DE19607432C1 - Vorrichtung zur Durchflußregelung einer Flüssigkeit - Google Patents
Vorrichtung zur Durchflußregelung einer FlüssigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchflußregelung
einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, mit mindestens einer
ersten Durchgangsleitung mit mindestens einer Zuleitung und
mindestens einer Ableitung für kalte Flüssigkeit und mit
mindestens einer zweiten Durchgangsleitung mit mindestens
einer Zuleitung und mindestens einer Ableitung für warme bzw.
heiße Flüssigkeit, mit einem in der ersten Durchgangsleitung
angeordneten Absperrorgan und einem in und/oder an der zweiten
Durchgangsleitung angeordneten, das Absperrorgan ansteuernden
und die erste Durchgangsleitung bei Erreichen einer
Mindesttemperatur in der zweiten Durchgangsleitung
freigebenden Temperaturmeßelement.
In vielen Wohnungen, vornehmlich auch in Einfamilienhäusern,
sind die Zuleitungen zwischen den einzelnen Zapfstellen und
dem Heißwasseraufbereiter oder -reservoir von erheblicher
Länge. Um hier zu jeder Zeit möglichst sofort warmes Wasser an
den Zapfstellen entnehmen zu können, wird heutzutage in vielen
Fällen die gesamte Installation so ausgelegt, daß ständig
Heißwasser in den Heißwasserleitungen zirkuliert. Dies ist
jedoch mit erheblichem finanziellen und energetischen Aufwand
verbunden.
Wird andererseits auf eine solche Zirkulation verzichtet, so
kühlt sich das stehende Wasser in den Heißwasserleitungen oft
recht schnell ab, so daß bei der Entnahme von Heißwasser an
einer entfernten Zapfstelle zunächst das in der Leitung
stehende Wasser als Kaltwasser vorweg abläuft. Diese
Wassermenge beträgt zum Beispiel bei einer 12,5 m langen
Leitung und einem Rohr-Innendurchmesser von 15 mm ca. 2,2 l.
In vielen Haushalten sind heutzutage an den Zapfstellen
sogenannte Mischbatterien, z. B. Einhandhebel-Mischarmaturen,
angebracht, bei denen der Benutzer jeweils ständig ein
bestimmtes Mischungsverhältnis von Heißwasser und Kaltwasser
und damit eine gewünschte Wassertemperatur einstellen kann.
Die häufigste Stellung der Mischbatterie ist hierbei
sicherlich die Mittelstellung, bei der auch das Wasser eine
mittlere Temperatur hat. Beim Einschalten einer solchen
Armatur, z. B. beim einfachen Hochziehen des Einhand-
Mischhebels in der mittleren Stellung, läuft dann gleichzeitig
genau so viel Wasser aus der Kaltwasserleitung wie aus der
Heißwasserleitung. Ist nun die Heißwasserleitung zuerst mit
stehendem kalten Wasser gefüllt, läuft somit bis zum Erreichen
der gewünschten Wassertemperatur neben der Menge an stehendem
Kaltwasser aus der Heißwasserleitung noch einmal die gleiche
Wassermenge aus der Kaltwasserleitung ungenutzt ab.
Bei dem oben angenommenen Leitungsinhalt von 2,2 l und
durchschnittlich 10 Benutzungen am Tag, d. h. jährlich 3650
Benutzungen, werden an nur einer Zapfstelle im Schnitt 8030 l
Trinkwasser pro Jahr ungenutzt verbraucht.
Aus der US 4 147 297 ist eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art bekannt, welche dazu dient, die Temperatur des
eingefüllten Wassers in einer Waschmaschine zu steuern. Hierzu
befinden sich in der Zulaufleitung für heißes Wasser zwei
temperatursensitive Schalter, welche bei unterschiedlichen
Temperaturen schalten und von denen der Schalter, der bei der
niedrigeren Temperatur schaltet, durch einen externen Schalter
überbrückt ist. Überschreitet die Temperatur des einlaufenden
heißen Wassers die jeweils eingestellte Schalttemperatur, d. h.
die höhere Schalttemperatur bei Überbrückung des Schalters mit
der niedrigeren Schaltschwelle, bzw. die niedrigere
Schalttemperatur bei nicht eingeschalteter Brücke, so wird ein
Ventil im Kaltwasserzulauf geöffnet und kaltes Wasser
zugemischt. Die ganze Vorrichtung ist relativ aufwendig und
speziell für eine Verwendung in Waschmaschinen aufgebaut.
Weiterhin sind aus der US 4 166 575 und der DE 25 51 650 A1
Ventile für Warm- und Kaltwasserleitungen bekannt, welche dazu
dienen, ein einmal an einer Entnahmestelle eingestelltes
Mischungsverhältnis unabhängig von Druckschwankungen in der
Kaltwasser- und der Warmwasserleitung konstant zu halten.
Hierfür wird jeweils vorgeschlagen, in einer von einer
Warmwasser- zu einer Kaltwasserdurchgangsleitung verlaufende
Bohrung einen verschiebbaren Ventilkörper anzuordnen, welcher
in Abhängigkeit vom Druckverhältnis zwischen den Drücken in
den beiden Leitungen entweder den Durchflußquerschnitt in der
einen oder in der anderen Leitung verringert und gleichzeitig
in der jeweils anderen Leitung erhöht. In der US 4 166 575
wird außerdem vorgeschlagen, den Ventilkörper zusätzlich in
Verschieberichtung von einer Seite mit einer Substanz zu
beaufschlagen, welche sich bei einer Temperaturerhöhung
ausdehnt und den Ventilkörper verschiebt, um auf diese Weise
auch Temperaturschwankungen im zulaufenden Wasser
auszugleichen. In der DE 25 51 650 A1 wird dagegen der
Ventilkörper einseitig durch ein Bimetallelement beaufschlagt,
welches als sogenannter Verbrühschutz bei einem Totalausfall
der Kaltwasserzuleitung den Ventilkörper in eine Stellung
verbringt bei der die Heißwasserzuleitung geschlossen wird.
Aus der DE 29 45 879 A1 ist schließlich ein Thermostatventil
bekannt, welches einen Kaltwasserzulauf zu einer von einem
drucklosen Heißwasserbereiter kommenden Heißwasserleitung hin
verschließt. Bei Erreichen einer vorgegebenen
Heißwassertemperatur wird das Ventil durch ein in der
Heißwasserleitung angeordnetes Ausdehnungselement geöffnet und
kaltes Wasser in die Heißwasserleitung eingeleitet. Da sich
das Ausdehnungselement, welches bei Erreichen der bestimmten
Temperatur das Ventil aufdrückt, zwangsläufig direkt am
Kaltwasserzufluß in der Heißwasserleitung befinden muß, wird
das Ausdehnungselement bei geöffnetem Ventil auch vom
Kaltwasser umströmt und schließt sich bei entsprechender
Abkühlung wieder.
Keines der genannten Misch- bzw. Steuerungsventile ist in der
Lage, das oben beschriebene Problem zu lösen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, welche einfach, kompakt
und kostengünstig aufgebaut ist und mit welcher der oben
beschriebene, unnötige Wasserverbrauch verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird beim Abkühlen des
stehenden Wassers in der Heißwasserleitung unter eine
bestimmte Mindesttemperatur die Kaltwasserleitung durch das
Absperrorgan blockiert. Wird dann die Mischbatterie in einer
Mischstellung, bei der Kalt- und Heißwasser gemischt werden
soll, geöffnet, so fließt dann zunächst das kalte abgestandene
Wasser aus der Heißwasserleitung ab, ohne daß zusätzlich
Wasser aus der Kaltwasserleitung verlorengeht. Erst wenn das
nachlauf ende Heißwasser den Temperatursensor erreicht hat,
wird auch die Kaltwasserleitung freigeschaltet und das
Mischwasser mit der entsprechenden Temperatur läuft aus der
Zapfstelle.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Temperatur-Meßelements
und des Absperrorgans als gemeinsame Baueinheit in Form eines
temperatursensitiven Schalters zwischen der ersten
Durchgangsleitung und der zweiten Durchgangsleitung, wobei der
temperatursensitive Bereich des Schalters in und/oder an der
zweiten Durchgangsleitung angeordnet ist und das Absperrorgan
des Schalters in der ersten Durchgangsleitung angeordnet ist,
ist die Vorrichtung äußerst kompakt in einem kleinen Gehäuse
mit zwei Ableitungen und zwei Zuleitungen unterzubringen, so
daß die Vorrichtung einfach jedem beliebigen Mischer, also
auch den handelsüblichen druckbetätigten oder von Fotozellen
angesteuerten Armaturen, wie sie z. B. in Arztpraxen oder im
Gastgewerbe verwendet werden, vorgeschaltet werden kann, oder
sogar in das Armaturengehäuse eines Einhandmischers integriert
werden kann. Eine Stromquelle od. dgl. ist hierfür nicht
nötig.
Ein unnötiger Verbrauch von Trinkwasser wird durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden. Zudem besteht der
weitere Vorteil, daß der Benutzer bei einer vorgegebenen
Gesamtdurchflußmenge nur noch ca. die Hälfte der Zeit abwarten
muß, bis Wasser der gewünschten Temperatur an der Zapfstelle
zu entnehmen ist.
Die Vorrichtung ist selbstverständlich nicht auf die
Verwendung von Wasserleitungen in Privathaushalten beschränkt.
Prinzipiell kann sie auch überall dort eingesetzt werden, wo
es darum geht, aus zwei Leitungen Flüssigkeiten mit
unterschiedlichen Temperaturen zu entnehmen und miteinander zu
vermischen.
Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung eine das
Absperrorgan in der ersten Durchgangsleitung überbrückende
Bypass-Leitung aufweist. Diese Bypass-Leitung dient zur
Wasserentnahme wenn nur Kaltwasser und kein Heißwasser
angefordert wird. In diesem Fall ist durch das stehende
abgekühlte Wasser in der Heißwasserleitung die normale
Kaltwasserleitung blockiert.
Die Bypass-Leitung kann entweder eine separate Ableitung aus
der Vorrichtung haben, die dann zur Mischbatterie führt, wo
ein separater verschließbarer Ausgang für die Bypass-Leitung
vorliegt. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist in
der Bypass-Leitung ein von einem Druck- oder Durchflußelement
in oder an der zweiten Durchgangsleitung angesteuertes Ventil
(Bypass-Ventil) vorhanden, wobei bei einem Unterschreiten
eines Mindestdrucks in der zweiten Durchgangsleitung bzw. bei
Registrieren eines Durchflusses von Flüssigkeit durch die
zweite Durchgangsleitung, das Bypass-Ventil die Bypass-Leitung
verschließt.
Vorteilhafterweise kann eine solch kompakt gebaute Vorrichtung
auch direkt in das Armaturengehäuse des Einhandmischers, z. B.
der Mischkartusche vorgeschaltet, eingebaut werden. Eine
derartige Einhandmischarmatur ist in Anspruch 16 enthalten.
Hierin ist ein eigener Erfindungsgedanke zu sehen.
Prinzipiell ist sogar eine Integration in die Steuerscheiben
der Mischkartusche denkbar.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die
beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zum Vorschalten
vor ein beliebiges Mischgerät mit einem
temperatursensitiven Schalter und mit einer Bypass-
Leitung mit drucksensitivem Bypass-Ventil (die Bypass-
Leitung ist hinter bzw. vor dem Stößel des Schalters
vorbeigeführt),
Fig. 2 einen Schnitt durch einen temperatursensitiven Schalter
nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen temperatursensitiven Schalter
nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine Einhandhebel-Mischarmatur mit
eingebauter, der Mischkartusche der Armatur
vorgeschalteter erfindungsgemäßer Vorrichtung und einem
Bypass mit separatem Ausgang aus der Vorrichtung zur
Mischkartusche,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Mischkartusche einer
Einhandhebel-Mischarmatur gemäß Fig. 4, dargestellt
ist die obere Misch-Steuerscheibe und gestrichelt die
Lage der Zuleitungs- und Ableitungsanschlüsse im
Anschlußblock der Kartusche, hier in
Kaltwasserstellung bei einer Verdrehung des
Bedienhebels um 60° nach links,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Mischkartusche gemäß Fig. 5,
hier jedoch mit dem Bedienhebel in Mittelstellung
(Mischwasserstellung),
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Kartusche gemäß Fig. 5 und 6,
hier in der Heißwasserstellung bei einem Verdrehen des
Bedienhebels um 60° nach rechts.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung (1) weist eine erste
Durchgangsleitung (2) mit einer Zuleitung (3) und mindestens
einer Ableitung (4) für kalte Flüssigkeit sowie eine zweite
Durchgangsleitung (5) mit einer Zuleitung (6) und einer
Ableitung (7) für heiße Flüssigkeit auf.
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind insbesondere zur
Verwendung in üblichen Wasserleitungssystemen vorgesehen.
In der ersten Durchgangsleitung (2), der Kaltwasserleitung
(2), ist ein Absperrorgan (9) angeordnet. In der zweiten
Durchgangsleitung (5), der Heißwasserleitung (5), befindet
sich ein das Absperrorgan (9) ansteuerndes Temperatur-
Meßelement (10). Bei einem bevorzugte Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 und Fig. 4 sind das Temperatur-Meßelement (10)
und das Absperrorgan (9) als gemeinsame Baueinheit (8) in Form
eines temperatursensitiven Schalters (8) zwischen der
Kaltwasserleitung (2) und der Heißwasserleitung (5)
angeordnet. Der temperatursensitive Bereich (10) des Schalters
(8) befindet sich hierbei in der Heißwasserleitung (5). Das
Absperrorgan (9) des Schalters (8) ist in der
Kaltwasserleitung (2) angeordnet.
Bei dem Absperrorgan (9) des temperatursensitiven Schalters
(8) handelt es sich um einen zwischen zwei Stellungen
verschiebbar in einem Schaltergehäuse (10G) angeordneten
Stößel (9).
Das Schaltergehäuse (10G) ist in der Heißwasserleitung (5)
angeordnet. Der Stößel (9) wird von hier aus durch eine von
der Heißwasserleitung (5) zur Kaltwasserleitung (2)
verlaufende Bohrung (11) in die Kaltwasserleitung (2)
hineingeführt. In einer ersten Stellung blockiert der Stößel
(9) die Kaltwasserleitung (2), in einer zweiten Stellung gibt
er die Kaltwasserleitung (2) frei.
Der Stößel (9) ist passig in der Bohrung (11) geführt. Die
Heißwasserleitung (5) ist gegenüber der Kaltwasserleitung (2)
mittels einer zwischen der Wandung der Heißwasserleitung (5),
welche die Bohrung (11) enthält, und dem Schaltergehäuse (10G)
um den Stößel (9) angeordneten Ringdichtung (12) gegenüber der
Kaltwasserleitung (2) abgedichtet.
Das Schaltergehäuse (10G) weist innen eine Kammer (13) auf.
Diese Kammer (13) ist mit einem Medium mit einem hohen
Wärmeausdehnungskoeffizienten, z. B. Diethylether, gefüllt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und Fig. 3 wird
der Stößel (9) durch eine Öffnung (17) im Schaltergehäuse
(10G) in die Kammer (13) hinein und durch die Kammer (13)
hindurch bis zu der von der Öffnung (17) abgewandten Seite
(18) der Kammer (13) geführt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 ist der Stößel hier an
einer dehnbaren Wand (Membran) (14) befestigt. Auf der anderen
Seite ist die dehnbare Wand (14) entgegen dem Innendruck der
Kammer (13) federnd im Schaltergehäuse (10G) gelagert. Der
Raum auf der rückwärtigen Seite der dehnbaren Wand (14) ist
mit einer Druckausgleichsbohrung (19) gegenüber dem Außenraum
entlastet. Bei einer alternativen Ausführungsform gemäß Fig. 3
ist anstelle der dehnbaren Wand (14) eine verschiebbare und
gegen die angrenzenden Kammerwände abgedichtete Wand (15) in
der Kammer (13) angeordnet. Bei einem Ausdehnen des Mediums
wird durch diesen Mechanismus der Stößel (9), ähnlich einer
Kolbenstange eines Kolbens, in das Schaltergehäuse (10G)
hineingezogen. Bei einer Volumenverringerung des Mediums wird
der Stößel (9) aus dem Schaltergehäuse (10G) herausgeschoben.
In der ausgeschobenen Stellung blockiert der Schalter (9) die
Kaltwasserleitung (2), in der eingezogenen Stellung, d. h. bei
einem aufgrund der Temperatur in der Heißwasserleitung (5)
ausgedehntem Medium, gibt der Stößel (9) die Kaltwasserleitung
(2) frei.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Schalter
(8) entsprechend umgekehrt ausgestaltet, so daß die dehnbare
oder verschiebbare Wand (14, 15) sich auf der Seite des
Stößels (9) befindet. Bei dieser Version wird der Stößel (9)
genau dann herausgeschoben, wenn die Umgebungstemperatur
relativ hoch ist und sich das Medium entsprechend ausdehnt.
Der Stößel (9) ist dann vorzugsweise so ausgestaltet, daß er
die Kaltwasserleitung (2) quer zur Durchgangsrichtung
verschließt und in einem Abstand von seinem Stirnende eine
oder mehrere Bohrungen aufweist, welche genau im
ausgeschobenen Zustand des Stößels (9) die Kaltwasserleitung
(2) freigeben. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Stößels
(9) ist es alternativ auch möglich, anstelle eines flüssigen
Mediums in einer Kammer (13) in einem Schaltergehäuse (10G),
einen festen "Schalterkörper" zu verwenden, an dem der Stößel
(9) direkt befestigt ist, und welcher sich bei einer
Temperaturerhöhung entsprechend ausdehnt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, entsprechende
Bimetallelemente einzusetzen, welche den Stößel (9) bewegen.
In der Heißwasserleitung (5) ist gegenüber der Bohrung (11)
zur Kaltwasserleitung (2) eine Öffnung (21) angeordnet, welche
mit einem Flansch (20) abdichtend verschließbar ist. An der
Innenseite des Flansches (20) ist der Schalterkörper bzw. das
Schaltergehäuse (10G) mit seiner vom Stößel (9) abgewandten
Seite (18) angeordnet. Er kann dabei direkt am Flansch (20)
befestigt sein oder wird einfach zwischen dem Flansch (20) und
der Trennwand zwischen Kaltwasserleitung (2) und
Heißwasserleitung (5) festgeklemmt (s. Fig. 1). Der Flansch
(20) kann auch als Schraubeinsatz zum Einschrauben in das
Gehäuse der Vorrichtung ausgebildet sein.
Von der Kaltwasserleitung (2) geht vor dem Absperrorgan (9)
eine das Absperrorgan (9) überbrückende Bypass-Leitung (30)
ab. Diese Bypass-Leitung (30) führt, wie in dem
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, direkt zu einer separaten
Ableitung (31) aus der Vorrichtung (1). In diesem Fall ist ein
externes Ventil für die Bypass-Leitung (30) notwendig, was
gemäß Fig. 4 z. B. direkt in einer Mischkartusche (55) der
jeweiligen Einhand-Mischarmatur (50) integriert sein kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 befindet sich an
der Abzweigung der Bypass-Leitung (30) von der
Kaltwasserleitung (2) ein Ventil (33), welches durch den Druck
in der Heißwasserleitung (5) angesteuert wird. Hierzu befinden
sich in der Kaltwasserleitung (2) und in der Heißwasserleitung
(5) jeweils eine Durchgangskammer (37, 39), die im
wesentlichen parallel zueinander liegen. Zwischen der
Durchgangskammer (37) der Kaltwasserleitung (2) und der
Durchgangskammer (39) der Heißwasserleitung (5) befindet sich
eine Bypass-Kammer (38), von welcher die Bypass-Leitung (30)
abgeht. Die Bypass-Kammer (38) ist durch eine Trennwand (36)
von der Durchgangskammer (37) der Kaltwasserleitung (2)
getrennt. In dieser Trennwand (36) befindet sich eine Öffnung
(35) mit einem sich zur Kaltwasser-Durchgangskammer (37) hin
konisch erweiternden Ventilsitz (355). Die Öffnung (35) wird
durch einen Ventilteller (34), welcher eine entsprechend
formschlüssig an den Ventilsitz (355) angepaßte, zur Bypass-
Kammer (38) weisende Dichtfläche (34D) aufweist, verschlossen.
Über eine Ventilspindel (335) ist der Ventilteller (34) mit
einer dehnbaren Wand (32), welche die Bypass-Kammer (38) von
der Durchgangskammer (39) in der Heißwasserleitung (5) trennt,
verbunden.
Ist nun der Druck in der Heißwasser-Durchgangskammer (39)
höher als in der Bypass-Kammer (38), so wölbt sich die
dehnbare Wand (32) in Richtung Bypass-Kammer (38) und das
Ventil (33) wird geöffnet. Dies ist der Fall, wenn nur
Kaltwasser entnommen wird. Fällt dagegen der Druck in der
Heißwasser-Durchgangskammer (39) durch Entnahme von Heißwasser
ab, so schließt sich das Bypass-Ventil (33) und der Bypass ist
blockiert. Durch die Einstellung von verschiedenen
Durchflußregelelementen (41, 40, 42) an den Zugängen (6, 3)
zur Heißwasser- und Kaltwasserleitung (5, 2) sowie am Ausgang
(4) der Kaltwasserleitung (2), lassen sich die
Druckverhältnisse und damit das Schaltverhalten des Bypass-
Ventils (33) entsprechend einstellen. So wird vorzugsweise das
Regelelement (41) am Heißwassereingang (6) so eingestellt, daß
nicht mehr Wasser in die Heißwasserleitung (5) einfließen kann
wie durch den Heißwasserausgang (7) abfließen kann. Die
Durchflußmenge der Kaltwasserseite wird erst an der
Regelschraube (42) reduziert. Dadurch liegt automatisch im
Kaltwasserbereich ein höherer Wasserdruck vor, wodurch das
Bypass-Ventil (33) bei einer gleichzeitigen Entnahme von
Kaltwasser und Heißwasser sicher verschlossen wird. Weiterhin
ist auch eine werkseitige Voreinstellung durch entsprechende
Gestaltung der Querschnittsfläche des Ventiltellers (34) in
Richtung Kaltwasserkammer (37) bzw. durch entsprechende
zusätzliche Belastung oder Entlastung des Ventiltellers (34)
mittels Federn od. dgl. möglich.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist dafür vorgesehen,
einer Einhand-Mischarmatur (50) od. dgl. vorgeschaltet zu
werden. Es benötigt keine externe Energiequelle.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Vorrichtung
(1) direkt in die Einhand-Mischarmatur (50) eingebaut. Die
Einhand-Mischarmatur weist hierbei ein Armaturengehäuse (51),
einen Bedienhebel (54), welcher dreh- und schwenkbar am
Armaturengehäuse (51) gelagert ist, und einen Auslauf (53)
auf. Auf der unteren Anschlußseite der Einhand-Mischarmatur
(50) ist zunächst die Vorrichtung (1) mit einem
Warmwasserzulauf (6) und einem Kaltwasserzulauf (3) eingebaut.
Warmwasserzulauf (6) und Kaltwasserzulauf (3) sind jeweils mit
einem Warmwasserablauf (7) und einem Kaltwasserablauf (4) der
Vorrichtung (1) verbunden. Vor dem Absperrorgan (9) in der
Kaltwasserleitung (2) der Vorrichtung (1) zweigt eine Bypass-
Leitung (30) zu einem separaten Ausgang (31) ab. Direkt über
der Vorrichtung (1) befindet sich eine Steuerkartusche (55)
mit drei übereinanderliegenden Steuerscheiben (60, 70, 80).
Bei der in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Steuerkartusche für
Einhand-Mischarmaturen (50) wird die Kartusche durch Drehen
des Bedienhebels (54) nach rechts in die Heißwasserstellung,
und durch Drehen des Bedienhebels (54) nach links in die
Kaltwasserstellung gebracht. Selbstverständlich ist jedoch
eine passend symmetrische Ausführungsform für andere
Anschlußvorgaben vorgesehen.
Die unterste Steuerscheibe (60) enthält als Anschlußblock (60)
vier Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) für den
Heißwasserablauf (7), den Kaltwasserablauf (4) und den Bypass-
Ablauf (30) der Vorrichtung (1) sowie für den Auslauf (53) der
Armatur (30). Die Anschlußöffnungen sind entsprechend
gegenüber den Abläufen (4, 7, 30) bzw. dem Auslauf (53)
abgedichtet.
Die über dem Anschlußblock (60) befindliche
Mengensteuerscheibe (70) weist vier Durchflußöffnungen (71,
72, 73, 74) auf, welche jeweils den vier Anschlußöffnungen
(61, 62, 63, 64) des Anschlußblockes (60) zugeordnet sind.
Diese Mengensteuerscheibe (70) ist gegenüber dem Anschlußblock
(60) durch Verschwenken des Bedienhebels (54), über einen
Lenker (56) mit diesem verbunden, linear verschiebbar. Im
geöffneten Zustand der Mischarmatur (50) sind die
Durchflußöffnungen (71, 72, 73, 74) mit den jeweils
zugeordneten Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) überdeckend
angeordnet; im geschlossenen Zustand sind zumindest die
Durchflußöffnungen (71, 72, 73) für die drei von der
Vorrichtung kommenden Zuläufe (bzw. die Abläufe der
Vorrichtung (4, 7, 30)) neben den zugehörigen
Anschlußöffnungen (61, 62, 63) angeordnet.
Die oberste Steuerscheibe (80) weist als Mischsteuerscheibe
(80) vier den Durchflußöffnungen (71, 72, 73) bzw. den
Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) zugeordnete Steueröffnungen
(81, 82, 83, 84) auf. Diese Mischsteuerscheibe (80) ist
gegenüber dem Anschlußblock (60) und der Mengensteuerscheibe
(70) durch Verdrehen des mit der Mischsteuerscheibe (80)
verbundenen Bedienhebels (54) verdrehbar. Je nach Drehwinkel
sind die Steueröffnungen (81, 82, 83, 84) in einer anderen
Lage bezüglich der zugeordneten Anschlußöffnungen (61, 62, 63,
64) und überdecken diese ganz, teilweise oder gar nicht (s.
Fig. 5 bis Fig. 7).
Die Bypass-Steueröffnung (83) weist ungefähr den gleichen
Querschnitt wie die Bypass-Anschlußöffnung (61) auf. Die
übrigen Steueröffnungen (81, 82, 84) sind in Form von
Steuerschlitzen (81, 82, 84) ausgebildet, welche sich auf
konzentrischen Kreisbögen um den Mittelpunkt der
Mischsteuerscheibe (80) erstrecken.
Der Auslaufsteuerschlitz (84) weist über seine gesamte Länge
eine konstante Breite auf, welche vorzugsweise mindestens so
groß ist wie der Durchmesser der darunter liegenden
Anschlußöffnung (64). Der Kaltwasser- und der Heißwasser-
Steuerschlitz (82, 81) weisen jeweils eine sich von einem Ende
zum anderen Ende hin allmählich verringernde bzw. vergrößernde
Breite auf. Die Richtung ist jeweils so gewählt, daß in der
einen Extremstellung die Kaltwasseranschlußöffnung (62) direkt
von dem Bereich der Kaltwasser-Steueröffnung (82) mit der
größten Breite überdeckt wird und bei einem Verdrehen der
Steuerscheibe (80) in Richtung Heißwasserstellung der
Überdeckungsgrad immer mehr abnimmt und gleichzeitig der
Überdeckungsgrad der Heißwasser-Steueröffnung (81) gegenüber
der Heißwasser-Anschlußöffnung (61) immer mehr zunimmt. Die
Steueröffnungen (81, 82, 83, 84) sind hierbei auf der Misch-
Steuerscheibe (80) so angeordnet, daß in der
Kaltwasserstellung der Mischsteuerscheibe (80) die Bypass-
Steueröffnung (83) die Bypass-Anschlußöffnung (63) vollständig
überdeckt und die Heißwasser-Steueröffnung (81) vollständig
gegenüber der Heißwasser-Anschlußöffnung (61) verschoben ist.
In einer extremen Heißwasserstellung überdeckt die Heißwasser-
Steueröffnung (81) die Heißwasser-Anschlußöffnung (61)
vollständig. Die anderen beiden Zulauf-Steueröffnungen (82,
83) sind dann jeweils vollständig gegenüber den jeweiligen
Anschlußöffnungen (62, 63) verschoben. In einer
dazwischenliegenden Mischstellung sind die Heißwasser-
Steueröffnung (81) und die Kaltwasser-Steueröffnung (82)
derart gelegen, daß die jeweils zugeordneten Anschlußöffnungen
(61, 62) zumindest teilweise überdeckt werden, wobei der
Überdeckungsgrad jeweils abhängig von der exakten Lage der
Mischsteuerscheibe (80) ist. Die Bypass-Steueröffnung (83) ist
in diesen Lagen gegenüber der Bypass-Anschlußöffnung (63)
vollständig verschoben.
Die Auslauf-Steueröffnung (84) ist so groß, daß die Auslauf-
Anschlußöffnung (64) in allen Positionen vollständig von der
Auslauf-Steueröffnung (84) überdeckt ist.
Das von der Vorrichtung (1) ankommende Wasser wird nun durch
die Anschluß-Öffnungen (61, 62, 63) des Anschlußblocks (60)
dann durch die Durchflußöffnungen (71, 72, 73) der Mengen-
Steuerscheibe und schließlich durch die Steueröffnungen (81,
82, 83) der Misch-Steuerscheibe (80) in den darüberliegenden
Mischraum (52) gebracht, von wo aus das fertig gemischte,
entsprechend temperierte Wasser über die Ausfluß-Steueröffnung
(84), die Durchflußöffnung (74) und die Anschlußöffnung (64)
zum Ausfluß (53) gelangt und dort entnommen werden kann.
Claims (20)
1. Vorrichtung zur Durchflußregelung einer Flüssigkeit,
insbesondere Wasser, mit mindestens einer ersten
Durchgangsleitung (2) mit mindestens einer Zuleitung (3) und
mindestens einer Ableitung (4) für kalte Flüssigkeit und mit
mindestens einer zweiten Durchgangsleitung (5) mit mindestens
einer Zuleitung (6) und mindestens einer Ableitung (7) für
warme bzw. heiße Flüssigkeit, die getrennt von der
Durchgangsleitung für kaltes Wasser verläuft, mit einem in der
ersten Durchgangsleitung (2) angeordneten Absperrorgan (9) und
einem in und/oder an der zweiten Durchgangsleitung (5)
angeordneten, das Absperrorgan (9) ansteuernden und die erste
Durchgangsleitung (2) bei Erreichen einer Mindesttemperatur in
der zweiten Durchgangsleitung (5) freigebenden
Temperaturmeßelement (10), dadurch gekennzeichnet, daß das
Temperaturmeßelement (10) und das Absperrorgan (9) als
gemeinsame Baueinheit (8) in Form eines temperatursensitiven
Schalters (8) zwischen der ersten Durchgangsleitung (2) und der
zweiten Durchgangsleitung (5) angeordnet sind, wobei der
temperatursensitive Bereich (10) des Schalters (8) in und/oder
an der zweiten Durchgangsleitung (5) angeordnet ist und das
Absperrorgan (9) des Schalters (8) in der ersten Durchgangs
leitung (2) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Absperrorgan (9) des temperatursensitiven Schalters (8) ein
zwischen zwei Stellungen verschiebbar an und/oder in einem
Schaltkörper oder Schaltergehäuse (10G) angeordneter Stößel (9)
ist, und der Schaltkörper oder das Schaltergehäuse (10G) in der
zweiten Durchgangsleitung (5) angeordnet ist und der Stößel (9)
durch eine von dem ersten zur zweiten Durchgangsleitung (2, 5)
verlaufende Bohrung (11) in die erste Durchgangsleitung (2)
hineinragt und in einer ersten Stellung die erste Durchgangs
leitung (2) blockiert und in einer zweiten Stellung freigibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stößel (9) passig in der Bohrung (11) geführt ist und die
erste Durchgangsleitung (2) mittels mindestens einer
Ringdichtung (12) gegenüber der zweiten Durchgangsleitung (5)
abgedichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (10G) innen eine
Kammer (13) aufweist, welche mit einem Medium mit einem hohen
Wärmeausdehnungskoeffizienten gefüllt ist, und welche eine in
Bewegungsrichtung des Stößels (9) dehnbare und/oder
verschiebbare und gegen die angrenzenden Kammerwände
abgedichtete Wand (14, 15) aufweist, an welcher der durch eine
Öffnung (17) in das Schaltergehäuse (10G) hineinragende Stößel
(9) endseitig befestigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die dehnbare und/oder verschiebbare Wand (14, 15) entgegen dem
Innendruck der Kammer (13) federnd im Schaltergehäuse (10G)
gelagert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die dehnbare und/oder verschiebbare Wand
(14, 15) sich auf der von der in dem Schaltergehäuse (10G)
befindlichen Öffnung (17) für den Stößel (9) abgewandten Seite
(18) der Kammer (13) befindet, wobei der Stößel (9) bei einem
Ausdehnen des Mediums in das Schaltergehäuse (10G)
hineingezogen und bei einer Volumenverringerung aus dem
Schaltergehäuse (10G) herausgeschoben wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stößel (9) abgedichtet gelagert in die Kammer (13) hinein
und durch die Kammer (13) zu der dehnbaren und/oder
verschiebbaren Wand (14, 15) hindurchgeführt ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten
Durchgangsleitung (5) gegenüber der Bohrung (11) zur ersten
Durchgangsleitung (2) eine Öffnung (21) angeordnet ist, welche
mit einem Flansch (20) abdichtend verschließbar ist, an dessen
Innenseite der Schaltkörper oder das Schaltergehäuse (10G) mit
seiner vom Stößel (9) abgewandten Seite (18) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine das
Absperrorgan (9) in der ersten Durchgangsleitung (2)
überbrückende Bypass-Leitung (30) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Bypass-Leitung (30) zu einer separaten Ableitung (31) aus
der Vorrichtung (1) führt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Bypass-Leitung (30) ein von einem
Druck- oder Durchflußmeßelement in und/oder an der zweiten
Durchgangsleitung (5) angesteuertes Ventil (Bypass-Ventil)
(33) angeordnet ist, wobei bei einem Unterschreiten eines
Mindestdrucks in der zweiten Durchgangsleitung (5) bzw. bei
Registrieren eines Durchflusses von Flüssigkeit durch die
zweite Durchgangsleitung (5) das Bypass-Ventil (33) die
Bypass-Leitung (30) verschließt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (3, 6)
der ersten und der zweiten Durchgangsleitung (2, 5) und in der
Ableitung (4) der ersten Durchgangsleitung (2) jeweils ein
Durchflußregelelement (40, 41, 42) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bypass-Ventil (33) einen Ventilteller
(34) aufweist, welcher eine Öffnung (35) in einer Trennwand
(36) verschließt, wobei die Trennwand (36) eine in der ersten
Durchgangsleitung (2) angeordnete erste Durchgangskammer (37)
von einer dazu benachbarten Bypass-Kammer (38), von welcher
die Bypass-Leitung (30) abgeht, trennt, und welcher über eine
Ventilspindel (33S) mit einer dehnbaren Wand (Membran) (32)
verbunden ist, welche die Bypass-Kammer (38) von einer
benachbarten, in der zweiten Durchgangsleitung (5)
angeordneten zweiten Durchgangskammer (39) abtrennt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung (35) einen sich zur ersten Durchgangskammer
(37) hin konisch erweiternden Ventilsitz (35S) aufweist und
der Ventilteller (34) eine entsprechend formschlüssig in den
Ventilsitz (35S) angepaßte, zur Bypass-Kammer (38) weisende
Dichtfläche (34D) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe einer
Einhandmischarmatur (50) vorgeschaltet ist.
16. Einhandmischarmatur (50) mit einem Armaturengehäuse
(51), mindestens einem Heißwasserzulauf (6) und einem
Kaltwasserzulauf (3), einem Mischraum (52) und mindestens
einem Auslauf (53), einem schwenk- und drehbar gelagerten
Bedienhebel und einer dem Mischraum (52) vorgeschalteten
Steuerkartusche (55) mit mindestens zwei dicht übereinander
liegenden, gegeneinander verdrehbaren und/oder verschiebbaren
Steuerscheiben (60, 70, 80), von denen mindestens eine mit dem
Bedienhebel (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ihn
dem Armaturengehäuse (51), der Steuerkartusche (55)
vorgeschaltet, eine Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche
1 bis 15 angeordnet ist.
17. Einhandmischarmatur (50) nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuerkartusche (55) aus drei
übereinander liegenden Steuerscheiben (60, 70, 80) besteht,
wobei die unterste Steuerscheibe (60) als Anschlußblock (60)
vier Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) für den
Heißwasserablauf (7), den Kaltwasserablauf (4) und den Bypass-
Ablauf (30) der Vorrichtung (1) sowie für den Auslauf (53)
aufweist, und wobei die mittlere Steuerscheibe (70) als
Mengensteuerscheibe (70) vier den Anschlußöffnungen (61, 62,
63, 64) des Anschlußblocks (60) zugeordnete Durchflußöffnungen
(71, 72, 73, 74) aufweist und gegenüber dem Anschlußblock (60)
durch Verschwenken des Bedienhebels (54), über einen Lenker
(56) mit diesem verbunden, verschiebbar ist, wobei im
geöffneten Zustand der Mischarmatur (50) die
Durchflußöffnungen (71, 72, 73, 74) sich mit den jeweils
zugeordneten Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) überdecken und
im geschlossenen Zustand zumindest die Durchflußöffnungen (71,
72, 73) für die drei Abläufe (4, 7, 30) der Vorrichtung (1)
neben den zugehörigen Anschlußöffnungen (61, 62, 63)
angeordnet sind und wobei die oberste Steuerscheibe (80) als
Mischsteuerscheibe (80) vier den Durchflußöffnungen (71, 72,
73, 74) bzw. den Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64)
zugeordnete Steueröffnungen (81, 82, 83, 84) aufweist, und
gegenüber dem Anschlußblock (60) und der Mengensteuerscheibe
(70) durch Verdrehen des Bedienhebels (54), mit diesem
drehfest verbunden, verdrehbar ist, wobei je nach Drehwinkel
die Steueröffnungen (81, 82, 83, 84) die zugeordneten
Anschlußöffnungen (61, 62, 63, 64) in unterschiedlichem Maße
überdecken.
18. Einhandmischarmatur (50) nach Anspruch 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bypass-Steueröffnung (83) ungefähr den
gleichen Querschnitt aufweist wie die Bypassanschlußöffnung
(61) und die übrigen Steueröffnungen (81, 82, 84) in Form von
Steuerschlitzen (81, 82, 84) ausgebildet sind, welche sich auf
konzentrischen Kreisbögen um den Mittelpunkt der
Mischsteuerscheibe (80) erstrecken.
19. Einhandmischarmatur (50) nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auslaufsteuerschlitz (84) über seine
gesamte Länge eine konstante Breite und der Kaltwasser- und
der Heißwassersteuerschlitz (82, 81) eine sich jeweils vom
einen Ende zum anderen Ende hin allmählich verringernde bzw.
vergrößernde Breite aufweisen.
20. Einhandmischarmatur (50) nach einen- der Ansprüche 17 bis
19, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnungen (81, 82,
83, 84) so angeordnet sind, daß die Bypass-Steueröffnung (83)
in der Kaltwasserstellung der Mischsteuerscheibe (80) die
Bypass-Anschlußöffnung (63) vollständig überdeckt und die
Heißwassersteueröffnung (81) vollständig gegenüber der
Heißwasseranschlußöffnung (61) verschoben ist und daß in einer
Zwischenstellung die Heißwassersteueröffnung (81) und die
Kaltwassersteueröffnung (82) die jeweils zugeordneten
Anschlußöffnungen (61, 62) zumindest teilweise überdecken und
die Bypass-Steueröffnung (83) gegenüber der Bypass-
Anschlußöffnung (63) vollständig verschoben ist und daß in
einer Heißwasserstellung die Heißwassersteueröffnung (81) die
Heißwasseranschlußöffnung (61) vollständig überdeckt und die
Kaltwasser- und die Bypass-Steueröffnung, (82, 83) vollständig
gegenüber den jeweiligen Anschlußöffnungen (62, 63) verschoben
sind, und daß in allen Positionen die Auslaufsteueröffnung
(84) die Auslaufanschlußöffnung (64) vollständig überdeckt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996107432 DE19607432C1 (de) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Vorrichtung zur Durchflußregelung einer Flüssigkeit |
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DE1996107432 Expired - Fee Related DE19607432C1 (de) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | Vorrichtung zur Durchflußregelung einer Flüssigkeit |
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- 1996-02-28 DE DE1996107432 patent/DE19607432C1/de not_active Expired - Fee Related
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