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EP0429450A1 - Gasbeheizter durchlauf-wassererhitzer. - Google Patents

Gasbeheizter durchlauf-wassererhitzer.

Info

Publication number
EP0429450A1
EP0429450A1 EP19890903459 EP89903459A EP0429450A1 EP 0429450 A1 EP0429450 A1 EP 0429450A1 EP 19890903459 EP19890903459 EP 19890903459 EP 89903459 A EP89903459 A EP 89903459A EP 0429450 A1 EP0429450 A1 EP 0429450A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
control valve
valve
flow switch
water heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19890903459
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0429450B1 (de
Inventor
Josef Schmid
Christian Welte
Hans Hoeness
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0429450A1 publication Critical patent/EP0429450A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0429450B1 publication Critical patent/EP0429450B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/08—Regulating fuel supply conjointly with another medium, e.g. boiler water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/16—Fuel valves variable flow or proportional valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/18—Groups of two or more valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/20—Membrane valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2235/00—Valves, nozzles or pumps
    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/24—Valve details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/20—Controlling one or more bypass conduits

Definitions

  • the invention is based on a gas-heated once-through water heater according to the type of the main claim.
  • the actuator of the flow switch acts on a control valve in a bypass channel to the venturi, which is arranged in addition to the bypass channel containing the manual control valve.
  • the control valve ensures that the maximum temperature increase matched to a predetermined nominal output and a predetermined nominal water quantity of the device is not exceeded even if the nozzle valve is only opened to such an extent that the water throughput remains below the nominal water quantity.
  • the control valve only fulfills this function of keeping the temperature constant if the manual control valve in the second bypass line is closed and the device delivers hot water with the greatest possible temperature increase.
  • control valve is then no longer able to maintain the preselected lower outlet temperature if the water throughput through the device is also caused by only partially opening the dispensing valve is throttled.
  • the arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage, in contrast, that the water outlet temperature not only in the case of hot water tapping, but also when tapping water of lower temperature (hot water) at least approximately the temperature value preselected or set via the manual control valve maintains when the water throughput via the nozzle valve is limited to a value which lies between the minimum amount of water which triggers the flow switch and the maximum amount of high water corresponding to the respective temperature selection.
  • the control element provided for constant hot water temperature can, for example according to DE-Al 23 30 486, be a control pin protruding into the narrowest cross section of the Venturi.
  • a second control valve serving to maintain the hot water temperature it is advantageous for the parts to be mutually coordinated if the venturi is bridged by two bypass channels, one of which via the manual control valve and the control valve for hot water temperature influenced by the flow switch ⁇ door constancy, whereas the other bypass duct contains a control valve for hot water temperature constancy influenced by the flow switch.
  • the invention further provides that at least the control Valve for hot water temperature constancy and the gas valve are designed and matched to one another in such a way that, after a linear part of the stroke characteristic of the flow switch, the gas supply no longer or does not increase above a predetermined maximum value is connected.
  • the movable valve member of the control valve for constant hot water temperature can have a throttle pin projecting axially into the valve opening of the control valve, which tapers towards its free end and carries a throttle collar with an enlarged diameter there.
  • valve opening of at least one control valve is formed on a socket inserted into the bypass duct, the position of which relative to the movable valve member can be set within predetermined limits.
  • a water quantity regulator or limiter influenced by its actuator can be provided in the water inlet to the high pressure chamber of the flow switch.
  • FIG. 1 shows a schematic overall representation of a gas-heated device for preparing hot or warm process water with a so-called water fitting in section
  • FIG. 2 shows a partial section through the water fitting according to FIG. 1 on an enlarged scale compared to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a variant of a functional part 4 shows a functional diagram of the device according to FIGS. 1-3.
  • the device has a water flow line 10, which leads from a water inlet 12 via a water fitting provided as a whole with the reference number 14 and a heat exchanger 16 to a water outlet 18 or a nozzle 20.
  • a combustion shaft (not shown) is arranged beneath the heat exchanger 16 in a combustion shaft (not shown) which is fed from a gas line 24 which is provided with a gas valve 26.
  • This has a closing member 28, which is pressed by a closing spring 30 against a valve seat at the valve opening and is provided with a conically tapering control shoulder 32 projecting into it.
  • the control attachment 32 is designed such that there is a linear dependence of the gas throughput on the stroke of the closing member 28.
  • the water fitting 14 contains a flow switch 34 which serves as a low water protection device and which has a high-pressure chamber 36 and a low-pressure chamber 38 which are tightly separated from one another by a piston member 40.
  • a piston member 40 This consists of a membrane 42 (FIG. 2) and a rigid support plate 44 to which the membrane 42 is held by means of molded pins 46.
  • the piston member 40 is also fixedly connected to a valve lifter 48, which seals is led out of the low pressure chamber 38 and together with the piston member 40 forms a hydraulic actuator for the gas valve 26.
  • the water inlet 12 is connected to a chamber 52 in the water fitting 34 which accommodates a water quantity regulator or limiter 50 and from which a regulating passage 54 leads into the high pressure chamber 36.
  • the water quantity controller 50 which is shown in the control position in FIG. 2, has a control piston 56, which is pressed upwards by a control spring 58 against the piston member 40.
  • the regulating piston 56 has a regulating cone 60 which, in cooperation with a regulating edge 62 at the regulating passage 54, controls or regulates the flow of water into the high-pressure chamber 36.
  • the control cone 60 is adjoined at the bottom by a sleeve-shaped extension 63 which is displaceably mounted in a closure part 64 screwed into the fitting housing and which accommodates the control spring 58 in its central bore 66, which is supported at the bottom on the closure part 64.
  • the bore 66 is connected via channels 67, 68 in the control piston 56 to the part of the chamber 52 above the control cone 60.
  • a channel 70 leads from the high-pressure chamber 36 to an outlet 72 of the water fitting, in which a venturi 74 is installed.
  • the narrowest point of the Venturi 74 is connected to the low-pressure chamber 38 via a narrow bore 76.
  • Two bypass passages 78 and 80, which bypass the Venturi 74, also branch off from the high-pressure chamber 36, both of which open into the passage 70 downstream of the Venturi 74.
  • Both bypass channels 78, 80 are each provided with a control valve 82 and 84, the structure and function of which is described in more detail below.
  • a manual control valve 86 is also installed, which has the function of a temperature selector for the tap water in a known manner.
  • the control valve 82 has a throttle pin 90 projecting coaxially into the mouth area 88 of the bypass channel 78, which is fixedly connected to the carrier plate 44 of the piston member 40.
  • the throttle pin 90 has a conically tapering central section 92, the initial area of which is larger in diameter
  • the rest position of the piston member 40 projects into a valve opening 94 of the control valve 82.
  • the throttle pin 90 is provided with a throttle collar 96 which is enlarged in diameter and which is located in the stroke end position of the piston member 40 in the valve opening 94 shown in the right in FIG. 2 and determined by the control position of the water quantity regulator 50, and the passage cross section of which is considerable throttles.
  • the valve opening 94 is formed on a bushing 98, which is mounted displaceably in the mouth region 88 of the bypass channel 78 and whose axial position can be set within predetermined limits by an adjusting device 100.
  • the adjusting device 100 has an adjusting pin 104 which is rotatably mounted in the armature housing and is provided with a screw head 102 and which carries an eccentric bolt 106 at the inner end which engages in a recess on the circumference of the bush 98.
  • the screw head 102 is provided with a transverse slot 108 for the insertion of a tool for turning the setting pin 104, the bearing points of which are sealed by O-rings 110 and 112 and which is fixed in the set position by a clamping screw 113 pressing against the screw head 102 .
  • the control valve 84 of the bypass channel 80 leading via the manual control valve 86 also has a conically tapering throttle pin 114 fastened to the piston member 40, which is arranged coaxially with a mouth region 116 of the bypass channel 80 and one Passage cross section controls according to the stroke position of the piston member 40.
  • the valve opening of the control valve 84 can be arranged analogously to the control valve 82 on an axially adjustable bushing in the mouth area 116 of the bypass channel 80.
  • the throttle pin according to FIG. 3 can also be formed by a shape 114a in the carrier plate 44a.
  • the water quantity regulator 50 can be removed by loosening the closure part 64 to the outside.
  • a thin-walled flange collar 120 is provided on this, which is initially parallel to the controller axis and, after the sleeve-shaped extension 63 of the control piston 56 has been pushed through, is folded inwards becomes.
  • a pressure relief valve 122 is also installed in the closure part 64, the closing force of which can be adjusted from the outside by turning a screw plug 124 supporting the closing spring.
  • the actuating stroke h of the flow switch 34 and the temperature increase Delta t are plotted against the passage quantity Q of the water related to the time unit.
  • the manual control valve 86 When the manual control valve 86 is closed (hot water preparation), the flow switch 34 responds at a water flow of approximately 1.8 l / min, lifting the closing element 28 of the gas valve 26 from its seat.
  • the actuating stroke h increases linearly along line a until the flow quantity Q approximately reaches the control value of set by the water quantity controller 50. has reached approx. 7.5 1 / min.
  • the opening stroke of the gas valve closing element 28 also increases linearly with the flow rate Q.
  • the control approach 32 on the closing member 28 ensures that the amount of gas supplied to the burner 22 increases linearly with the flow rate Q of the water and vice versa.
  • the temperature of the tap water is already approximately the prescribed amount from the minimum amount required to open the gas valve 26 of about 1.8 1 / min to the control amount of about 7.5 1 / min
  • the temperature profile of the drawn hot water is represented by line b, according to which an outlet temperature of approx. 60 ⁇ C results when the water inlet temperature is assumed to be 10 ⁇ C.
  • the actual characteristic curve of the actuating stroke h in a preset device will lie in a range of dispersion, which is indicated in the functional diagram by the two limiting characteristic curves a and a_. Accordingly, the actual course of the temperature increase becomes delta t lie above the flow rate Q in a range defined by the two limit characteristics b. and b is indicated.
  • the characteristic curves can be brought into the center of the scattering ranges by corresponding axial adjustment of the bushing 98 of the control valve 82, as shown in the functional diagram, where the temperature curve b approximates the most straight line.
  • the throttle collar 96 on the throttle pin 90 enters the valve opening 94, after which the disproportionate effect of the Venturi 74 comes into play fully and the piston member 40 of the flow switch 34 already at one minimal further increase in the water throughput reaches the stroke position corresponding to the control position of the water quantity regulator 50.
  • the arrangement is such that the gas valve 26 is already fully open when the throttle collar 96 takes effect, so that the full output of the burner 22 is achieved with certainty.
  • the user wants to tap water with a lower outlet temperature than 60 ° C or a lower temperature increase than 50 ° K, he opens the bypass channel 80 accordingly via the manual control valve 86.
  • the conditions are shown in the functional diagram when the manual control valve 86 is fully open. It is initially assumed that the bypass channel 80, as in the prior art, is only monitored by the manual control valve 86 and the control valve 84 provided according to the invention is missing in the bypass channel 80. Then the flow switch 34 would only be at a flow rate of approximately 6 l / min. respond and open the gas valve 26. Thereafter, the actuating stroke h would increase with a further increase in the flow rate Q according to the characteristic curve d and a course of the temperature increase Delta t would result according to the characteristic curve e.
  • the characteristic curve e makes it clear that when dispensing hot water, the outlet temperature of which depends to a considerable extent on the flow rate based on the time unit, if the manual control valve 86 is not assigned any adjustment stroke-dependent correction means.
  • the bypass channel 80 is initially throttled considerably by the control valve 84 when the nozzle 20 is opened, as can easily be seen in FIG.
  • the response point of the flow switch 34 is brought forward to a flow rate of approximately 3.7 l / min.
  • the actuating stroke h of the flow switch 34 in accordance with characteristic curve f again increases substantially linearly until it changes into a steeper branch g when the throttle collar 96 on the throttle pin 90 enters the valve opening 94.
  • the two control valves 82 and 84 are so matched to one another and to the gas valve 26 or its closing member 28 that practically already from the minimum flow rate of approx. 3.7 l / min up to the maximum flow rate of approx. 11 limited by the water quantity controller 50 1 / min, the gas supply to the water throughput increases approximately proportionally and vice versa, so that, according to characteristic curve i, the temperature increase Delta t is approximately constant.

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Description

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Gasbeheizter Durchlauf-Wassererhitzer
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem gasbeheizten Durchlauf-Wasserer¬ hitzer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei den bekannten Was¬ sererhitzern dieser Gattung (DE-B2 25 31 485) wirkt das Stellglied des Strömungsschalters auf ein Steuerventil in einem Bypaßkanal zum Venturi ein, welcher zusätzlich zu dem das Handstellventil enthal¬ tenden Bypaßkanal angeordnet ist. Das Steuerventil sorgt dafür, daß die auf eine vorgegebene Nennleistung und eine vorgegebene Nennwas¬ sermenge des Gerätes abgestimmte maximale Temperaturerhöhung auch dann nicht überschritten wird, wenn das Zapfventil nur soweit ge¬ öffnet ist, daß der Wasserdurchsatz unter der Nennwassermenge bleibt. Diese Funktion der Temperatur-Konstanthaltung erfüllt das Steuerventil jedoch nur, wenn das Handstellventil in der zweiten By- paßleitung geschlossen ist und das Gerät Heißwasser mit der größt¬ möglichen Temperaturerhöhung liefert. Wenn das Handstellventil je¬ doch mehr oder weniger weit geöffnet wird, um eine geringere Aus¬ lauftemperatur des Wassers vorzuwählen, vermag das Steuerventil die vorgewählte geringere λuslauftemperatur dann nicht mehr einzuhalten, wenn durch nur teilweises Öffnen des Zapfventils auch der Wasser- durchsatz durch das Gerät gedrosselt ist. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wasserauslauf¬ temperatur nicht nur beim Heißwasserzapfen, sondern auch beim Zapfen von Wasser geringerer Temperatur (Warmwasser) den über das Hand¬ stellventil vorgewählten bzw. eingestellten Temperaturwert minde¬ stens annähernd beibehält, wenn der Wasserdurchsatz über das Zapf¬ ventil auf einen Wert begrenzt wird, der zwischen der den Strömungs¬ schalter zum Ansprechen bringenden Mindestwassermenge und der der jeweiligen Temperaturwahl entsprechenden Hochstwassermenge liegt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs mög¬ lich.
Das für die Heißwasser-Temperaturkonstanz vorgesehene Steuerglied kann beispielsweise gemäß der DE-Al 23 30 486 ein in den engsten Querschnitt des Venturis hineinragender Steuerstift sein. Im Falle der Anordnung eines zur Warmwasser-Temperaturkonstanz dienenden zweiten Steuerventils ist es zur gegenseitigen Abstimmung der Teile jedoch vorteilhaft, wenn das Venturi von zwei Bypaßkanälen über¬ brückt ist, von denen der eine über das Handstellventil und das vom Strömungsschalter beeinflußte Steuerventil für Warmwasser-Tempera¬ turkonstanz führt, wogegen der andere Bypaßkanal ein vom Strömungs¬ schalter beeinflußtes Steuerventil für Heißwasser-Temperaturkonstanz enthält.
Damit gasseitig die gewünschte Nennleistung sicher erreicht wird, ist erfindungsgemäß weiter vorgesehen, daß mindestens das Steuer- ventil für Heißwasser-Temperaturkonstanz und das Gasventil so ausge¬ bildet und aufeinander abgestimmt sind, daß sich nach einem linearen Teil der Hubkennlinie des Strömungsschalters ein die Gaszufuhr nicht mehr bzw. nicht über einen vorgegebenen Maximalwert steigernder Überhubabschnitt anschließt.
Zu diesem Zweck kann das bewegliche Ventilglied des Steuerventils für Heißwasser-Temperaturkonstanz einen axial in die Ventilöffnung des Steuerventils hineinragenden Drosselzapfen haben, der sich zu seinem freien Ende hin verjüngt und dort einen im Durchmesser ver¬ größerten Drosselbund trägt.
Zur weiteren Erleichterung der gegenseitigen Abstimmung der Funk¬ tionsteile ist es zweckmäßig, wenn die Ventilöffnung mindestens eines Steuerventils an einer in den Bypaßkanal eingesetzten Buchse gebildet ist, deren Lage zum beweglichen Ventilglied in vorgegebenen Grenzen einstellbar ist.
Durch die konstruktiven Merkmale der Ansprüche 6 - 8 ergeben sich einfache und gedrängte Konstruktionen von aus Strömungsschalter, Venturi, Steuerventilen und Handstellventil bestehenden Baueinheiten.
Zum Zweck einer temperaturwahlabhängigen Begrenzung bzw. Regelung des Wasserdurchsatzes kann im Wasserzulauf zur Hochdruckkammer des Strömungsschalters ein von dessen Stellglied beeinflußter Wasser¬ mengenregler bzw. -begrenzer vorgesehen sein.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Gesamtdarstellung eines gasbeheiz¬ ten Gerätes zur Bereitung heißen bzw. warmen Brauchwassers mit einer sogenannten Wasserarmatur im Schnitt, Figur 2 einen Teilschnitt durch die Wasserarmatur nach Figur 1 in gegenüber Figur 1 vergrößer¬ tem Maßstab, Figur 3 eine Variante eines Funktionsteils der Wasser¬ armatur und Figur 4 ein Funktionsschaubild des Gerätes nach den Figuren 1 - 3.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das Gerät hat eine Wasserdurchlaufleitung 10, die von einem Wasser¬ einlaß 12 über eine als ganzes mit der Bezugszahl 14 versehene Was¬ serarmatur und einen Wärmetauscher 16 zu einem Wasserauslaß 18 bzw. einem Zapfventil 20 führt. Unterhalb des Wärmetauschers 16 ist in einem nicht dargestellten Verbrennungsschacht ein rostförmiger Gas¬ brenner 22 angeordnet, der aus einer Gasleitung 24 gespeist ist, die mit einem Gasventil 26 versehen ist. Dieses hat ein Schließglied 28, das von einer Schließfeder 30 gegen einen Ventilsitz an der Ventil¬ öffnung gedrückt und mit einem in diese hineinragenden, sich konisch verjüngenden Steueransatz 32 versehen ist. Der Steueransatz 32 ist so ausgebildet, daß sich eine lineare Abhängigkeit des Gasdurch¬ satzes vom Hub des Schließglieds 28 ergibt.
Die Wasserarmatur 14 enthält einen als Wassermangelsicherung dienen¬ den Strömungsschalter 34, der eine Hochdruckkammer 36 und eine Nie¬ derdruckkammer 38 aufweist, die durch ein Kolbenglied 40 dicht von¬ einander getrennt sind. Dieses besteht aus einer Membran 42 (Fi¬ gur 2) und einer starren Trägerplatte 44, an welcher die Membran 42 mittels angespritzter Zapfen 46 festgehalten ist. Das Kolbenglied 40 ist ferner mit einem Ventilstößel 48 fest verbunden, der abgedichtet aus der Niederdruckkammer 38 herausgeführt ist und zusammen mit dem Kolbenglied 40 ein hydraulisches Stellglied für das Gasventil 26 bildet.
Der Wassereinlaß 12 ist mit einer einen Wassermengenregler bzw. -be- grenzer 50 aufnehmenden Kammer 52 in der Wasserarmatur 34 verbunden, von der ein Regeldurchgang 54 in die Hochdruckkammer 36 führt. Der Wassermengenregler 50, der in Figur 2 in Regelstellung gezeigt ist, hat einen Regelkolben 56, welcher von einer Regelfeder 58 nach oben an das Kolbenglied 40 angedrückt ist. Der Regelkolben 56 hat einen Regelkonus 60, der mit einer Regelkante 62 am Regeldurchgang 54 zu¬ sammenwirkend die Zuflußmenge des Wassers in die Hochdruckkammer 36 steuert bzw. regelt. An den Regelkonus 60 schließt sich nach unten ein hülsenförmiger Ansatz 63 an, der in einem in das Armaturenge¬ häuse eingeschraubten Verschlußteil 64 verschiebbar gelagert ist und in seiner zentralen Bohrung 66 die Regelfeder 58 aufnimmt, die sich unten am Verschlußteil 64 abstützt. Die Bohrung 66 ist über Kanäle 67, 68 im Regelkolben 56 mit dem oberhalb des Regelkonus 60 liegen¬ den Teil der Kammer 52 verbunden.
Von der Hochdruckkammer 36 führt ein Kanal 70 zu einem Auslaß 72 der Wasserarmatur, in den ein Venturi 74 eingebaut ist. Die engste Stel¬ le des Venturi 74 ist über eine enge Bohrung 76 mit der Niederdruck¬ kammer 38 verbunden. Von der Hochdruckkammer 36 2weigen ferner zwei das Venturi 74 umgehende Bypaßkanale 78 und 80 ab, die beide stromab des Venturi 74 in den Kanal 70 einmünden. Beide Bypaßkanale 78, 80 sind je mit einem Steuerventil 82 bzw. 84 versehen, deren Aufbau und Funktion nachstehend noch näher beschrieben ist. In den Bypaßkanal 80 ist ferner ein Handstellventil 86 eingebaut, welches in bekannter Weise die Funktion eines Temperaturwählers für das gezapfte Wasser hat. Das Steuerventil 82 hat einen gleichachsig in den Mündungsbereich 88 des Bypaßkanals 78 hineinragenden Drosselzapfen 90, der mit der Trä¬ gerplatte 44 des Kolbengliedes 40 fest verbunden ist» Der Drossel¬ zapfen 90 hat einen sich konisch verjüngenden Mittelabschnitt 92, dessen im Durchmesser größerer Anfangsbereich in Ruhestellung des Kolbengliedes 40 in eine Ventilöffnung 94 des Steuerventils 82 hineinragt. Am Stirnende ist der Drosselzapfen 90 mit einem im Durchmesser vergrößerten Drosselbund 96 versehen, der sich in der rechts in Figur 2 dargestellten, durch die Regelstellung des Wasser¬ mengenreglers 50 bestimmten Hubendlage des Kolbengliedes 40 in der Ventilöffnung 94 befindet und dabei deren Durchgangsquerschnitt er¬ heblich drosselt.
Die Ventilöffnung 94 ist an einer Buchse 98 gebildet, die verschieb¬ bar im Mündungsbereich 88 des Bypaßkanales 78 gelagert ist und deren axiale Lage durch eine VerStelleinrichtung 100 in vorgegebenen Gren¬ zen einstellbar ist. Die VerStelleinrichtung 100 hat einen im Arma¬ turengehäuse drehbar gelagerten, mit einem Schraubenkopf 102 ver¬ sehenen Stellstift 104, der am inneren Ende einen Exzenterbolzen 106 trägt, welcher in eine Ausnehmung am Umfang der Buchse 98 eingreift. Der Schraubenkopf 102 ist mit einem Querschlitz 108 für das Einset¬ zen eines Werkzeugs zum Drehen des Stellstiftes 104 versehen, dessen Lagerstellen über O-Ringe 110 und 112 abgedichtet sind und der in der eingestellten Lage durch eine gegen den Schraubenkopf 102 drückende Spannschraube 113 festgelegt ist.
Das Steuerventil 84 des über das Handstellventil 86 führenden Bypa߬ kanals 80 hat ebenfalls einen sich konisch verjüngenden, am Kolben¬ glied 40 befestigten Drosselzapfen 114, der gleichachsig zu einem Mündungsbereich 116 des Bypaßkanals 80 angeordnet ist und einen Durchgangsguerschnitt nach Maßgabe der Hubstellung des Kolbengliedes 40 steuert. Die Ventilöffnung des Steuerventils 84 kann analog zum Steuerventil 82 an einer axial einstellbaren Buchse im Mündungsbe¬ reich 116 des Bypaßkanals 80 angeordnet sein. Bei einer vereinfach¬ ten Ausführung kann der Drosselzapfen gemäß Figur 3 auch durch eine Ausformung 114a der Trägerplatte 44a gebildet sein.
Der Wassermengenregler 50 kann durch Lösen des Verschlußteils 64 nach außen ausgebaut werden. Zum unverlierbaren Festhalten des Re¬ gelkolbens 56 und der Regelfeder 58 am Verschlußteil 64 ist an die¬ sem ein dünnwandiger Bördelkragen 120 vorgesehen, der zunächst pa¬ rallel zur Reglerachse steht und nach dem Hindurchstecken des hül- senförmigen Ansatzes 63 des Regelkolbens 56 nach innen umgelegt wird. In das Verschlußteil 64 ist ferner ein Überdruckventil 122 eingebaut, dessen Schließkraft von außen durch Drehen eines die Schließfeder stützenden Schraubstopfens 124 einstellbar ist.
Nachstehend ist die Wirkungsweise des Gerätes anhand des Funktions¬ schaubildes nach Figur 4 beschrieben, wobei die Funktionen des Venturi 74 und des Strömungsschalters 34 als bekannt vorausgesetzt und nicht näher erläutert sind.
Im Funktionsschaubild sind über der auf die Zeiteinheit bezogenen Durchlaufmenge Q des Wassers der Stellhub h des Strömungsschalters 34 und die Temperaturerhöhung Delta t aufgetragen, die das Wasser beim Durchlauf durch das Gerät erfährt. Bei geschlossenem Handstellventil 86 (Heißwasserbereitung) spricht der Strömungs¬ schalter 34 bei einem Wasserdurchfluß von ca. 1,8 1/min an, wobei er das Schließglied 28 des Gasventils 26 von seinem Sitz abhebt. Beim weiteren Aufdrehen des Zapfventils 20 und ansteigender Durch- laufmenge Q nimmt der Stellhub h gemäß der Linie a linear zu, bis die Durchlaufmenge Q etwa den vom Wassermengenregler 50 einge¬ stellten Regelwert von. ca. 7,5 1/min erreicht hat. Die Linearität in dem durch die Linie a gekennzeichneten Funktionsbereich wird durch das Steuerventil 82 sichergestellt, daß mit zunehmender Durchflu߬ menge Q eine zunehmend größere Teilmenge des aus der Hochdruckkammer 36 abströmenden Wassers über den Bypaßkanal 78 am Venturi 74 vorbei¬ leitet und dadurch dessen überproportionale Wirkung auf das für das Linearverhalten notwendige Maß zurückführt.
Im Linearbereich a des Stellhubes h steigt auch der Öffnungshub des Gasventil-Schließgliedes 28 linear mit der Durchflußmenge Q an. Dabei stellt der Steueransatz 32 am Schließglied 28 sicher, daß auch die dem Brenner 22 zugeführte Gasmenge linear mit der Durchflußmenge Q des Wassers zunimmt und umgekehrt. Das hat zur Folge, daß die Tem¬ peratur des gezapften Wassers bereits von der zum Öffnen des Gas¬ ventils 26 notwendigen Mindestmenge von ca. 1,8 1/min an bis zur Regelmenge von ca. 7,5 1/min annähernd den vorgeschriebenen Wert der Temperaturerhöhung von beispielsweise ca. 50° K erfährt. Im Funk¬ tionsschaubild ist der Temperaturverlauf des gezapften Heißwassers durch die Linie b dargestellt, gemäß welcher sich bei einer angenom¬ menen Zulauftemperatur des Wassers von 10 βC eine Auslauftemperatur von ca. 60 βC ergibt.
Durch die unvermeidliche u Fertigungstoleranzen an den Funktions¬ teilen der Wasserarmatur 34 und des Gasventils 26 wird bei einem voreingestellten Gerät die tatsächliche Kennlinie des Stellhubes h in einem Streubereich liegen, der im Funktionsschaubild durch die beiden Grenzkennlinien a und a_ angedeutet ist. Demzufolge wird zunächst auch der tatsächliche Verlauf der Temperaturerhöhung Delta t über der Durchflußmenge Q in einem Bereich liegen, der durch die beiden Grenzkennlinien b. und b angedeutet ist. Am installier¬ ten Gerät können die Kennlinien durch entsprechendes axiales Ver¬ stellen der Buchse 98 des Steuerventils 82 wie im Funktionsschaubild gezeigt in die Mitte der Streubereiche gebracht werden, wo sich der einer Geraden am weitesten angenäherte Temperaturverlauf b ergibt.
Kurz vor Erreichen der Regelwassermenge von ca. 7,5 1/min tritt der Drosselbund 96 am Drosselzapfen 90 in die Ventilöffnung 94 ein, wo¬ nach die überproportionale Wirkung des Venturi 74 voll zur Geltung kommt und das Kolbenglied 40 des Strömungsschalters 34 bereits bei einer minimalen weiteren Steigerung des Wasserdurchsatzes in die der Regelstellung des Wassermengenreglers 50 entsprechende Hubstellung gelangt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Gasventil 26 bereits bei Wirksamwerden des Drosselbundes 96 voll geöffnet ist, so daß die volle Leistung des Brenners 22 mit Sicherheit erreicht wird.
Wenn der Benutzer Wasser mit einer geringeren Auslau temperatur als 60 °C bzw. einer geringeren Temperaturerhöhung als 50° K zapfen möchte, macht er über das Handstellventil 86 den Bypaßkanal 80 ent¬ sprechend weit auf. Im Funktionsschaubild sind die Verhältnisse bei voll geöffnetem Handstellventil 86 dargestellt. Dabei sei zunächst angenommen, daß der Bypaßkanal 80 wie beim Stand der Technik nur vom Handstellventil 86 überwacht ist und das erfindungsgemäß vorgesehene Steuerventil 84 im Bypaßkanal 80 fehlt. Dann würde der Strömungs¬ schalter 34 erst bei einer Durchflußmenge von ca. 6 1/min. an¬ sprechen und das Gasventil 26 öffnen. Danach würde der Stellhub h mit weiter ansteigender Durchflußmenge Q nach der Kennlinie d an¬ steigen und sich dabei ein Verlauf der Temperaturerhöhung Delta t gemäß der Kennlinie e ergeben. Die Kennlinie e macht deutlich, daß beim Zapfen von Warmwasser dessen Auslauftemperatur in erheblichem Maß von der auf die Zeiteinheit bezogenen Durchflußmenge abhängig ist, wenn dem Handstellventil 86 keine stellhubabhängigen Korrekturmittel zugeordnet sind.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines zum Handstellventil 86 in Reihe liegenden Steuerventils 84 wird beim Aufdrehen des Zapfventils 20 der Bypaßkanal 80 durch das Steuerventil 84 zunächst erheblich gedrosselt, wie Figur 1 leicht erkennen läßt. Das hat zur Folge, daß der Ansprechpunkt des Strömungsschalters 34 auf eine Durchflußmenge von ca. 3,7 1/min vorverlegt wird. Danach nimmt infolge der koni¬ schen Ausbildung der Drosselzapfen 114 und 90 und somit der zu¬ nehmenden Freigabe der Bypaßkanale 80 und 78 der Stellhub h des Strömungsschalters 34 gemäß Kennlinie f wiederum im wesentlichen li¬ near zu, bis sie in einen steileren Ast g übergeht, wenn der Dros¬ selbund 96 am Drosselzapfen 90 in die Ventilöffnung 94 eintritt.
Die beiden Steuerventile 82 und 84 sind so aufeinander und auf das Gasventil 26 bzw. dessen Schließglied 28 abgestimmt, daß praktisch bereits ab der minimalen Durchflußmenge von ca. 3,7 1/min bis zu der vom Wassermengenregler 50 begrenzten maximalen Durchflußmenge von ca. 11 1/min die Gaszufuhr zum Wasserdurchsatz annähernd proportio¬ nal ansteigt und umgekehrt, so daß sich gemäß Kennlinie i ein an¬ nähernd konstanter Verlauf der Temperaturerhöhung Delta t ergibt.
Bei zunehmender Drosselung des Bypaßkanals 80 durch das Handstell¬ ventil 86 verschiebt sich der Ansprechpunkt des Strömungsschalters 34 auf der Abszisse des Funktionsschaubildes vom Wert Q = ca. 3,7 /min gegen den Wert Q = ca. 1,8 1/min hin, der sich einstellt, wenn das Handstellventil 86 der Forderung nach höchster Zapfwassertemperatur entsprechend ganz geschlossen ist.

Claims

Ansprüche
1. Gasbeheizter Durchlauf-Wassererhitzer, mit einem Venturi im Was¬ serweg, dessen engster Querschnitt mit der Niederdruckkammer eines Strömungsschalters verbunden ist, dessen Hochdruckkammer vom Vor¬ druck des Venturi beaufschlagt und von der Niederdruckkammer durch ein Kolbenglied (Membran) getrennt ist, das zusammen mit einem Stößel ein hydraulisches Stellglied für ein Gasventil bildet und außerdem auf ein Steuerglied einwirkt, das in Abstimmung mit dem Gasventil die Strömung im Venturi so beeinflußt, daß nach dem An¬ sprechen des Strömungsschalters die Gaszufuhr mindestens annähernd linear mit dem Wasserdurchsatz ansteigt und umgekehrt, und ferner mit einem das Venturi umgehenden Bypaßkanal, der über ein Handstell¬ ventil führt, über welches der Benutzer die Temperatur des erhitzten Wassers in Grenzen wählbar einstellen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßkanal (80) von einem in Reihe mit dem Handstellventil (86) angeordneten Steuerventil (84) überwacht ist, dessen verstell¬ bares Ventilglied (114) mit dem Stellglied (40, 48) des Strömungs¬ schalters (34) in Wirkverbindung steht und einen Durchgangsquer¬ schnitt des Bypaßkanales (80) so steuert, daß auch bei ganz oder teilweise geöffnetem Handstellventil (86) und entsprechend ermäßig¬ ter Zapftemperatur die Gaszufuhr nach dem Ansprechen des Strömungs¬ schalters (34) mindestens annähernd linear mit dem Wasserdurchsatz ansteigt und umgekehrt.
2. Wassererhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Venturi (74) von zwei Bypaßkanälen (78, 80) überbrückt ist, von de¬ nen der eine (80) über das Handstellventil (86) und das vom Strö¬ mungsschalter (34) beeinflußte Steuerventil (84) für Warmwasser-Tem¬ peraturkonstanz führt, wogegen der andere Bypaßkanal (78) ein vom StromungsSchalter (34) beeinflußtes Steuerventil (82) für Heißwas¬ ser-Temperaturkonstanz enthält.
3. Wassererhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß min¬ destens das Steuerventil (82) für Heißwasser-Temperaturkonstanz und das Gasventil (26) so ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, daß nach einem linearen Teil der Stellhubkennlinie (a bzw. f) des StromungsSchalters (34) ein die Gaszufuhr nicht mehr bzw. nicht über einen vorgegebenen Maximalwert steigernder Überhub (c bzw. g) ein¬ setzt.
4. Wassererhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilglied (90) des Steuerventils (82) für Heißwas¬ ser-Temperaturkonstanz ein axial in die Ventilöffnung (94) des Steu¬ erventils (82) hineinragender Drosselzapfen (90) ist, der sich zu seinem freien Ende hin verjüngt und dort einen im Durchmesser ver¬ größerten Drosselbund (96) trägt.
5. Wassererhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung (94) mindestens eines Steuer¬ ventils (82) an einer in den Bypaßkanal (78) eingesetzten Buchse (98) gebildet ist, deren Lage zum beweglichen Ventilglied (90) in vorgegebenen Grenzen einstellbar ist.
6. Wassererhitzer nach einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß beide Bypaßkanale (78, 80) aus der Hochdruckkammer (36) des Strömungsschalters (34) parallelachsig zu dessen Stellglied (40, 48) ausmünden und die beweglichen Ventilglieder (90, 114) der beiden Steuerventile (82, 84) als axial in die Mündungsbereiche (88, 116) der Bypaßkan le hineinragende, sich verjüngende Drosselzapfen ausgebildet sind.
7. Wassererhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenglied (40) des Strömungsschalter (34) aus einer Membran (42) und einer mit dieser fest verbundenen Träger¬ platte (44) besteht, an welcher die beiden beweglichen Ventilglieder (90, 114) der Steuerventile (82, 84) befestigt sind.
8. Wassererhitzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß min¬ destens ein Ventilglied durch eine Ausformung (114a) der Träger¬ platte (44a) gebildet ist.
9. Wassererhitzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Wasserzulauf zur Hochdruckkammer (36) des Strömungsschalters (34) ein von dessen Stellglied (40, 48) beein¬ flußter Wassermengenregler bzw. -begrenzer (50) vorgesehen ist.
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