DE717398C

DE717398C - Kochendwassererhitzer

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Publication number: DE717398C
Application number: DEJ53200D
Authority: DE
Original assignee: Junkers and Co GmbH
Current assignee: Junkers and Co GmbH
Priority date: 1935-09-14
Filing date: 1935-09-14
Publication date: 1942-02-13

Description

Kochendwassererhitzer Es sind schon Flüssigkeitserhitzer zur Erzeugung von kochendem Wasser bekannt, bei welchen ein Schwimmerventil den Frischwass:erzuflul3 zum Erhitzerbehälter steuert, aus welchem das kochende Wasser durch den Dampfdruck in .eine Entnahmeleitung gedrückt wird, die sich über den von dem Schwimmerventil eingeregelten Wasserstand hinaus- erhebt. Solche Erhitzer haben den Nachteil,. daß man mit ihnen nur kochendes Wasser herstellen kann, weil der Frischwasserzufluß ausschließlich über das Schwimmerventil .erfolgen kann und daher stets auf das zur Erzeugung von kochendem Wasser erforderliche Höchstmaß begrenzt bleibt.
Es sind ferner solche Flüssigkeitserhitzer für Kochendwassererzeugung bekannt, bei welchen der Frischwasserzufluß durch ein thermo-statbetätigtes Regelventil gesteuert wird, das den Zufluß öffnet, wenn der Thermostat von dem Dampf des kochenden Wassers erregt wird, und den Zu$uß selbsttätig wieder schließt, sobald der Fris.chwass.erzufluß die Dampfbildung wieder beseitigt hat. Um auch Wasser von geringerer Temperatur erzeugen zu können, ist bei diesen Erhitzern außerdem eine das Regelventil iungehende zusätzliche Zulaufleitung vorgesehen, und das Frisch-,vas:ser kann mittels eines Umstellhahnes entweder zur Erezugung von kochendem Wasser über .den ReglQr oder zur Erzeugung von warmem Wasser über die ungeregelte zusätzliche Zulaufleitungdurch den Erhitzer geleitet werden. Dieser bekannte Flüssigkeitserhitzer hat .jedoch den Nachteil, daß die Abgabe von kochendem Wasser nur stoßweise erfolgt, weil das Thermostatventil das Wasser nur absatzweise zum Erhitzer strömen läßt, während die ungeregelte Zulaufleitung vollkomm-en abgesperrt ist. Außerdem kann ein solcher Erhitzer nicht als selbsttätiger Gaswas.serh.e-zer mit einer von Druckunterschieden in der Wasserzuleitung betätigten Wassermangelsicherung ausgebildet werden, weil beim Schließen des Thermostatventils gleichz,eitig auch das Gasventil schließen würde.
Die Erfindung besteht darin, daß -der Durchflußqu.erschnitt der zusätzlichen Wasserzuleitung nur :so weit abgedrosselt werden kann, d.aß die in der Zeiteinheit durchfließende Wassermenge kleiner ist als die Wassermenge, die in der gleichen Zeiteinheit im Erhitzer zum Sieden gebracht werden kann. Die Erfindung hat mehrfache Vorteile. Dadurch nämlich, daß die zusätzliche Wasserzuleitung nicht vollständig absperrbar ist, fließt dem Erhitzer dauernd eine kleine Wassermenge zu, die den Regler umgeht. Infolgedessen muß der Regler bei der Erzeugung von kochendem Wasser nicht mehr die volle Wassermenge steuern, sondern nur noch eine erheblich kleinere Zusatzwassermenge. Es kann infolgedessen sehr klein gebaut werden und muß nur noch so kleine Regelbewegungen ausführen, daß die dadurch hervorgerufenen Änderungen der durch den Erhitzer strömenden Wassermenge keine Unterbrechung am Kochendwasserauslauf mehr bewirken können. Außerdem aber kann man die bei geöfLietein Wasserhahn ständig durch die zusätzliche Wasserzuleitung strömende Wassermenge sowohl zum Kühlen der Verbrennungskammer des Erhitzers als auch zur Betätigung einer selbsttätigen, von Druckunterschieden in der Wasserzuleitung betätigten Wasserniangelsich ersing benutzen. Die Anwendung einer solchen Wassermangelsicherung hat noch den weiteren Vorteil, daß die Gaszufuhr zum Brenner des. Erhitzers selbsttätig abgesperrt wird, sobald der Auslauf des Erhitzers durch Kesselsteinablagerungen .a. dgl. verstopft :wird. Bei bekannten Ko.ciiendc: assererhitzern @:-ird die Brennstoffzufuhr lediglich durch den statischen Druck des Wassers auf eine nur einseitig vom Wasser beaufschlagte Membran gesteuert. Dies hat aber den Nachteil, daß die Brennerflammen auch dann Weiterbrennen, wenn das erhitzte Wasser am Ausfließen verhindert ist, so daß der Erhitzer schließlich durch den Dampfdruck zerstört werden kann.
In der Zeichnung sind in Abb. i und 2 zwei Beispiele des neuen Kochendwassererhitzers dargestellt, :während die Abb.3 und s zwei weitere Scbaltstellungen des Erhitzers nach Abb.2 zeigen.
Der in Abb. i dargestellte Erhitzer besitzt einen aus einem topfartigen Behälter bestehenden Wärmeaustauscher io, der mit Heizrippen i i versehen ist. Das kalte Wasser wird durch eine Leitung 12 zugeführt und strömt über -iii Druci>regelv.eritil 13 in die Leitung 14., die zum Wärmeaustauscher io führt. Das Druckregelventil 13 wird von einer durch eine Feder 15 belasteten 1@Tembran i6 betätigt, die in ein,-,m Gehäuse 17 zwei Kammern 18, i-9 voneinander trennt, von denen die Kammer io mit der Außenluft über eine Atemöffnung in Verbindung steht. Die Membran 16 betätigt gleichzeitig ein Gasventil 2o in einer zu einem Brenner 21 führenden Gasleitung 22. Die Kaltwasserleitung 14. teilt sich in zwei parallele Leitungen 23 und 2¢, die beide in den Wärmeaustausclier io münden. Der Frischvasserzufluß durch die Leitung 23 ;wird durch ein Sch-,wimmerventi125 gesteuert, während die Leitung 24. den Schwimmerregler umgeht. Durch ein als Hahn ausgebildetes Einstellglied 26 kann die Menge des über die Leitung 2.1. zufließenden Wassers gedrosselt, aller nicht wollständig abgesperrt werden.

Wird der Zapfhahn 27 in der Kaltcwasserzuleitung 12 geöffnet, dann strömt das Wasser über das Regelventil 13 in die Leiturig i4. und gelangt über die Leitung 23 und über die zusätzliche Leitung 24. in den Wärmeaustausch°r 1o. Hat der Wasserstand in dem Wärrneaustauscher i o eine bestimmte Höhe erreicht, dann schließt das Schwimmerventil 25 die Zuleitung 23, während durch die Lei-

tung 2.1. ::-uiteres Wasser in den B@_hälter io

cinströii:c:n kann. Sofern siedendes @1'as.@r

erzeugt ::-erden soll, muß der Wassc-rztitl:iß

mittels der enger. Bohrung 29 des Hahnes 2,-1

sr t@-c:t gedross^lt werden, daß di° in der

A:iciniieit zufließende Wasserm,-nge

ist als die Wassermenge, welche durch

die @ rim Brenner 2 i gtiicferte Wärni,-.nient;e

Ni der gleichen Zeiteinheit zu ni S_e@21

gebracht werden kann. Der sich beim Sieuren

entwickelnde Dampf übt auf die Oberflüche

des in dem Behälter io cinges.clilossenen

V%'asssers eilen Druck aus, der das siedende

Wasser in eine zur Verbrauchssielic füiirend--#

1#.ntnahiiie'_eitung 28 fördert. Das Regeiveiitii

13 sorgt dafür, da13 in der Leitung 1.1 und

inl:alg._dcssen in den Leitungen 23, 24 ein sr_t=

-le:chblfAbender Druck vorhanden ist.

Will man Wasser unterhalb der Siede-

wrnp eratur zapfen, dann wird der Hahn

so eingestellt, daß das Wasser durch die grö-

fi.ere Bohrung 29« in den Behälter io sförnen

kann. Die jetzt in der Zeiteinheit durch die

Leitung 2-;. ohne L n terbrechting in dea Er-

hitzer ;iießende Wassermenge ist ::csci;tlich

gröber als die `Vassermenge, die durch die

Heizgavc in der gleichen Zeit zum Sieden

gebracht werden kann. Das ununterbrochen

zuilieLc-nde Wasser bewirkt daher ciii An-

sLeigen des Flüssigkeitsspi;-gels in dein Er-

iiitz:°r io, ,gas zur Folge hat, daü da-.

Sclii2-iniinervrntil25 den Einlaß der Leitung

23 dauernd geschlossen hält. Das Nasser

wird nun in dem Erhitzer auf eine T @niperattir

gebracht, die entsprechend der -

XVasserrr.enge unterhalb der Siedcieiiirera-,tir

liegt, und wird dann unter dein vorn Wasser-

druckregler i6, 13 eingestellten Druck irr die

Entnahmeleitung 28 gedrückt. Der Erliitzcr

arbeitet vi diesem Fall als c#:; öhnlicher

Durch_a uferhitzcr. Je nach der' Gröle der

durch den Hahn 26 eingestellten Wasser-

rnenge erhält mori Wasser höherer oder

niedrigerer Temperatur.

Wird bei der Erzeugung von kochendem

Wasser, d. h. also bei nur wenig geöfneteni

mahn. 26, das Ventil 25 plötzlich voll ge&_iiiet,

dann besteht die. Möglichkeit, daß der Druck

tintur der Membran plötzlich stark abfällt.

Die Feder 15 würde dann die Membran nach

tnit#@ri bewegen und damit das Gasventi12o

sclili.eßc-n. Um dies zu vermeiden, ist in der

Leitur;- 1 ;. eine Drossel 3o zur -,

#eyeüz:a=g äcr

HöclIst::-asse rmen,ge vorgesehen. yDie D.-ossz21

kann auch in der Leiturig 23 angeordnet srii:.

Ist der Widerstand in der Leitung 14. genügend

groß, so kann die Drosst=13o fortfallen-

Bei dein Erhitzer nach Abb.2 besteht der

Warmcaustauscher ebenfalls aus einem durch

einen Brenner 2i' beheizten ßehä.lter io' mit

Rippen i i'. Das Frischwasser fließt aus der

Leitung 12' nach dem öffnen eines Warmwasserzapfhahnes 27' über ein Regelventil 1,3' in den Regeldruckraum 18'. Von dort aus verzweigt sich das Wasser in eine Leitung 23', deren Einlaß in den Behälter io' durch das Schwimmerventil 25' gest.et:ert wird, und m eine zusätzliche W asserzuleitttng 24', 24", die unter Umgehung des Schwimmerventils 25' in den Behälter io' mündet. Der Teil 24" der zusätzlichen Wasserleitung ist in d:e--em Fall als eine Rohrschlange ausgebildet, die mit der Wandung der Verbrennungskammer 33 wärmeleitend verbunden ist, um diese zu kühlen. Diese Kühlwirkung darf nicht unterbrochen werden, weshalb die zusätzliche Was"serzuleitung 2q.', 2q." einen nicht absperrbaren Mind.estqLiexschnitt hat, der durch ,eine Drossel 31 so begrenzt wird, daß die in der Zeiteinheit durchfließende Wassermenge kleiner ist als die Wassermenge, die in der gleichen Zeit mittels der dem Erhitzer zugeführten Wärmemenge zum Sieden gebracht werden kann. Die Drossel 31 ist als Ven.turi ausgebildet, dessen Unterdruckseite mit der ivlembran-,kammer i9' verbunden ist. Man erreicht dadurch, daß die das Regelventil 13' betätigende Membran i6' unter dem Einfluß des an der Drossel31 entstehenden Druckgefälles sowie über den Leitungsteil 2.1" auch unter dem Einfluß des Druckes in dem Behälter i o' steht. Solange der in der 'vVasserfließrichtung hinter der Drossel 31 liegende Leitungsteil 24" das Wasser frei durchströmen läßt, steht die Membran 16' überwiegend unter dem Einfluß dies Wasserdrucks in der Regelkammer 18'. Der Regler wirkt daher als Druckregler, der beim Schließen des Schwimmerventils z5' den Zufluß des Wassers so begrenzt, daß in der Leitung 23' nur ein Regeldruck herrscht, der nicht imstande ist, das Schwimmerventil 25' aufzudrücken. Sobald jedoch in dem Leitungsteil 24" eine Verengung entsteht, z. B. infolge Kalkablagerungen im beheizten Teil der Rohrschlange, wird die Membran 16' durch den Wasserdruck in dem Leitungsteil z.¢" und in der Kammer i8' beeinflußt. Der Regler wirkt nun als Mengenregler und öffnet das Regelventil 13' so weit, daß durch den verengten Leitungsteil 24." wieder die gleiche Wassermenge fließt wie zuvor. Dadurch wird einer Beschädigung des Behälters 1o' durch Erhitzung bei mangelhafter Wasserfüllung vorgebeugt. Steigt der Druck in dem Leitungsteil 24." oder im Erhitzer i o', z. B. durch Verstopfung des Auslaufs ?8', zu hoch an, dann wird die Membran 16' so weit nach unten bewegt, daß das Gasventil 2o' unter der Wirkung der Feder 15' sich schließt und eine zum Zersprengen des Behälters io' führende Drucksteigerung infolge Verdampfung des Behälterinhalts verhindert wird. U m auch Wasser niedrigerer Temperatur zapfen zu können, ist in der zusätzlichen Zuilußleitung 24.' wieder ein Einstellglied 26' vordas als Hahn ausgebildet ist und mktcls eines Handgriffes 3,1 betätigt werden kann, der zweckmäßig mit :einer Temperaturskala oder mit der Bezeichnung : Siedend,. ,..Heiß«; ,>Warme( versehen ist. Soll heißes Wasser gezapft werden, dann wird der Hahn in die in Abb.3 gezeigte Stellung gebracht, in der eine die Drossel l31 umgehende Leitung 35 über einen Mahnweg 36 mit dem Raum hinter dem Regelventil 13' verbunden wird. Da, jetzt hinter dein Regelventil 13' mehr Wasser entnommen wird, sinkt zunächst der Druck unter der Membran 16', was :ein weiteres Öffnen des Regelventils 13' zur Folge hat, bis der Druck unter der Membran weder den alten Wert erreicht hat. Die jetzt durch die zusätzliche Wasserleitung 24', 2,f" zufließende NVassermenge ist so groß bemessen, d.al.') der Wasserspiegel in dem Behälter i o' ansteigt und demzufolge das Schw:mmerveiriil 25' die Leitung 23' absperrt. Entsprechend dem vergrößerten Wasserzulauf wird nunmehr das Wasser in dem Behälter io' auf eine geringere Temperatur erhitzt und verläßt über die Entnahmeleitung 28' den Erhitzer, der jetzt als gewöhnlicher Durchlauferhitzer arbeitet. Die durch die Umführurgsleaung 35 strömende Höchstwasiaermeugc kann durch eine DroSsel39 :eingest:z-llt werden,. Anstatt einen die Drossel 31 umgehenden Nebenti-eg 35 vorzusehen, kann man auch die D:oszel31 in bekannter Weise verstellbar ausbilden, so daß ihre Durchgangsweite ge- ändert @verdcii kann.

Will man Wasser von noch niedrigerer Temperatur (Warmwasser) zapfen, dann wird durch eine weitere Drehung des Hahnes 26' der Raum vor dem Regelventil 13' finit dem Raum 18' hinter dem Regelventil unmittelbar verbunden. Zu diesem Zweck ist eine das Regelventil 13' umgehende Gehäusebohrung 37 und ein Kana138 in dem Hahnküken vorgesehen. Bei der in Abb. 4 gezeigten Stellung des Hahnes a6' kann das ungedrosselte Wasser über den Kanal 38 und die Bohrung 37 unter die Membran 16' treten, so daß unter d°r Membran der volle Wasserleitungsdruck herrscht. Die Membran wird infolgedessen gehoben, wobei das Regelventil 13' die , -tn, Regelöffnung schließt und Wasser nur noch über den Weg 37, 38 fließen kann. Das itngedross@elte Wasser fließt dann einerseits über die Leitung 2.1' und die Drossel 31 sowie über den Nebenweg 35 in die Leitung 24." zum Behälter i o'. Andererseits tritt aber Wasser auch mit so hohem Druck in die Leitung 23' ein, daß das Ventil 25' aufgedrückt wird, so daß nun auch über die Leitung 23' Wasser in den Behälter fließt. Die Temperatur des aus der Entnahmeleitung 28' fließenden Wassers ist entspfechend der größeren Wassermenge niedriger. Man kann das Regelventil 13' und den Umführungslveg 37, 38 auch so bemessen, daß nur ein Teil des Wassers ungeregeltüber den Umführungsweg fließt, während der andere Teil über das Regelventil 13' fließt. Das Regelventil tritt in diesem Fall nicht außer Wirkung. Durch seineentsprechende Einstellung des Hahnes 26' kann die über den Umführungsweg 37, 38 fließende- Wassermenge eingestellt und damit Wasser innerhalb eines entsprechenden Temperaturbereiches gezapft werden. Die Temperatur des auslaufenden Wassers kann man in der auch durch Betätigung des Zapfhahnes 27' einstellen, indem man den Kaltwasserzulauf entsprechend der gewünschten Temperatur drosselt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kochendwassererhitzer mit einer vom Wasserdruck betätigten Wassermangelsicherung und mit einem den Frischwasserzufluß zum Erhitzer selbsttätig auf das bei Normalleistung des Erhitzers zur Erzielung der Siedetemperatur zulässige Höchstmaß begrenzenden Regelventil und einer dieses Regelventil umgehenden zusätzlichen Zulaufleitung, deren Dur chflußquerschnitt zwecks Erzielung verschiedener Auslauftemperaturen veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußquerschnitt der zusätzlichen Wasserzuleitung (24 bzw. 24', 24") nur so weit abgedrosselt werden kann, daß die in der Zeiteinheit durchfließende Wassermenge kleiner ist als die Wassermenge, die in der gleichen Zeiteinheit im Erhitzer zum Sieden gebracht werden kann.
2. Kochendwassererhitzer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet. daß die zusätzliche Wasserzuleitung (24', 24") zwecks Kühlung der Wandung (33) der Verbrennungskammer mit dieser wärmeleitend verbunden ist.
3. Kocbendwassererhitzer nach Anspruch i mit einem den Wasserzufluß beherrschenden Sch-,vimmerregler, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schwimmerregler (25 bzw. 25') umgehende zusätzliche Wasserzuleitung (24 bzw. 24', 24") von der Regeldruckseite (18 bzw. i S') eines in die Wasserzuleitung (23 bzw.23') zum Schwimmerregler eingeschalteten Druckreglers abgezweigt ist.
4. Koch.end@vassererhitz:er nach Anspruch,;, dadur ch ge.ken.nzeiclinet, dals eine unter Umgehung des Regeldurchlasses (13') des Wasserdruckreglers dessen Vordruckraum unmittelbar mit dem Regeldruckraum (18') verbindende, absperrbare Umgehungsleitung (37, 38) vorgesehen ist, um dem Erhitzer sehr ,große, den Regelbere:ch des Wasserdruckreglers. übersteigende Wassermengen geringer Temperatur entnehmen zu können.
5. Kochendwassererhitzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Wasserdruckregehmembran (16') als Steuermembran für eine die Heizquelle beeinflussende Wassermangelsicherung die der Kaltwasserzuflußleitung abgekehrte Gegendruckkammer (ig') des Membrangehäuses mit dem Druckraum (i o') des Erhitzerbehälters verbunden ist.
6. Ko.chendwassererhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Druck im Erhitzer (ia') ausgesetzte Melnbrankammer (ig') mit einem Teil 24") der den Wasserregler (25') umgehenden zusätzlichen Wasserzuleitung (24', 24") verbunden ist, in welchem infolge einer in diese Leitung eingefügten Drosselstelle (31) ein herabgesetzter Wasserdruck herrscht.
7. Kochendwassererhitzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle (31) in der zusätzlichen Wasserzuleitung (24', 24") als Venturi ausgebildet und die Membrankammer (ig') mit dessen Unterdruckseite verbunden ist. B. Ko.chendwässererhitzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Drosselstelle (31) in der zusätzlichen Wasserzuleitung (24', 24") umgehende und mittels eines Einstellgliedes (26') absperrbare Umgehungsleitung (35, 36) vorgesehen ist. Kochendwassererhitzer nach den Ansprüchen 4 und 8, dadurch gekennzeichnet. daß der die Regelstelle des Wasserdruckreglers (13') umgehende Leitungsteil (.-,8) und der die Drosselstelle (31) in der zusätzlichen Wasserzuleitung (24', 24") umgehende Leitungsteil (36) als gegeneinander versetzt angeordnete Kanäle in einem gemeinsamen Einstellglied (U msclialthahn 26') so angeordnet sind, daß sie durch Verstellen des Einstellgliedes (_26') a) alle beide gleichzeitig abgeschlossen werden können oder b) nur die die Drosselstelle (31) umgehende Leitung (36,35) geöffnet ist oder c) beide gleichzeitig geöffnet sind.