DE3811930A1

DE3811930A1 - Water heater with a water switch

Info

Publication number: DE3811930A1
Application number: DE3811930A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Reimers
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1987-04-15
Filing date: 1988-04-09
Publication date: 1988-11-03
Also published as: ATA94287A; AT391203B

Abstract

A water heater possesses a water switch in order to control and regulate the supply of fuel to the burner, the housing of which water switch is subdivided by a membrane into two chambers. Any water throughput reduces the pressure in one of the two chambers and the resultant pressure difference controls the supply of fuel to the burner by means of an actuator fixed to the membrane. In order to be able to control the rate of emptying and filling of the chamber in which the lower pressure prevails, this chamber is assigned a control device via at least one connecting pipe. A device in particular for reducing the rate of emptying may consist of a regulating valve arranged in the connecting pipe. A device for accelerating the filling may comprise a non-return valve arranged in a connecting pipe connecting the chamber to the inlet pipe to the heat exchanger.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserheizer mit einem von der bei einem Wasserdurchsatz eintretenden Differenz der in den beiden Kammern eines durch eine Membran unter teilten Gehäuses auftretenden Drücke betätigbaren, die Brennstoffzufuhr zum Brenner steuernden und regelnden, in der Wasserversorgungsleitung angeordneten Wasserschalter.The invention relates to a water heater with a from the difference that occurs with water flow the one in the two chambers under a membrane shared housing occurring pressures that Fuel supply to the burner controlling and regulating Water switches arranged in the water supply line.

Bei solchen Wasserschaltern sinkt bekanntlich nach dem Öffnen eines Zapfventiles der Druck in der einen Kammer in bezug zu dem in der anderen Kammer herrschenden Druck und die unter dem niedrigeren Druck stehende Kammer wird dadurch zumindest teilweise entleert. Umgekehrt muß beim Schließen des Zapfventiles diese Kammer möglichst rasch wieder mit Wasser gefüllt werden, um dadurch den Schalter die Brenn stoffzufuhr zum Brenner beenden zu lassen.With such water switches, as is well known, drops after Opening a nozzle related to the pressure in one chamber to the pressure in the other chamber and the chamber under the lower pressure is thereby at least partially emptied. Conversely, when closing of the nozzle this chamber again as quickly as possible Water to be filled, thereby causing the switch to burn to have the material supply to the burner stopped.

Je größer der Druck in der Versorgungsleitung ist, umso größer ist auch die beim Zapfen eintretenden Druckdifferenz und umso rascher erfolgt beim Öffnen des Zapfventiles die Entleerung der Kammer. Diese Entleerung und die dadurch bedingte Verstellung der Membran und des Brennstoffzufuhr ventiles darf aber nicht allzu rasch erfolgen, um eine einwandfreie Überzündung des Brenners sicherzustellen. Anderseits soll sich bei Beendigung des Zapfvorganges die Kammer möglichst rasch füllen, um die nunmehr unnötige Brennstoffzufuhr zum Brenner ehestmöglich zu beenden.The greater the pressure in the supply line, the more the pressure difference that occurs when tapping is also greater and the quicker the opening of the nozzle takes place Emptying the chamber. This emptying and the result conditional adjustment of the membrane and the fuel supply but valves must not happen too quickly to a ensure proper ignition of the burner. On the other hand, should at the end of the tap process fill the chamber as quickly as possible in order to make the now unnecessary Shut off the fuel supply to the burner as soon as possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese bei Beginn und bei Beendigung der Zapfvorgänge ablaufenden Phasen dahingehend zu beeinflussen, daß sie sich rationell in den Betrieb des Gerätes einfügen. Einerseits soll - beim Beginn eines Zapfvorganges - das Entleeren der Wasserschalter-Kammer verzögert werden, um ein einwandfreies Überzünden des Brenners zu gewährleisten, anderseits soll - bei der Beendigung des Zapfvorganges - das Füllen dieser Kammer beschleunigt stattfinden, um die Brennstoffzufuhr zum Brenner ehestmöglich zu beenden.The object of the invention is to influence these phases, which take place at the beginning and at the end of the dispensing processes, in such a way that they fit rationally into the operation of the device. On the one hand should - at the start of a power take-off process - the emptying of the water switch chamber be delayed to enable a good About ignite the burner to ensure the other hand - held accelerates the filling of this chamber to the fuel supply to stop the burner as soon as possible - at the conclusion of Zapf process .

Diese Aufgabe wird bei einem Wasserheizer der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bei einem Wasserdurchsatz mit dem geringeren Druck beaufschlagten Kammer des Wasserschalters über zumindest eine Zweigleitung zumindest eine Vorrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit der Entleerung bzw. Füllung dieser Kammer zugeordnet ist.This task is the beginning of a water heater designated genus solved according to the invention in that that with a water flow with the lower pressure pressurized chamber of the water switch over at least a branch line at least one device for control the speed of emptying or filling them Chamber is assigned.

Im Rahmen der Erfindung gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Entleerung zu verlangsamen bzw. die Füllung zu beschleunigen.Within the scope of the invention, there are various options slow down the emptying or accelerate the filling.

Eine Vorrichtung zur Steuerung, insbesondere zur Verringerung der Geschwindigkeit der Entleerung kann beispielsweise aus einem Regelventil bestehen, das in eine der Entleerung dienende Verbindungsleitung eingefügt ist.A device for control, especially for reduction the speed of emptying can be, for example a control valve, which is in one of the emptying serving connecting line is inserted.

Wird beispielsweise die Differenz der in den beiden Kammern des Wasserschalters bei einem Wasserdurchsatz auftretenden Drücke mit einem Venturi-Rohr erzeugt, an dessen Engstelle die mit dem geringeren Druck beaufschlagte Kammer über eine Verbindungsleitung angeschlossen ist, dann kann das Regel ventil in dieser Verbindungsleitung angeordnet sein.For example, the difference in the two chambers of the water switch when water flow occurs Pressures generated with a venturi tube at its narrow point the chamber charged with the lower pressure via a Connection line is connected, then the rule valve can be arranged in this connecting line.

Handelt es sich darum, den Füllvorgang zu beschleunigen, besteht eine hierfür geeignete Vorrichtung aus einem Rückschlag ventil, das in einer die Kammer mit der Zulaufleitung zum Wärmetauscher verbindenden Verbindungsleitung angeordnet werden kann.If the task is to speed up the filling process, a suitable device for this consists of a setback valve that in a the chamber with the inlet line to the Heat exchanger connecting connecting line arranged can be.

Ein Ausführungsbeispiel eines Wasserschalters eines erfindungs gemäßen Wasserheizers ist in der einzigen Zeichnungsfigur schematisch veranschaulicht.An embodiment of a water switch of a fiction contemporary water heater is in the only drawing figure schematically illustrated.

Dieser Wasserschalter 1 besteht aus einem Gehäuse 2, in dem eine Membran 3 eingespannt ist, die einen Membranteller 4 trägt und das Gehäuse 2 in die Kammern 5 und 6 unterteilt. Der Membranteller 4 besitzt ein Stellglied 7 zur Steuerung eines nicht dargestellten, in der Brennstoffzufuhrleitung zum Brenner des Wasserheizers angeordneten Steuer- und Regelventiles.This water switch 1 consists of a housing 2 , in which a membrane 3 is clamped, which carries a membrane plate 4 and divides the housing 2 into the chambers 5 and 6 . The membrane plate 4 has an actuator 7 for controlling a control valve, not shown, arranged in the fuel supply line to the burner of the water heater.

Der Kammer 5 des Wasserschalters 1 wird das Wasser aus einer Wasserversorgungsleitung 8 zugeführt und es strömt über die Zulaufleitung 9 zu einem nicht dargestellten Wärmetauscher des Wasserheizers. In dieser Zulaufleitung 9 ist ein Venturi- Rohr 10 vorgesehen, hinter dessen Engstelle 11 beim Durch strömen der Kammer 5 Unterdruck entsteht, der sich über die Verbindungsleitung 12 auf das Innere der Kammer 6 überträgt und die zur Steuerung des Ventiles der Brennstoffzufuhrleitung nutzbare Druckdifferenz ergibt. The chamber 5 of the water switch 1 is supplied with water from a water supply line 8 and it flows via the feed line 9 to a heat exchanger (not shown) of the water heater. In this inlet line 9 , a Venturi tube 10 is provided, behind the constriction 11 when the chamber 5 flows through, negative pressure is generated, which is transmitted via the connecting line 12 to the interior of the chamber 6 and which results in the pressure difference that can be used to control the valve of the fuel supply line.

Beim Öffnen eines in der Zapfleitung des Wärmetauschers angeordneten Zapfventiles und einem dadurch verursachten Wasserdurchsatz in der Versorgungsleitung 8, der Kammer 5 des Wasserschalters 1 und der Zulaufleitung 9 mit dem Venturi-Rohr 10 verringert sich demnach der Druck in der Kammer 6, so daß die Membran 3, der Membranteller 4 und das Stellglied 7 zu einer Aufwärtsbewegung veranlaßt wird, mit der das Stellglied 7 das Gaszufuhrventil zumindest teilweise öffnen. Für diese Aufwärtsbewegung muß sich die Kammer 6 zumindest teilweise entleeren.When opening a dispensing valve arranged in the tap line of the heat exchanger and a water throughput caused thereby in the supply line 8 , the chamber 5 of the water switch 1 and the inlet line 9 with the venturi tube 10 , the pressure in the chamber 6 thus decreases, so that the membrane 3 , the diaphragm plate 4 and the actuator 7 is caused to move upwards, with which the actuator 7 at least partially opens the gas supply valve. For this upward movement, the chamber 6 must at least partially empty itself.

Um nun auf die Geschwindigkeit dieser Entleerung zielstrebig, d.h. verzögernd, Einfluß zu nehmen, ist in der Verbindungs leitung 12 zwischen der Kammer 6 und der Zulaufleitung 9 ein einstellbares Regelventil 13 angeordnet. Falls also der Wasserdruck in der Versorgungsleitung 8 zu hoch und dementsprechend die Geschwindigkeit der Entleerung zu hoch ist, kann diese Geschwindigkeit durch Drosselung des Wasserstromes in der Verbindungsleitung 12 dermaßen verringert werden, daß eine einwandfreie Überzündung des Brenners während der Entleerungsphase gewährleistet ist.In order to influence the speed of this emptying purposefully, ie delaying, an adjustable control valve 13 is arranged in the connecting line 12 between the chamber 6 and the inlet line 9 . So if the water pressure in the supply line 8 is too high and accordingly the speed of the emptying is too high, this speed can be reduced by throttling the water flow in the connecting line 12 so that a proper ignition of the burner is ensured during the emptying phase.

Beim Schließen des Zapfventiles hingegen ist es wichtig, daß sich die entleerte Kammer 6 ehestmöglich wieder füllt, damit das Stellglied 7 die Gaszufuhr zum Brenner rasch beendet. Dem Zustrom des die Kammer füllenden Wassers dient vorwiegend die von der Verbindungsleitung 12 abzweigende Zweigleitung 14, in der sich erfindungsgemäß ein Rückschlagventil 15 befindet, das zwar den Zustrom von Wasser zuläßt, den Austritt aus der Kammer 6 jedoch verhindert. Das austretende Wasser wird vielmehr gezwungen, den Weg über das Regelventil 13 zu nehmen. Ist die Zweigleitung ausreichend groß bemessen, erfordert das Füllen der Kammer 6 bloß eine optimal kurze Zeitspanne.When closing the nozzle, however, it is important that the emptied chamber 6 fills again as soon as possible so that the actuator 7 quickly ends the gas supply to the burner. The inflow of the water filling the chamber is mainly served by the branch line 14 branching off from the connecting line 12 , in which, according to the invention, there is a check valve 15 which, although it allows the inflow of water, prevents the exit from the chamber 6 . The emerging water is rather forced to take the path via the control valve 13 . If the branch line is dimensioned sufficiently large, the filling of the chamber 6 only requires an optimally short period of time.

Aus dem dargestellten Schema der Zeichnungsfigur ist darüber hinaus noch ein in der Führung 16 beweglicher und von einer Druckfeder 17 an die Unterseite der Membran 3 gedrückter Regelkolben 18 für ein Konstanthalten des Wasserstromes ersichtlich.From the diagram shown in the drawing, a control piston 18, which is movable in the guide 16 and pressed by a compression spring 17 against the underside of the membrane 3, can also be seen for keeping the water flow constant.

Ferner ist ein Steuerkolben 19 mit einem teils zylindrisch, teils konisch gestalteten Körper vorgesehen, der gleichermaßen von einer gegen das Gehäuse 2 abgestützten Druckfeder 20 beeinflußt ist, an der Membran 3 anliegt und von ihr bewegt wird. Dieser Steuerkolben 19 ist im Einlaß einer Umgehungsleitung 21 angeordnet, die von der Kammer 5 ausgeht und in die Zulaufleitung 9 zum Wärmetauscher mündet. Es handelt sich um den Mitkopplungskolben, der parallel zum Venturi-Rohr 10 hubabhängig eine Wassermenge zum Wärmetauscher freigibt.Furthermore, a control piston 19 is provided with a partly cylindrical, partly conical body, which is equally influenced by a compression spring 20 supported against the housing 2 , abuts the diaphragm 3 and is moved by it. This control piston 19 is arranged in the inlet of a bypass line 21 , which starts from the chamber 5 and opens into the feed line 9 to the heat exchanger. It is the positive feedback piston which, depending on the stroke, releases a quantity of water to the heat exchanger parallel to the Venturi tube 10 .

Schließlich ist in einer weiteren Umgehungsleitung 22 ein Temperaturwähler 23 vorgesehen, dessen Ventilkörper 24 mit einem Ventilsitz 25 zusammenwirkt. Mit diesem Temperaturwähler 23 kann die durch den Wärmetauscher strömende Wassermenge erhöht werden. Bei gleicher Brennstoffmenge verringert sich dadurch die Auslauftemperatur des Wassers.Finally, a temperature selector 23 is provided in a further bypass line 22 , the valve body 24 of which cooperates with a valve seat 25 . With this temperature selector 23 , the amount of water flowing through the heat exchanger can be increased. With the same amount of fuel, this reduces the outlet temperature of the water.

Claims

1. Water heater with one of the occurring at a water throughput difference of the pressures occurring in the two chambers of a housing divided by a membrane, the fuel supply to the burner controlling and regulating, arranged in the water supply line water switch, characterized in that the one with Water throughput with the lower pressure applied chamber ( 6 ) of the water switch ( 1 ) via at least one branch line ( 12 ) is assigned to at least one device ( 13 or 15 ) for controlling the speed of the emptying or filling of this chamber ( 6 ).

2. Water heater according to claim 1, characterized in that the device ( 13 ) for controlling, in particular for reducing, the speed of emptying consists of a control valve.

3. Water heater according to claim 2, with a generating a difference in the two chambers of the water switch at a water flow pressure serving Venturi tube, at the narrowest of which the pressurized chamber is connected via a connecting line, characterized in that the control valve ( 13 ) is arranged in this connecting line ( 12 ).

4. Water heater according to one of claims 1 to 3, characterized in that the device for controlling the speed of the filling consists of a check valve ( 15 ).

5. Water heater according to claim 4, characterized in that the check valve ( 15 ) is arranged in a chamber ( 6 ) with the inlet line ( 9 ) to the heat exchanger connecting line ( 14 ).

6. Water heater according to claim 5, characterized in that the check valve ( 15 ) in a control valve ( 13 ) bypassing branch ( 14 ) of the connecting line ( 12 ) is arranged.