(19)
(11) EP 1 371 909 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
17.12.2003  Patentblatt  2003/51

(21) Anmeldenummer: 02012951.6

(22) Anmeldetag:  12.06.2002
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F24D 3/10
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(71) Anmelder: MDS Meyer GmbH
49456 Bakum-Harme (DE)

(72) Erfinder:
  • Warnking, Richard
    49152 Bad Essen (DE)

(74) Vertreter: Meyer, Ludgerus A. 
Jungfernstieg 38
20354 Hamburg
20354 Hamburg (DE)

   


(54) Membranausdehnungsgefäss


(57) Die Erfindung betrifft ein Membranausdehnungsgefäß mit einem Flüssigkeitsraum (12) und einem Gasraum (10), die durch eine Membran (14) voneinander getrennt sind, wobei durch den Flüssigkeitsraum (12) ein mit seitlichen Öffnungen versehenen Rohr 4 geführt ist, das an einem Ende einen Zulaufanschluss (6) und an einem anderen Ende einen Ablaufanschluss (8) aufweist und durch die Öffnungen des Rohres Flüssigkeit in den Flüssigkeitsraum (12) hinein und aus diesen hinaus gefördert werden kann. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) wenigstens eine Drosselstelle aufweist, die zwischen wenigstens einer Einströmöffnung (18), durch die Flüssigkeit aus dem Rohr (4) in den Flüssigkeitsraum (12) strömen kann, und wenigstens einer Ausströmöffnung (20), durch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum (12) in das Rohr (4) strömen kann, angeordnet ist.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Membranausdehnungsgefäß mit einem Flüssigkeitsraum und einem Gasraum, die durch eine Membran voneinander getrennt sind, wobei durch den Flüssigkeitsraum ein mit seitlichen Öffnungen versehenes Rohr geführt ist, das an einem Ende einen Zulaufanschluss und an einem anderen Ende einen Ablaufanschluss aufweist und durch die Öffnungen des Rohres Flüssigkeit in den Flüssigkeitsraum hinein und aus diesem hinaus gefördert werden kann.

[0002] Aus der DIN 4807-5 sind Membranausdehnungsgefäße zum Einsatz in Trinkwasserversorgungssystemen bekannt. Das Innere eines derartigen Membranausdehnungsgefäßes ist durch eine Membran in zwei Kammern aufgeteilt. Die erste Kammer ist mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt, so dass die Membran federnd vorgespannt ist, während die zweite Kammer ein Ausgleichsvolumen bereitstellt, um temperaturbedingte Volumenänderungen des im Trinkwasserversorgungssystem befindlichen Wassers auszugleichen oder um Druckstöße im System, die durch schnell schließende Armaturen entstehen, zu dämpfen. An derartige Membranausdehnungsgefäße sind weitergehende Anforderungen als an Membranausdehnungsgefäße für Heizungsanlagen zu stellen, um die Trinkwasserqualität sicherzustellen. Dazu ist eine permanente Durchströmung des Membranausdehnungsgefäßes nötig, so dass das Wasservolumen im Membranausdehnungsgefäß umgewälzt wird und sich keine Verschmutzungen ansammeln oder Bakterien bilden können.

[0003] Aus der DE 197 11 957 ist ein gattungsgemäßes Membranausdehnungsgefäß mit einem Zulauf- und einem Ablaufanschluss bekannt, dessen Inneres durch eine Membran in zwei Kammern aufgeteilt ist. Die erste Kammer ist mit Luft gefüllt, während durch die zweite Kammer ein Rohr geführt ist, dass den Zulauf- mit dem Ablaufanschluss verbindet und eine Reihe von seitlichen Öffnungen aufweist, durch die Flüssigkeit in die zweite Kammer strömen bzw. durch die Flüssigkeit aus der zweiten Kammer über den Ablaufanschluss abgegeben werden kann.

[0004] Im Betrieb strömt Wasser über den Zulaufanschluss durch das Rohr zum Ablaufanschluss, wobei im Falle einer Volumenzunahme - bspw. durch Erwärmung - Wasser durch die Öffnungen des Rohrs in die zweiten Kammer strömen kann. Die Öffnungen des Rohres bewirken ferner eine Verwirbelung des durch das Rohr strömenden Wassers, so dass es zu einer ständigen Vermischung des durch das Rohr strömenden Wassers mit dem in der zweiten Kammer befindlichen Wasser kommt. So wird verhindert, dass sich Bakterien vermehren oder Verunreinigungen ansammeln können. Allerdings kommt es bei geringer Strömungsgeschwindigkeit oder konstantem Druck in der zweiten Kammer nicht zu der gewünschten Wirbelbildung im Wasser, so dass eine Vermischung des Wassers in der zweiten Kammer nicht erfolgt und es deshalb zur Bakterienbildung oder Ansammlung von Verunreinigungen kommen kann.

[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einem Membranausdehnungsgefäß der angegebenen Art ein verbessertes Membranausdehnungsgefäß anzugeben, bei dem auch bei einem geringen Wasserdruck bzw. geringer Strömungsgeschwindigkeit ein vollständiger Austausch der Flüssigkeit in der zweiten Kammer erfolgt und somit eine Bakterienbildung oder Ansammlung von Verunreinigungen ausgeschlossen sind.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

[0007] Die Erfindung geht aus von einem Membranausdehnungsgefäß mit einem Flüssigkeitsraum und einem Gasraum, die durch eine Membran voneinander getrennt sind, wobei durch den Flüssigkeitsraum ein mit seitlichen Öffnungen versehenes Rohr geführt ist, das an einem Ende einen Zulauf- und an einem anderen Ende einen Ablaufanschluss aufweist und durch die Öffnungen des Rohres Flüssigkeit in den Flüssigkeitsraum hinein und aus diesen hinaus gefördert werden kann.

[0008] Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr wenigstens eine Drosselstelle aufweist, die zwischen wenigstens einer Einströmöffnung, durch die Flüssigkeit aus dem Rohr in den Flüssigkeitsraum strömen kann, und wenigstens einer Ausströmöffnung, durch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum in das Rohr strömen kann, angeordnet ist. Durch die Drosselstelle wird sichergestellt, dass auch bei einer geringen Strömungsgeschwindigkeit ein Teil des durch das Rohr strömenden Wassers in den Flüssigkeitsraum strömt und sich dort mit dem bereits angesammelten Wasser vermischt, so dass im Flüssigkeitsraum keine Bereiche mit stillstehendem Wasser existieren.

[0009] Dabei ist vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Drosselstelle einen reduzierten Durchflussquerschnitt des Rohres bildet, der als eine Einschnürung des Rohres ausgeführt ist. So kann das Rohr vorteilhaft einstückig aus einem Rohr mit konstantem Querschnitt hergestellt werden, indem das Rohr an einer gewünschten Stelle mit einer Einschnürung versehen wird.

[0010] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Rohr zwischen Einströmöffnung und Ausströmöffnung zwei oder mehr Drosselstellen und gegebenenfalls mehrere Öffnungen aufweist, so dass der Flüssigkeitsübergang zum Flüssigkeitsraum weiter vergleichmäßigt werden kann.

[0011] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einströmöffnung und die Ausströmöffnung sich im Inneren des Membranausdehnungsgefäßes unmittelbar hinter der Eintritts- bzw. vor der Austrittstelle des Rohres ins bzw. aus dem Membranausdehnungsgefäßes befinden. Durch diese Anordnung der Einström- und Ausströmöffnung an den sich gegenüberliegenden Ende des Flüssigkeitsraumes wird eine ausreichende Vermischung des Wassers auch an den Enden des Gefäßes erreicht.

[0012] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Rohr aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist, deren Verwendung in Trinkwasserversorgungssystem hygienisch unbedenklich ist, da Kunststoff oder Metall eine Ansiedelung von Bakterien nicht fördern.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Flüssigkeitsraum und der Gasraum in einem Außenrohr mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt aufgenommen sind und dass die rohrförmige Membran mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt den Flüssigkeitsraum vom Gasraum trennt.

[0014] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Membran an ihren beiden Stirnseiten mittels je einer Dichtlippe am Außenrohr befestigt ist. Die beiden Dichtlippen werden zwischen zwei Haltescheiben, die an dem Rohr befestigt sind und zwei Verschlussscheiben, die die offenen Stirnseiten des Außenrohres verschließen, eingeklemmt und festgehalten.

[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Flüssigkeitsraum oder an der Oberfläche des Rohres Leitbleche angeordnet sind, um Flüssigkeitswirbel zu erzeugen, so dass auch bei geringer Strömungsgeschwindigkeit eine Vermischung des Wassers gewährleistet ist.

[0016] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einströmöffnungen und Ausströmöffnungen so gestaltet sind, dass sie eine vollständige Verwirbelung des Wasser bewirken.

[0017] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Einström- und/oder Ausströmöffnung ellipsen- oder spaltförmig gestaltet sind, die problemlos in ein konventionelles Rohr mit konstanten Querschnitt eingebracht werden können.

[0018] Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen und der Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Membranausdehnungsgefäß,
Fig. 2
eine Seitenansicht eines Rohres,
Fig. 3
einen Schnitt durch ein Außenrohr,
Fig. 4:
einen Schnitt durch eine Membran,
Fig. 5
eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Membranausdehnungsgefäß,
Fig. 6
einen Schnitt durch eine Verschlussscheibe, und
Fig. 7
einen Schnitt durch eine Haltescheibe.


[0019] Es wird auf die Fig. 1 bis 7 Bezug genommen.

[0020] Das erfindungsgemäße Membranausdehnungsgefäß besteht aus einem Außenrohr 2 mit kreis- oder ellipsenförmigem Querschnitt, dessen beide Stirnseiten mit Verschlussscheiben 22 verschlossen sind. Die Verschlussscheiben 22 weisen je eine mittig angeordnete Durchführung 24 auf, durch die ein Rohr 4 hindurchgeführt ist, wobei die beiden Enden des Rohres 4 einen Zulaufanschluss 6 bzw. Ablaufanschluss 8 bilden, mit denen das erfindungsgemäße Membranausdehnungsgefäß an ein Warmwasserversorgungssystem angeschlossen werden kann.

[0021] In Inneren des Außenrohres 2 sind zwei Haltescheiben 26 an dem Rohr 4 befestigt, die mittig angeordnete Bohrungen 26 aufweisen, durch die das Rohr 4 geführt ist. Die beiden Haltescheiben 26 und die Verschlussscheiben 22 halten eine röhrförmige Membran 14 mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt fest, wobei die Membran 14 an ihren beiden Stirnseiten je eine Dichtlippe 30 aufweist, die zwischen den Verschlussscheiben 22 und den Haltescheiben 26 eingeklemmt ist. Die Membran 14 ist aus Gummi oder einen elastischen Kunststoff gefertigt und teilt das Innere des Außenrohres 2 in einen Gasraum 10 und einen Flüssigkeitsraum 12. Über eine Öffnung des Außenrohres 2 kann der Gasraum mit Luft oder einem anderen Gas befüllt werden. Durch diese Gasbefüllung ist die Membran 14 federnd vorgespannt, so dass bei fehlendem Gegendruck im Flüssigkeitsraum die Membran 14 an die Außenfläche des Rohres 4 gepresst wird.

[0022] Das Rohr 4 ist aus Kunststoff oder Metall gefertigt und weist im Inneren des Membranausdehnungsgefäßes unmittelbar hinter seiner Eintrittstelle eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 18 auf, durch die Wasser aus dem Inneren des Rohres 4 in den Flüssigkeitsraum 12 strömen kann. Unmittelbar vor der Austrittstelle des Rohres 4 aus dem Membranausdehnungsgefäß sind Ausströmöffnungen 20 angeordnet, durch die Wasser aus dem Flüssigkeitsraum 12 abgeführt werden kann, so dass in dem durch die Membran 14 abgetrennten Flüssigkeitsraum 12 Flüssigkeit aufgenommen und wieder abgegeben werden kann.

[0023] Wenn sich der Flüssigkeitsdruck im Rohr 4 verringert, dehnt sich die Membran 14 und verringert das Volumen des Flüssigkeitsraumes 12, während sich das Volumen des Gasraumes 10 entsprechend vergrößert. So wird das sich im Flüssigkeitsraum 12 befindliche Wasser bei einer Abnahme des Flüssigkeitsdrucks, bspw. durch Abkühlung des Wassers, herausgepresst. Nimmt der Flüssigkeitsdruck weiter ab, dehnt sich die Membran 14 so weit, bis sie am Rohr 4 anliegt und die Einströmöffnungen 18 und Ausströmöffnungen 20 verschließt, so dass lediglich durch das Rohr 4 Wasser strömt. In jedem Fall bleibt der Flüssigkeitsstrom erhalten.

[0024] In Richtung des vom Zulaufanschluss 6 durch das Rohr 4 zum Ablaufanschluss 8 strömenden Wassers ist unmittelbar nach den Einströmöffnungen 18 eine erste Einschnürung 16 vorgesehen. Eine zweite Einschnürung 16 ist in Richtung des strömenden Wassers unmittelbar vor den Ausströmöffnungen 20 angeordnet. Die grundsätzliche Funktion des Membranausdehnungsgefäßes wird jedoch bereits mit einer einzigen Drosselstelle erreicht.

[0025] Die erste Einschnürung 16 bewirkt eine Verringerung des Durchflussquerschnitts des Rohres 4, so dass sichergestellt ist, dass ein Anteil des durch den Zulaufanschluss 6 in das Membranausdehnungsgefäß strömenden Wasser nicht durch das Rohr 4, sondern in den Flüssigkeitsraum 12 umgelenkt wird, sich dort mit bereits angesammeltem Wasser vermischt und wieder durch die Ausströmöffnungen 20 hinter der zweiten Einschnürung 16 in das Rohr 4 zurückströmt. Es wird das im Flüssigkeitsraum 12 befindlichen Wasservolumen permanent umgewälzt, so dass sich keine Bakterien bilden oder Verunreinigungen ansammeln können.

[0026] Das Rohr 4 kann auch mehrere Einströmöffnungen 18 und Ausströmöffnungen 20 sowie Einschnürungen 16 aufweisen, die zu Gruppen zusammengefasst entlang der Strömungsrichtung nacheinander in einer Reihe angeordnet sind und jeweils in einem Abschnitt des Flüssigkeitsraumes für einen Austausch und eine Verwirbelung des Wassers sorgen.

[0027] Es können im Flüssigkeitsraum 12 auch Leitbleche angeordnet oder auf der Außenfläche des Rohres 4 vorgesehen sein, die eine besonders starke Verwirbelung des durch den Flüssigkeitsraum 12 strömenden Wasser bewirken und so die Vermischung des Wassers optimieren. Schließlich können auch die Einströmöffnung 18 und Ausströmöffnungen 20 so gestaltet sein, dass sie eine Verwirbelung des Wasser bewirken, bspw. durch ellipsen- oder spaltförmige Gestaltung.

[0028] In einer weiteren Ausbildungsform können die Zulauf- und Ablaufanschlüsse vertauscht sein, ohne dass der sonstige Aufbau der Einrichtung geändert werden müsste. Wegen der Symmetrie der Einrichtung ist ein beliebiger Wechsel der Strömungsrichtung möglich.

Bezugszeichen



[0029] 
2
Außenrohr
4
Rohr
6
Zulaufanschluss
8
Ablaufanschluss
10
Gasraum
12
Flüssigkeitsraum
14
Membran
16
Einschnürung
18
Einströmöffnung
20
Ausströmöffnung
22
Verschlussscheibe
24
Durchführung
26
Haltescheibe
28
Bohrung
30
Dichtlippe



Ansprüche

1. Membranausdehnungsgefäß mit einem Flüssigkeitsraum (12) und einem Gasraum (10), die durch eine Membran (14) voneinander getrennt sind, wobei durch den Flüssigkeitsraum (12) ein mit seitlichen Öffnungen versehenes Rohr (4) geführt ist, das an einem Ende einen Zulaufanschluss (6) und an einem anderen Ende einen Ablaufanschluss (8) aufweist und durch die Öffnungen des Rohres (4) Flüssigkeit in den Flüssigkeitsraum (12) hinein und aus diesem hinaus gefördert werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Rohr (4) wenigstens eine Drosselstelle aufweist, die zwischen wenigstens einer Einströmöffnung (18), durch die Flüssigkeit aus dem Rohr (4) in den Flüssigkeitsraum (12) strömen kann, und wenigstens einer Ausströmöffnung (20), durch die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum (12) in das Rohr (4) strömen kann, angeordnet ist.
 
2. Membranausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle durch einen reduzierten Durchflussquerschnitt des Rohres (4) gebildet ist.
 
3. Membranausdehnungsgefäß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle durch eine Einschnürung (16) des Rohres (4) gebildet ist.
 
4. Membranausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) zwischen Einströmöffnung (18) und Ausströmöffnung (20) zwei oder mehr Drosselstellen aufweist.
 
5. Membranausdehnungsgefäß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (18) und die Ausströmöffnung (20) sich im Inneren des Membranausdehnungsgefäßes unmittelbar hinter der Eintritts- bzw. vor der Austrittstelle des Rohres (4) in bzw. aus dem Membranausdehnungsgefäß befinden.
 
6. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) aus Kunststoff oder Metall gefertigt ist.
 
7. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsraum (12) und der Gasraum (10) in einem Außenrohr (2) mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt aufgenommen sind und dass eine rohrförmige Membran (14) mit kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt den Flüssigkeitsraum (12) von Gasraum (10) trennt.
 
8. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (14) an ihren beiden Stirnseiten mittels je einer Dichtlippe (30) befestigt ist.
 
9. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Flüssigkeitsraum (12) oder an der Oberfläche des Rohres (4) Leitbleche vorgesehen sind, um Flüssigkeitswirbel zu erzeugen.
 
10. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (18) und Ausströmöffnung (20) so gestaltet sind, dass sie eine Verwirbelung des Wasser bewirken.
 
11. Membranausdehnungsgefäß nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einströmöffnung (18) und/oder Ausströmöffnung (20) ellipsen- oder spaltförmig gestaltet sind.
 




Zeichnung
















Recherchenbericht