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Vorrichtung zur Regelung der Gas- und Wasserzufuhr für Warmwasserbereitungsanlagen
Die Erfindung erstreckt sich auf'eine Vorrichtung zur Regelung der Gas- und Wasserzufuhr
für Warmwasserbereitungsanlagen, bei der das Gaszufuhrventil durch die vom Druck
des Wassers abhängige Bewegung des Wasserzufuhrventils gesteuert wird und die volle
Öffnung des Wasserzuflußventils gegenüber der vollen Öffnung des Gasventils verzögert
ist.
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Von den bekannten Einrichtungen dieser Art, bei denen das Gasventil
nur eine verhältnismäßig kurze Zeit vor Öffnung des Wasserzuflußventils in seine
Offenstellung gelangt und demnach der Wasserinhalt des Erhitzers nur wenig erwärmt
wird, bevor das Wasser in voller Menge zuströmt, unterscheidet sich die neue Vorrichtung
dadurch, daß zwischen Wasserzuflußventil und Gasventil eine Flüssigkeitsbremse eingeschaltet
ist. Hierdurch wird in einfacher Weise erreicht, daß der Zeitraum zwischen dem vollen
Öffnen des Gasventils und dem des Wasserzülaufventils erheblich größer als bei den
bekannten Vorrichtungen gewählt und so bemessen werden kann, daß bei der Öffnung
eines Warmwasserzapfhahnes zunächst nur das Gasventil geöffnet wird und das Wasserzuflußventil
erst dann in die Offenlage gelangt, wenn das noch im Erhitzer befindliche, in der
vorhergehenden Zapfpause abgekühlte Wasser wieder auf die gewünschte Entnahmetemperatur
erwärmt ist. Da erst in diesem Augenblick der Wasserausfluß einsetzt, werden somit
Wasserverluste, wie sie sich ergeben würden, wenn das kalte Wasser bei der Öffnung
eines Warmwasserzapfhahnes sofort oder nach kurzer Zeit in den Erhitzer einströmen
könnte, sicher vermieden.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigen Abb. i einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Abb. 2 und 3 je eine Ansicht des bei dieser Vorrichtung vorgesehenen Wasserauslaßkanals
bzw. der Gasauslaßöffnung und Abb. q, und 5 j e eine Ansicht einer bei der Vorrichtung
nach Abb. i verwendbaren Gasventilhülse.
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Bei der Vorrichtung nach Abb. i ist am oberen Ende eines Rahmens i
das Gehäuse :2 eines Gasventils 3 angeschraubt, welches zur Regelung des über die
Rohre q. und 5 dem Brenner einer (nicht dargestellten) Warmwasserbereitungsanlage
zufließenden Gasstromes dient. Am unteren Ende des Rahmens i ist das Gehäuse 6 eines
Ventils 7 durch Verschraubung befestigt, das zur Regelung der vom Rohr 8 zum Rohr
9 fließenden Wassermenge dient. Das- Rohr 9 führt zur Warmwasserbereitungsanlage.
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Die Ventile 3 und 7 sind als Kolbenventile ausgebildet. Die Ventilspindel
io des Gasventils 3 ist mit letzterem durch ein Kugelgelenk i i verbunden und in
einer Stopfbuchse i2 geführt. Die Spindel 13 des Wasserventils 7 ist ebenfalls in
einer Stopfbuchse 14 geführt und liegt in der Verlängerung der
Ventilspindel
io. Der Kolben des Wasserventils 7 ist in einer in das Gehäuse 6 eingepreßten Hülse
15 gelagert, die mit einer aus Abb. 2 ersichtlichen Öffnung 16 versehen ist. Diese
Öffnung 16 wird von dem Kolbenventil 7 gewöhnlich unter Wirkung einer den Kolben
5 belastenden Feder 17 geschlossen. Das Gasventil 3 liegt in einer drehbaren Hülse
18, die an einer Stelle mit Öffnungen i9 (s. Abb. 4 und 5) versehen ist, welche
durch Verdrehen der Hülse 18 mehr oder weniger mit der Gaseinlaßöffnung 2o (s. Abb.3)
in der Wandung des Ventilgehäuses 2 zur Deckung gebracht werden können. Die Öffnungen
i9 der Hülse 18 sind dabei in einer der Form der zu steuernden Mündung 2o angepaßten
Fläche angeordnet, und zwar können diese Öffnungen gleich oder verschieden groß
bemessen sein. Wie aus Abb.5 ersichtlich, können an Stelle der Löcher i9 auch schmale,
entsprechend angeordnete Schlitze i9' verwendet werden. Eine Feder 22, die zwischen
dem Ventilkolben und einer durch einen Rahmen 23' mit der Hülse 18 verbundenen Nabe
23 liegt, drückt das Ventil gegen seinen Sitz 2i. In der Nabe 23 ist eine Spindel
24 befestigt, die in einer Stopfbuchse 25 einer auf das obere Ende des Ventilgehäuses
2 oberhalb der Hülse 18 aufgeschraubten Kappe 26 geführt ist und an ihrem Außenende
einen Handgriff 27 trägt, durch dessen Verstellung die Hülse 18 verdreht und damit
der Gaszufluß ohne Beeinflussung der Wirkungsweise der Regelvorrichtung gesteuert
werden kann.
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Oberhalb der Hülse 18 ist an das Gehäuse eine Zündgasleitung 28 angeschlossen,
die über einen Kanal2g ständig mit der Gaszuleitung 4 verbunden bleibt, so daß die
Zündflamme stets brennt. Da in dem durch die Hülse 18 eingeschlossenen Raum eine
beträchtliche Menge Gas vorhanden ist, so wird, wenn der Kolben 3 des Gasventils
plötzlich aufwärts gedrückt wird, die eingeschlossene Gasmenge mit zusätzlicher
Kraft durch die Leitung 28 hindurchgeleitet, so daß die Zündflamme bei jeder Aufwärts-
oder öffnungsbewegung des Gasventils eine Vergrößerung erfährt Das untere Ende der
Spindel io ist von einer Hülse 3o umgeben, die an dem oberen Ende der unteren Spindel
13 befestigt ist und einen Deckel 31 trägt, in dem eine zur Führung der Spindel
io dienende Stopfbuchse 32 vorgesehen ist. Am. unteren Ende der Spindel io ist innerhalb
der Hülse 3o ein Kolben 33 mit einem sehr kleinen Rückschlagventil 34 vorgesehen,
durch das die obere Kolbenseite mit der unteren verbunden wird. Die Anordnung ist
dabei so getroffen, daß durch einen Druck an der Unterseite des Kolbens 33 das Rückschlagv
entil 34 angehoben und geschlossen wird, während es sich umgekehrt bei auf der Kolbenunterseite
herrschendem Unterdruck öffnet und die Verbindung mit der Oberseite des Kolbens
herstellt. Das untere Ende der Spindel io enthält außerdem eine enge Axialbohrung
35, die über eine Abbiegung 36 mit dem Raum oberhalb des Kolbens 33 in Verbindung
steht. Dabei ist ixi der Hülse 3o eine gewisse Menge Flüssigkeit, zweckmäßig Öl,
vorgesehen, so daß diese die beiden Enden der Spindeln 1o und 13 verbindende Einrichtung
als Flüssigkeitsbremse wirkt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist nun folgende:
Sind alle von der Warmwasserbereitungsanlage gespeisten Hähne geschlossen, so kann
das Wasser an den Seiten des Kolbens 7 des Wasserventils langsam durchfließen, so
daß sich die auf beide Kolbenseiten wirkenden Drücke ausgleichen. In dieser Stellung
der Vorrichtung (s. Abb. i) bleibt ein Raum 37 am Boden der Flüssigkeitsbremse mit
Öl gefüllt. Am oberen Ende der Regelvorrichtung wird durch die Feder 22 das Gasventil
3 gegen seinen Sitz gedrückt, so daß die Mündung der -Gaszuleitung geschlossen wird.
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Wird nun ein Hahn der Warmwasserbereitungsanlage geöffnet, so wird
sofort der Kolben 7 aufwärts bewegt, und infolge des in der Flüssigkeitsbremse als
starrer Körper wirkenden Öls wird das Gasventil 3 augenblicklich angehoben, so daß
die Gaszuleitung vollkommen geöffnet und die größtmögliche Gasmenge den Brennern
zugeführt wird, während gleichzeitig die Zündflamme in der beschriebenen Weise eine
Vergrößerung erfährt. Mit Ausnahme eines geringen Leckens fließt je-
doch
zunächst kein Wasser aus dem Hahn, da das untere Ende des Ventilkolbens 7 zunächst
um einen gewissen Betrag verschoben werden muß, bevor das untere, irn Querschnitt
kleinere Ende der Auslaßöffnung 16 freigegeben wird (s. Abb.2). Bei der Bewegung
des Ventils 7 wird das Öl durch die Öffnung 36 hindurch in den oberen Raum der Flüssigkeitsbremse
gedrückt. Die hierfür erforderliche Zeitdauer hängt von der Größe der Öffnung sowie
von der Menge und Güte des verwendeten Öls ab. Sie wird so bemessen, daß sie ausreicht,
das Wasser in den Erhitzerschlangen durch die mit größter Kraft heizenden Brenner
zu erhitzen, so daß in dem Augenblick, in dem der Kanal 16 sich zu öffnen beginnt
oder der Kolben des Wasserventils an irgendeiner Stelle des Kanals ins Gleichgewicht
kommt, das Wasser warm aus der Anlage strömt. Es wird auf diese Weise ein Wasserverlust
vermieden, der sich ergeben würde, wenn während dieser
Zeit kaltes
Wasser hätte durch den Erhitzer strömen können.
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Wenn der Zapfhahn ganz geöffnet ist, wird das Ventil 7 bis zum Ende
seines Hubes verschoben, so daß auch der Kanal 16 ganz geöffnet ist. Da nun das
ganze Öl der Flüssigkeitsbremse sich im oberen Raum der Kammer der Hülse 3o befindet,
berührt der Kolben 33 den Hülsenboden, und die Spindel io wird in solcher Lage gehalten;
daß das Gasventil vollkommen geöffnet ist. Wird der Warmwasserhahn abgesperrt, so
gleicht sich der Wasserdruck zu beiden Seiten des Ventilkörpers 7 aus, und die beiden
Ventile arbeiten als eine Einheit und schließen sich durch ihre zugehörigen Federn
17 und 22 gleichzeitig. Das Rückschlagventil des Kolbens 33 wird dabei so bemessen,
daß die für die Ölströmung von der Oberseite nach der Unterseite des Kolbens benötigte
Zeitdauer etwa gleich der Zeitdauer ist, in der die Erhitzerschlangen durch Strahlung
abkühlen, etwa eine halbe Stunde oder mehr. Nach dieser Zeit würde die Flüssigkeitsbremse
wieder, wie oben beschrieben, arbeiten, während sie, wenn der oder die Wasserablaßhähne
vor Ablauf dieser Zeit wiederholt ganz oder teilweise geschlossen bzw. geöffnet
werden und das Öl in der Flüssigkeitsbremse sich demzufolge ganz oder teilweise
oberhalb des Kolbens 33 befindet, unter Zuhilfenahme des sich unter dem Kolben 33
bildenden Luftpolsters arbeitet.