-
Gasbeheizter Durchlauferhitzer reit Wassermangelsicherung Die Erfindung
betrifft einen gasbeheizten Durchlauferhitzer mit einer auf dynamischen Druckunterschied
an einer Drosselstelle ansprechenden Wassermangelsicherung, bei dem mit dem Zapfventil
ein auf der Kaltwasser-Einlaßseite liegendes Steuerorgan betätigt wird, durch welches
bei einer Schließbewegung des Zapfventils der dynamische Druckunterschied an der
Drosselstelle vermindert oder beseitigt und dadurch die Wassermangelsicherung noch
während des Wasserdurchflusses vorzeitig zum Ansprechen gebracht wird.
-
Es ist bereits ein Gaswassererhitzer der sogenannten drucklosen Bauart
bekannt, bei dem das Zapfventil zwischen dem Kaltwassereinlaß und dem Erhitzer,
also auf der Kaltwasserseite liegt. Bei dem bekannten drucklosen Gerät ist das Zapfventil
mehrstufig ausgebildet, so daß beim Öffnen zunächst kaltes Wasser unter Umgehung
der Wassermangelsicherung ausfließt, beim Weiteröffnen jedoch der Umgehungskanal
abgeschlossen und das Wasser durch den Membranschalter geleitet wird und erwärmt
ausfließt. Bei einer solchen drucklosen Ausführung mit einem einzigen, die Entnahme
von kaltem oder erhitztem Wasser gestattenden Zapfventil ergibt sich zwangläufig
eine Beseitigung der Nachwärme, weil beim Schließen des Zapfventils die Wassermangelsicherung
vorzeitig, d. h. während noch Wasser durch das Gerät fließt, zum Ansprechen kommt.
Derartige drucklose Gaswassererhitzer mit einem einzigen Kalt- und Heißwasser-Zapfventil
haben sich trotz der günstigen Nachwärmeverhältnisse nicht eingebürgert. Das liegt
einmal daran, daß bei solchen Geräten beim Zapfen von Heißwasser erst durch weites
Öffnen des Zapfventils das von diesem gesteuerte Drosselorgan in Drosselstellung
gebracht werden muß, so daß der
zum Einschalten der Heizleistung
erforderliche dynamische Druckunterschied entstehen kann. Es muß relativ viel kaltes
Wasser ausfließen, ehe das Gerät in Betrieb kommt. Außerdem gestatten derartige
drucklose Geräte nicht den Anschluß von Nebenzapfstellen. Bei druckfesten Geräten,
bei denen das Zapfventil am Erhitzerausgang angeordnet ist, muß bei geschlossenem
Zapfventil der zur Erzeugung des dynamischen Druckunterschiedes erforderliche Drosselquerschnitt
wiederhergestellt sein, damit das Gerät beim Zapfen an einer Nebenzapfstelle in
Betrieb kommen kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorzeitiges Ansprechen
der Wassermangelsicherung zur Beseitigung der Nachwärmeerscheinungen durch eine
nur während der Schließbewegung des Zapfventils wirksame vorübergehende Verminderung
oder Beseitigung des dynamischen Druckunterschiedes durch ein vom Zapfventil betätigtes
Steuerorgan zu ermöglichen. Dies wird bei einem Durchlauferhitzer der eingangs geschilderten
Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schließbewegung des Zapfventils
auf das Steuerorgan hydraulisch über einen undichten, federbelasteten Kolben übertragen
wird, der nach Beendigung der Schließbewegung des Zapfventils das Steuerorgan wieder
in die Ausgangslage zurückkehren läßt.
-
Dadurch wird erreicht, daß die Wassermangelsicherung noch während
des Wasserdurchflusses anspricht, so daß der Gasbrenner erlischt, daß aber das Gerät
bei erneutem Wasserdurchfluß sofort wieder in Betrieb kommen kann, weil an der Wassermangelsicherung
ohne weiteres ein Druckunterschied entstehen kann.
-
Eine Beseitigung des dynamischen Druckunterschiedes kann auf verschiedene
Weise erfolgen, z. B. dadurch, daß man ein den dynamischen Druckunterschied erzeugendes
Drosselventil beim Schließen des Zapfv entils öffnet. Man kann aber auch eine die
Drosselstelle umgehende Kaltwasser-Nebenleitung vorsehen, in die ein beim Schließen
des Zapfventils zu öffnendes Steuerventil eingeschaltet ist.
-
Bei Geräten, bei denen in den zur Unterdruckkammer der Wassermangelsicherung
führenden Kanal eine als Langsamzündventil wirkende Drosselstelle eingebaut ist,
kann man das vorzeitige Ansprechen der Wassermangelsicherung noch dadurch unterstützen,
daß in die Unterdruckkammer unter Umgehung der Langsamzünddrossel ein Kanal mündet,
über den während der Schließbewegung des Zapfventils vorübergehend Wasserdruck in
die Unterdruckkammer geleitet wird. Man kann auf diese Weise die Wassermangelsicherung
gleich bei Beginn der Schließbewegung des Zapfventils gewissermaßen zudrücken, wenn
der Kanal an einen Zylinder angeschlossen ist, aus dem bei einer Schließbewegung
des Zapfventils durch einen Kolben Wasser verdrängt und in die Unterdruckkammer
der Wassermangelsicherung gedrückt wird.
-
Das gleiche kann man erreichen, wenn man dafür sorgt, daß das Steuerventil
im Nebenschluß zu der Drosselstelle liegt, die den zum Ansprechen der Wassermangelsicherung
erforderlichen dynamischen Druckunterschied erzeugt. Auch dann spricht naturgemäß
die Wassermangelsicherung vorzeitig, d. h. vor dem völligen Anschluß des Zapfventils
an, besonders dann, wenn das durch das Steuerventil im Nebenschluß eintretende Zusatzwasser
auf die Unterdruckseite der Wassermangelsicherung geleitet wird.
-
Die Erfindung ist im folgenden an Hand einiger schematisch dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Abb. i ist die Wassersteuerung eines gasbeheizten
Durchlauferhitzers als Schema dargestellt. Der Kaltwasserzufluß erfolgt in Richtung
des Pfeiles aus einer Kaltwasserzuleitung i. Das zufließende Wasser tritt durch
einen Wasserinengenregler 2 in eine Kammer 3 ein, die von einer Membran 4 nach oben
abgeschlossen ist. Die Membran .4, an der der Ventilkörper des Wasserinengenregiers
2 befestigt ist, steuert über eine Ventilstange 5 in bekannter Weise ein nicht dargestelltes
Gasventil, das die Gaszufuhr zum Brenner beherrscht. Das Wasser tritt dann zwischen
dem konischen Ventilsitz 6 und dem entsprechend ausgebildeten Ventilkegel 7 eines
Drosselventils 6, 7 hindurch und erfährt dort eine Drosselung, ehe es durch den
Kanal 8 in die durch die Linie 9 angedeutete Rohrschlange des Gerätes fließt und
dann als Warmwasser in der Zapfleitung io erscheint. Die Zapfleitung io wird durch
ein Zapfventil ii abgeschlossen. Hinter dem Drosselventil 6, 7 zweigt ein Kanal
12 ab, der zur über der Membran 4 liegenden Unterdruckkammer 13 der Wassermangel-
führt, so daß die Membran .4 unter dem Einfluß eines am Drosselventil 6, 7 entstehenden
dynamischen Druckunterschiedes steht, dadurch nach oben angehoben wird und das Gasventil
offen hält, solange ein Wasserdurchfluß in der geschilderten Art stattfindet.
-
Der Ventilkegel? ist mit einem undichten Kolben 14 verbunden. Eine
Feder 15 drückt den Kolben 14 und damit den Ventilkegel 7 in Schließrichtung, bis
eine am Ventilkegel 7 angebrachte Ventilnadel 7' an einem von außen verstellbaren
Anschlagstift 16 anliegt. Mit dem Zapfventil i i ist durch eine Kolbenstange 17
ein Steuerkolben 18 verbunden, der durch eine Druckfeder i9 an die Kolbenstange
17 angedrückt wird. Der Steuerzylinder 20, in dem der Steuerkolben 18 läuft, ist
durch einen Kanal 21 an den Zylinder 22 des Kolbens 14 angeschlossen. Ein weiterer
Kanal 23 verbindet den Zylinder 20 mit dem Kanal B.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die Zylinderräume
20 und 22 sind, da sie ja an den Kaltwasserweg angeschlossen sind, mit Wasser gefüllt.
Wird jetzt das in der Offenstellung gezeichnete Zapfventil i i geschlossen, so wird
über die Kolbenstange 17 der Steuerkolben i8 gegen die Wirkung der Feder i9 verschoben.
Das im Steuerzylinder 20 vorhandene Wasser wird durch den Kanal 23 in das Gerät
gedrückt. Der hinter dem Kolben 18 entstehende Sog im Kanal 21 bewirkt, daß der
Kolben 14 gegen die Wirkung der Feder 15 angezogen und dadurch das Drosselventil
6,
7 weiter geöffnet wird. Es fließt also durch das Drosselventil 6, 7 eine vergrößerte
Wassermenge durch das Gerät. Der an der Membran 4 wirksame Druckunterschied wird
durch das öffnen des Drosselventils 6, 7 kleiner. Die Membran 4 öffnet infolgedessen
das Ventil des Wassermengenreglers 2 weiter und veranlaßt zu gleicher Zeit ein Schließen
des Gasventils. Dies alles geschieht noch während der Schließbewegung des Zapfventils
i i, also noch ehe dessen Ventilkörper seinen Sitz erreicht hat. Diese während des
Schließens noch in das Gerät einströmende, vergrößerte Wassermenge und das vorzeitige
Ansprechen der Wassermangelsicherung sorgen dafür, daß die im Gerät gespeicherte
Wärme noch abgeführt wird und nicht zu den bekannten Nachwärmeerscheinungen führt.
Nach dem völligen Schließen des Zapfventils i i findet im Wasserweg überall ein
Druckausgleich statt, insbesondere kehrt der undichte Kolben 14 unter dem Einfluß
der Feder 15 in seine Ausgangsstellung zurück. Beim öffnen des Zapfventils i i bleibt
das Drosselventil 6, 7 in seiner normalen Lage, so daß keine vergrößerte Wassermenge
eingesteuert wird und die Membran ¢ das Gasventil ohne zusätzliche Verzögerung in
üblicher Weise steuern kann.
-
Man kann nun die Wirkungsweise noch dadurch verbessern, daß man den
Kanal 23 nicht an den Kanal 8 anschließt, sondern als Kanal 23' - wie in Abb. i
gestrichelt dargestellt - über ein Rückschlagv entil 24 unmittelbar zur Unterdruckkammer
13 führt. Dann wird es allerdings erforderlich, in den Kanal 12 eine Drosselstelle
2q.' einzubauen, die übrigens zugleich eine Langsamzündung beim Öffnen des Wassermangelsicherungsventils
bewirkt. Beim Schließen des Gasventils i i wird das aus dem Steuerzylinder 20 verdrängte
Wasser in die Unterdruckkammer 13 gedrückt, so daß ein schnelles Schließen des Gasventils
stattfindet.
-
Die Abb. 2 zeigt schematisch ein etwas anderes Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Hier ist in den Kanal 23 ein Rückschlagventil 25 eingebaut und die
Druckseite des Steuerzylinders 2o durch einen Kanal 16 an den Zylinder 22 hinter
dem Kolben 14 angeschlossen. Das mit umgekehrter Schließrichtung unter dem Einfluß
der Feder 15' arbeitende Drosselventil 6, 7 wird also hier beim Schließen des Zapfventils
i i durch den Druck im Steuerzylinder 2o aufgedrückt.
-
Bei dem in Abb.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist parallel zu
dem Drosselventil 6, 7 ein besonderes Steuerventil 27 vorgesehen, das unter
dem Einfluß einer Schließfeder 28 steht. An dem Ventilkörper des Steuerventils 27
sitzt ein undichter Kolben 29, der im Inneren eines vom Zapfventil i i bewegten,
hohlen Steuerkolbens 3o angeordnet ist. Hinter dem undichten Kolben 29 befindet
sich im Steuerkolben 3o ein normalerweise wassergefüllter Raum 31. Beim Schließen
des in der Abbildung nicht dargestellten Zapfventils i i wird der Steuerkolben 3o
verschoben. Durch das Wasserpolster im Raum 31 wird dabei der Kolben 29 mitgenommen
und das Steuerventil 27 gegen die Feder 28 aufgedrückt. Dadurch wird ein Nebenschluß
zum Drosselventil 6, 7 geöffnet, so daß der Druckunterschied an der Membran 4 sinkt
und die vom Wassermengenregler 2 durchgelassene Wassermenge vergrößert wird. Es
tritt also durch Öffnung des im Nebenschluß liegenden Steuerventils 27 die gleiche
Wirkung ein, als wenn das Drosselventil 6, 7 unmittelbar geöffnet würde. Man kann
auch bei dieser Anordnung das sofortige Ansprechen der Wassermangelsicherung dadurch
sicherstellen, daß man das durch das Steuerventil 27 eintretende Zusatzwasser unmittelbar
in die Unterdruckkammer 13 über ein Rückschlagventil 32 leitet. Unter dem Einfluß
der Feder 28 und der Undichtigkeit des Kolbens 29 verschwindet bei geschlossenem
Zapfventil i i das Wasserpolster im Raum 31 allmählich wieder, so daß sich das Steuerventil
27 selbsttätig wieder schließt, nachdem es zur Beseitigung des Druckunterschiedes
nur vorübergehend geöffnet gewesen ist.