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Einrichtung zum Anwärmen des Wassers in den Nutzwasserbehältern von Eisenbahnwagen.
Man ist in neuerer Zeit bestrebt, die in Eisenbahnwagen angeordneten Nutzwasserbehälter für das Wasch- und Spülwasser zur Bequemlichkeit der Reisenden, aber nicht zuletzt auch zum Schutze gegen Frost heizbar einzurichten, u. zw. nicht nur bei neuen, sondern auch bei vorhandenen Wagen.
Als Heizeinrichtung für solche Wasserbehälter hat man durch den Behälter eine Rohrschlange verlegt, durch welche Dampf über ein von Hand aus oder-wie bei einem Heizkörper-thermostatisch ge- steuertes Einlassventil geleitet wird.
Der unvermeidbare Nachteil solcher Einrichtungen ist der, dass die Heizsehlange in den Behälter hinein und aus ihm wieder herausgeführt werden muss. wobei sie wasserbenetzte Behälterwände durch- dringt. Die Durchbruchsstellen müssen gelötet oder abgedichtet werden, und die Erfahrung lehrt, dass solche Durchbruchsstellen nach kürzerer oder längerer Betriebszeit immer wieder undicht werden.
Ausserdem ist der nachträgliche Einbau der Heizschlangen mit grossen Schwierigkeiten verbunden, da man den Behälter ausbauen muss. Da weiter die Rohrsehlange und deren Zubehörteile für die vielen verschiedenen Bauarten der Wasserbehälter auch die verschiedenartigsten Formen annehmen müssen, ist die Herstellung solcher Heizeinriehtungen unwirtschaftlich.
Die nachbeschriebene Erfindung bezweckt die Behebung der erwähnten Übelstände und die
Schaffung einer auch nachträglich leicht einbaubaren und billigen Heizeinrichtung für Wasserbehälter von Eisenbahnwagen.
Der Erfindung gemäss wird dem Wasser Dampf beigemischt, u. zw. durch eine Dampfleitung, die oberhalb des höchsten Wasserspiegels in den Behälter mündet und die von der Dampfheizung des Wagens abgezweigt sein kann. In diese Dampfleitung kann auch die Dampfdüse eines Misehapparates eingeschaltet sein, wobei die Düse über dem höchsten Wasserspiegel des Behälters angeordnet ist, während der Saugraum des Mischapparates mit dem Wasserraum des Behälters in Verbindung steht. Der in den Behälter eingeleitete Dampf kondensiert an der Wasseroberfläche oder beim Mischen mit dem Wasser in dem Mischapparat und wärmt so das Wasser an.
Ein Dampfüberschuss strömt durch den bei solchen Behältern stets vorgesehenen Überlauf ins Freie und es kann daher im Behälter kein Überdruck zustande kommen. Die Leitung für die Dampfzufuhr mündet zweekmässig durch eine Öffnung des oberen Deckels in den Behälter.
Weiter kann man erfindungsgemäss in das zum Füllen des Behälters dienende Rohr einen Strahlapparat einschalten, zu dessen Dampfdüse die von der Dampfheizung abgezweigte Leitung geführt ist, während sein Saugraum den Anschlussstutzen für den Füllwassersehlauch trägt. Diese Einrichtung ist ohne jede Änderung bei allen Wagentypen anbringbar, da solche Einfülleitungen mit Einfüllstutzen am Langträger international vorgesehrieben sind.
Die Dampfzufuhr zum Behälter kann man erfindungsgemäss auch selbsttätig steuerbar einrichten, u. zw. in direkter oder indirekter Abhängigkeit von der Temperatur des Wassers im Behälter. Es wird dann ein Ventil vorgesehen, welches durch einen Thermostaten gesteuert wird, der der Temperatur des Behälterwassers ausgesetzt ist.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Fig. 1 und 2 stellen zwei verschiedene erfindungsgemässe Heizeinriehtungen für Nutzwasserbehälter von Eisenbahnwagen schematiseh in einen Wagenquerschnitt eingezeichnet dar. Die Fig. 3 zeigt einen Dampfstrahlapparat, wie er in einer Heizanlage nach Fig. 2 Verwendung finden kann, u. zw. in einem vertikalen Schnitt. In der Fig. 4 ist eine Anordnung eines Misehapparates mit thermostatisch gesteuertem Dampfeinlass am Behälterdeekel gezeichnet. In allen Figuren sind die gleichartigen Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Der Nutzwasserbehälter 1 in der Fig. 1 ist nach internationaler Vorschrift mit den Einfüllrohren 2. 2' versehen, welche unten Anschlussöffnungen 3, 3'für den Füllsehlauch tragen und von den Langträgern 4. 4' des Wagens weggeführt sind. Die Füllrohre 2, 2'münden oben in den stets wasserfreien Teil 5 des Be- hälterraumes und bestimmen den höchstmöglichen Wasserspiegel. Dadurch dient jenes Füllrohr, welches gerade nicht zum Füllen benutzt wird, als Überlauf. Die Leitung 6 ist die Wasserentnahmeleitung für die Klosett-und Waschanlage. Von einem Heizkörper 7 der Dampfheizanlage ist ein Rohr 8, y über ein Ventil 9 in den Raum 5 des Behälters gefuhrt.
Diese Einrichtung arbeitet wie folgt : Wird das Ventil 9 geöffnet, so strömt Dampf aus dem Heizkörper 7 über das Rohr 8, 8'in den stets wasserfreien Behälter- raum 5, kondensiert dort und wärmt das Behälterwasser an. Ein Dampfiibersdmss kann durch die t'berlaufrohre 2, 2'ins Freie strömen.
Man sieht, dass diese Einrichtung ohne Schwierigkeit auch nachträglich bei Behältern angebracht werden kann durch einfaches Verlegen der Leitung 8, 8'. Die Überlaufrohre 2, 2'verhindern die Bildung des Überdruckes im Behälter ; ein Abfliessen des Wassers durch die Leitung 8, 8'in die Dampfheizanlage ist unmöglich, weil diese Leitung oberhalb des höchsten Wasserspiegels in den Behälter 1 mündet. Der
Dampfweg von der Dampfheizanlage bis ins Freie ist daher auch dann offen, wenn das Wasser im Behälter einmal gefrieren sollte- Die Einrichtung wir1. -t also auch als Auftauvorriehtung.
In der Fig. 2 ist eine gleichartige Heizeinrichtung gezeichnet, nur wird hier eines der Füllrohre, u. zw. das Füllrohr 2, auch zum Zuleiten des Dampfes in den Behälterraum 5 benutzt, so dass ein besonderes Dampfzuleitungsrohr überhaupt entfällt. Zu diesem Zwecke ist an den Anschluss 3 des Füllrohres 2 ein Dampfstrahlapparat 10, der in der Fig. 3 in einem vertikalen Schnitt gezeichnet ist, mit seinem Druckraum 1. 3 angeschlossen. Zur Dampfdüse 16 des Strahlapparates wird der Dampf aus der Dampfheizleitung 11 unter dem Wagen über das Rohr 8 und das Dampfeinströmventil 9 geleitet. Am Wasserraum 14 des Strahlapparates ist eine der Anschlussöffnung 3 gleichartige Anschlussöffnugn 15 für den Füllschlaueh angeordnet.
Die Dampfdüse 16 erhält vom Einlassventil 9 den Dampf über das Rohr 8, welches aus Gründen der Einfriersicherheit als Schleife im Nebenschluss zur Hauptdampfleitung 11 an dem Ventil 9 vorbeigeführt ist. Mittels des Ventils 9 kann man den Dampfzutritt zum Nutzwasserbehälter 1 willkürlich steuern. Sobald sich nach dem Anwärmen des Behälterwassers ein Dampfaustritt beim Überlauf zeigt, sperrt man dieses Ventil ab. Diese Einrichtung ist ohne jede Änderung im Wageninnern bei allen Wagentypen anbringbar, denn, wie bereits erwähnt, sind die Einfülleitungen stets vorgesehen und durch internationale Vorschrift am Langträger mit EinfÜllstutzen : ; versehen. Die Einrichtung kann sowohl zum Anwärmen des gefüllten Behälters als auch zum Anwärmen des Wassers während des Füllens verwendet werden.
Um die Temperatur des Nutzwassers auf einer gewissen Höhe konstant zu halten, kann man eine thermostatisehe Steuerung mittels eines Unterbreehungsreglers vorsehen. Es wird dann ein zweites Dampfventil 17, wie aus Fig. 3 ersichtlich, angeordnet, welches durch die eine elektrische Heizeinrichtung 18 tragende Bimetallplatte 19 so beeinflusst wird, dass bei Erwärmung der Platte 19 das Ventil 17 den Dampfweg zur Düse 76 abschliesst. Der Stromkreis, der die Heizvorrichtung 18 speist, ist durch die Drähte 20, 21 an eine elektrische Energiequelle, z.
B. an die Lichtbatterie des Wagens, angeschlossen und enthält zweckmässig einen nicht gezeichneten Relaiskontakt, der durch den in der Fig. 2 ersichtlichen Temperaturfühler 22, welcher als Kontaktthermometer ausgebildet werden kann und womöglich in der Nähe der Wasserentnahmestelle am Behälter 1 liegt, so gesteuert wird, dass dann, wenn das Behälterwasser eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, bei 22 Kontaktschluss erfolgt und das Relais den Stromkreis 20, 21 über die Heizvorrichtung 18 schliesst, so dass die Bimetallplatte 19 erwärmt wird und das Einlassventil 17 auf seinen Sitz dichtend niederpresst. Der Dampfzufluss zur Düse 16 ist nun zur Gänze unterbunden.
Für den Fall, dass aus irgendeinem Grunde der Temperaturfühler 22 versagt, so dass der Abschluss des Ventils 17 nicht rechtzeitig erfolgt oder ganz unterbleibt, würde Dampf auch weiterhin in den Behälterraum 5 gelangen und ein Überschuss durch das Überlaufrohr 2'beim Anschluss J'ins Freie austreten. Um diesen Dampfverlust selbsttätig zu verhindern, kann auch ein zweiter Temperaturfühler dz s. Fig. 2, am unteren Teil des Rohres 2'angeordnet werden, der ebenfalls in der gleichen Art wie der Temperaturfühler 22 den Heizstromkreis über die Heizvorrichtung 18 der Bimetallplatte 19 steuert.
Dieser übernimmt beim Versagen des Temperaturfühlers 22 die Steuerung des Dampfeinlassventils 17 in dem Sinne, dass er den Abschluss des Ventils veranlasst, sobald Dampf durch das Rohr 2'zu strömen beginnt und es erwärmt.
Zur Steuerung des Ventils 17 kann natürlich auch eine direkte Einflussnahme eines der Temperaturfühler 22 oder 23 vorgesehen sein, indem z. B. ein mit Öl erfülltes geschlossenes Gefäss am Boden des Behälters 1 oder auch am Rohr 2'angeordnet wird, aus welchem die Öldehnungen mittels eines Rohres auf einen Kolben oder eine Membrane übertragen werden, wobei der Kolben oder die Membrane das Ventil 77 beeinflusst.
Auch hier ist eine doppelte Beeinflussung des Ventils 17 einerseits in Abhängigkeit von der Wassertemperatur im Behälter 1 und anderseits von der Temperatur im Rohr 2'möglich, u. zw. nach dem Unterbreehungsregelprinzip, was, wie später noch erläutert werden wird, wichtig ist.
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gebaut, dessen Tellerdüse 28 mit ihrer Mündung über dem höchstmöglichen Wasserspiegel des Behälters 1 liegt. Den Dampf erhält der Mischapparat durch das Rohr 8 zugeleitet. Das Tellerventil 29 und die
Wände 30 und 31 umgrenzen den Hohlraum der Tellerdüse, welche das Wasser vom Boden des Behälters durch das Rohr 5. 8 ansaugt und mit dem Dampf durch Mischung angewärmt in den Behälter 1 zurück- wirft.
Das Ventil 29 wird durch die im Rohr 32 liegende Stange 33 gesteuert, welche die Gestalts- änderungen der Bimetallplatte jazz die unten am Rohr. 32 befestigt ist. auf das Ventil 29 überträgt.
Ist der Inhalt am Boden des Behälters 1 kalt, so steht das Ventil 29 offen, und der Dampf aus dem Rohr 8 hebt das Wasser an, mischt sich mit ihm und gibt es erwärmt dem Behälter wieder. Je wärmer das Wasser im Behälter 1 wird, desto mehr biegt sich die Bimetallplatte nach oben durch, wobei der Dampfeinlass zum Misehapparat immer mehr gedrosselt wird, bis er sich so einstellt, dass das Behälterwasser durch das beschriebene Drosselregelverfahren auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird. Hier erfolgt das Regeln nach dem Drosselregelverfahren.
Je nachdem, ob eine Einrichtung mit Misehapparat nach Fig. 4 oder ohne Mischapparat nach den Fig. 1 oder 2 Verwendung findet, wird eine Drosselregelung oder eine Unterbrechungsregelung für die Dampfzufuhr vorgesehen. Die Drosselregelung bei Verwendung eines Misehapparates verbürgt nämlich einen gleichmässigen Gang desselben, also eine ungestörte Saugwirkung.
Bei Einrichtung ohne Misehapparat ist die Drosselregelung unverwendbar, weil ein ständiges Tropfen des Überlaufrohres unvermeidlich wäre, das, weil es mit dem kalten Untergestell des Wagens verbunden ist, zufrieren würde. Es ist daher wesentlich, dass in diesem Falle eine Unterbrechungregelung vorgesehen wird, weil bei dieser entweder überhaupt kein Dampf in das Überlaufrohr kommt oder ein gewisser Dampfübersehuss. Das Überlaufrohr wird daher zeitweise ganz warm oder es bleibt zwar kalt, aber trocken.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Einrichtung zum Anwärmen des Wassers in Nutzwasserbehältern von Eisenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wasser Dampf beigemischt wird, u. zw. durch eine Dampfleitung, die oberhalb des höchsten Wasserspiegels in den Behälter mündet und die von der Dampfheizung des Wagens abgezweigt sein kann.