NO314102B1 - Anordning ved en varmtvannsbeholder av trykkberedertypen og armatur for envarmtvannsbeholder av trykkberedertypen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved en varmtvannsbeholder av trykkberedertypen, hvor et kaldtvanns-innløpsrør og et varmvanns-utløpsrør er anordnet konsentrisk inne i hverandre i beholderen og er tilkoplet et armaturhus som har to løp for henholdsvis kaldtvann og varmtvann, og hvor det forefinnes en tverrforbindelse for innblanding av kaldtvann i det utstrømmende varmtvann.

Oppfinnelsen vedrører også en armatur for en trykkbereder.

Det skal innledningsvis vises til NO-PS 157153, hvor det beskrives en armatur som brukes for å regulere temperaturen på det utløpende vann fra en varmtvannsbereder, slik at dette for eksempel holder 70°C eller lavere, mens varmtvannberederens drifts-temperatur holdes på 90°C. Ved å blande det utløpende varmtvann med innløpende kaldtvann ved hjelp av den termostatstyrte blandeventil i armaturen, oppnås en økning av varmtvannberederens kapasitet samtidig som forskrifter vedrørende temperaturen på det utløpende varme vann overholdes.

Det skal også vises til NO-PS 164863 hvor det beskrives en armatur med en tverrforbindelse for kaldt blandevann, som altså blander seg med det utstrømmende varmtvann.

De i dag kjente armaturer, som man eksempelvis finner beskrevet i de to foran nevnte patentskrifter, innbefatter en termostatstyrt blandeventil, med i varmtvannsløpet anordnet termostat med et ventillegeme som er fjærforspent mot et ventilsete i en tverrforbindelse i armaturen. Termostatventilen skal av sikkerhetsmessige grunner være innstilt på en varaitvannstemperatur som ligger under grensen for skålding. Av relevante myndigheter i flere land ses det som en ulempe at termostatventilen kan reguleres, slik at man har det faremoment at eksempelvis barn kan stille inn termostatventilen til en uønsket høy skåldetemperatur. For å unngå slik uønsket regulering av termostatventilen har det vært foreslått å plombere den. Det er naturligvis en kostnads-messig ulempe at man bruker en dyr armatur med termostatstyrt blandeventil som må plomberes. På den annen side er det en stor fordel og et krav om iblanding av kaldtvann til det utstrømmende varmtvann, nettopp for å hindre for høye temperaturer i varmtvannet.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en enklere løsning av tilføring av kaldt blandevann til det utstrømmende varmtvann.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en anordning som nevnt innledningsvis, hvilken anordning er kjennetegnet ved at tverrforbindelsen er i form av et eller flere gjennomgående hull i veggen til det indre av de to konsentriske rør.

Dette gir mulighet for anvendelse av en enklere armatur, uten den termostatstyrte blandeventil. Tverrforbindelsen i form av et eller flere hull må naturligvis tilpasses/- dimensjoneres etter visse kriterier for å oppnå den ønskede virkning, nemlig at det utstrømmende varmtvann ikke er over skåldetemperaturen, eksempelvis 55°C. Forsøk har imidlertid vist at det er meget enkelt å dimensjonere den nye tverrforbindelse ut i fra kjennskap til rørdimensjoner og vanntrykk.

I sin foretrukne form er tverrforbindelsen konstant, men det vil være mulig å ha en regulerbar tverrforbindelse. En slik regulerbar tverrforbindelse kan oppnås ved å anordne en mot den gjennomhullede rørvegg anliggende, rørveggen omløpende flate med en skråkantende i hullområdet. Ved å dreie røret kan eksempelvis et større hull i rørveggen bringes til mer eller mindre dekning ved den omløpende flate ved skråkant-enden, slik at man altså kan regulere hullets størrelse ved å dreie røret, noe som i praksis skjer ved at man trekker det mer eller mindre stramt til i den gjengeforbindelse som benyttes for montering av røret i armaturen.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav.

En særlig foretrukken armatur hvormed oppfinnelsen kan realiseres, men som også anses å ha selvstendig inventiv verdi, er en armatur (ventil) for innkopling i et kaldvanns-innløpsrør og et varmtvanns-utløpsrør i en varmtvannsbeholder av trykkberedertypen, hvor kaldtvanns-innløpsrøret og varmtvanns-utløpsrøret er anordnet konsentrisk inne i hverandre, hvilken armatur har to løp for henholdsvis kaldtvann og varmtvann, og det som kjennetegner den nye armatur er at den innbefatter et armaturhus med et første løp i form av en avtrappet boring med et mindre og et større boringsparti, og et andre løp som skjærer det nevnte første løp i området ved det mindre boringsparti, og et tredje løp som skjærer det nevnte første løp i området ved det større boringsparti.

I en slik armatur kan to konsentrisk i hverandre anordnede rør monteres, idet det indre av de to rør innfestes i det mindre boringsparti og det ytre av de to rør innfestes i fluid-kommunikasjon med det større boringsparti.

Når tverrforbindelsen (punkteringen) ifølge oppfinnelsen skal realiseres i en slik armatur, forsynes det indre av de to rør med hull i det røravsnitt som ligger i det større boringsparti.

Den nevnte avtrappede boring er fortrinnsvis en blindboring

En særlig foretrukken utførelsesform av den nye armatur er en hvor armaturhuset innbefatter en i hovedsaken sylindrisk kropp med en lengdeakse, med den nevnte avtrappede boring konsentrisk med lengdeaksen, et første utvidet husparti på den i hovedsaken sylindriske kropp, med det nevnte andre løp, og

et andre utvidet husparti på den i hovedsaken sylindriske kropp, med det nevnte tredje løp.

En slik armatur er kompakt og kan fremstilles på enkel måte, ved slagforming av et armaturlegeme, særlig i messing, og etterfølgende boring av den avtrappede blindboring og de nevnte løp med nødvendige ventilseter etc.

Ytterligere trekk er angitt i de til armaturkravet tilknyttede uselvstendige patentkrav.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 viser en kjent varmtvannbeholder med armaturhus i snitt, hentet fra det foran nevnte norske patentskrift 164863,

fig. 2 viser et utsnitt av en trykkbereder med en anordning ifølge oppfinnelsen, i en bunnmontering,

fig. 3 viser et utsnitt som i fig. 2, men med en toppmontert armatur,

fig. 4 viser et utsnitt som i fig. 2, men med en regulerbar tverrforbindelse,

fig. 5 viser et utsnitt som i fig. 3, men med en regulerbar tverrforbindelse,

fig. 6 viser en armatur med kaldtvanns-innløpsrør og varmtvanns-utløpsrør, for bunnmontasje,

fig. 7 viser en armatur med kaldtvanns-innløpsrør, og varmtvanns-utløpsrør, for toppmontasje,

fig. 8 viser armaturen i fig. 7 gjennomskåret,

fig. 9 viser armaturen i fig. 7 gjennomskåret med et snitt lagt noe annerledes enn snittet i fig. 8.

fig. 10 og 11 viser snitt gjennom armaturen i fig. 7, og

fig. 12 viser en forsøkskurve i et vanntemperatur/volumhastighetsdiagram.

Den i fig. 1 viste armatur innbefatter et armaturhus 1 utstyrt med en termostatstyrt blandeventil 2 og en kombinert tilbakeslags-/avstengningsventil 3, beregnet for innkopling i et kaldtvannsinnløpsrør 5 og et varmtvanns-utløpsrør 6 i en varmtvannsbeholder 4 av trykkberedertypen. Varmtvanns-utløpsrøret 6 er anordnet konsentrisk inne i kaldtvanns-innløpsrøret 5. Armaturhuset 1 har to løp 7,8 for henholdsvis kaldtvann og varmtvann og en tverrforbindelse 9 for kaldt blandevann mellom disse. I varmtvannsløpet 8 er det anordnet en termostat 2a med et ventillegeme 2b som er fjærforspent mot et ventilsete 2c i tverrforbindelsen 9. En spindel 10 er forbundet med et manøvringsorgan 11 for skruing av spindelen 10 og dermed termostaten 2a mot forspenningskraften til en fjær som er anbragt mellom termostatens 2a ventillegeme 2b og innsiden av en lukkeplugg 12 for boringen 8a. Termostaten holdes på plass ved hjelp av fjæren 14, og termostatlegemet/ventillegemet 2b kan reguleres mot og fra ventilsetet 2c i tverrforbindelsen 9 for innstilling av ønsket temperatur på det utløpende blandevann. Varmtvannsløpet 8 er anbragt i nær tilknytning til termostatens 2a termostat-ventillegme 2b, slik at varmtvann gjennom dette påvirker termostatlegemet samtidig med kaldtvann som løper fra kaldtvannsinnløpet 7 via tverrforbindelsen 9 og omspyler termostatventillegemet 2,3 samtidig med varmtvannet for påvirkning av termostaten for oppnåelse av ønsket og innstilt termperatur på det resulterende blandevann, som løper ut fra varmtvannløpets 8 boring 8a via en i boringens 8a sidevegg anordnet utløpsstuss 8b for tilkopling til en varmtvannsledning i vannledningsnettet.

Kaldtvann strømmer inn som angitt med pilen KV og strømmer ut i beholderen 4 som antydet med pilene. Derved presses varmtvann inn øverst i røret 6 og ned gjennom dette og ut gjennom utløpet 8b. Kaldtvann blandes med det utstrømmende varmtvann gjennom tverrforbindelsen 9.

Fig. 2 viser en utførelsesform av den nye anordning ifølge oppfinnelsen. Som ved den kjente utførelse i fig. 1 er det her i bunnen av varmtvannsbeholderen 4' innsveiset et kaldtvannsrør 5' som omgir et konsentrisk varmtvannsrør 6'. Disse to konsentriske rør 5', 6' er tilknyttet en armatur 1som har en enklere utførelsesform enn armaturen 1 i fig. 1, idet den mangler den kjente termostatstyrte blandeventil og bare er forsynt med en sikkerhetsventil S. Armaturens 1' kaldtvannsinnløp er betegnet med 7'. Varmtvanns-utløpet er betegnet med 8'.

Varmtvannsutløpsrøret 6' er punktert, dvs. at det er utformet gjennomgående hull 20 i varmtvannsutløpsrøret 6'. Gjennom disse hull kan kaldtvann strømme fra kaldtvanns-innløpsrøret 5' og inn i varmtvannsutløpsrøret 6\ som antydet med pilene, og blande seg med kaldtvannet som går ut ved 8'.

Fig. 3 viser en toppmontert armatur 21, dvs. at vanninnløp og vannutløp skjer på toppen av trykkvannsberederens vannbeholder 22. Kaldtvann føres inn i vannbeholderen gjennom et kaldtvanns-innløpsrør 23 mens varmtvann strømmer ut gjennom det omgivende varmtvannsutløpsrør 24. Begge rør 23,24 er tilkoplet armaturen 21 hvis kaldtvannstilførsel er betegnet med 25 og hvis varmtvannsutløp er betegnet med 26. Kaldtvanns-innløpsrøret 23 er her punktert, dvs. forsynt med et antall gjennomgående hull 27 i rørveggen, slik at innstrømmende kaldtvann kan gå ut der og blande seg med det utstrømmende varmtvann i røret 24.

Det samlede hulltverrsnitt må naturligvis være slik at man oppnår den ønskede kaldtvannsinnblanding i det utstrømmende varmtvann, for unngåelse av for høy temperatur (skåldingstemperatur) i det utstrømmende varmtvann. Avgjørende parametre her er rørdimensjonene og vanntrykket.

For et vanlig husholdningsvanntrykk 2-8 ato og med en innvendig diameter på 19 millimeter i kaldtvanns-innløpsrøret 5' i fig. 2 vil totalt fire hull 20, hvert med en diameter på 3 millimeter, gi ønsket tilblanding av kaldtvann til varmtvannet, slik at man er sikret at det utstrømmende varmtvann ikke overskrider en skåldingstemperatur på rundt 55°C.

Tilsvarende for fig. 3, hvor en innvendig diameter på 14 millimeter for kaldtvanns-innløpsrøret 23 betinger seks hull 27, hvert med en diameter på 3 millimeter. Det skal bemerkes at en toppmontering som i fig. 3 krever et større totalt hulltverrsnitt enn en bunnmontering under ellers like forhold.

Det med hull 20,27 forsynte rør 6',23 kan fordelaktig være i form av et rør som har et gjengeparti 33,35,34,36 i begge ender, slik det er vist i fig. 2 og 3. Rørleggeren, eller den som klargjør berederen, kan da velge en utførelse med temperaturreduksjon, dvs. at hullet/hullene befinner seg ved armaturenden, slik det er vist i fig. 2 og 3, eller en utførelse med mulighet for full temperatur, dvs. at hullene da befinner seg inne i beholderen, i nærheten av den rørende som rager inn i vannmassen i beholderen.

En regulerbar utførelse av tverrforbindelsen ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 4, som viser et snitt gjennom en armatur som i flg. 2. Av snittet i flg. 4 ser man at det inne i armaturen finnes en skråkantende 28 i det innvendige rom i armaturen 1'. Skråkanten 28 strekker seg rundt varmtvanns-utløpsrøret 6", i området ved her en eneste åpning eller et eneste hull 29 i veggen til varmtvanns-utløpsrøret 6". Røret 6" har et gjengeparti 33 hvormed det er innskrudd i armaturen 1'. Ved å skru røret 6" en halv omdreining i armaturhuset 1' kan hullet 29 bringes fra hel åpning til en trinnløs mindre åpning ved at den omgivende vegg, hvis skråkant er betegnet med 28, dekker hullet i samsvar med dreiestillingen. Man kan altså på denne måten ganske enkelt redusere gjennomløps-tverrsnittet i hullet 29, fra hel åpning til lukket åpning.

En tilsvarende utførelse er vist i fig. 5 for en toppmontering av den type som er vist i fig. 3. Også her er det inne i armaturen 21' en omløpende skråkant 31 som kan bringes til mer eller mindre dekning over et hull 32 i kaldtvanns-innløpsrøret 23' ved at røret 23' skrus mer eller mindre langt (halv omdreining) inn i det tilsvarende gjengeparti i armaturen 21'.

Forsøk har vist at den nye anordning ifølge oppfinnelsen på en stabil måte regulerer blandingsforholdet mellom varmt og kaldt vann, slik at det blandede vann som sendes ut i varmtvannsrørene har det ønskede temperaturnivå. Anordningen kan således erstatte de konvensjonelle, kompliserte og dyre reguleringsventiler. Den regulerbare utførelse, med skråkant, kan lett stilles inn av rørlegger ved montering.

Fig. 12 viser en forsøkskurve i et vanntemperatur/volumhastighetsdiagram for en utførelse som nevnt foran. En trykkvannbereder på 200 liter ble betjent med en armatur som i fig. 2, med et vanntrykk på 4 ato og en innvendig diameter på 19 millimeter i kaldtvanns-innløpsrøret 5' og med fire hull 20, hvert med en diameter på 3 millimeter. Berederen hadde en vanntemperatur på 75°C. Det inngående kaldtvann, fra en husholdningsspring hadde en temperatur på 10 °C.

Ved en liten tappemengde, under 2 liter/min. hadde det utragende varmtvann en lavere temperatur, som vist i diagrammet, men temperaturen stilte seg deretter raskt inn på et tilnærmet konstant og ønsket nivå, mellom 55°C og 58°C. Fig. 6 viser en armatur 35 med tilkoplet kaldtvanns-innløpsrør 36 og konsentrisk i dette anordnet varmtvanns-utløpsrør 37. Kaldtvanns-innløpsrøret 36 har hull 38 (bare ett hull er vist) for utstrømning av kaldtvann i den omgivende trykkbereder (ikke vist). Den viste armatur 35 er for bunnmontasje, og det vises til fig. 2. Armaturen 35 og rørene 36,37 erstatter altså armaturen 1' og rørene 5',6' i fig. 2. Fig. 7 viser en armatur 40 med kaldtvanns-innløpsrør 41 og varmtvanns-utløpsrør 42 for toppmontasje, som i fig. 3.

Armaturen 40 har en spesiell ny og gunstig utførelse, som er vist nærmere i fig. 8 og 9, som viser armaturen 40 i to ulike gjennomskjæringer.

Av fig. 7-11 ser man at armaturen 40 er utformet med en sentral, i hovedsaken sylindrisk kropp 43. Fra tilkoplingsenden for røret 42, som koplet til ved hjelp av klemmutteren 44, er kroppen 43 utboret med en avtrappet blindboring 45, som har et indre eller øvre mindre boringsparti 46 og et større boringsparti 47, fra tilkoplingsenden og inn (opp) til det mindre boringsparti 46.

Det vises særlig til snittene i fig. 10 og 11. Snittet i fig. 10 er tatt etter midtlinjen X-X i fig-11, og snittet i fig. 11 går gjennom kroppen 43.

Armaturen har et første utvidet parti 48 på den sentrale kropp 43. Dette utvidede parti 48 har et løp (andre løp) 49 som skjærer blindboringens 45 mindre boringsparti 46, slik at det der tilveiebringes en fhiidforbindelse mellom boringspartiet 46 og løpet 49 (se særlig fig. 11).

Videre har atmaturen et andre utvidet parti 50 på den sentrale kropp 43. Dette andre utvidede parti 50 har et løp (tredje løp) 51 som skjærer blindboringens 45 større boringsparti 47, slik at det der tilveiebringes en fluidforbindelse mellom det større boringsparti 47 og løpet 51 (se særlig fig. 10 og 11).

I det mindre blindboirngsparti 46 er det utformet et gjengeparti 52 for innskruing av kaldtvanns-innløpsrøret 41 (ikke vist i fig. 11). Varmtvanns-utløpsrøret 42 innfestes i kroppen 43 med klemmutteren 44, på kjent måte. Som vist i fig. 8 har kaldtvanns-innløpsrøret 41 et antall hull 53, som danner tverrforbindelse mellom kaldtvann og varmtvann, hvorved det utgående varmtvann iblandes kaldtvann slik at temperaturen til det utgående varmtvann senkes til under skåldingstemperatur.

Løpet 49 er kaldtvannsløpet i armaturen. (Se fig. 8 og 9). Et kaldtvannsrør (ikke vist) koples til løpet 49 ved hjelp av klemmutteren 54, med innlagt klemring 55. Løpet 49 er utformet med et ventilsete 56 som samvirker med et ventillegeme 57. Ventillegemet 57 er en del av en kjent ventilutførelse, med stopp- og tilbakeslagsfunksjon.

Ventillegemet 57 lukkes/stenges med betjeningsrattet 58.

Løpet 51 er varmtvannsløpet i armaturen. Løpet 51 er som nevnt i åpen fluidforbindelse med det større blindboirngsparti 47, som danner et ringrom under røret 41 og har fluid-kommunikasjon med røret 42.

Når kaldtvannsventilen 56,57 åpnes (se fig. 8 og 9) vil kaldtvann strømme inn og ned

gjennom røret 41, som forklart i forbindelse med fig. 3, og varmtvann fra berederen vil presses opp gjennom røret 42 og inn i ringrommet 47 og ut i varmtvannsledningen (ikke vist) som er tilkoplet løpet 51 med klemmutteren 59 med tilhørende klemring 60. Kaldt vann vil iblandes det utstrømmende varmtvann gjennom hullene 53 i røret 41.

Armaturen har en sikkerhetsventil 61. Denne sikkerhetsventil 61 er her av en type som er kjent (NO 161281). Sikkerhetsventilen 61 innbefatter en membran 62 (se fig. 9) som samvirker med et ventilsete 63 i løpet 51 (se også fig. 10). Når trykket på membranen 62 øker over en gitt verdi vil membranen løftes opp fra setet 63 og slippe vann ut via overløpet 64, som har fluidforbindelse 65 med løpet 51 bak setet 63, dvs. med den del av løpet 51 som ligger på den siden av ventilsetet 63 som vender mot membranen 62. Overløpet 64 koples til et overløpsrør (ikke vist). Man vil forstå at armaturen i fig. 6 i prinsippet er utformet som armaturen 40 i fig. 7-11. Armaturen 40 kan "snus", dvs. at løpet 49 kan benyttes som varmtvannsløp, mens løpet 51 da benyttes som kaldtvanns-løp, idet armaturen 40 da kan benyttes som bunnmontert armatur, tilsvarende armaturen i fig. 6.

Claims (10)

1. Anordning ved en varmtvannsbeholder av trykkberedertypen, hvor et kaldtvanns-innløpsrør (5';23) og et varmtvanns-utløpsrør (6';24) er anordnet konsentrisk i hverandre i beholderen (4';22) og er tilkoplet et armaturhus (l';21) som har to løp (7',8';25,26) for henholdsvis kaldtvann og varmtvann, og hvor det forefinnes en tverrforbindelse for innblanding av kaldtvann i det utstrømmende varmtvann, karakterisert ved at tverrforbindelsen er i form av et eller flere gjennomgående hull (20;27) i veggen til det indre av de to konsentriske rør (5',6';23,24).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det med hullet/hullene (20;27) forsynte rør (6;23) er et rør med et gjengeparti (33,35;34,36) i begge ender.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved en mot den gjennomhullede rørvegg anliggende, rørveggen omløpende flate med en skråkantende (28;31) i området til et hull (29;32) i rørveggen.

4. Armatur for innkopling i et kaldtvanns-innløpsrør og et varmtvanns-utløpsrør i en varmtvannsbeholder av trykkberedertypen, hvor kaldtvanns-innløpsrøret og varmtvanns-utløpsrøret er anordnet konsentrisk inne i hverandre, hvilken armatur har to løp for henholdsvis kaldtvann og varmtvann, karakterisert v e d at armaturen innbefatter et armaturhus med et første løp (45) i form av en avtrappet boring med et mindre (46) og et større boringsparti (47), et andre løp (49) som skjærer det nevnte første løp (45) i området ved det mindre boringsparti, og et tredje løp som skjærer det nevnte første løp i området ved det større boringsparti (47).

5. Armatur ifølge krav 4, karakterisert ved atarmatur-huset innbefatter en i hovedsaken sylindrisk kropp med en lengdeakse, med den nevnte avtrappede boring (45) konsentrisk med lengdeaksen, et første utvidet husparti på den i hovedsaken sylindriske kropp med det nevnte andre løp (49), og et andre utvidet husparti på den i hovedsaken sylindriske kropp, med det nevnte tredje løp (51).

6. Armatur ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at den nevnte avtrappede boring (45) er en blindboring.

7. Armatur ifølge krav 4,5 eller 6, karakterisert ved at det nevnte andre løp (49) er gjennomgående og er utformet med et ventilsete (56) foran skjæringen av det første løp (45), sett i strømningsretningen.

8. Armatur ifølge et av kravene 4-7, karakterisert ved at det nevnte tredje løp (51) er gjennomgående og er utformet med et ventilsete (63) mellom endene.

9. Armatur ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved en kombinert tilbakeslags- og stengeventilsats (58) med et ventillegeme (57) beregnet for samvirke med ventilsetet (56) i det nevnte andre løp (49).

10. Armatur ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved en overtrykksventilsats (61) med et membranlegeme (62) beregnet for samvirke med ventilsetet (63) i det nevnte tredje løp (51).