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Überlaufspeicher für häusliche Warmwasserversorgungsanlagen mit beliebig
vielen Zapfstellen Gegenstand des Hauptpatents ist ein Überlaufspeicher für häusliche
Warmwasserversorgungsanlagen mit beliebig vielen Zapfstellen, dessen mit diesen
Zapfstellen verbundene Überlaufleitung über eine Stauleitung mit einem offenen Ausdehnungsgefäß
in Verbindung steht, in welchem ein durch den Wasserstand beeinflußtes, das Frischwasserventil
betätigendes Steuerglied angeordnet ist, das die Stauleitung bei geöffnetem Frischwasserventil
mittelbar oder- unmittelbar abschließt.
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Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung eines derartigen Überlaufspeichers,
und zwar besteht das Neue darin, daß die Stauleitung ein zu deren Abschluß während
der Warmwasserentnah:me dienendes federbelastetes Ventil enthält, welches einerseits
unter der Wirkung seiner Belastungsfeder und des während der Wasserentnahme durch
besondere Mittel verringerten Druckes in dem an die Überlaufleitung angeschlossenen
Teil der Stauleitung steht und andererseits durch einen mit :ihm verbundenen, im
entgegengesetzten Sinn und damit in der Ventilschließrichtung wirkenden Steuerkolben
belastet ist, dessen Belastungsfläche über eine Anschlußleitung mit dem zwischen
dem Speicher und dem Frischwasserventil liegenden Teil der Frischwasserzuleitung
des Speichers in Verbindung steht. Hierdurch wird erreicht, daß das durch den Wasserstand
im Ausdehnungsgefäß beeinflußte Schwimmer- oder Steuerglied ohnet Rücksicht auf
die Druckverhältnisse in der Speicheranlage ausgeführt, .d. h. beliebig klein bemessen
werden kann. Dabei wird zugleich durch die mechanische Verbindung zwischen dem Abschlußventil
der Stauleitung und dem in der Frischwasserleitung angeordneten Steuerkolben eine
große Betriebssicherheit erzielt.
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Die vorgesehene Federung, die bei der Schließbewegung des Absch,lußventils
der Stauleitung überwunden werden muß, kann in beliebiger Weise ausgeführt sein.
Es ist zweckmäßig, diese Federung am Steuerkolben selbst vorzusehen, und zwar vorzugsweise
in Form eines eingespannten federnden Membranrohres, an dessen freiem Ende der Steuerkolben
befestigt ist. Auch ist die Anordnung der Federung am Abschlußventil der Stauleitung
möglich, und -zwar vorzugsweise derart, daß .die Vorspannung .der verwendeten Feder
einstellbar ist.
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Die Mittel zur Verringerung des in ;dem an die Überlaufleitung angeschlossenen
Teil der Stauleitung herrschenden und somit auf das Abschlußventil der Stauleitung
einwirkenden
Wasserdruckes während der Zapfdauer sind auf Grund
folgender Erwägungen erforderlich: Nimmt man beispielsweise an, ,daß die Fläche
des Steuerkolbens gleich der Fläche F des Abschlußventils ist und daß während der
Zapfdauer in dem Speisesystem ein bestimmter Fließdruck p1 herrscht, so ist die
Kraft, welche während der Warmwasserentnahme auf den Steuerkolben wirkt, gleich
p1 - F. Diese Kraft muß einerseits die Gegenkraft der Feder (Federspannung)
und andererseits die Kraft überwinden, welche das Produkt aus der Fläche F :des
Abschlußventils der Stauleitung und dem an diesem herrschenden Fließdruckp, darstellt,
d. h.
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pi - F > p2 - F -f- Federspannung. . Bei Unterbrechung
der Zapfung stellt sich in,dem ganzen System der statische Druck P derFrischwasserleitung
ein, welcher bekanntlich größer als der Fließdruck ist. Da bei Auftreten des statischen
Druckes das Ventil in der Stauleitung sich öffnen muß, muß die auf den Steuerkolben
wirkende Kraft kleiner sein als die Summe aus der Federspannung und derjenigen Kraft,
die auf das Abschlußventil der Stauleitung einwirkt, d. h. P - F < P - F
-f- Federspannung Damit diese Bedingungen bei gleicher Fläche des Steuerkolbens
und des Abschlußventils eingehalten werden können, muß p1 .größer sein als p2, d.
h. der Fließdruck darf sich nicht in voller Höhe an dem Abschlußv entil der Stauleitung
auswirken. - .
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Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, daß der Steuerkolben
und das Abschlußventil der Stauleitung gleiche Flächen aufweisen, vielmehr sind
Einstellmöglichkeiten durch die Veränderung der Federspannung usw. gegeben.
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Die notwendige Verminderung des Wasserdruckes in dem an die Überiaufleitung
angeschlossenen Teil der Stauleitung während der Zapfdauer kann nun auf verschiedeneArt
und Weise erzielt werden, zum Beispiel dadurch, daß die Stauleitung derart in die
Überlaufleitung mündet, daß das in letzterer abfließende Wasser eine Saugwirkung
auf die Stauleitung ausübt. Auch ist eine derartige Druckverminderung durch Verwendung
einer Drosselvorrichtung erzielbar, die an einer solchen Stelle des Leitungssystems
angeordnet ist, daß der Fließdruck des Frischwassers nicht in voller Höhe auf das
Abschlußventil der Stauleitung einwirken kann.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnungbeispielsweisedargestellt,
undzwar zeigen: Abb. z eine Überlaufspeicheranlage nach der Erfindung in schematischer
Übersicht, Abb.2 einen Schnitt durch die Steuervorrichtung.
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Bei der in Abb. i .dargestellten Anlage ist der Überlaufspeicher i
an .die Frischwasserleitung 2 angeschlossen, in welcher ein Absperrventil 3 angeordnet
ist. Aus dem Speicherinnern führt :die Überlaufleitun.g q. das Heißwasser dem Überlaufsystem
5 zu, an das die verschiedenen Zapfstellen 6 angeschlossen sind. Das Ventil 3 in
der Frischwasserleitung 2 wird durch einen Schwimmer 7 in einem Ausdehnungsgefäß
8 gesteuert, welches über die Stauleitung g, io und die Steuervorrichtung ii mit
dem ÜberlaufsYstem 5 in Verbindung steht. Die Steuervorrichtung i i ist durch eine
Leitung 12 mit der Frischwasserleitung 2, verbunden. Diese Verbindung ist jedoch
so ausgebildet, daß das Frischwasser nicht über die. -Leiturig 12 und die Steuervorrichtung
ii in das Staugefäß 8 eintreten kann.
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Die Steuervorrichtung i z ist in Abb. 2 dargestellt. Sie ist mit drei
Anschlüssen 13, 14, i 5 versehen. In dem Anschiuß 13, welcher mit der Frischwasserleitung
2 über die Leitung i2 in Verbindung steht, ist ein Steuerkolben 16 angeordnet, welcher
am freien Ende einer bei 17 eingespannten federnden Membran. 18 befestigt ist.
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An den Stutzen 14 ist der vom Ausdehnungsgefäß kommende Teil g und
an den Stutzen 15 der zum Überlaufsystem führende Teil in der Stauleitung angeschlossen.
Die offene Verbindung zwischen den beiden Stutzen 14 und 15 wird durch ein Ventil
1g beherrscht, welches über die Spindel 2o mit dem Steuerkolben 16 verbunden ist.
Das Ventil ig ist durch eine Druckfeder 2i belastet, deren Vorspannu-ng mit Hilfe
einer Stellschraube 22 beliebig eingestellt werden kann.
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Wie aus Abb. i ersichtlich, ist in der Frischwasserleitung eine Drosselvorrichtung
23 vorgesehen, welche während der Zapfdauer bewirkt, daß der Fließdruck vor dem
Speicher größer ist als in bzw. hinter dem Speicher. Die auf den Steuerkolben a6,
des-: senFläche bei demAusführungsbeispiel gleich der Fläche des Abschlußventils
ig ist, wirkende Kraft ist daher während der Zapfdauer größer als die auf das Abschlußventil
i g wirkende und durch die, Feder. 21 unterstützte Kraft.
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Die beschriebene Einrichtung verhält sich im Betrieb wie folgt: Wird
eine der Zapfstellen 6 geöffnet, so fällt der Wasserspiegel in deni Ausdehnungsgefäß
8, und der in demselben angeordnete Schwimmer 7 bewegt sich nach unten, wodurch
das Frischwasserventil 3 geöffnet wird. Das Frischwasser wird demgemäß durch die
Leitung
2 !dem Speicher i zuströmen, und der bestehende Fließdruck- wird den Steuerkolben
16 verschieben und dadurch die Verbindung zwischen den Stutzen 14 und 15 durch das
Ventil i9 schließen. Hierdurch wird die offene Verbindung zwischen dem Ausdehnungsgefäß
8 und dem überlaufsystem 5 unterbrochen. Die Unterbrechung der Verbindung geht nicht
plötzlich vor sich,.- sondern allmählich, da die Kraft der Feder 21 der Verschiebung
des Steuerkolbens 16 - entgegenwirkt, so -daß der Wasserspiegel in dem Ausdehnungsgefäß
8 beim Öffnen einer Zapfstelle sich so weit senken kann, daß das Frischwasserventil3
vollständig geöffnet ist, bevor die Stauleitung abgeschlossen wird.
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Das in den Speicher i eintretende Frischwasser drängt das Heißwasser
nach oben, so daß dasselbe durch ,das Überlaufrohr 4 zu der geöffneten Zapfstelle
fließt. Infolge Anordnung der Drosseleinrichtung 23--in der Leitung 2 ist .der Fließdruck
in dem Überlaufsystem kleiner als der Fließdruck in :dem Frischwassersystem, so
daß die auf das abgeschlossene Ventil i9 der Stauleitung wirkende Kraft trotz Unterstützung
-durch die Feder 21 nicht in der Lage ist, .den Steuerkolben 16 in .die Anfangslage
zurückzuführen und die Stauleitung zu öffnen.
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Wird die Zapfstelle nunmehr .geschlossen, so hört der Zufluß des Frischwassers
in den Speicher auf, und der Druck des Frischwassers erhöht sich bis zur Höhe des
üblichen statischen Frischwasserdrucks. Dieser statische Druck erfährt durch die
Drosseleinr ichtung 23 keine Verminderung, so daß nunmehr die Öffnungskraft am Ventil
19 im Verein mit der Kraft der Feder 21 .die dusch den Steuerkolben 16 bewirkte
Schließkraft überwindet und die Stauleitung freigegeben wird. Infolgedessen wird
Wasser in das Ausdehnungsgefäß 8 -- gelangen und den Schwimmer 7 anheben, wodurch
das Ventil 3 in der Frischwasserleitung 2 geschlossen wird.