DE4225827A1 - Offener Warmwasserspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen offenen Warmwasserspeicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Offene Warmwasserspeicher, auch Oberlaufspeicher genannt, zeichnen sich dadurch aus, daß beim Zapfen von Wasser, kaltes Wasser an der tiefsten Stelle des Wasserbehälters einströmt, welches beim Einströmen entsprechende Warmwassermengen aus dem Warmwasser-Überlauf, der an höchster Stelle des Wasserbehälters angebracht ist, zur Zapfstelle fördert. Nach beendetem Zapfvorgang ist der Wasserbehälter nahezu vollständig mit Wasser gefüllt. Der Wasserspiegel befindet sich etwa an der höchsten Stelle des Warmwasser-Überlaufrohres. Erfolgt nun eine Aufheizung oder ein Nachheizen des nachgefüllten kalten Wassers, so dehnt sich dieses bei der Erwärmung aus und das Ausdehnungswasservolumen tropft aus der Zapfstelle ab. Die Abgabe von Tropfwasser bei jedem Nachheizvorgang wird vom Benutzer als störend empfunden und führt sogar dazu, daß die mit dem Ursachen des Tropfens nicht vertrauten Benutzer unfachmännisch in die Armatur der Zapfstelle eingreifen wollen, um das Tropfen zu unterbinden.

Aus der DE 37 28 919 F 24 H 9100 A1 ist ein offener Warmwasserspeicher bekannt, der mit einer Einrichtung zur Vermeidung des durch Wärmeausdehnung entstehenden Tropfwassers ausgerüstet ist. Bei diesem Warmwasserspeicher wird die ein Verändern des Wasserbehältervolumens bewirkende Hubeinrichtung von einem Kolbenventil betätigt, dessen Gehäuse als separates Bauteil in der Bodenplatte des Wasserbehälters eingesetzt ist. Der Kaltwasserzulauf für den Warmwasserbehälter ist durch das zwischengeschaltete Kolbenventilgehäuse in zwei Zulaufrohrstücke aufgeteilt, die außerhalb des Wasserbehälters geführt sind. Das Anschließen des Kaltwasserzu- und Kaltwasserablaufs am Kolbenventilgehäuse sowie der Zulaufanschluß am Wasserbehälter erfordert aufwendige Dichtungsmaßnahmen und einen entsprechenden Zeitaufwand bei der Montage. Dies führt zu einer Verteuerung der Fertigung, was für einen Massenartikel dieser Art kostenmäßig dann erhebliche Bedeutung erlangt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Warmwasserspeicher der in Rede stehenden Art raumsparend und vor allem baulich einfach auszubilden. Der Warmwasserspeicher soll außerdem von hoher Zuverlässigkeit sein und eine preiswerte Herstellung zulassen.

Die Lösung dieser Aufgabe gemäß der Erfindung ist dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der eine raumsparende und kompakte Einheit darstellende Warmwasserspeicher gemäß der Erfindung zeichnet sich u. a. dadurch aus, daß alle wesentlichen Wasseranschlußstellen sich innerhalb des Gerätesystems befinden, wodurch ein Leckwasseraustritt nach außen hin weitgehend vermieden ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen beheizten Warmwasserspeicher für einen offenen bzw. drucklosen Untertischanschluß mit einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens in Ruhe- bzw. Ausgangsstellung,

Fig. 2 diesen Warmwasserspeicher mit Funktionsstellung der genannten Einrichtung,

Fig. 3 und 4 einen beheizten Warmwasserspeicher mit einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens für einen Übertischanschluß.

Mit 1 ist ein mit einer elektrischen Heizeinrichtung 2 versehener Wasserbehälter für einen sog. offenen bzw. drucklosen Warmwasserspeicher bezeichnet, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist. Der Wasserbehälter 1 ist unten durch eine mit diesem flüssigkeitsdicht verbundene Bodenplatte 4 verschlossen. Der Wasserbehälter 1 hat einen Kaltwasserzulauf 7 und einen Warmwasser-Überlauf 12, der zu einer nicht dargestellten Zapfstelle führt. Für den Anschluß des Kaltwasserzulaufs 7 und des Warmwasser-Überlaufs 12 sind am Wasserbehälter 1 entsprechende Anschlußrohrstutzen 5, 6 angeformt. Weiterhin ist am Wasserbehälter 1 im Raum zwischen den beiden Anschlußrohrstutzen 5, 6 ein rohrstutzenartiges Hubventilgehäuse 8 angeformt, in welchem ein Hubventilelement 13 axial verschiebbar untergebracht ist. Das Hubventilgehäuse 8 hat eine Abdeckung 8′, die gegebenenfalls eine Entlüftungsöffnung aufweisen kann. Das Hubventilelement 13 besteht aus einen den Innendurchmesser des rohrstutzenartigen Ventilgehäuses 8 entsprechenden Ventilteller 14 und einem senkrecht dazu stehenden rohrartigen Kolben 15. Zwischen dem Ventilteller 14 und der Abdeckung 8′ kann ein Druckfederelement 14′ angeordnet sein. In einer Einschnürung am rohrartigen Kolben 15 ist ein Dichtkörper 16 angebracht, der den Innenraum des Hubventilgehäuses 8 nach außen hin flüssigkeitsdicht abdichtet. Der Ventilkolben-Stauraum 8′′ unterhalb des Dichtkörpers 16 ist über eine Öffnung 28 und einen am Wasserbehälter 1 an- bzw. ausgeformten Wasserkanal 28′ und dem sich daran anschließenden Anschlußrohrstutzen 5 mit dem Kaltwasserzulauf 7 in Verbindung gebracht. Das Hubventilgehäuse 8, der zugehörige Wasserkanal 28′ und der Anschlußrohrstutzen 5 für den Kaltwasserzulauf 7 sind als einstückige Anformung am Wasserbehälter 1 ausgebildet. Der rohrartige Kolben 15 des Hubventilelementes 13 ist mit mindestens einer mit dem Ventilkolben-Stauraum 8′′ in Verbindung stehenden Kaltwasserzulauföffnung 29 versehen, oberhalb der ein den Kolben 15 umschließender Dichtungsring 30 angebracht ist. Mit dem Kolben 15 des Kolbenventilelementes 13 ist ein den Wasserbehälter 1 in axialer Richtung durchsetzendes Kaltwasserrohr 7′ verbunden, das als Hubstange für das Kolbenventilelement 13 dient. Das entgegengesetzte Ende dieses Kaltwasserrohres 7′ ist mit einer sich auf der Bodenplatte 4 abstützenden pilzartigen Kappe′ 17 über ein Verbindungsstück 17′ gekoppelt. Über der pilzartigen Kappe 17 ist eine membranartige Dichtungsplatte 18 gelegt, die zusammen mit der den Abschluß des Wasserbehälters 1 bildenden Bodenplatte 4 mit dem Wasserbehältermantel 1′ dicht verspannt ist, was mit Hilfe eines Spannringes 31 oder ähnlicher Einrichtung vorgenommen ist. Das bodenseitige Ende des Kaltwasserrohres 7′ hat eine Kaltwasseraustrittsöffnung 32, die vom Mantel eines Prallelementes 33 umgeben ist, das wiederum mehrere Wasser-Durchtrittsöffnungen 34 aufweist. Das Prallelement 33 ist am Kaltwasserrohr 7′ befestigt und kann in Anlagekontakt mit der membranartigen Dichtungsplatte 1- oberhalb der pilzartigen Kappe 17 liegen. Der Kolben 15 des Hubventilelementes 13 ist in einer Führungshülse 35 geführt, die am Wasserbehälter 1 angeformt ist und die sich einerseits in das Hubventilgehäuse 8 und andererseits ins Innere des Wasserbehälters 1 hinein erstreckt. Der ins Innere des Wasserbehälters 1 ragende Teil 35′ der Hülse 35 ist gegenüber dem anderen Teil 35′′ der Hülse 35 im Durchmesser etwas größer bemessen, so daß das auf den Kolben 15 des Hubventilelementes 13 aufgesteckte Kaltwasserzulaufrohr 7′ in diesen Hülsenteil eintauchen kann. Ein Anschlag 36 in diesem Hülsenteil begrenzt die Aufwärtsbewegung des beweglichen zentralen Kaltwasserzulaufrohres 7′.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Warmwasserspeichers mit einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens, um das Austreten von Ausdehnungswasser aus der Zapfstelle (Armatur) während des Aufheizvorganges zu vermeiden, ist folgende:
Mit Öffnen der nicht dargestellten Warmwasserzapfstelle, an der der Warmwasser-Überlauf 12 endet, wird der Kaltwasserzulauf 7 freigegeben. Der dann freiwerdende Druck des Kaltwassers wirkt im Stauraum 8′′ des Hubventilgehäuses 8 gegen den Ventilteller 14 des Kolbens 15. Dies hat zur Folge, daß der Ventilteller 14 mit dem Kolben 15 und damit das mit diesen verbundene Kaltwasserzulaufrohr 7′ mit der daran gekoppelten Kappe 17 gegen die Kraft des Druckfederelementes 14′ bzw. dem Wassergewicht angehoben werden. Die über die Kappe 17 gespannte membranartige Dichtungsplatte 18 wird zwangsläufig ebenfalls mit angehoben und drückt bzw. verdrängt dabei eine bestimmte volumenabhängige Wassermenge (etwa 4% des Wasserbehälterinhalts) über den Warmwasser-Überlauf 12 zur Warmwasserzapfstelle. Zwischen der membranartigen Dichtungsplatte 18 und der ortsfesten Bodenplatte 4 stellt sich ein Freiraum 23 ein, dessen Volumen etwa 4% vom Rauminhalt des Wasserbehälters 1 beträgt. Hat der Ventilteller 14 mit Kolben 15 im Hubventilgehäuse 8 seine Endstellung erreicht, ist der Wasserzulauf über die Kaltwasserzulauföffnung 29 im Kolben 15 zum Kaltwasserzulaufrohr 7′ und damit zum Wasserbehälter 1 freigegeben. Solange nun die Warmwasserzapfstelle geöffnet ist, wird infolge der ständigen Kaltwasserzufuhr Warmwasser über den Warmwasser-Überlauf 12 zur Zapfstelle gedrückt. Mit Schließen der Warmwasserzapfstelle und damit Unterbinden der Kaltwasserzufuhr zum Wasserbehälter 1 wird der Ventilteller 14 mit Kolben 15 und das Kaltwasserrohr 7′ mit der angekoppelten Kappe 17 durch Entspannen des Druckfederelementes 14′ bzw. das Wassergewicht in die Ausgangsposition gemäß Fig. 1 zurückgedrückt, wobei über die im Ventilteller 14 vorhandene Öffnung 41 ein Druckausgleich im Hubventilgehäuse 8 erfolgt. Die membranartige Dichtungsplatte 18 folgt zwangsläufig dem Rückgang des Hubventilelementes 13. Der Wasserspiegel im Wasserbehälter 1 senkt sich entsprechend dem vorher verdrängten Volumen ab. Dadurch stellt sich im Wasserbehälter 1 oben ein wasserfreier Raum 24 entsprechend dem vorherigen Rauminhalt des Freiraumes 23 ein, der dann das während des Aufheizvorganges des Wasserbehälterinhaltes entstehende Ausdehnungswasser aufnehmen kann, so daß ein Austropfen von Wasser über die Warmwasserzapfstelle unterbunden ist.

In den Fig. 3 und 4 ist ein offener Warmwasserspeicher in Übertisch-Ausführung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind unter Bezugnahme auf die Untertischausführung gemäß den Fig. 1 und 2 übereinstimmende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Ausbildung und die Funktionsweise der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Einrichtung zum Verändern des Wasserbehältervolumens und damit der Schaffung eines nicht tropfenden Warmwasserspeichers ist im wesentlichen identisch. Der Warmwasser-Überlauf 12 hat hier ein starres Rohrteil 12′, an dem ein als Schlauch ausgebildetes bewegliches Rohrteil 12′′ angebracht ist. Das bewegliche Rohrteil 12′′ ist an einem Überlauftrichter 37 angeschlossen, der am oberen Ende des Kaltwasserrohres 7′ befestigt ist. Der Überlauftrichter 37 ist gegen die membranartige Dichtungsplatte 18 abgestützt, so daß dieser zwangsläufig die Bewegung der Platte 18 mitmacht. Das mit dem Zulaufen von Kaltwasser aus dem Wasserbehälter 1 verdrängte Warmwasser gelangt durch Öffnungen 38 in der Wandung des Überlauftrichters 37 zu einen Ablaufrohrstutzen 39, an dem zweckmäßig das bewegliche Rohrteil 12′′ des Warmwasser-Überlaufs 12 angebracht ist. Der vorgenannte Ablaufrohrstutzen 39 ist am Überlauftrichter 37 angeformt und weist Zulauföffnung 40 auf.

Claims (16)

1. Offener Warmwasserspeicher mit einer Warmwasserzapfstelle und einem Wasserbehälter (1) mit einem Warmwasserüberlauf (12) und einer Einrichtung zum Verändern des Wasserbehälter-Volumens, die aus einer Hubventilvorrichtung (8, 13) mit Kaltwasserzulauf (7) und Kaltwasserablauf (7′) und einer von dieser betätigbaren Hubeinrichtung (17, 18) besteht, wobei mit Öffnen der Warmwasserzapfstelle durch die Hubeinrichtung (17, 18) eine Wasserverdrängung aus dem Wasserbehälter (1) über den Warmwasserüberlauf (12) erfolgt und nach Schließen dieser durch Zurückgehen der Hubeinrichtung ein wasserfreier Raum im Wasserbehälter (1) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltwasserablauf (7′) der Hubventilvorrichtung (8, 13) als Verbindungselement zwischen dieser und der Hubeinrichtung (17, 18) ausgebildet ist.

2. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltwasserablauf (7′) einerseits mit dem Hubventil (13) der Hubventilvorrichtung (8) und andererseits mit der Hubeinrichtung (17, 18) gekoppelt ist.

3. Warmwasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß über mindestens eine Kaltwasserzulauföffnung (29) im Hubventil (13) eine Verbindung Hubventil-Stauraum (8′′) mit dem Kaltwasserablauf (7′) hergestellt ist.

4. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltwasserablauf (7′) in den Wasserbehälter (1) mündende Kaltwasseraustrittsöffnungen (32) aufweist.

5. Warmwasserspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltwasseraustrittsöffnungen (32) von einem Prallelement (33) umgeben sind, das mehrere Wasserdurchtrittsöffnungen (34) aufweist.

6. Warmwasserspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (33) am Kaltwasserablauf (7′) befestigt ist.

7. Warmwasserspeicher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Prallelement-Wasserdurchtrittsöffnungen (34) im Anlagekontaktbereich des Prallelements (33) befinden.

8. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubventilgehäuse (8) angeformter Bestandteil des Wasserbehälters (1) ist.

9. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubventilgehäuse (8) in dem Raum zwischen dem Kaltwasserzulauf (7) und dem Warmwasserüberlauf (12) angeordnet ist.

10. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am Wasserbehälter (1) eine Führungshülse (35) ausgebildet ist, deren einer Teil (35′) in das Hubventilgehäuse (8) und deren anderer Teil (35′′) in das Innere des Wasserbehälters (1) gerichtet ist.

11. Warmwasserspeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Innere des Wasserbehälters (1) ragende Führungshülsenteil (35′) einen Anschlag (36) für den bewegliche Kaltwasserablauf (7′) aufweist.

12. Warmwasserspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubventilvorrichtung (13, 14) unter dem Druck eines Federelements (14′) gehalten ist.

13. Warmwasserspeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hubventilgehäuse (8) über einen am Wasserbehälter (1) angeformten Wasserkanal (28) mit dem Kaltwasserzulauf (7) in Verbindung gebracht ist.

14. Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Übertischausführung, bei der am Kaltwasserablauf (7′) im Bereich der Hubeinrichtung (17, 18) ein Überlauftrichter (37) gehaltert ist, an dem ein mit dem Warmwasser-Überlauf (12) gekoppeltes bewegliches Rohrteil (12′′) angeschlossen ist.

15. Warmwasserspeicher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Rohrteil (12′′) ein Schlauch ist.

16. Warmwasserspeicher nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauftrichter (37) mit Wasserdurchtrittsöffnungen (38) versehen ist.