DE3127620A1

DE3127620A1 - Vorrichtung zum abscheiden von gasen aus wasserfuehrenden systemen, insbesondere heizungsanlagen

Info

Publication number: DE3127620A1
Application number: DE19813127620
Authority: DE
Inventors: Klaus 5840 Schwerte Exsternbrink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-13
Filing date: 1981-07-13
Publication date: 1983-01-27
Also published as: FI822498A0; EP0070483B2; DE3267156D1; ATE16312T1; DK312282A; EP0070483B1; EP0070483A1; FI822498L

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus wasserführenden Systemen, insbesondere Heizungsanlagen.

In wasserführenden Systemen, insbesondere in Warmwasser-Heizungsanlagen, wird nach einiger Zeit vielfach eine Bildung von Gaspolstern beobachtet, die den Wasserkreis, vor allem in höher gelegenen Radiatoren, ebenso wie auch an Stellen mit verlangsamter Strömung, beeinträchtigen und sogar unterbrechen können. Insbesondere bei Heizungsanlagen, die mehrere Etagen versorgen, wird durch die Gaspolsterbildung die Zirkulation in den höher gelegenen Etagen gegenüber den tiefergelegenen verringert, was dann vielfach dazu führt, daß in Unwissenheit der Zusammenhänge höhere Vorlauftemperaturen eingestellt werden, um in den höher gelegenen Etagen eine genügende Heizleistung sicher zu stellen. Daduch wird die Bildung von Gaspolstern noch weiter begünstigt. Der thermische Wirkungsgrad der Gesamtanlage sinkt.

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Für das Auftreten von Luft in wasserführenden Systemen gibt es verschiedenen Ursachen und Erklärungen. Durch das auf und ab der Temperatur, sowie durch Wasserverluste, können in den Anlagen Unterdrücke entstehen, wobei durch Absperrund Entlüftungsventile Luft eingesogen wird, auch wenn diese •vermeintlich nicht abgeschlossen sind. Aus diesem Grund treten derartige Störungen für den Laien scheinbar willkürlich auf, * ohne daß es in vielen Fällen eine andere Abhilfe gibt, als eine lästige häufige Entlüftung von Hand. Weiterhin wurde schließlich in letzter Zeit mit zun&hmender Häufigkeit beobachtet, daß insbesondere bei Fußbodenheizungsanlagen mit Kunststoffrohren eine kontinuierliche Diffusion von Luft durch die Wandungen der Kunststoffrohre in das Heizungswasser stattfindet und damit zur Bildung von Gasblasen führt, die entsprechend kontinuierlich entfernt werden müssen.

Es ist schon seit längerem bekannt, in Flüssigkeiten führenden Systemen, insbesondere Heizungsanlagen, automatische Ent- und Lüftungseinrichtungen anzuordnen. Eine bekannte Einrichtung dieser Art besteht aus einem Schwimmergehäuse mit einer Lüftungsöffnung im Gehäusedeekel, die von einem durch Schwimmer gesteuerten Dichtglied abschließbar ist und einer Bodenöffnung, die von einem nach außen vorstehenden zylindrischen

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Gehäusekragen begrenzt ist. Darin befindet sich das eigentliche Ventil mit Schwimmer, Dichtglied, Betätigungsstück und zwei konzentrischen Kanalsystemen, die die Aufgabe haben, den damit in Verbindung stehenden Wasserkreislauf ahne Fremdeinwirkung und ohne Verzögerung automatisch und entsprechend der anfallenden Luftmenge während des Betriebes kontinuierlich zu ent- oder zu belüften (DE-PS 22 35 161)

Bei dem bekannten Gerät ist die Vielzahl miteinander in Wirkungsverbindung stehender feinmechanischer Bauteile und deren kompliziertes Zusammenspiel nachteilig, insbesondere weil die Störanfälligkeit eines solchen Gerätes sehr groß ist. Nicht weniger als 3 verschiedene, miteinander zusammenwirkende Dichtungen sowie enge Kanäle und Durchtritte sind vorgesehen, die bei der geringsten Verschmutzung den Ausfall des Gerätes zur Folge haben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine unkomplizierte und mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Vorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus wasserführenden Systemen, insbesondere Heizungsanlagen anzugeben. Dabei sollen beweglich ineinander geführte Teile vermieden werden. Auch soll die neue Vorrichtung weitgehend unempfindlich gegen Verschmutzung durch in einem Heizungs-Wasserkreislauf unvermeidlich mitgeführte Schmutzteilchen, wie Eostpartikel etc. sein.

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Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß die Vorrichtung als eine, eine vertikale Raumachse aufweisende und mit vertikalen Zu- und Ablaufstutzen versehene, von unten nach oben durchströmte Kammer ausgebildet ist, in derem Inneren ein axial angeströmter G-asabscheidungskörper angeordnet ist. So wird vorteilhaft ein Abscheider erhalten, der keine·beweglichen Teile aufweist, in jede Steigleitung eingebaut werden kann und vorteilhaft die Trägheit der Luftblasen und Schmutzteilchen zur Verbesserung des Abscheidewirkungsgrades ausnutzt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wände der Kammer unterschiedliche Strömungsquerschnitte bilden, die ausgehend vom Zulaufstutzen zunächst erweitert sind und, vorzugsweise nach relativ kurzem Übergang, im Bereich des größten Querschnitts zum Auslaßstutzen hin wieder in eine, vorzugsweise etwa trichterförmige Verjüngung auslaufen, und daß in den so erweiterten Bereich der Kammer eine sich von oben nach unten, vorzugsweise trichterförmig erweiternde Fangglocke hineinragt, deren nach unten gerichtete Öffnung durch eine annähernd horizontal als Gasabscheidungskörper ausgebildete angeordnete Platte o.a. aus gasdurchlässigem Material verschlossen ist, wobei die Fangglocke an ihrem oberen verjüngten Ende in einen ins Freie führenden Entlüftungskanal mündet, der außerhalb der Kammer in einen Gasaustritt

übergeht. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus wasserführenden Heizungsanlagen ergeben sich eine Reihe von weiteren Vorteilen, üo würden durch die sich (jr^cbundo Umlenkung mit hoher Wahrscheinlichkeit alle im Wasserstrom mitgeführten oder im Gerät ausgeschiedenen Gasbläschen gefangen, wobei die Möglichkeit, daß diese am Gerät vorbeiströmen, so gut wie ausgeschlossen ist. Denn der Volumenstrom, der durch den Einlaßstutzen axial und zentral in die Kammer eintritt, ist unmittelbar gegen die Fangglocke gerichtet, die damit ein Höchstmaß an Fangwirkung für die Luftbläschen ausübt. Dieser wird dadurch noch weiter unterstützt, daß die Kammer durch die erhebliche Erweiterung der Strömungsquerschnitte vom Eintrittsstutzen bis zur Fangglocke hin eine Zone der Strömung sberuhigung schafft, die das Übertreten von Gasbläschen aus dem Flüssigkeitsstrom in die Fangglocke durch den Gas-Abscheidungskörper hindurch erheblich begünstigt. Einen weiteren.Vorteil bietet die Anordnung und Gestaltung der Fangglocke, die durch ihre großflächige, der Strömung entgegengerichtete Fangöffnung Gewähr dafür bietet, daß mit der Strömung in ihren Bereich eingetragene Gasbläschen im Bereich der beruhigten Strömungszone den Weg in die Fangglocke finden.

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Dadurch, daß deren Pangöffnung mit einer blatte aus gasdurchlässigem Material verschlossen ist, werden gröbere Schmutzteilchen abgefiltert und von einem am Austragskanal der Fangglocke angeordneten Lüftungsventil ferngehalten, wodurch eine mögliche Verschmutzung der Ventildichtung eines nachgeschalteten Ventiles mit Sicherheit verhindert wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Strömungsquerschnitt für die Flüssigkeit im unteren Bereich der Kammer zumindest teilweise kleiner als der Querschnitt des Zulaufstutzens ist. Hierdurch ergibt sich vorteilhaft, daß auch eine Entspannungsluftblasenbildung auftritt· So kann der AbScheidungswirkungsgrad weiter verbessert werden*

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Kammer ein von rotationssymmetrischen Wänden gebildeter Körper mit in der Symmetrieachse angeordneten Zu- und Ablaufstutzen ist.

Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, daß auf diese Weise ein widerstandsarmes Strömungssystem geschaffen wird, das die Zirkulation des Wassers nicht erheblich behindert oder nachteilig beeinflußt. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch die Umwälzpumpe nicht übermäßig strapaziert wird.

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Weiter ist vorgesehen, daß der Entlüftungskanal schräg nach oben aus der Kammer herausgeführt und vorzugsweise als Halter für die Fangglocke ausgebildet ist. Hierdurch wird eine sehr unkomplizierte Ausgestaltung erreicht, die die Herstellung des Gerätes erleichtert und damit die Herstellungskosten günstig beeinflußt. Das gleiche gilt für den Verschluß der Fangglocke mit einer ebenen Platte. Dadurch daß diese nach einem weiteren Vorschlag gemäß der Erfindung in Strömungsrichtung konkav ausgebildet ist, wird der Einfangvorgang der Gasbläschen weiter begünstigt. Dabei ist vorgesehen, daß die Platte ein poröses Metallteil, etwa engmaschiges Siebgewebe, Metalltuch, Sintermetall, Metallwolle Opäo ist. Derartige Metallteile und Materialien, auch aus Messing sind handelsüblich und können ohne Schwierigkeit verarbeitet werden» Gegebenenfalls kann die Platte aber auch ein poröses Kunststoffteil sein, was den Vorteil hat, daß solches Material gegenüber Korrosion völlig immun ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fangglocke wenigstens teilweise mit gasdurchlässigem Material wie Glaswolle, Glaswatte, Steinwolle, Edelstahlwolle, körnigen rieselfähigen Keramikkörpern, grobklassiertem Sand etc ο gefüllt und mit einem Siebgewebe verschlossen ist. Eine

derartige Füllung der fangglocke mit porösem Material ist einerseits gasdurchlässig und wirkt andererseits als Filter, so daß jegliche Verschmutzung eines der Vorrichtung nachgeschalteten Ventiles mit Sicherheit verhindert wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß der Querschnitt der Kammer im Verhältnis zu den Leitungsquerschnitten der Zu- und Ablaufstutzen bis zum Verhältnis 1 : 50, vorzugsweise jedoch 1 : 20, erweitert ist. Auf diese Weise wird mit Vorteil eine erhebliche Strömungsberuhigung erreicht, die das Austreten und Einfangen der ßasbläschen in überraschender Weise außerordentlich begünstigt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in einer Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt im einzelnen in:

Fig. 1 eine Abscheidevorrichtung mit frei umströmter Fangvorrichtung und in

Fig. 2 eine Abscheidevorrichtung mit verengten Durchströmungsquerschnitten im unteren leil der Kammer.

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Wie die Pig. 1 zeigt, besteht das erfindungsgemäße Gerät aus der vertikal angeordneten Kammer 1, die in ihrem unteren Bereich 4 einen Eintrittsstutzen 2 zum Anschluß an die Rohrleitung des Heizkreislaufes, ebenso wie in ihrem oberen Bereich einen Austrittsstutzen 3 zur weiterführenden Rohrleitung des Heizkreislaufes besitzt. Die Kammer 1 weist in ihrem unteren Teil 4 eine trichterförmige Erweiterung auf, an die sich ein Übergang 5 mit nahezu unveränderter Querschnittsfläche anschließt, der in Strömungsrichtung in eine trichterförmige, konische Verjüngung 6 übergeht, an deren Ende der Austrittsstutzen 3 angesetzt ist. In dem so gebildeten Raum der Kammer 1 befindet sich die Fangglocke 7, die die Form eines Trichters 8 aufweist, der mit seinem nach unten offenen Ende 9 in den Bereich des Übergangs 5 der Kammer 1 hineinragt. Am oberen Ende 10 der Fangglocke 7 ist ein Auslaßkanal 11 angesetzt, der eine Entlüfungsleitung 12 bildet, die seitlich schräg und dicht unterhalb des Austrittsstutzens 3 au3 der Kammer 1 herausgeführt ist. Außerhalb der Kammer 1 endet die Leitung 12 in einem vertikalen Endstück 13 mit einer Verbindungsmuffe mit Innengewinde 14, in die ein Gasaustritt 15 etwa ein Entlüftungsventil beliebiger Bauart gasdicht eingeschraubt ist. Der Auslaßkanal 11 dient gleich-

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zeitig als Halteorgan für die Fangglocke 7* Diese ist im Bereich ihrer Öffnung 9 mit einer membranartigen, gasdurchlässigen Gas-Fang-Platte 16 verschlossen, die zum Durchtritt von Gasbläschen aus einem porösen Material hergestellt ist. Gemäß einem Vorschlag der Erfindung kann die Gas-Fang-Platte 16 auch konkav ausgeführt sein, wie dies durch die mit gestrichelten Linien angedeutete Linienführung 16' dargestellt ist. Die konkave Ausbildung der Platte 16 begünstigt vorteilhaft das Einfangen und Sammeln der Gasbläschen 19 weiter.

In Fig.- 2 ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des · Geräts dargestellt. Hier muß die Flüssigkeit nacheinander Zonen unterschiedlicher Drücke und Geschwindigkeiten zwischen den konzentrischen Gasfangringen 16^TI1, 16' ^Ml, "|6 ·*·»» an der Unterseite der eigentlichen Gasfangvorrichtung 16'' durchlaufen. So kommt es vorteilhaft auch zu einer Entspannungs-Luftblasenbildung. In dem nachfolgenden beruhigten Zonen werden die neu gebildeten Blasen dann abgeschieden.

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Anlage zum Patentgesuch von Klaus Herrmann, Schwerte-Geisecke KHZ/81/1 Vorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus wasserführenden Systemen, insbesondere Heizungsanlagen. Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Gasen aus wasserführenden Systemen, insbesondere Heizungsanlagen, dadurch gekennz e i ohne t, daß sie als eine, eine vertikale Raumachse aufweisende und mit vertikalen Zu- (2) und Ablaufstutzen (3) versehene, von unten nach oben durchströmte Kammer (1) ausgebildet ist, in deren Innern ein axial angeströmter Gasabscheidungskörper angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Kammer (1) unterschiedliche Strömungsquerschnitte bilden, die ausgehend vom Zulaufstutzen (2) zunächst erweitert sind und vorzugsweise nach relativ kurzem Übergang (5), im Bereich des größten Querschnittes zum Ablaufstutzen (3) hin wieder in eine, vorzugsweise in etwa trichterförmige, Verjüngung (6) auslaufen, und daß in den so erweiterten Bereich der Kammer

(1) eine sich von oben nach unten, vorzugsweise trichterförmig erweiternde, Fangglocke (7) hineinragt, deren nach unten gerichtete Öffnung (9) durch eine als Gasabs ehe idungskörper ausgebildete annähernd horizontal angeordnete Platte (16) o.a. aus gasdurchlässigem Material verschlossen ist, wobei die Fangglocke (7) an ihrem oberen verjüngten Ende (8) in einen-ins Freie führenden Entlüftungskanal (11,12) mündet, der außerhalb der Kammer (1) in einen Gasaustritt (15) übergeht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt für die Flüssigkeit im unteren Bereich der Kammer (1) zumindest teilweise kleiner als der Querschnitt des" .Zulaufstutzens

(2) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1) ein von rotationssymmetrischen Wänden gebildeter Körper mit in der Symmetrieachse angeordnetem Zu- (2) und Ablaufstutzen (3) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (1.1, 12) schräg nach oben aus der Kammer (1) herausgeführt und vorzugsweise als Halter für die Fangglocke (7) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3» 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) eben und horizontal angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) in Strömungsrichtung konkav ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) ein poröses Metallteil, etwa'engmaschiges Siebgewebe, Metalltuch, Sintermetall, Metallwolle o.a. ist.

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9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2» 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (16) ein poröses Kunststoffteil ist.

10, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangglocke (7) wenigstens teilweise mit gasdurchlässigem Material wie Glaswolle, Glaswatte, Steinwolle, Edelstahlwolle, körnigen rieselfähigen Keramikkörpern, grob klassiertem Sand etc. gefüllt und mit einem entsprechenden Siebgewebe verschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer (1) im Verhältnis zu den Anströmkanälen bis zum Verhältnis 1 : 50, vorzugsweise jedoch 1 : 20, erweitert ist.

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