in nachstehend zu beschreibender Weise verbundenen
Zeiger 38, der hinter dem Fenster 7 mit auf der Innenseite aufgedruckter Skaleneinstellung
bewegt wird, ablesbar. Die Umfangsverschiebungen der Spiralrohrfeder können ausgenutzt
werden, um einerseits die Temperatur des Kesselwassers so einzustellen, daß die
Anlage vor Frostgefahr geschützt und in Betrieb gehalten wird, und um andererseits
bei längerer Abwesenheit der Bewohner des Gebäudes, u.a. am Wochenende, eine derart
Energie sparende Temperatur einzustellen, daß das AufheizeXl nicht mehr Energie
erfordert als die Ersparnis, die dadurch erreicht wurde, daß das Kesselwasser auf
niedrigerer Temperatur gehalten wird.
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Um dies zu ermöglichen, sind auf der Außenwindung des Spiralrohres
mehrere Einstellstifte 39 mit Abstand voneinander angeordnet, die jeweils mit einer
federbelasteten, anhebbaren, aber drehfest mit einer drehbaren zentralen Achse 40
verbundenen Zunge 41 mittels damit verbundener Kapseln 42 zum Eingriff gebracht
werden können (siehe Fig. 1 und 5).
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Um einen Eingriff der Zunge 41 mit einem anderen Einstellstift 39
zu ermöglichen, muß der Deckel 43 des Knopfes durch Lösen der Schrauben 44 mit der
metallenen Verstärkungsplatte 45 mit einem über einen Teil seines Umfangs vorspringenden
Hakenrand 45' entfernt werden.
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Die genannte Achse 40, die koaxial zur Achse lo angeordnet ist, durchsetzt
frei drehbar die Buchse 46 und anschließend eine festgenietete Lagerbuchse 47. An
der Buchse 46 ist das nicht gezeichnete Innenende der Spiralrohrfeder 37 durch Anlöten
oder dergleichen befestigt. Die Buchse ist durch einen an ihr befestigten Nocken
48, der in eine Aussparung eines dreheinsbellbaren Streifens 68 eingrifft, gegen
unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert. Die Achse 40 trägt an ihrem Innenende ein
Kupplungselement 49, das in ein an einer Zwischenachse 50 angeordnetes egenkupplungselement
51 eingreift, mit dem ein Zeiger 38 verbunden ist, der die Umfangsverschiebungen
der äußeren Spiralrohrfederwindung anzeigt.
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Die Zwischenachse 50 ist koaxial zur Achse lo angeordnet und befindet
sich zviischen der Achse 40 und der Achse lo. Die Anordnung aus Achse 40 und Zwischenachse
50 ist unabhängig und relativ zur Achse lo drehbar, die mit ihrem vorderen Ende
nur in der Zwischenachse gelagert ist.
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Ferner befindet sich in der Meßdose noch eine Achse 52, die in parallelem
Abstand zu den vorerwähnten Achsen verläuft.
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Die Achse 52 ist in solcher Weise mit dem Böurdonrohr 28
verbunden,
daß Druckänderungen des Kesselwassers von einem am Vorderende der Achse 52 angeordneten
Zeiger 53 auf einer eigenen Skaleneinteilung 53' des Zifferblattes 4 angezeigt werden
(siehe Fig. 1, 3 und 4). Das freie Ende des Bourdonrohres und die Achse 52 sind
durch einen mittels einer Spiralfeder 54 gespannten, dünnen, flexiblen Draht miteinander
verbunden, dessen eines Ende auf einer Rolle 55 auf der Achse 52 auf- und abwickelbar
ist.
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Nachstehend wird das Zusammenspiel der verschiedenen Zeiger und vor
allem deren Achse mit den elektrischen Kreisen zum Unterbrechen oder Wiederherstellen
der Zufuhr von Energie zum Kessel beschrieben. Dazu trägt die Zwischenachse 50 eine
radial verlaufende Platte 56, an deren freiem Ende ein elektrischer Schalter von
der Bauart eines Zungenschalters 57 angeordnet ist. Der Zungenschalter wird über
Balanzierfedern 57', 57" gespeist, die auf beiden Seiten der Platte 56 angeordnet
sind. Die Wirkung des Zungenschalters darf als bekannt vorausgesetzt werden. Die
Platte 56 trägt einen Dauermagneten 58, der in Zusammenarbeit mit einem weiteren
entsprechenden, gegenüberliegenden Dauermagneten 59, der mit dem langen Schenkel
9 des emperaturzeigers 6 fest verbunden ist, den Zungenschalter 57 betätigt.
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Die Wirkung ist nun derart, daß der Schalter 57 bei einer tangentialen
relativen Verschiebung des Magneten 59 gegen den ständig am Schalter 57 angeordneten
Magneten 58 unterbrochen und bei einander gegenüberliegenden Magneten geschlossen
wird. Damit wird erreicht, daß beim Uberschreiten der höchstzulässigen Kesselwassertemperatur
die Energiezufuhr unterbrochenwird. Auch wird die Beeinflussung durch die Spiralrohrfeder
37 berücksichtigt, weil durch Drehen der Achsen 40 und 50 die Platte 56 mitgenommen
wird, und diese Beeinflussung ae nach Einstellung der Zunge 41 die Energiezufuhr
wieder
herstellt, wenn das Element 35 durch Druckverminderung in der Flüssigkeit eine niedrige
Temperatur weiterleitet und das Kesselwasser auf einer Temperatur gehalten werden
muß, welche die Anlage vor Frost schützt.
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Ueber die Spiralrohrfeder 37 wird die Schaltung zum Heizen mit höherer
Temperatur je nach Einstellung der Zunge 41 an einem der Stifte 39 auch vom Druck
im Element 35 abhängig.
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In einem zweiten elektrischen Kreis ist ein fest angeordneter Zungenschalter
60 vorgesehen, der durch einen Dauermagneten 61 betätigt wird (in Fig. 1 um 9o0
verdreht gezeichnet).
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Der Magnet 61 ist an eirem zum des Segments 21 auf der anderen Seite
der Hohlachse 19 angeordnet, um die das Segment frei drehbar ist. Dieses Segment
wird durch den Zeiger 23 bewegt, der fest an der mit dem Bimetallelement 16 verbundenen
Achse 19 angeordnet-ist, wenn der Zeiger 23 den Anschlagstift 22 berührt. Das Segment
wird auch gedreht, wenn das dem Bourdonfederende 62 abgewandte Ende 63 des durch
dasourdonrohr 28 bewegten Hebels 31 mit dem Arm des Segments in 3erührung kommt.
Die Anordnung der Elemente 21, 22, 23, 28, 31, 63 spricht daher sowohl bei zu niedrigem
Druck und/oder bei zu hoher Kesselwassertemperatur an, letzteres weil der Zeiger
23 durch das zweite Bimetall 16 gedreht wird0 Schließlich ist in einem dritten elektrischen
Kreis ein auf der Rückseite des Zifferblattes 4 ortsfest angeordneter Zungenschalter
64 vorhanden, der durch einen verschiebbaren Dauermagneten 65 betätigt wird, der
tangential zum Schalter 64 bewegt und ebenfalls vom langen Schenkel 9 des Temperaturzeigers
6 getragen wird (siehe Fig. 2). Der Zungenschalter 64 ist für die Spar- oder Kachteinstellungstemperaturregelung
des Kesselwassers bestimmt. Diese Temperatur kann 20 bis 'JoOC betragen.
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Um eine kleine Veränderung der Temperaturregelung herbeizuführen,
kann der Knopf 37', der mit einem Zeiger 70 versehen ist, über einen kleinen Winkel
in beiden Richtungen gedreht werden, um den Anfangspunkt der Temperaturlinien der
Kesselwassertemperatur gegenüber der Außentemperatur zu verlagern. Dazu ist der
aus Kunststoff hergestellte Knopf mit Nocken 67 versehen, zwischen welche der Streifen
68 hineinragt, so daß der Streifen 68 durch den Knopf um das Lager 47 drehbar und
einstellbar ist0 Am oberen Knopfende reicht ein Arm 69 durch ein bogenförmiges Schlitzloch
nach innen bis hinter die Vorderwand.
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Der Arm 69 trägt dort den Zeiger 70, mit dem die Drehstellung des
Knopfes am Fenster 7 angezeigt wird.