<Desc/Clms Page number 1>
Niederdruckdampf-Kondensatheizung für Eisenbahnfahrzeuge
Gegenstand des Patentes Nr. 206922 ist eine Niederdruckdampf-Kondensatheizung für Eisenbahn- fahrzeuge, bei welcher der Dampf aus der Hauptdampfleitung in wenigstens einen Hauptheizkörper über ein von der Austrittstemperatur des Dampfes bzw.
des Kondensates aus demselben abhängiges, von einem
Regelventil und einem dieses steuernden Thermostaten gebildetes Regelorgan gelangt und das Kondensat nach Austritt aus dem Hauptheizkörper wenigstens einem Nebenheizkörper und von hier gegebenenfalls einem Nutzwasserbehälter zugeführt wird, wobei die Hochspeisung des Kondensates selbsttätig durch den
Dampfdruck erfolgt, und bei welcher eine auf das Regelorgan wirkende an sich bekannte Stellvorrich- tung, zweckmässig eine willkürlich betätigbare Handstellvorrichtung, zur Einstellung auf verschiedene
Heizstufen vorgesehen ist.
Die Ausbildung nach Patent Nr. 206922 ermöglicht, den Hauptheizkörper des Heizsystems nicht nur als Dampfheizkörper, sondern auch teilweise oder zur Gänzeals Kondensatheizkörper zu betreiben. Je tiefer durch die willkürlich betätigbare Handstelleinrichtung die Temperatur eingestellt wird, bei welcher der Thermostat das Regelventil öffnet, d. h. also, je kälter das Kondensat ist, welches aus dem Austrittsende des Hauptheizkörpers zum Thermostaten gelangt, desto weiter rückt die Kondensationszone im Heizsystem zum Eintrittsende des Hauptheizkörpers vor. Es ist dann der Hauptheizkörper zu einem grösseren oder kleineren Teil mit Kondensat gefüllt, wobei durch entsprechende Einstellung des Thermostaten die Kondensattemperatur im Hauptheizkörper verschieden eingestellt werden kann.
Bei einer solchen Niederdruckdampf-Kondensatheizung nach Patent Nr. 206922 kann somit der Hauptheizkörper ganz oder teilweise mit Kondensat gefüllt sein.
Durch die Ausbildung gemäss Patent Nr. 206922 wird somit eine Heizung geschaffen, welche in weiten Grenzen regelbar ist, da ja die Temperatur der Heizkörper von der Dampftemperatur bis zu einer verhältnismässig niedrigen Kondensattemperatur verändert werden kann. Eine solche Veränderung der Heizkörpertemperatur kann aber nicht schlagartig vor sich gehen und je grösser die Grenzen sind. innerhalb welcher die Temperatur des Heizkörpers verändert wird, desto grösser ist auch die Zeitspanne. welche für eine solche Veränderung erforderlich ist.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Verbesserung zu schaffen, welche es ermöglicht, diese weitgehende Regelbarkeit einer solchen Heizung gemäss Patent Nr. 206922 voll auszunützen. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass das Regelventil zusätzlich dauernd und gleichzeitig der Einwirkung sowohl eines der Raumtemperatur als auch eines der Aussentemperatur ausgesetzten Temperaturfühlers unterworfen ist. Auf diese Weise ermöglicht die Erfindung die kombinierte Regelung einer Heizung in Abhängigkeit von der Heizkörpertemperatur, von den Raumtemperaturen und von der Aussentemperatur, welch letztere gerade für die Regelung von Waggonheizungen von ausschlaggebender Bedeutung ist, da die Abkühlungsbedingungen des Raumes und damit der Energiebedarf der Heizung weitgehend von der Aussentemperatur abhängig sind.
Die Aussentemperatur wirkt sich mit einer gewissen Verzögerung auf die Raumtemperatur des Waggons aus und eine Veränderung der Aussentemperatur zeigt somit im voraus die von der Heizung geforderte Leistung an. Dadurch, dass nun das Regelventil in allen Betriebszuständen zusätzlich auch der Einwirkung eines der Aussentemperatur ausgesetzten Temperaturfühlers unterworfen ist, kann im voraus bereits der später erforderlichen Änderung der Heizleistung Rechnung getragen wer-
<Desc/Clms Page number 2>
den und es wird dadurch die nötige Zeit gewonnen, um die Leistung der Heizung dem tatsächlichen Wär- mebedarf anzupassen. Dadurch, dass dauernd auch die Raumtemperatur zur Regelung herangezogen wird, wird eine Überregelung weitgehend vermieden. Dadurch aber, dass alle Regeleinrichtungen auf das glei- che Ventil wirken, wird eine einfache Konstruktion erreicht.
Bei drucklosen Dampfheizsystemen, bei welchen der aus dem Heizsystem ausströmende Dampf über einen Thermostaten geführt ist, der seinerseits das Einsatzregelventil steuert, ist es bekannt, das Regel- ventil zusätzlich der Einwirkung eines der Raumtemperatur und eines der Aussentemperatur ausgesetzten
Temperaturfühlers zu unterwerfen. Bei solchen drucklosen Heizsystemen ist aber das gesamte Heiz- system stets mit Dampf erfüllt und die Beeinflussung des Thermostaten durch den austretenden Dampf kann nur in der Weise erfolgen, dass das Gehäuse des Thermostaten über eine grössere oder kleinere Län- ge mit Dampf erfüllt ist und damit die mittlere Temperatur des Thermostaten verändert wird.
Dies ermöglicht nur eine begrenzte Regelung und dementsprechend ist auch bei dieser bekannten Anordnung nur unter gewissen Betriebszuständen ein fallweises Einwirken des der Aussentemperatur oder des der Raum- temperatur ausgesetzten Temperaturfühlers möglich. Es gelangt bei dieser bekannten Ausführungsform der der Raumtemperatur ausgesetzte Temperaturfühler bei Unterschreitung einer vorbestimmten Raumtemperatur unabhängig von'der Aussentemperatur zur Einwirkung und stellt das Regelventil auf höchste Rückdampftemperatur ein. Liegt die Raumtemperatur aber über dem vorbestimmten Wert, so gelangt der der Raumtemperatur ausgesetzte Temperaturfühler überhaupt nicht zur Einwirkung.
Je nachdem, ob die Aussentemperatur über oder unter einem vorbestimmten Wert liegt, stellt der der Aussentemperatur unterworfene Temperaturfühler das Regelventil auf mittlere oder niedrigste Rückdampftemperatur ein. Dadurch aber, dass gemäss der vorliegenden Erfindung sowohl der der Raumtemperatur als auch der der Aussentemperatur ausgesetzte Temperaturfühler dauernd und gleichzeitig auf das Regelventil einwirken, wird ermöglicht, die Vorteile einer Heizung gemäss Patent Nr. 206922, welche in weiten Grenzen regelbar ist, voll auszunützen und an die tatsächlichen Temperaturverhältnisse anzupassen.
Gemäss der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, dass der Thermostat unter Zwischenschaltung eines Zwischengliedes mit dem Regelventil in Verbindung steht, wobei das Zwischenglied von dem der Aussentemperatur ausgesetzten Temperaturfühler gesteuert ist. Durch die Zwischenschaltung dieses Zwischengliedes wird die Einwirkung des Thermostaten auf das Regelventil in Abhängigkeit von der Raumtemperatur und der Aussentemperatur verändert bzw. korrigiert. Dies erfolgt bei einer Einrichtung, bei welcher die Stossstange des Thermostaten über einen Stössel auf das Regelventil wirkt, in einfacher Weise dadurch, dass das von den Temperaturfühlern gesteuerte Zwischenglied in an sich bekannter Weise zwischen Stossstange und Stössel eingeschaltet ist.
Gemäss der Erfindung kann nun noch in die Verbindung der Temperaturfühler mit dem Zwischenglied ein willkürlich verstellbares Steuerglied eingeschaltet sein, welches eine Erhöhung der Zufuhr das Heizmediums zum Heizsystem bewirkt und zweckmässig in Abhängigkeit von der Handverstellung des Thermostaten bei Einstellung auf höchste Heizstufe zur Wirkung gelangt. Auf diese Weise kann den Erfordernissen Rechnung getragen werden, dass in der Anheizperiode die Zufuhr des Heizmediums über das durch die Temperaturfühler bestimmte Ausmass hinaus erhöht wird, wodurch das Anheizer beschleunigt werden kann.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei welcher das Zwischenglied mechanisch von Temperaturfühlern gesteuert ist. Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Anordnung nach Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher das Zwischenglied hydraulisch gesteuert ist. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei welcher das Zwischenglied von einem hydraulisch gesteuerten Faltenbalg gebildet ist. Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer solchen Anordnung, bei welcher das Zwischenglied von einem gesteuerten Balg gebildet ist. Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher die Temperatur teils über ein Zwischenglied, teils in anderer Weise auf das Regelventil wirkt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 stellt 1 die Dampfzufuhr und 2 das von einem federbelasteten Kugelventil gebildete Regelventil dar, über welches der Dampf, auf Niederdruck entspannt, in die Zuführungsleitung 3 eines Heizsystem gelangt. Aus diesem Heizsystem gelangt nun je nach der Einstellung des Thermostaten Niederdruckdampf oder Kondensat durch eine Leitung 4 in den Innenraum 5 eines von einem Dehnungsrohr 6 und einer Stossstange 7 gebildeten Thermostaten. In diesem Thermostaten wird das Kondensat angestaut und durch eine Speiseleitung 8 in einen höher gelegenen Behälter gespeist.
In die aus einem Material mit geringem Wärmedehnungskoeffizienten (Invar) bestehende Stossstange ist eine Feder 9 eingeschaltet. 10 stellt ein Schutzrohr dar, durch welches eine unmittelbare Einwirkung des Dampfes oder Kondensats auf die Stossstange verhindert werden soll. 13 stellt den Handgriff einer üblichen Handstelleinrichtung dar, welcher durch einen Exzenter 14 das Widerlager 15 der Stossstange 7
<Desc/Clms Page number 3>
verstellt. Die voll ausgezeichnete Stellung 13 dieses Handgriffes ist die Nullstellung und die strichliert dargestellte Stellung 13a ist die volle Heizstellung.
Das Ende 7'der Stossstange 7 des Thermostaten wirkt nicht unmittelbar auf das Regelventil 2, sondern über einen Stössel 11. Zwischen der Stossstange 7 und dem Stössel 11 ist nun ein von einem Keil gebildetes Zwischenglied 12 eingeschaltet. Es sind zwei Temperaturfühler 16 und 17 vorgesehen, von welchen der Temperaturfühler 16 der Raumtemperatur und der Temperaturfühler 17 der Aussentemperatur ausgesetzt ist. Diese beiden Temperaturfühler sind von Dehnungsrohren 18 und 19 gebildet, welche unter Zwischenschaltung einer Wärmeisolierung 20 miteinander verbunden sind. Diese beiden Dehnungsrohre 18 und 19 bestehen aus einem Material mit hohem Wärmedehnungskoeffizienten, wie beispielsweise Hartgummi oder Zink.
Das eine Ende 21 dieser von den beiden Dehnungsrohren 18 und 19 gebildeten Säule ist ortsfest gelagert, wogegen das andere Ende 22 dieser Säule mit einer Stossstange 23 aus einem Material mit kleinem Wärmedehnungskoeffizienten (Invar) verbunden ist, welche auf den Keil 12 wirkt.
24 stellt eine Wärmeisolation an der Trennstellen im Inneren der beiden Dehnungsrohre 18 und 19 dar.
Der Keil 12 ist somit der kombinierten Einwirkung der beiden Temperaturfühler 16 und 17 für die Raumtemperatur und Aussentemperatur unterworfen, wobei die Einflüsse von Raumtemperatur und Aussen-
EMI3.1
abgestimmt werden können.
Wirkt sich nun der kombinierte Einfluss der Aussentemperatur und Raumtemperatur im Sinne einer Er- wärmung bzw. Verlängerung der Dehnungsrohre 18 und 19 aus, so wandert der Keil 12 in der Zeichnung gesehen nach oben und beeinflusst das Regelventil 2 im Sinne des Schliessens.
Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass die Stossstange 23 der beiden Temperaturfühler 16 und 17 mit dem Keil 12 nicht unmittelbar verbunden ist, sondern auf den durch eine Druckfeder 25 abgestützten Keil 12 unter Zwischenschaltung eines von einem Regulierkeil26 gebildeten Steuergliedes wirkt. Dieser Regulierkeil 26 ermöglicht unabhängig vom Einfluss der beiden Temperaturfühler 16 und 17 die volle Heizleistung zu erreichen, indem dieser Regulierkeil 26 links geschoben und dadurch der das Zwischenglied bildende Keil 12 abwärts gedrückt wird.
Der Regulierkeil 26 wird über einen Druckknopf 27 durch eine Stange 23, welche durch eine Feder 29 nach rechts gedrückt wird, betätigt. Wie die Zeichnung zeigt, schlägt der Handhebel 13 vor Erreichung der vollen Heizstellung 13a an den Druckknopf 27 an und drückt den Keil 26 nach links. Dies ermöglicht die Erreichung einer steilen Anheizkurve bei Inbetriebnahme der Heizung. Die Einflüsse des das Zwichenglied bildenden Keiles 12 und des Regulierkeiles 26 sind so aufeinandar abgestimmt, dass in der Stellung 13 bei Unterschreiten von z. B. + 180 Raumtemperatur und + 150 Aussentemperatur die Heizung unter dem Einfluss des thermostatischen Dehnungssystems 6 und 7 wieder zu heizen beginnt, indem über Stössel 11 das Kugelventil 2 eröffnet wird.
Daraus resultiert, dass bei Unterschreitung der Aussentemperatur von + 150 C in jeder Stellung des Hebels 13 die Heizung wieder anspringt. Dasselbe gilt natürlich auch bei einer Unterschreitung der Raumtemperatur von +180 C. Es lässt sich durch entsprechende Ausbildung der Stelleinrichtung eine kontinuierliche Verstellung der zu steuernden Raumtemperatur erreichen, dergestalt, dass z. B. der Stellung 1/12 (der gesamte Stellbereich 13-13a ist in 12 Teile geteilt) eine Raumtemperatur von+18 entspricht, wogegen der Stellung 11/12 eine solche ion z. B. +23 zukommt.
Der Aussentemperaturfühler 17 steuert dabei zusätzlich noch die Stellung des Regelventils und damit die Wärmeabgabe, so dass entsprechend der Aussentemperatur und der Stellung des Stellhebels 13 nur gerade so viele Wärme zugeführt wird, als es der Wärmebedarf erfordert. Senkt sich die Aussentemperatur z. B. bis zum Tiefwert von etwa-200, wird in der Stellung 1/12 nur soviel Wärme abgegeben
EMI3.2
180 Clen Betrieb maximale Wärmeabgabe eintritt.
In der Stellung 13 ist die Heizwirkung unterbunden, mit Ausnahme des eingangs erwähnten Falles, dass die Raumtemperatur unter + 180 C und die Aussentemperatur unter + 150 C absinkt. In der Stellung 13a sind die Aussentemperatur- und Raumtemperaturbeeinflussung zwecks Erzielung einer raschen Vorheizung, wie ebenfalls eingangs erwähnt, ausgeschaltet. Diese Stellung ist daher zweckmässigerweise als Vorheizstellung zu bezeichnen.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 lediglich dadurch, dass als Temperaturfühler Gefässe 29 und 30 vorgesehen sind, welche mit einer Ausdehnungsflüssigkeit, wie beispielsweise Alkohol gefüllt sind. 29 stellt einen der Raumtemperatur unterworfenen Temperaturfühler und 30 einen der Aussentemperatur unterworfenen. Temperaturfühler dar. Durch Leitungen 31 und 32 und ein Kapillarrohr 33 sind diese Temperaturfühler 29 und 30 mit einem Faltenbalg 34 verbunden, welcher nun den Keil 12 in gleicher Weise steuert wie bei der Ausführungsform
<Desc/Clms Page number 4>
nach Fig. 2 die Stossstange 23.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, dass das Zwischenglied zwischen Stossstange 7 und Stössel 11 von einem Faltenbalg 35 gebildet ist, wel- cher nun hydraulisch betätigt wird. Der der Raumtemperatur unterworfene Temperaturfühler 36 und der der Aussentemperatur unterworfene Temperaturfühler 37 sind nun von Bimetallsäulen gebildet, welche am unteren Ende gegen eine ortsfeste Auflage 38 abgestützt sind und am oberen Ende mit einer Stoss- stange 39 verbunden sind, welche ihrerseits auf einen Faltenbalg 40 drückt. Der Faltenbalg 40 ist über ein Kapillarrohr 41 mit dem Faltenbalg 35 verbunden und gibt die Steuerbewegung der Stossstange 39 an den Faltenbalg 35 weiter.
Die Ausführungsform nach Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 4 dadurch, dass auf den Faltenbalg 40 nicht eine Stossstange, sondern das Ende 41 eines um eine Schwenkachse 42 schwenkbar gelagerten Hebels 43 wirkt. Durch eine Feder 44 wird dieser Hebel unter Vermittlung einer Stellschraube 45 in Anlage an einen Faltenbalg 46 gehalten, welcher analog wie der Faltenbalg 34 nach Fig. 3 durch den der Raumtemperatur ausgesetzten Temperaturfühler 29 und den der Aussentemperatur ausgesetzten Temperaturfühler 30 gesteuert wird. Diese beiden mit einer Dehnungsflüssigkeit, wie beispielsweise Alkohol, gefüllten Temperaturfühler 39 und 40 sind wieder durch Leitungen 31, 32, 33 mit dem Faltenbalg 46 verbunden.
Die Anordnung nach Fig. 6 unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 dadurch, dass der Keil 12 über die Stossstange 23 nun nur durch einen einzigen Temperaturfühler 17 gesteuert ist, welcher der Aussentemperatur ausgesetzt ist. Die Beeinflussung durch die Raumtemperatur erfolgt durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Temperaturfühler, welcher über eine elektrische Leitung 47 einen Elektromagneten 48 betätigt und das Regelventil 2 elektromagnetisch in Abhängigkeit von der Temperatur öffnet und schliesst.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Niederdruckdampf-Kondensatheizung für Eisenbahnfahrzeuge nach Patent Nr. 206922, bei welcher die Zufuhr des Heizmediums zum Heizsystem durch einen ein Regelventil steuernden, der Temperatur des aus dem Heizsystem austretenden Heizmediums unterworfenen Thermostaten geregelt wird, welcher in Heizstufen einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelventil (2) zusätzlich, dauernd und gleichzeitig der Einwirkung sowohl eines der Raumtemperatur als auch eines der Aussentemperatur ausgesetzten Temperaturfühlers (16 und 17 bzw. 29 und 30 bzw. 36 und 37) unterworfen ist.