AT394267B - Wasserschalter - Google Patents

Description

AT 394 267 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wasserschalter zur Steuerung der Gaszufuhr zum Gasschalter in Abhängigkeit vom Wasserdurchsatz der Zapfleitung, vorzugsweise für einen Brenner eines Durchlauf-Wasserheizers, der ein Gehäuse mit Anschlußstutzen für die Zu- und Ableitung des Wassers aufweist, das durch eine Membran in zwei Kammern unterteilt ist, wobei in der einen, die Anschlußstutzen aufweisenden Membrankammer ein Wassermengenregelventil, eine Venturidüse sowie eine Umgehungsleitung dieser Düse mit einem Bypass-Ventil angeordnet ist und die andere, mit einem federbelasteten Membranteller ausgestattete Membrankammer über eine Saugleitung mit der Engstelle der Venturidüse sowie mit einem Langsamzündventil verbunden ist. Ein solcher Wasserschalter ist bekanntgeworden durch die DE-OS 3 328 531.

Bei dem zum Stand der Technik gehörenden Wasserschalter trägt die Membran einen durch eine Schraubenfeder belasteten Membranteller, an dem ein Stellglied ansetzt, das über eine koaxiale Verlängerung das Wassermangelventil eines Gasschalters betätigt, sobald ein Differenzdruck zwischen den Membrankammem auftritt. Weiter befindet sich bei den bekannten Wasserschaltem das Langsamzündventil üblicherweise in der Saugleitung zwischen der Venturidüse und der oberen Membrankammer.

Durch diese Anordnung kommt es infolge der Massenträgheit und der Reibungsverluste in den zwischen der Gas- und der Wasserseite angeordneten Schalt- und Steuerungsorganen zu verhältnismäßig großen Schwankungen der Auslauftemperatur des gezapften Brauchwassers und demnach zu Abweichungen der Ist-Temperatur von der jeweils gewünschten Soll-Temperatur.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und die Reibungsverluste und die bewegten Massen so gering wie möglich zu halten. Die Temperaturschwankungen sowie die Aufheizzeiten sollen auf ein Minimum verringert werden und dadurch zum Konstanthalten der jeweils gewünschten Zapftemperatur des Brauchwassers beitragen.

Erfindungsgemäß gelingt dies bei einem Wasserschalter der eingangs näher bezeichneten Gattung dadurch, daß der Gasschalter in an sich bekannter Weise durch eine Stößelstange eines vorzugsweise am Wasserschaltergehäuse angeordneten, als Membranschalter ausgebildeten Differenzdruckschalters betätigbar ist, dessen Kammern über Verbindungsleitungen mit den Membrankammem des Wasserschalters verbunden sind, und daß das Langsamzündventil in der Verbindungsleitung zwischen der Saugleitung und dem Differenzdruckschalter vorgesehen ist.

Durch diese Ausgestaltung des Wasserschalters werden die bewegten Massen sowie die auf die Membran wirkenden Reibungskräfte verringert. Weiters ist durch die Betätigung des Gasschalters über den Differenzdruckschalter eine größere, konstruktive Freiheit für die Lage des Wasserschalters im Gerät gegeben, die wesentlich dazu beitragen kann, kompaktere Geräte zu bauen. Durch die Anordnung des Langsamzündventiles in der Verbindungsleitung wird der Wassermengenregler nicht mehr durch dieses Langsamzündventil behindert. Der Wassermengenregler ist unmittelbar in Regelstellung, was zu kürzeren Aufheizzeiten und zu geringerem Wasserverbrauch führt.

Im Rahmen der Erfindung kann mit der Stößelstange des Differenzdruckschalters das Wassermangelventil eines üblichen Sicherheits-Gasschalters, wie er beispielsweise aus der DE-OS 26 42 483 bekannt ist, oder aber gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform ein vereinfachter Gasschalter direkt betätigt werden. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelstange des Differenzdruckschalters im Gehäuseraum des Gasschalters mit einem Ventilkörper mit Steuerkante verbunden ist, wodurch die Gaszufuhr direkt über den Differenzdruckschalter steuerbar ist.

Diese Konstruktion weist durch die geringen bewegten Massen besonders wenig Trägheit bei der Temperatureinstellung auf. Bei beiden Ausführungen ist durch den separaten Differenzdruckschalter die Hysterese gegenüber den herkömmlichen Wasserschaltem geringer, weil nur die Druckkräfte des Wassers an der Membran gegenüber den sonst zusätzlichen Kräften des Wassermengenregelkolbens und des Mitkopplungskolbens wirken.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt die Figur schematisch einen erfindungsgemäßen Wasserschalter in einem Durchlauf-Wasserheizer.

Die Figur stellt schematisch den Schnitt durch einen Wasserschalter eines Durchlauf-Wasserheizers dar, der von dem zum Wärmetauscher (1) dieses Wasserheizers durch die Kaltwasserleitung (2) fließenden Wasser durchströmt wird und zwischen der Gehäusebasis des Wasserschaltergehäuses (3) und dem Deckel (4) seines Gehäuses eine Membran (5) enthält, die an ihrer Peripherie durch die Gehäuseteile (3) und (4) verbindende Schrauben od. dgl., dichtend gehalten und gespannt wird. Diese Membran (5) trägt einen durch eine Schraubenfeder (6) belasteten Membranteller (7), der durch Führungselemente (8), z. B. Stift und Bohrung, im Deckel (4) geführt wird. Als Unterschied zu Wasserschaltem gemäß dem Stand der Technik, bei denen am Membranteller ein Stellglied ansetzt, das über eine koaxiale Verlängerung das Brennstoffzufuhrventil des Wasserheizers betätigt, sobald der Druck in der vom Wasserschaltergehäuse (3) gebildeten Membrankammer (9) größer als der Druck in der vom Deckel (4) begrenzten Membrankammer (13) wird, ist hier eine innere Führung (8) des Membrantellers (7) und keine den Deckel (4) durchsetzende Stopfbüchse angeordnet.

Das dem Wärmetauscher (1) zuströmende Kaltwasser gelangt über den Einlaßstutzen (10) zunächst in die untere Membrankammer (9) und strömt aus dieser Membrankammer über ein Venturirohr (11) zum Auslaßstutzen (12) ab. Mittels dieses Venturirohres und einer an der engsten Stelle mündenden Saugleitung (14) erzeugt das abströmende Wasser in der Membrankammer (13) Unterdrück und die Differenz zwischen den in den Membrankammem (9 und 13) auftretenden Drücken wird zur Verstellung der Membran (5) und der mit dieser -2-

AT 394 267 B zusammenwirkenden Steuerungsorgane verwendet. Als Steuerungsorgane wirken hier ein durch eine Feder (15) belasteter Wassermengenregelkolben (16), der in einer Bohrung des Wasserschaltergehäuses (3) axial geführt ist und in Zusammenwirken mit dem Wassermengenregel-Ventilsitz (17) den Wasserdurchsatz bestimmt sowie ein den Wasserdurchsatz über eine Umgehungsleitung (18) zur Venturidüse (11) regelnder, gleichfalls federbelasteter Mitkopplungskolben (19) eines Bypass-Ventiles (20). Dieses Bypass-Ventil (20) gibt von der Membran (5) hubabhängig eine gewisse Wassermenge zum Wärmetauscher (1) frei.

In einer weiteren Umgehungsleitung (21) ist ein Temperaturwähler (22) vorgesehen. Mit diesem kann die durch den Wärmetauscher (1) strömende Wassermenge beeinflußt und dadurch die Temperatur des Wassers in der Brauchwasserleitung (38) geändert werden.

Ein als Membranventil ausgebildeter Differenzdruckschalter (23) ist mit seinen durch die Membran (24) gebildeten Membrankammern (25, 26) über Verbindungsleitungen (27, 28) mit den Membrankammem (9, 13) des Wasserschalters verbunden. Die untere Wasserschalter-Membrankammer (9) ist über die untere Verbindungsleitung (27) mit der unteren Membrankammer (25) und die obere Wasserschalter-Membrankammer (13) über die Verbindungsleitung (28) mit der oberen Membrankammer (26) des Differenzdruckschalters (23) verbunden, wobei vor der Einmündung der oberen Verbindungsleitung (28) in die Membrankammer (26) ein Langsamzündventil (29) vorgesehen ist Bei den sonst üblichen Wasserschaltem ist dieses Langsamzßndventil in der Saugleitung (14) zur Venturidüse (11) angeordnet.

Auf der Membran (24) des Differenzdruckschalters (23) ist ein mit einer Schraubenfeder (31) belasteter Membranteller (30) angeordnet, der eine Stößelstange (32) aufweist, die eine Stopfbüchse im Differenzdruckschalter-Gehäuse durchsetzt. Die Stößelstange (32) ist in der in der Figur dargestellten Ausführungsform im Gehäuseraum eines vereinfachten Gasschalters (33) mit einem Ventilkörper (34) mit Steuerkante verbunden, der durch eine Rückstellfeder (36) an einen Ventilsitzring (35) gepreßt wird. Aus Sicherheitsgründen ist der Ventilkörper (34) vorzugsweise so angeordnet, daß er gegen die Gasfließrichtung öffnet. Zweckmäßig ist es auch, hier ein metallgestütztes Ventil vorzusehen. Mit Hilfe dieses vereinfachten Gasschalters (33) und des Differenzdruckschalters (23) ist die Gaszufuhr (39) zu einem Brenner (37) direkt steuerbar. Im Rahmen der Erfindung kann aber mit der Stößelstange (32) des Differenzdruckschalters auch das Wassermangelventil eines üblichen Sicherheits-Gasschalters betätigt werden.

Der erfindungsgemäße Wasserschalter mit Differenzdruckschalter funktioniert im Vergleich zu einem herkömmlichen Wasserschalter folgendermaßen:

Das dem Wasserschalter zuströmende Kaltwasser gelangt über den Einlaßstutzen (10) zunächst in die Membrankammer (9) und strömt aus dieser über ein Venturirohr (11) zum Auslaßstutzen (12) ab. Mittels dieses Venturirohres erzeugt das abströmende Wasser in der Membrankammer (13) Unterdrück. Die Druckdifferenz zwischen den Membrankammem (9 und 13) wird zur Verstellung der Membran (5) und damit zur Verstellung des Wassermengenregelkolbens (16) des Wasermengenreglers und des Mitkopplungskolbens (19) des Bypass-Ventiles verwendet

Die Regelung der Gaszufuhr (39) zum Brenner (37) erfolgt beim vorliegenden Gegenstand durch ein zweites Membranventil, dem Differenzdruckschalter (23), dessen Membrankammem (25, 26) über Leitungen (27, 28) mit den Membrankammem (9,13) des Wasserschalters verbunden sind. In der Verbindungsleitung (28) zwischen der Saugleitung (14) und der oberen Membrankammer (26) des Differenzdruckschalters (23) befindet sich das übliche Langsamzündventil (29). Mit der Stößelstange (32) kann nun entweder das Wassermangelventil eines bekannten Sicherheits-Gasschalters oder aber, gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung, ein vereinfachter Gasschalter, bei dem die Stößelstange (32) im Gehäuseraum des Gasschalters mit einem Ventilkörper (34) mit Steuerkante verbunden ist, betätigt werden.

Gegenüber dem Stand der Technik wird also der Gasschalter beziehungsweise das Wassermangelventil nicht über das Membranventil (5,6,7) des Wasserschalters, ein Stellglied am Membranteller (7) und einer koaxialen Verlängerung betätigt, sondern über die Stößelstange (32) eines zweiten, unabhängigen Membranventiles, des Differenzdruckschalters (23).

Dadurch ergeben sich verschiedene Vorteile: Der Wassermengenregler (15,16,17) ist unmittelbar in Regelstellung, denn er wird einerseits nicht mehr durch das Langsamzündventil (29) behindert und anderseits ist das Regelergebnis besser, da die Hysterese durch den sonst üblichen aufwendigen Betätigungsmechanismus, wie Stellglied, Stopfbüchse, koaxiale Verlängerung usw., für den Gasschalter entfällt. Dies ist sicher energetisch besser und führt zu kürzeren Aufheizzeiten und zu geringerem Wasserverbrauch. Weiters wird durch die Verwendung des Differenzdruckschalters (23) zur Betätigung des Gasschalters (37) die Hysterese dieses Gasschalters verringert, da der Membranteller des Differenzdruckschalters (23) nur noch durch gleichmäßig auf die Membran (24) wirkende Druckkräfte des Wassers beeinflußt wird. Die Auswirkungen durch Reibung und Trägheit des Wassermengenreglers (15,16,17) und des Bypass-Ventiles (20) sind nicht mehr vorhanden. Überdies ist durch die Anordnung eines Differenzdruckschalters (23) eine größere konstruktive Freiheit für die Lage des Wasserschalters im Gesamtgerät gegeben, die wesentlich dazu beitragen kann, kompaktere Geräte zu bauen. Schließlich kann bei dieser Anordnung ein vereinfachtes Gasventil eingesetzt werden. Sofern das Membranventil des Differenzdruckschalters (23) mit genügend großem Durchmesser ausgebildet ist, genügen schon Verstellwege von wenigen Zehntelmillimetem, um die für die Überzündung des Brenners (37) erforderliche Gasmenge freizugeben. Dadurch kann der Bereich, in dem unverbranntes Gas ausströmen kann, sehr gering gehalten und es -3-

Claims (2)

1. AT 394 267 B kann auf einen Sicherheits-Gasschalter mit Schnappwirkung verzichtet werden. PATENTANSPRÜCHE 1. Wasserschalter zur Steuerung der Gaszufuhr zum Gasschalter in Abhängigkeit vom Wasserdurchsatz der Zapfleitung, vorzugsweise für einen Brenner eines Durchlauf-Wasserheizers, der ein Gehäuse mit Anschlußstutzen für die Zu- und Ableitung des Wassers aufweist, das durch eine Membran in zwei Kammern unterteilt ist, wobei in der einen, die Anschlußstutzen aufweisenden Membrankammer ein Wassermengenregelventil, eine Venturidüse sowie eine Umgehungsleitung dieser Düse mit einem Bypass-Ventil angeordnet ist und die andere, mit einem federbelasteten Membranteller ausgestattete Membrankammer über eine Saugleitung mit der Engstelle der Venturidüse verbunden sowie ein Langsamzündventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasschalter (33) in an sich bekannter Weise durch eine Stößelstange (32) eines vorzugsweise am Wasserschaltergehäuse (3) angeordneten, als Membranschalter ausgebildeten Differenzdruckschalters (23) betätigbar ist, dessen Kammern (25, 26) über Verbindungsleitungen (27, 28) mit den Membrankammem (9, 13) des Wasserschalters verbunden sind und daß das Langsamzündventil (29) in der Verbindungsleitung (28) zwischen der Saugleitung (14) und dem Differenzdruckschalter (23) vorgesehen ist.
2. 2. Wasserschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stößelstange (32) des Differenzdruckschalters (23) im Gehäuseraum des Gasschalters (33) mit einem Ventilkörper (34) mit Steuerkante verbunden ist Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-