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Wasserenthärtungsvorrichtung für Durchlaufwassererhitzer Es ist bei
Wassererhitzern bereits bekannt, dem zufließenden Frischwasser ein Kesselsteinlösungsmittel
zuzumischen, um ein Ansetzen von Kesselstein im Erhitzer zu verhindern und bereits
vorhandene.Kesselsteinablagerungen wieder zu ,beseitigen. Bei bekannten Einrichtungen
dieser Art wird die Zufuhr des Erhärtungsmittels durch ein Regelventil in Abhängigkeit
von der dem Erhitzer zugeführten Wassermenge so geregelt, daß die Menge des zugeführten
Enthärtungsmittels mit zunehmender Wasserzufuhr steigt, mit abnehmender Wasserzufuhr
dagegen vermindert wird, damit jeder Mengeneinheit des Wassers eine stets gleichbleibende
Mengeneinheit des Enthärtungsmittels zugemischt wird. Diese Regelung eignet sich
für Dampfkessel und Speichererhitzer, in denen das Wasser stets auf eine über dem
Ausfällpunkt der Kesselsteinbildner liegende Temperatur (ungefähr 6o° C) erhitzt
wird.
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Bei Durchflußwassererhitzern dagegen, bei welchen die Wasserauslauftemperatur
bei geringer Wasserzufuhr sehr hoch, bei großer Wasserzufuhr jedoch geringer ist,
entsteht bei dieser Art der Zuführregelung ein unnötig hoher Verbrauch an Enthärtungsmitteln.
Bei Wasserauslauftemperaturen bis zu etwa 4o° C tritt meist gar keine Kesselsteina)blagerung
auf, so daß auch die Zufuhr von Enthärtungsmitteln unterbleiben bzw. stark eingeschränkt
werden kann. Eine reichliche Zufuhr von Enthärtungsmitteln ist dagegen erforderlich
bei Auslauftemperaturen über 6o° C und insbesondere bei der Entnahme von kochendem
Wasser. Es bestand daher die Aufgabe, die Zufuhr des Ent'härtungsmittels auf solche
Betriebsfälle zu beschränken, in denen wirklich die Gefahr der Kesselsteinbildung
besteht, um den Verbrauch an Enthärtungsmitteln auf ein tragbares Maß zu vermindern.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das in an sich bekannter Weise in
.Abhängigkeit von der dem Erhitzer zugeführten Wassermenge betätigte Regelventil
die Zufuhr des Enthärtungsmittels bei steigender Wasserzufuhr bzw. sinnender Wasserauslauftemperatur
vermindert, bei abnehmender Wasserzufuhr bzw. steigender Wasserauslauftemperatur
dagegen erhöht.-Auf diese Weise wird nämlich dem zu erhitzenden Wasser bei der Entnahme
großer Warmwassermengen .mit niedriger Auslauftemperatur nur wenig oder gar kein
Ent-
| härtungsinittel -zugeführt, bei der Ent- |
| nahine kleiner Heilwassermengen hoher Aus- |
| lauftemperatur dagegen eine erhöhte Menge |
| des Entliärtungsinittels zugesetzt. |
| Auf der Zeichnung sind mehrere Ausf'" |
| rungsfornien des Erfindungsgegenstandes h', |
| spielswese dargestellt. i |
In Abb. i ist mit io der Wassererhitzer uni mit ii der Gasbrenner des Erhitzers
bezeichnet. Das kalte Wasser fließt dein Erhitzer durch die Leitung 12 zu und wird
durch die Leitung i,; entnommen. Mit 14 ist der Zapfhahn uns finit 15 eine Vorrichtung
bezeichnet, finit welcher die in der Zeiteinheit durch den Erhitzer strömende Wassermenge
und d durch rlie g-«-iinschte Auslauftemperatur eingestellt «-erden kann. Das kalte
Wasser dtlrchströnit ein Venturirohr 16. Die Saugwirl_;un g, die das Venturi an
seiner engsten Steile hervorruft, dient zur Betätigung des 1lcmbranschalters 17
für das .Gasventil 18. An die en,-ste Stelle des Venturis 16 ist außer der Sauleitung
ig eine weitere Leitung 2o angeschlossen, die zu der neuen Stetiervorriclitting
2i führt. Die Leitung 22 verbindet diese Steuervorrichtung mit dem Z-orratsbeliälter
23 für das Enthärtungsmittel.
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Die Steuervorrichtung -21 besteht aus einem Gehäuse 2.4, das zwei
Kammern 25, 26 enthält, die durch eine Membran 27 getrennt sind. Die Kammer 25 steht
über eine Oftnung 28 mit der Atmosphäre und die andere Membrankamnier 26 finit der
Saugleitung 2o in Verbindung. An der llelnbran 27 ist ein Doppelkegliventil 29,
3o aufgehängt, das mit zwei Ventilsitzell31, 32 zusammenwirkt. In den @kiischlußstutzen
für die Leitung 22 ist noch eine Drosselschraube 33 eingebaut, die zur Einregelung
des grölten Enthärtungsmitteldurcliflusses dient und deren Einstellung von den örtlichen
Verhältnissen, z. B. von der @@°asserh:ir t" von der Länge der Verbindungsleitungen
2o und 22, vom Wasser-
| druck usw. abhängt. Zweckmäßig -wird an |
| dieser Drosselstelle ein herausnehmbares Fil- |
| ter eingebaut. Eine Belastungsfeder 3.4 druckt |
| i111 Ruhezustand @hCn @entill;; gei 30 gegen |
| sein eil Sitz 32. C',leicliaclisig zur Feder 3.I ist |
| Boch eine weitere Belastungsfeder 35 vorge- |
| @:i@iIl, Clie a111 e111,1" Hülse 3f-> geführt ist. Diese |
| I- oder lcüainnt erst nach ;ailic@ll bestiminteii
Huh |
| der leinliran 2; zur Wirkung. |
| Die @t'irhungsweise der Vorrichtung ist wie |
| folgt: Uin Wasser von ganz bestimmter Tem- |
| peratur -zapfen zti können, wird zunächst die |
| Einstellvorrichtung 15 eingestellt, beispie!s- |
| Weise für die Einnafnie von siedendrin |
| Wasser. Dann wird der Zapfhahn 14 ge- |
| @-ffnet. Das 1;alte Wasser strömt durch die |
| 1_;-itu?l;" 12 viid glas %'enturi 16 zum Fr- |
| hit-r_er. Die vorn Venturi ausgeübte Saugwir- |
kung wirkt über die Leitung i9 auf die Membran 17. Diese wird nach oben bewegt und
| öffnet das Gasventil 18. Das aus dem Bren- |
| i i ausströmende Gas entzündet sich an |
| ständig brennenden Zündflamme i i' und |
| . iztclas durch dieRolirschlange ioflicßen#le |
| Jesser. In gleicher Weise wirkt das Ven- |
turi auch auf die Leitung 2o saugend. Hierbei wird die Membran 27 gegen die Kraft
der Feder 3d. etwas nach rechts bewegt und <las finit der Membran verbundene
Ventil 3o, das vorher gegen seinen Sitz 32 gepreßt wurde, etwas geöffnet, so dall
sich jetzt die Saugwirkung des Venturis auf die Leitung 22 und das Vorratsgefäß
23 auswirken kann. Auf diese Weise wird eine durch die Öffnung des Ventils 3o bestimmte
Menge des Enthärtungsmittels angesaugt und fortlaufend dem zum Erhitzer strömenden
Wasser beigemischt. Um den Hub des Ventils
30 genau zu begrenzen, ist innerhalb
der Belastungsfeder 34 die auf der Hülse 36 geführte zweite Belastungsfeder 35 angeordnet.
Wenn die Mernbrall27 den der Entnahme von siedendem Wasser entsprechenden Öffnungshub
ausgeführt hat, schlägt der am Membrangestänge befestigte Federteller 37 an der
Hülse 36 au. Da nun die Saugwirkung des Venturis bei der Entnahme von siedendem
Wasser nicht ausreicht, um außer der Feder 34 auch noch die Feder 35 zusanirnenzudrückeii.
wird der Öffnungshub der Membran durch den Anschlag des Federtellers 37 an der Federhülse
36 begrenzt.
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Wird die Vorrichtung 15 auf die Entnahine von heißem f%'asser eingestellt,
so durchströmt den Erhitzer io und das Venturi 16 eine größere Wassermenge je Zeiteinheit.
Infolgedessen wird eine stärkere Saugwirkung auf die Leitung 20 und die Melnbrankammer
26 ausgeübt, so 'daß nunmehr auch die Feder 35 um einen gewissen Betrag zusammengedrückt
wird. Hierbei wird zwar das Ventil 3o noch weiter von seinem Sitz entfernt: gleichzeitig
aber wird das Ventil 29 gegen seinen Sitz 31 bewegt. Die Entfernung der beiden Ventilkegel
29, 30 ist so gewählt, daß jetzt der Ventilkegel 29 zusammen mit seinem Sitz
31 die @urchflulinl'engc cles Enthärtungsmittels bestimmt. Die Abmessungen können
so gewählt sein, daß der vom Ventilkegel 29 bei der Entnahme lieißeii `'Wassers
freigegebene Querschnitt gleich oder kleiner ist als der Querschnitt, den der Ventilkegel
30 bei der Entnahme von siedendem `'Wasser freigibt. Die jeweils freigegebenen
Ventilquerschnitte können auch beliebig etwa dadurch geändert werden, daß die Federn
auswechselbar oder die Spannungen der einzelnen Federn veränderlich gemacht oder
die Ventilkegel egeneinander verstellbar aust'
geführt werden. Zur
Begrenzung des Membranhubes bei der Entnahme von heißem Wasser kann noch ein weiterer
federnder Anschlag vorgesehen sein.
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Wie bereits erwähnt, ist es meist et""=. wünscht, dem Wasser überhaupt
kein Enthärtungsmittel zuzuführen, wenn es nur auf etwa 4o ° C erwärmt wird. Bei
der Entnahme dieses warmen Wassers muß also die Steuervorrichtung 2i den Durchlaß
für das Enthärtungsmittel absperren. Dies erfolgt in derselben Weise selbsttätig
wie die Regelung bei der Entnahme von heißem oder siedendem Wasser. Bei der Entnahme
von warmem Wasser durchströmt den Erhitzer io und das Venturi 16 eine verhältnismäßig
große Wassermenge. Es wird daher eine so starke Saugwirkung auf die Membran 27 ausgeübt,
daß die Belastungsfedern 34, 35 bis zum Aufsitzen des Ventilkegels 29 auf seinem
Sitz 31 zusammengedrückt werden. In dieser Stellung kann also kein Enthärtungsmittel
angesaugt werden.
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Beim Absperren des Zapfhahnes 14 hört der Wasserdurchfluß durch das
Venturi 16 auf. Infolgedessen wird die Membran 27 von der Belastungsfeder 34 nach
links gezogen und sperrt dabei den Ventildurchgang 32 mit Hilfe des Kegels 3o ab.
Auf diese Weise ist der Vorratsbehälter 23 vor dem Eindringen von Wasser aus der
unter Druck stehenden Leitung 12 gesichert.
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Die neue Steuervorrichtung sichert dLn Vorratsbehälter 23 auch dann
gegen ein Eindringen von Wasser, wenn der Erhitzer in Betrieb ist, aber infolge
einer teilweisen oder vollkommenen Verstopfung des Auslaufes durch Verschmutzung
oder Verkalkung ein zu hoher Druck im Erhitzer io entsteht. Dieser Druck kann sich
in die Kaltwasserleitung 12 fortpflanzen und könnte das Eindringen von Wasser in
die Leitung 20 veranlassen. Sobald nun aber die Saugwirkung des Venturis 16 aufhört,
schließt die Feder 34 das Ventil 30, 32. Wenn sich der er'hö'hte Druck im Erhitzer
über die Leitung 2o in die Membrankammer 26 fortpflanzt, dann erhöht er noch den
Schließdruck des Ventils, so daß der Behälter 23 sicher gegen Eindringen von Wasser
geschützt ist.
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Bei der in Abb. 2 gezeigten Ausführung der Steuervorrichtung ist an
Stelle des in Ab'b. i dargestellten Doppefkegelventils 29, 3o ein Kolbenschieber
38 vorgesehen, der in der gezeichneten Stellung den Durclllaß für das Enthärtungsmittel
absperrt. Bei den gewählten Abmessungen kommen die Bohrungen 39, 40 zur Deckung,
wenn die Membran 27 den der Entnahme von siedendem Wasser entsprechenden Hub ausführt.
Hierbei kommt der Federteller 37 wieder an der Hülse 36 zum Anschlag. Bei einem
der Entnahme von heißem Wasser entsprechenden weiteren Hub der Membran wird der
Schieber 38 weiter 'hach rechts bewegt und dabei der Durchlaß-@üerschnitt verengt.
Um diesen zweiten Offnungshub der Membran zu begrenzen, ist bei dieser Ausführung
noch eine zusätzliche Feder 4i vorgesehen,, an der der Schieber in der gewünschten
Stellung zum Anschlag kommt. Die Feder 41 ist in den Deckel 4z eingebaut, der zum
Einbau des Kolbenschiebers 38 dient, und kann mittels dieses verschraubbaren Deckels
verstellt werden. Bei dem erhöhten Wasserdurchfluß durch das Venturi, der bei Entnahme
warmen Wassers stattfindet, wird der Schieber 38 noch weiter nach rechts geschoben
und sperrt den Durchlaß wieder vollständig ab. Die Bewegung des Ventils nach links
ist durch einen am Ventilgehäuse 24 zum Anschlag kommenden Bund 43 begrenzt.
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Bei dem in Abb. 3 bezeigten Ausführungsbeispiel ist das Regelventil
mit dem zum Einstellen der Wasserdurchflußmenge dienenden Zapfhahn 14 gekuppelt.
Die Steuervorrichtung 21 besteht in ähnlicher Weise wie diejenige nach A#bb. i aus
einem Gehäuse 24 mit je einem Anschlußstutzen für die zum Venturi 16 führende Leitung
2o und die zum Vorratsbehälter 23 führende Leitung 22, und aus einem Kegelventil
4.4, das den vom Gehäuse 24 gebildeten Ventilsitz 45 beherrscht. Bei der in der
Abbildung gezeigten Vollöffnungsstellung des Zapfhahnes i4!, bei der die den Erhitzer
durchströmende große Wassermenge etwa auf 4o bis 5o° C erhitzt wird, sperrt der
Ventilkegel 44 den Durchfluß von Enthärtungsmittel ab. Zur Entnahme von heißem Wasser
wird der Ventilkegel 46 des Zapfhahnes 14' weiter gegen seinen Sitz 47 bewegt, also
die Durchflußmenge abgedrosselt. Gleichzeitig wird der Ventillkegel44 des Steuerventils
durch seine bewegungsschlüssige Verbindung mit dem Zapfhahn von seinem Sitz 45 abgehoben
und ein bestimmter Durchflußquerschnitt für das Enthärtungsmittel freigegeben, so
daß jetzt das Venturi 16 Enthärtungsmittel ansaugen kann. Zur Entnahme von siedendem
Wasser wird der Wasserdurchfluß durch den Erhitzer noch mehr gedrosselt und damit
zwangsläufig der Ventilkegel 44 weiter von seinem Sitz entfernt, so daß nun eine
größere Menge von Enthärtunbsmittel angesaugt werden kann. Um in der Schließstellung
des Zapfventils 14', in welcher ja der Ventilkörper 44 am weitesten von seinem
Ventilsitz 4.5 entfernt ist, das Eindrin gen N=on Wasser in den Vorratsbehälter
23 zu verhindern, ist der Ventilkörper 44 an einer Membran 48 aufgehängt, die beim
Aufhören der Saugwirkung des Venturis 16 unter dtnl
Druck des Wassers
in der Speiseleitung 12 11ziv. irn Erhitzer io nach oben gedrückt wird und dabei
den Ventilkörper ¢4. gegen seinen Sitz 45 preßt. Zur Ermöglichung dieser @Ieinbranbewegung
unabhängig von der Stellung des Zapfventils 14' sind die Membran .18 und das Zapfventil
1.1. mittels einer Federkupplung 49, 5o nachgiebig miteinander verbunden. Bei geschlossenem
Zapfventil 14' kann sich die Membran 48 unter Zusammenpressung der Feder 5o nach
oben bewegen. Diese Ausführung dient auch noch dazu, um den Vorratsbehälter 23 dann
zu schützen, wenn im Erhitzer bei teilweise oder ganz geöffnetem Zapfhahn etwa infolge
Verstopfung des Auslaufs ein Überdruck entsteht. Ein solcher Überdruck pflanzt sich
in die Saugleitung 20 fort und drückt die Membran bis zum Anschlag des Ventils 44
all seinem Sitz. 45 nach eben.
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In Abb.4 ist eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. An einer geeigneten Stelle des Erhitzers io ist ein von der Wassertemperatur
beeinflußter Wärmefühler 5i angeordnet, der ein Steuerventil 52 in der Saugleitung
2o, 22 betätigt. Je höher die gewünschte und einstellbare Ausflußtemperatur des
Wassers ist, um so höher ist die Temperatur des Wassers auch an der Stelle, an welcher
der Temperaturfühler 51 angeschlossen ist. In der Abbildung ist der Temperaturfehler
als Balgen dargestellt, der sich unter dem Einfluß der Wasserwärme ausdehnt und
dabei das Steuerventil 52 um so weiter von seinem Sitz abhebt, je heißer das Wasser
ist. Auf diese Weise wird also dem durchfließenden Wasser eine um so größere Menge
von Enthärtungsmittel zugeführt, je höher es erhitzt wird. Zur Verhinderung des
Eindringens von Wasser in den Vorratsbehälter 23 ist ein Rückschlagventil 53 in
die Saugleitung 20, 22 eingebaut, das sich beim Aufhören der Saugwirkung des Venturis
selbsttätig oder unter dem Druck des Wasser zwangsläufig schließt.