DE3404996C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen gasbeheizten Durchlauferhitzer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher gasbeheizter Durchlauferhitzer ist bekanntgeworden durch die Geräte des Typs MAG-W der Anmelderin sowie aus der DE-AS 25 31 485. Nachteilig bei diesen Geräten ist vor allem die komplizierte Anordnung und Ausbildung der Umgehungsleitungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Leitungsführung zu vereinfachen und optimal zu gestalten.

Die Lösung besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Damit entfällt ein Teil des Leitungsweges der Umgehungsleitungen.

Wenn - wie allgemein üblich - die zweite Umgehungsleitung für die Venturidüse stromab der Venturidüse, aber vor dem eigentlichen Wärmetauscher mündet, gelangt das gesamte Wasser durch den Wärme­ tauscher. Dies ist insoweit nachteilig, als daß es nicht möglich ist, in seinem Durchsatz unbegrenztes Wasser am Begrenzer und am Wärmetauscher vorbei in die Zapfleitung zu führen, um somit dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, die Zapftemperatur auch im Nennleistungsbereich des Durchlauferhitzers zu variieren. Dieser Nachteil ist durch das Merkmal des Anspruchs 2 beseitigt. Somit besteht die Möglichkeit der Änderung der Zapfwassertemperatur auch bei niedrigen Anschlußdrücken im speisenden Wassernetz.

Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Wasserweges eines gas­ beheizten Durchlauferhitzers gemäß einer Variante der Erfindung,

Fig. 2 den Wasserschalter in einem vergrößerten Schnitt und

Fig. 3 ein Detail des Wasserschalters.

In allen Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Der in Fig. 1 dargestellte gasbeheizte Durchlauferhitzer, der zur Erzeugung warmen Brauchwassers dient, weist als zentrales Teil einen von einem Gasbrenner 2 beheizten Wärmetauscher 3 auf, an den sich stromab eine Zapfleitung 4 anschließt, die von einem Zapfventil 5 beherrscht ist. Das Kaltwasser fließt in Richtung eines Pfeiles 6 aus einem Kaltwassernetz in einen Wasserschalter 7. Dieser besitzt innerhalb eines Gehäuses eine Zuflußleitung 8 mit einer Leitungsverzweigung 9. Von der Verzweigung 9 führt eine Um­ gehungsleitung 10 in eine Alternative, die gestrichelt darge­ stellt ist, unmittelbar zur Zapfleitung 4, an die die Umgehungs­ leitung stromab des Wärmetauschers 3 und stromauf des Zapfventil 5 angeschlossen ist. In die Umgehungsleitung 10 ist ein Justierven­ til 11 und ein von einer Handhabe 12 gesteuertes Drosselventil 13 eingefügt. Von der Verzweigungsstelle 9 zweigt eine zur Umgehungs­ leitung 10 parallele Leitung 14 ab, die von einem Drosselspalt 60 beherrscht ist, der durch eine Engstelle im Gehäuse 7 einerseits und einem Ventilkörper 61 eines Wasserkonstant-Stromreglers 62 gebildet ist. Auf der der Leitungsverzweigung 9 abgewandten Seite des Drosselspaltes 60 ist die Leitung 14 durch eine Membran­ kammer 17 geführt, in der eine mit einem Membranteller 18 ver­ sehene Membran 19 längs ihres Randes druckdicht eingespannt ist, so daß sich im Gehäuse eine Unterdruck-Membrankammer 20 und eine Überdruck-Membrankammer 21 bildet. Während der Drosselspalt 60 des Konstantstromreglers den Einlaß in die Überdruck-Membrankammer bildet, ist ein Auslaß von ihr durch eine Venturidüse 22 gebildet, an deren Engstelle 23 eine Leitung 24 mündet, die zur Unterdruck- Membrankammer 20 führt.

An den Auslaß der Venturidüse 22 ist eine Verbindungsleitung 25 angeschlossen, die den Wasserschalter 7 mit der Einlaßseite des Wärmetauschers 3 verbindet. Von der Überdruck-Membrankammer 21 zweigt eine zweite Umgehungsleitung 26 ab, die mit einer Öffnung 63 und einer zentralen Bohrung 64 im Ventilkörper 61 stromab des Drosselspaltes 60 des Reglers 62 beginnt und die Hochdruckkammer unter Umgehung der Venturidüse an einer Einmündung 33 mit der Leitung 25 verbindet, wobei die Einmündung stromab der Venturi, aber stromauf des Wärmetauschers angeordnet ist.

Das als Ventilkörper ausgebildete Stellglied 61 ist über das die Bohrung 63 und den Zentralkanal 64 enthaltene Verlängerungsstück starr mit dem Membranteller 18 verbunden. Das Stellglied 61 ist auf der dem Membranteller 18 abgewandten unteren Seite als Hülse 65 ausgeformt, die eine Druckfeder 66 aufnimmt, die sich an einem gehäusefesten Lager 67 abstützt.

Die Venturidüse 22 bildet zusammen mit der Membrankammer 17 und dem Stellglied 61 einen Wasserkonstant-Stromregler, dessen Führungsgröße durch den Öffnungsgrad des Zapfventils 5 vorgegeben ist. Das heißt, daß der durch den Öffnungsgrad des Wasserzapf­ ventils 5 vorgegebene Wasserstrom durch den Regler konstant ge­ halten wird.

Gemäß einer weiteren Alternative der Erfindung ist es möglich, die zweite Umgehungsleitung 10, statt wie gestrichelt in der Fig. 1 dargestellt, nicht stromab des Wärmetauschers 3 in die Zapfleitung 4, sondern auch, wie durchzogen gezeichnet, stromauf des Wärmetauschers 3 in die Verbindungsleitung 25 münden zu lassen.

Der Gasbrenner 2 wird von einer Gaszuleitung 32 gespeist, in der ein Gasventil 31 angeordnet ist. Der Ventilkörper dieses Gas­ ventils 31 ist über eine Stange 30 betätigbar, die auf der dem Stellglied 61 abgewandten Seite des Membrantellers 18 an diesem befestigt ist.

Der konstruktive Aufbau des Wasserschalters geht aus Fig. 2 hervor. Dargestellt ist die Funktionsstellung. Hieraus ist zu­ nächst ersichtlich, daß sich der Wasserschalter aus einem unteren Gehäuseteil 68 und einem oberen Gehäuseteil 69 zusammensetzt, die miteinander verstiftet und verschraubt sind und zwischen sich die Membran 19 einspannen. Das Oberteil 69 weist eine Durchführung 70 auf, durch die die Stange 30 gas- und wasserdicht hindurchgeführt ist. Der Membranteller 18 stützt sich über eine Druckfeder 76 gegen die Unterseite des Oberteils 69 ab, so daß dieser und damit die Membran das Bestreben hat, in die untere Endstellung zu gehen. An die Unterseite der Membran legt sich das Stellglied 61 mit seinem Kopf 72 an, das unter der Wirkung der Rückstellfeder 66 steht. Die Federkonstante der Feder 66 ist kleiner als die der Feder 71, so daß letztere die Wirkung der ersteren überspielt. Damit ist in der Ruhestellung zwar das Gasventil 31 geschlossen, das Stellglied 61 gibt aber den Drosselquerschnitt 60 des Kon­ stantstromreglers frei. Das Widerlager 67 ist als Schraube ausge­ staltet, die in eine Bohrung 73 im Gehäuse 68 eingeschraubt ist. An die Bohrung 73 sind sowohl die Leitungen 8 als auch 26 ange­ schlossen. Die Lagerschraube ist ihrerseits hülsenförmig ge­ staltet und weist einen hohlen Innenraum 74 auf. Dieser hohle Innenraum steht über eine Radialbohrung 75 mit dem Innenraum der als Bohrung ausgebildeten Leitung 26 in Verbindung. Der Außen­ mantel der Lagerschraube ist durch einen Rundschnurring gegenüber dem Innenmantel der Bohrung 73 und der Innenmantel der Bohrung 74 ist gegenüber dem Außenmantel des Stellgliedes 61, der von ihr gelagert wird, über Rundschnurringe abgedichtet. Somit besteht ein Weg aus dem Einlaß 8 über den vom Stellglied 61 beherrschen­ den Drosselspalt 60 sowie über die Bohrung 63 und 64 im Innenraum des Stellglieds 61, übergehend in die Bohrung 74 und anschließend über die Radialbohrung 75 und die Leitung 26 stromab der Venturi beziehungsweise zur Verbindungsleitung 25. Dieser Kanal, der einen Bypass zur Engstelle 23 der Venturidüse 22 darstellt, ist einerseits über den vom Stellglied 61 beherrschten Drosselspalt 60 in seinem Strömungsquerschnitt, andererseits aber auch über die von der Hülse 65 verschließbare Bohrung 75 beherrscht. In der Ruhestellung ist die Bohrung 75 von der Hülse 65 überfahren und damit verschlossen, der Drosselquerschnitt 60 ist voll geöffnet. In der anderen Endstellung ist der Drosselquerschnitt 65 vom Stellglied 61 verschlossen, hingegen ist die Bohrung 75 geöffnet, da die Hülse 65 über ihren Querschnitt nach oben herausgefahren ist.

Gezeichnet ist in der Fig. 2 die Regelstellung bei geöffneter Stellung des Zapfventils 5. In der Ruhestellung ist, vergleiche Fig. 2, die Leitung 26 verschlossen. Somit muß zum Anspringen des Gerätes der gesamte Wasserdurchsatz durch den geöffneten Drosselspalt fließen. Damit entsteht im Moment des Öffnens des Zapfventils 5 in der Hochdruckkammer 21 ein Überdruck. Dieser Überdruck wird zum Teil über die Venturidüse 22, zum anderen Teil über die Umgehungsleitung 10 abgebaut. Wie schnell dieser Abbau geschieht, hängt vom Öffnungsquerschnitt des Drosselventils 13 ab. Ist es geschlossen, erfolgt der gesamte Abbau über die Ven­ turidüse, was eine entsprechend große Differenzdruckbildung in den beiden Membrankammern zur Folge hat. Die Folge ist ein sehr schnelles Ansprechen des Wasserschalters und ein schnelles Öffnen des Gasventils, da die Membran 19 schlagartig nach oben gegen die Rückstellkraft der Feder 71 ausgelenkt wird. Unter der Rückstell­ kraft der Feder 66 folgt das Stellglied 61 der Membranbewegung nach und bewirkt ein Androsseln des Drosselspaltes 60. Durch das Nachfolgen des Stellgliedes 61 wird aber auch eine Freigabe der Umgehungsleitung 26 bewirkt, so daß Wasser an der Venturidüse 22 vorbeigeleitet wird, womit der Differenzdruck zwischen den Membrankammern teilweise abgebaut wird. Das bedeutet, daß un­ mittelbar nach der Bewegungsaufnahme zum Öffnen des Gasventils der Gasdurchsatz zwar proportional dem Wasserdurchsatz durch das Gerät folgt, der Proportionalitätsfaktor aber < 1 ist.

Parallel hierzu kann ein mehr oder weniger großes Öffnen der Um­ gehungsleitung 10 durch ein Verstellen der Handhabe 12 erfolgen. Auch hierbei wird die Venturidüse 22 überbrückt, was zur Folge hat, daß der Proportionalitätsfaktor noch weiter verkleinert werden kann.

Aus Fig. 3 geht die Ausbildung des Widerlagers 67 und der dort enthaltenen Radialbohrung 75 hervor. Das Widerlager 67 ist ein mit einer Mehrzahl von Stufen versehenes Zylinderteil, das einen ersten Hülsenabschnitt 77 aufweist, der hohlzylindrisch ausge­ bildet ist. Dieser Hülsenabschnitt nimmt mit seinem Innenmantel den Außenmantel der Hülse 65 auf, der Teil des Ventilkörpers 61 ist. Ein am Außenumfang des Hülsenabschnitts 77 gelagerter Rund­ schnurring 78 dichtet den Außenmantel des Widerlagers gegenüber dem Innenmantel der Bohrung 73 ab. Die Bohrung 75 befindet sich zwischen dem Ende 79 des Hülsenabschnitts 77 und der ersten Stufe 80, an der das Widerlager in einen vergrößerten Manteldurchmesser­ bereich 81 übergeht, der ein Außengewinde 82 aufweist, mit dem das Widerlager in einem Innengewindebereich der Bohrung 73 ge­ lagert ist. An den Bereich 81 schließt sich über eine weitere Stufe 83 der Schlußbereich 84 des Widerlagers 67 an, der den größten Durchmesser aufweist und der polygonal ausgebildet sein kann, um ihn mit einem Werkzeug in den Wasserschalter 7 ein­ schrauben zu können.

Es wird aus der Fig. 3 ersichtlich, daß die Bohrung 75 nicht rund, sondern etwa dreikantförmig ausgebildet ist. Der Dreikant liegt so, daß bei einem Bewegen der unteren Kante der Hülse 65 zunächst der Spitzenbereich des Dreikants freigegeben wird, so daß also bei fortschreitender (Aufwärts-)Bewegung der Hülse 65 die Freigabe des Querschnitts der Bohrung 75 progressiv zunimmt.

Es ist möglich, im Widerlager 67 eine einzelne dreikantig ausge­ bildete Bohrung 75 oder auch eine Mehrzahl solcher Bohrungen vor­ zusehen. Der Spitzenwinkel des Dreikants ist an die Gegebenheiten des Warmwassergerätes anzupassen, von der Ausbildung des Spitzen­ winkels hängt der Proportionalitätsfaktor ab, mit dem die Gaszu­ fuhränderung der Wasserstromänderung folgt.

Es ist natürlich auch möglich, statt wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Hülse 65 als Innenteil und das Widerlager als Außenteil vorzusehen, beide Teile zu vertauschen und die Hülse 65 das Außenteil, das Widerlager 67 hingegen das Innenteil bilden zu lassen. Gleichermaßen wird dasselbe erreicht, wenn die dreikantig ausgebildete Bohrung 75 in der Hülse angeordnet ist und von einer Kante des Widerlagers mehr oder weniger abgedeckt wird.

Claims (5)

1. Gasbeheizter Durchlaufwasserheizer mit einem von einem Brenner beheizten Wärmetauscher, dem das Wasser über einen Wasserschalter zugeführt ist, in dessen Gehäuse, in Durchströmrichtung gesehen, ein als Konstantstrom­ regler ausgebildeter Durchsatzbegrenzer sowie eine Venturidüse angeordnet sind, wobei der Raum zwischen dem Durchsatzbegrenzer und der Venturidüse mit einer Membrankammer verbunden ist, die die eine Seite der Membran beaufschlagt, während die andere Seite an die Engstelle der Venturidüse angeschlossen ist, wobei zwei Umgehungsleitungen für die Venturidüse vorgesehen sind, deren eine stromauf des Konstantstromreglers beginnt und von einem mit der Stellung der Membran variablen Ventil beherrscht ist und deren andere stromab des Konstantstromreglers beginnt und mit einem Drossel­ ventil versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Umgehungsleitung (26) das als Ventilkörper ausge­ bildete Stellglied (61) des Konstantstromreglers (62) durchsetzt.

2. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die andere Umgehungsleitung (10) stromab des Wärmetauschers (3) mündet.

3. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (61) des Konstant­ stromreglers (62) eine hülsenförmige Gestalt aufweist und sich mit einem Ende (72) an die Membran (19) anlegt und mit seinem anderen Ende in einer Lagerbohrung (74) des Wasserschalters (7) gegen die Rückstellkraft einer Feder (66) gelagert ist.

4. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagerbohrung (74) für das Stell­ glied (61) Teil einer Lagerschraube (67) ist, die in eine Bohrung (73) des Wasserschalters (7) eingeschraubt ist und die den Stellkörper (61) in ihrer Bohrung (74) lagert, wobei der Innenraum der Bohrung (74) über wenigstens eine Radialbohrung (75) mit einem die Um­ gehungsleitung (26) bildenden Kanal verbunden ist.

5. Durchlaufwasserheizer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Radialbohrung (75) einen dreieck­ artigen Querschnitt aufweist und das Dreieck so ange­ ordnet ist, daß, ausgehend von der im Ruhezustand des Durchlaufwasserheizers verschlossenen Bohrung (75), zu­ nächst eine Spitze des Dreiecks und anschließend ein dreieckförmiger Querschnitt mit immer größer werdender Grundfläche freigegeben wird.