DE19927078C1 - Pressure compensation device for a hot water tank or the like. - Google Patents

Abstract

Eine Druckausgleichseinrichtung für einen Warmwasserspeicher oder dgl. mit einem im Wasserraum des Warmwasserspeichers angeordneten Druckausgleichselement, welches einen Gasraum zur Aufnahme eines unter einem Vordruck stehenden Gases bildet und wenigstens bereichsweise von einer flexiblen Membran gebildet ist, soll so geschaffen werden, die unabhängig vom Druckzustand des Warmwasserspeichers und ohne zusätzliche Schutzvorrichtungen zuverlässig einsetzbar ist. DOLLAR A Dies wird dadurch erreicht, daß die Membran (7) mehrlagig mit wenigstens einer gasraumseitigen gasdichten Lage (7a) und wenigstens einer wasserraumseitigen elastischen und druckstabilen Lage (7b, 7c) ausgebildet ist.A pressure compensation device for a hot water storage device or the like. With a pressure compensation element arranged in the water space of the hot water storage device, which forms a gas space for receiving a gas under a pre-pressure and is formed at least in regions by a flexible membrane, is to be created that is independent of the pressure state of the hot water storage device and can be used reliably without additional protective devices. DOLLAR A This is achieved in that the membrane (7) is constructed in multiple layers with at least one gas-tight layer (7a) on the gas chamber side and at least one elastic and pressure-stable layer (7b, 7c) on the water chamber side.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckausgleichseinrichtung für einen Warmwasserspeicher oder dgl. mit einem im Wasserraum des Warmwasserspeichers angeordneten Druckausgleichselement, wel­ ches einen Gasraum zur Aufnahme eines unter einem Vordruck stehenden Gases bildet und wenigstens bereichsweise von einer flexiblen Membran gebildet ist.The invention relates to a pressure compensation device for a hot water tank or the like with one in the water space of the Hot water storage arranged pressure compensation element, wel ches a gas space for receiving one under a pre-pressure standing gas and at least partially from one flexible membrane is formed.

Derartige Druckausgleichseinrichtungen für Warmwasserspeicher sind beispielsweise aus DE 36 42 583 A1 und DE 44 26 924 A1 bekannt. Bei der aus DE 36 42 583 A1 bekannten Lösung ist vor­ gesehen, eine elastische Membran mit einem eingestellten Gas­ vordruck für den Volumenausgleich in den Warmwasserspeicher einzubauen. Dabei soll der Gasvordruck dem Betriebsüberdruck des Warmwasserspeichers entsprechen. Als Werkstoff für die elastische Membran wird ein Gummibeutel vorgeschlagen. Zum Schutz der elastischen Membran gegen eine Drucküberlastung bei entleertem und damit drucklosem Warmwasserspeicher ist ein perforiertes Schutzglied vorgesehen.Such pressure compensation devices for hot water tanks are for example from DE 36 42 583 A1 and DE 44 26 924 A1 known. In the solution known from DE 36 42 583 A1 is before seen an elastic membrane with an adjusted gas Form for volume compensation in the hot water tank to install. The gas admission pressure should correspond to the operating pressure of the hot water tank. As a material for the elastic membrane, a rubber bag is proposed. To the Protection of the elastic membrane against pressure overload emptied and thus depressurized hot water tank is a perforated protection member provided.

Bei der aus DE 44 26 924 A1 bekannten Lösung ist über die Aus­ gestaltung der Membran im einzelnen nichts ausgesagt. Zum Schutz der Membran gegen eine Drucküberlastung bei entleertem und drucklosem Warmwasserspeicher sind Stäbe vorgesehen. In the solution known from DE 44 26 924 A1 is about the off the design of the membrane did not say anything in detail. To the Protection of the membrane against pressure overload when the valve is empty and unpressurized hot water tank rods are provided.  

Aus DE 38 15 721 A1 ist eine ähnliche Lösung bekannt, bei der der Behälter eines Warmwasserbereiters als oberen Abschluß einen Deckel mit darunter liegendem gelochten Stützblech aus Edelstahl oder dgl. aufweist, wobei zwischen dem Stützblech und dem Deckel eine Membran aus Gummi oder einem anderen ela­ stischen Werkstoff angeordnet ist und der Zwischenraum zwi­ schen Membran und Deckel mit einem unter Druck stehenden Inertgas gefüllt ist. Als Schutzeinrichtung für die Membran dient das gelochte Stützblech.From DE 38 15 721 A1 a similar solution is known in which the container of a water heater as an upper end a lid with a perforated support plate underneath Stainless steel or the like., Between the support plate and the cover a membrane made of rubber or another ela tical material is arranged and the space between membrane and cover with a pressurized Inert gas is filled. As a protective device for the membrane is the perforated support plate.

Der Betriebsüberdruck kann bei derartigen Warmwasserspeichern in der Praxis bis zu 10 bar betragen. Das bedeutet, daß der Gasvordruck in der elastischen Membran ebenfalls auf 10 bar eingestellt sein muß. Da unter normalen Betriebsbedingungen die Druckunterschiede zwischen dem Wasserinhalt des Warmwas­ serspeichers und der elastischen Membran niedrig sind, reicht bei oberflächlicher Betrachtung ein Gummibeutel als Druckaus­ gleichselement mit den vorgenannten Schutzmaßnahmen aus. Die Praxis zeigt jedoch, daß die vorgeschlagenen Druckausgleichs­ einrichtungen und deren Schutzelemente insbesondere für den drucklosen Betriebszustand des Warmwasserspeichers nicht aus­ reichen. So sind die vorerwähnten Lösungen bisher nur theore­ tischer Art, bis heute sind im Markt keine Warmwasserspeicher verfügbar, die eine integrierte Druckausgleichseinrichtung aufweisen.The operating pressure can be with such hot water storage in practice up to 10 bar. That means that the Gas admission pressure in the elastic membrane also to 10 bar must be set. Because under normal operating conditions the pressure differences between the water content of the hot water serspeicher and the elastic membrane are low enough when viewed superficially, a rubber bag as a printout equal element with the aforementioned protective measures. The Practice shows, however, that the proposed pressure compensation facilities and their protective elements, in particular for the pressureless operating state of the hot water tank does not switch off pass. So the previously mentioned solutions are only theoretical table, there are still no hot water tanks on the market today available with an integrated pressure compensation device exhibit.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Druckausgleichsein­ richtung für einen Warmwasserspeicher oder dgl. zu schaffen, die unabhängig vom Druckzustand des Warmwasserspeichers und ohne zusätzliche Schutzvorrichtungen zuverlässig einsetzbar ist.The object of the invention is therefore to be pressure equalization  to create a direction for a hot water tank or the like, which are independent of the pressure status of the hot water tank and Can be used reliably without additional protective devices is.

Diese Aufgabe wird bei einer Druckausgleichseinrichtung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran mehrlagig mit wenigstens einer gasraumseitigen gasdichten Lage und wenigstens einer wassserraumseitigen ela­ stischen und druckstabilen Lage ausgebildet ist.This task is carried out in a pressure compensation device initially described type solved according to the invention in that the membrane in multiple layers with at least one gas chamber side gas-tight position and at least one ela tical and pressure-stable position is formed.

Auf diese Weise wird eine Druckausgleichseinrichtung für einen Warmwasserspeicher oder dgl. zur Verfügung gestellt, die ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen wie beim bisherigen Stand der Technik unabhängig vom Druckzustand des Warmwasserspeichers zuverlässig einsetzbar ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Druckausgleichseinrichtung bzw. die Membran derselben bei Drucküberlastung beschädigt wird, was insbesondere bei druck­ losem Betriebszustand des Warmwasserspeichers sonst passieren könnte. Die dem Gasraum zugewandte Lage der Membran besteht dabei aus einem gasdichten Werkstoff, an den bezüglich der Druckfestigkeit keine besonderen Anforderungen gestellt wer­ den, während die außenseitige, dem Wasserraum zugewandte Lage elastisch und druckstabil ausgebildet ist, was auf verschiede­ ne Weise erreicht werden kann.In this way, a pressure compensation device for one Hot water tank or the like. Provided without additional protective measures as in the previous state of the Technology independent of the pressure status of the hot water tank can be used reliably without the risk that the pressure compensation device or the membrane of the same Pressure overload is damaged, which is particularly the case with pressure otherwise the operating state of the hot water tank is loose could. The position of the membrane facing the gas space exists thereby made of a gas-tight material to which the Compressive strength made no special demands the while the outside facing the water space is elastic and pressure-resistant, which is different ne way can be achieved.

Grundsätzlich sind mehrschichtige Membranen beispielsweise aus WO 88/08096 A1 bekannt, diese sind jedoch nicht in der bean­ spruchten Weise ausgebildet und für ganz andere Einsatzzwecke bestimmt.Basically, multilayer membranes are made of, for example  WO 88/08096 A1 known, but these are not in the bean trained way and for completely different purposes certainly.

Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die wasserraumseitige Lage von einer wasserraumseitigen elastischen Schicht und einer druckstabilen Zwischenschicht gebildet ist. Diese Zwischenschicht kann beispielsweise aus Fasern oder Gewebe bestehen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die wasserraumseitige Lage als Einzellage ausgebil­ det ist, in welche Fasern oder Gewebe als Verstärkung inte­ griert sind.In a first advantageous embodiment, that the water-space side of a water-space side elastic layer and a pressure-stable intermediate layer is formed. This intermediate layer can, for example, consist of Fibers or fabrics exist. Alternatively, it can also be provided be that the water-space side trained as a single layer det is in which fibers or fabrics inte are free.

Für die Funktion der Membran ist es grundsätzlich unerheblich, wie die einzelnen Lagen bzw. Schichten miteinander verbunden sind. So können die Lagen bzw. Schichten stoffschlüssig mit­ einander verbunden sein, es kann aber auch alternativ oder zu­ sätzlich eine mechanische Verbindung vorgesehen sein. Zur stoffschlüssigen Verbindung kann die Membran z. B. durch Coex­ trusion hergestellt werden.For the function of the membrane, it is basically irrelevant how the individual layers or layers are interconnected are. So the layers or layers can be cohesive be connected to each other, but it can also alternatively or too In addition, a mechanical connection can be provided. For cohesive connection, the membrane z. B. by Coex trusion.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Druckausgleichselement an einem oder beiden Ende(n) mit einem topfartigen Endstück ver­ sehen ist, an dem die Membran befestigt ist. Die mehrlagige Membran ist dann an dem einen oder beiden Endstück(en) mit entsprechenden Aufnahmeelementen untereinander und gegen die beiden Medien Wasser und Gas abgedichtet. Als Halbzeug für die Herstellung der Membran können sowohl rohrförmige als auch bahnförmige Profile benutzt werden. Bei der Verwendung von bahnförmigen Profilen werden diese zu einem Rohrprofil ge­ wickelt. Die Nahtstelle kann durch stoffschlüssige oder mecha­ nische Verfahren verbunden werden.It is preferably provided that the pressure compensation element on ver or one end (s) with a pot-like end piece is seen to which the membrane is attached. The multilayer The membrane is then on one or both end piece (s) corresponding recording elements with each other and against sealed both media water and gas. As a semi-finished product for  Manufacturing the membrane can be both tubular as well web-shaped profiles are used. When using web-shaped profiles, these are ge to a tubular profile wraps. The interface can be through cohesive or mecha African procedures.

Um eine besonders einfache Montage der Druckausgleichseinrich­ tung am Warmwasserspeicher zu bewerkstelligen, ist vorteilhaft vorgesehen, daß ein topfartiges Endstück als Anschlußstück zur Befestigung am Warmwasserspeicher ausgebildet ist.For a particularly simple installation of the pressure compensation device to accomplish on the hot water tank is advantageous provided that a pot-like end piece as a connector for Attachment to the hot water tank is formed.

Wie vorerwähnt, können die einzelnen Lagen der Membran grund­ sätzlich aus verschiedenen Materialien gebildet werden. Beson­ ders bevorzugt ist aber vorgesehen, daß die wasserraumseitige Lage bzw. Schicht der Membran aus einem trinkwassergeeigneten Kunststoff besteht.As mentioned above, the individual layers of the membrane can be basic are additionally formed from different materials. Especially However, it is preferably provided that the water chamber side Position or layer of the membrane from a drinking water suitable Plastic is made.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is illustrated below with reference to the drawing explained in detail. This shows in

Fig. 1 einen Warmwasserspeicher mit erfindungsgemäßer Druck­ ausgleichseinrichtung, Fig. 1 balancer a hot water tank with an inventive pressure,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Druckausgleichseinrichtung und in Fig. 2 shows a pressure compensation device according to the invention and in

Fig. 3 ein vergrößertes Detail der Fig. 2. Fig. 3 shows an enlarged detail of FIG. 2.

In Fig. 1 ist ein Warmwasserspeicher 1 mit Kaltwasserzulauf 2 und Warmwasserablauf 3 sowie eine Heizeinrichtung 4 angedeu­ tet.In Fig. 1, a hot water tank 1 with cold water inlet 2 and hot water outlet 3 and a heating device 4 is indicated.

Um bei Temperaturänderungen des im Warmwasserspeicher 1 be­ findlichen Wassers Volumenänderungen des Wassers ausgleichen zu können, ist der Warmwasserspeicher 1 mit einer erfindungs­ gemäßen Druckausgleichseinrichtung versehen. Diese Druckaus­ gleichseinrichtung kann beispielsweise im oberen Bereich des Warmwasserspeichers 1 an einem flanschartigen Anschluß 5 des Warmwasserspeichers 1 befestigt werden.In order to be able to compensate for changes in volume of the water in the event of temperature changes in the water in the hot water tank 1 , the hot water tank 1 is provided with a pressure compensation device according to the invention. This Druckaus equalization device can be attached, for example in the upper region of the hot water tank 1 to a flange-like connection 5 of the hot water tank 1 .

Die Druckausgleichseinrichtung ist in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt. Sie besteht aus einem allgemein mit 6 bezeichne­ ten Druckausgleichselement, das beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel von einer mehrlagigen, im druckfreien Zustand bevorzugt rohrförmigen Membran 7 und zwei endseitigen topfar­ tigen Endstücken 8, 9 gebildet ist. Dabei ist das topfartige Endstück 9 über einen Anschlußstutzen 10 mit einem Gasfüllven­ til 11 versehen. Der Anschlußstutzen 10 selbst ist beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel mit einem Außengewinde 12 verse­ hen, der ein Einschrauben des Druckausgleichselementes 6 in eine entsprechende Innenbohrung am Anschluß 5 des Warmwasser­ speichers 1 ermöglicht. Selbstverständlich ist auch eine ande­ re Art der Befestigung am Warmwasserspeicher 1 möglich.The pressure compensation device is shown in more detail in FIGS. 2 and 3. It consists of a generally designated 6 pressure compensation element, which is formed in the illustrated embodiment, for example, by a multilayered, preferably non-pressurized tubular membrane 7 and two end-side topfar term end pieces 8 , 9 . The pot-like end piece 9 is provided with a gas fill valve 11 via a connecting piece 10 . The connecting piece 10 itself is hen in the embodiment illustrated Darge with an external thread 12 verses that allows screwing the pressure compensation element 6 into a corresponding inner bore at the connection 5 of the hot water tank 1 . Of course, another type of attachment to the hot water tank 1 is also possible.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Membran 7, wie aus Fig. 3 hervorgeht, mehrlagig ausgebildet ist, und zwar wenig­ stens aus einer gasraumseitigen gasdichten Lage 7a und wenig­ stens einer wasserraumseitigen elastischen und druckstabilen Lage gebildet ist, wobei beim Ausführungsbeispiel diese was­ serraumseitige elastische und druckstabile Lage von einer was­ serraumseitigen elastischen Schicht 7b und einer druckstabilen Zwischenschicht 7c gebildet ist.It is essential for the invention that the membrane 7 , as is apparent from Fig. 3, is formed in several layers, namely at least least from a gas-tight gas-tight layer 7 a and at least an elastic and pressure-stable layer on the water chamber side, this being what in the embodiment elastic and pressure-stable layer on the serraum side, which is formed by an elastic layer 7 b on the serraum side and a pressure-stable intermediate layer 7 c.

Dabei besteht die gasraumseitige Lage 7a der Membran 7 aus ei­ nem gasdichten Werkstoff, an den bezüglich der Druckfestigkeit keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Die dem Was­ serraum zugewandte Lage bzw. Schicht 7b dagegen ist elastisch ausgebildet und besteht aus einem vorzugsweise lebensmittel­ tauglichen Kunststoff. Die Druckstabilität wird entweder durch die zusätzliche Zwischenschicht 7c erreicht, die beispielswei­ se aus Fasern oder Gewebe bestehen kann oder die wasserraum­ seitige Lage kann einlagig ausgebildet sein, wobei zur Druck­ stabilität dann Fasern oder Gewebe in die Kunststoffschicht integriert sind.The gas chamber side layer 7 a of the membrane 7 is made of a gas-tight material, to which no special requirements are imposed with regard to the pressure resistance. The water-facing layer or layer 7 b, on the other hand, is elastic and consists of a preferably food-grade plastic. The pressure stability is achieved either by the additional intermediate layer 7 c, which can be made of fibers or fabric, for example, or the layer on the water side can be formed in one layer, with fibers or fabrics being integrated into the plastic layer for pressure stability.

Die einzelnen Lagen bzw. Schichten der Membran 7 können stoff­ schlüssig oder mechanisch miteinander verbunden sein, beim dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) ist eine mechani­ sche Verbindung vorgesehen, das jeweilige topfartige Endstück 8, 9 ist freiendseitig mit Einbuchtungen 13 versehen, in wel­ che die Enden der Membranlagen zum Teil eingreifen und mittels eines klammerartigen umlaufenden mechanischen Halteelementes 14 gehalten werden.The individual layers or layers of the membrane 7 can be cohesively or mechanically connected to each other, in the illustrated embodiment ( Fig. 3) a mechanical connection is provided, the respective pot-like end piece 8 , 9 is provided on the free side with indentations 13 , in which che partially engage the ends of the membrane layers and are held by means of a clamp-like circumferential mechanical holding element 14 .

Im normalen Betriebszustand des Warmwasserspeichers 1 ist die Membran 7 weitgehend druckfrei, d. h. der Vordruck im Gasraum 15 der Membran 7 entspricht dem Innendruck im Wasserraum 16 des Warmwasserspeichers 1. Dieser Druck kann dabei jeweils durchaus bis zu 10 bar betragen. Wird aus dem Warmwasserspei­ cher 1 das gesamte Wasser abgelassen, so wird eine Zerstörung der Druckausgleichseinrichtung durch die Ausgestaltung der Membran 7 zuverlässig vermieden, denn die äußere Lage bzw. Schicht 7b der Membran 7 kann die entstehende Druckbelastung problemlos aufnehmen, ohne daß es zusätzlicher mechanischer Schutzelemente oder dgl. bedarf. Gleichzeitig wird ein Aus­ treten des Gases in den Wasserraum durch die Membranlage 7a zuverlässig vermieden.In the normal operating state of the hot water tank 1 , the membrane 7 is largely free of pressure, ie the admission pressure in the gas chamber 15 of the membrane 7 corresponds to the internal pressure in the water chamber 16 of the hot water tank 1 . This pressure can be up to 10 bar. Is from the Warmwasserspei cher 1 all of the water discharged, so a destruction of the pressure-equalizing device is reliably avoided by the configuration of membrane 7, for the outer sheet or layer 7b of the diaphragm 7 can easily absorb the resulting pressure load without the additional mechanical Protection elements or the like. Requires. At the same time, the gas is reliably prevented from entering the water space through the membrane system 7 a.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Aus­ führungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann grund­ sätzlich die Membran auch ballförmig ausgebildet sein, so daß das innenseitige topfartige Endstück 8 entfallen kann. Außer­ dem können die einzelnen Lagen bzw. Schichten 7a, 7b, 7c auch stoffschlüssig miteinander verbunden sein und dgl. mehr.Of course, the invention is not limited to the illustrated exemplary embodiments. Further configurations are possible without leaving the basic idea. So basically the membrane can also be ball-shaped, so that the inside pot-like end piece 8 can be omitted. In addition, the individual layers or layers 7 a, 7 b, 7 c can also be bonded to one another and the like. More.

Claims (7)

1. Druckausgleichseinrichtung für einen Warmwasserspeicher oder dgl. mit einem im Wasserraum des Warmwasserspeichers angeord­ neten Druckausgleichselement, welches einen Gasraum zur Auf­ nahme eines unter einem Vordruck stehenden Gases bildet und wenigstens bereichsweise von einer flexiblen Membran gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (7) mehrlagig mit wenigstens einer gasraumsei­ tigen gasdichten Lage (7a) und wenigstens einer wasserraumsei­ tigen elastischen und druckstabilen Lage (7b, 7c) ausgebildet ist.1. Pressure compensation device for a hot water tank or the like. With a pressure compensation element arranged in the water space of the hot water tank, which forms a gas space for receiving a gas under a pre-pressure and is formed at least in regions by a flexible membrane, characterized in that the membrane ( 7 ) multilayered with at least one gasraumsei term gas-tight layer ( 7 a) and at least one wasserraumsei term elastic and pressure-stable layer ( 7 b, 7 c). 2. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserraumseitige Lage von einer wasserraumseitigen elastischen Schicht (7b) und einer druckstabilen Zwischen­ schicht (7c) gebildet ist.2. Pressure compensation device according to claim 1, characterized in that the water chamber side layer of a water chamber side elastic layer ( 7 b) and a pressure-stable intermediate layer ( 7 c) is formed. 3. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (7a) bzw. Schichten (7b, 7c) stoffschlüssig mit­ einander verbunden sind.3. Pressure compensation device according to claim 1 or 2, characterized in that the layers ( 7 a) or layers ( 7 b, 7 c) are integrally connected to each other. 4. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (7a) bzw. Schichten (7b, 7c) mechanisch miteinan­ der verbunden sind.4. Pressure compensation device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the layers ( 7 a) or layers ( 7 b, 7 c) are mechanically connected to each other. 5. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckausgleichselement (6) an einem oder beiden En­ de(n) mit einem topfartigen Endstück (8, 9) versehen ist, an dem die Membran (7) befestigt ist.5. Pressure compensation device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the pressure compensation element ( 6 ) on one or both ends (n) is provided with a pot-like end piece ( 8 , 9 ) to which the membrane ( 7 ) is attached . 6. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfartiges Endstück (9) als Anschlußstück zur Befe­ stigung am Warmwasserspeicher (1) ausgebildet ist.6. Pressure compensation device according to claim 5, characterized in that a pot-like end piece ( 9 ) as a connector for BEFE Stigung on the hot water tank ( 1 ) is formed. 7. Druckausgleichseinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserraumseitige Lage bzw. Schicht (7b) der Membran (7) aus einem trinkwassergeeigneten Kunststoff besteht.7. Pressure compensation device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the water space side layer or layer ( 7 b) of the membrane ( 7 ) consists of a plastic suitable for drinking water.