DE306969C

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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Schiffe bestimmte Warmwasserheizungsanlage, bei der die Abwäjme einer Kraftmaschine zur Erwärmung des unter Einschaltung von Umlaufpumpen und Hilfswärmequellen in geschlossenem .Kreislauf umlaufenden Wassers benutzt und die Temperatur des Heizwassers bei wechselnder Außentemperatur und damit wechselndem Heizbedarf durchThe invention relates to a hot water heating system intended in particular for ships, in which the Abwäjme an engine to heat the under activation of circulating pumps and auxiliary heat sources in a closed circuit Water used and the temperature of the heating water when the outside temperature changes and thus changing heating requirements

ίο Erhöhung der Umlaufsgeschwindigkeit der Pumpen oder durch Zuführung von Wärme aus den Hilfswärmequellen oder auch durch Ausschaltung einzelner Teile der wärmeabgebenden Heizflächen der Maschine aus dem Wasserkreislauf geregelt wird.ίο Increase in the rotational speed of the Pumping or by supplying heat from the auxiliary heat sources or through Switching off individual parts of the machine's heat-emitting heating surfaces from the water cycle is regulated.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, welche die Ein- und Ausschaltung der Umlaufpumpen und Hilfswärmequellen oder einzelner Teile der Maschinenheizflächen völlig selbsttätig bewirkt. Als Regelorgan findet hierbei die sich infolge Temperaturänderungen ausdehnende und zusammenziehende Umlaufwassermenge selbst Verwendung. Auf diese Weise wird es möglich, trotz wechselnder Außentemperatur, d. h. wechselnden Heizbedarfs, die von der Kraftmaschine abgegebene Wärmemenge und damit die Kraftleistung der Maschine auf einer bestimmten, gegebenenfalls regelbaren Höhe zu halten.The invention relates to a device which enables the switching on and off of the Circulating pumps and auxiliary heat sources or individual parts of the machine heating surfaces completely automatically effected. The regulating organ is found here as a result of temperature changes expanding and contracting amount of circulating water itself use. In this way it becomes possible despite changing Outside temperature, d. H. changing heating demand that is output by the engine Amount of heat and thus the power output of the machine on a certain, possibly adjustable height to keep.

Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung, und zwar stellen dar: ■ . ,
Fig. ι die Gesamtanlage,
Fig. 2 eine der Umlaufpumpen im Schnitt, und Fig. 3 im Schnitt die Ventilumschaltvorrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten der Hilfswärmequelle.The drawing illustrates an example embodiment of the invention, namely represent: ■. ,
Fig. Ι the overall system,
FIG. 2 shows one of the circulation pumps in section, and FIG. 3 shows in section the valve switching device for automatically switching the auxiliary heat source on and off.

Das von jeglichen Beimischungen von Salz und Verunreinigungen freie Heizwasser durchströmt die Kühlmäntel des Zylinderdeckels a (Fig. 1), des Zylinders δ, der Auspuffrohrleitung c und des Auspufftopfes d der kraftmaschine, wird in diesen Teilen erwärmt und steigt zu dem hochliegenden Ausdehnungsgefäß e. Aus diesem kann durch ein Druckventil e¹ gegebenenfalls Wasser austreten) wenn z.B., wie weiter unten beschrieben ist, beim Ausschalten der Zylinderkühlung aus dem , Kreislauf diesem frisches Wasser zugeführt wird; in das Ausdehnungsgefäß e kann dagegen durch ein Saugventil e² Wasser eintreten, wenn beispielsweise durch Undichtigkeiten Verluste entstehen. Der über den Ventilen e¹, e² liegende, stets mit Wasser gefüllte Raum steht durch ein Überlaufrohr d¹ mit; einem Frischwasserbehälter I , in Verbindung. Vom Aus; dehnungsgefäß β gelangt das Wasser weiter zu den zum Erhöhen der Umlaufsgeschwindigkeit dienenden Umlaufpumpen f¹ uhd /², die nach Öffnen der Ventile 1, 2 wechselweise oder gemeinsam eingeschaltet, oder nach Schließen der Ventile 1 und 2 und öffnen des Umgangsventils 3 ganz ausgeschaltet werden können. In diesem Falle erfolgt der Kreislauf nach Art der Warmwasserheizungen ,durch die Steigkraft des erwärmten Wassers« Je nach der Anzahl, der Förderleistung und der Umdrehungszahl der Pumpen ^¹ und f² ist die Um-The heating water, free of any admixtures of salt and impurities, flows through the cooling jackets of the cylinder cover a (Fig. 1), the cylinder δ, the exhaust pipe c and the muffler d of the engine, is heated in these parts and rises to the overhead expansion tank e. From this, water can optionally exit through a pressure valve e ¹ ) if, for example, as described further below, when the cylinder cooling is switched off from the circuit, fresh water is fed to this circuit; in the expansion vessel, however, can e ² Water entering through a suction valve e, for example, if caused by leakage losses. The space above the valves e ¹ , e ² , which is always filled with water, is connected to an overflow pipe d ¹ ; a fresh water tank I, in connection. From the off; expansion vessel β , the water continues to the circulation pumps f ¹ uhd / ² , which are used to increase the circulation speed and which can be switched on alternately or together after opening valves 1, 2, or switched off completely after closing valves 1 and 2 and opening bypass valve 3 . In this case, the cycle is carried out on the type of hot water heater, through the riser force of the heated water "Depending on the number, the flow rate and the number of revolutions of the pumps ^ ¹ and f ² is the environmental

laufsgeschwindigkeit des Wassers größer oder kleiner und dementsprechend die Temperatur des Wassers höher oder niedriger.the running speed of the water is greater or lesser and the temperature accordingly of the water higher or lower.

Das Wasser kann auf verschiedenen Wegen zur Kraftmaschine zurückgelangen.The water can get back to the engine in a number of ways.

Gewöhnlich fließt es bei geschlossenem Ven-It usually flows when the valve is closed

' til 5 und geöffnetem Ventil 4 durch die Heizkörper g oder, wenn alle Heizkörper geschlossen sind, durch das sich dann unter dem erhöhten Wasserdruck öffnende Ventil h¹ und durch die Leitung k zum Zylinderdeckel α zurück.'til 5 and open valve 4 through the radiators g or, if all radiators are closed, through the valve h ¹ , which then opens under the increased water pressure, and through the line k to the cylinder cover α .

Ist die Temperatur des Wassers infolge starker Wärmeabgabe, um einen gewissen Betrag gesunken, so nimmt es bei nunmehr selbsttätig in der unten beschriebenen Weise geöffnetem Ventil 5 und geschlossenem Ventil 4 seinen Weg durch den die Hilfswärmequelle darstellenden Röhrenkessel / und weiter durch die Heizkörper g.If the temperature of the water has dropped by a certain amount as a result of strong heat emission, so it takes when it is now automatically opened in the manner described below Valve 5 and closed valve 4 its way through the representing the auxiliary heat source Tubular boiler / and further through the radiators g.

Das Wasser fließt weiter bei geschlossenem Ventil 14 und geöffnetem Ventil 15 durch den Zylinderdeckel α und die folgenden, wärmeabgebenden Räume der Maschine, oder aber bei gestiegener Temperatur und nach selbsttätiger, ebenfalls weiter unten erläuterter Umschaltung der genannten Ventile unter Umgehung des Zylinderdeckelraumesa durch das Rohr P sowie weiter durch das Ventil 21 oder unmittelbar durch das Ventil 22 zum Mantel des Auspufftopfes d. With the valve 14 closed and the valve 15 open, the water continues to flow through the cylinder cover α and the following, heat-emitting rooms of the machine, or when the temperature rises and after automatic switching of the valves mentioned, also explained below, bypassing the cylinder cover room a through the pipe P and further through the valve 21 or directly through the valve 22 to the jacket of the muffler d.

Bei Ausschaltung des Zylinderdeckelraumes a und Zylindermantelräumes b aus dem Wasserkreislauf kann die nicht entbehrliche Kühlung dieser Teile durch Zufuhr von Frischwasser oder Seewasser mittels einer besonderen Pumpe k¹ erfolgen. Das so zugeführte Wasser wird entweder durch das Ventil 20 wieder abgeführt, was bei Zuführung von Seewasser auf alle Fälle zu geschehen hat, oder wird durch das Ventil 19 weiter iri den Heizwasserkreislauf eingeleitet, aus dem der Überschuß durch das Ausgleichgefäß e wiederum austritt.When the cylinder cover space a and cylinder jacket spaces b are switched off from the water cycle, these parts can be cooled by supplying fresh water or seawater by means of a special pump k ¹ , which is not unnecessary. The water supplied in this way is either discharged again through the valve 20, which must be done in any case when seawater is supplied, or is further introduced into the heating water circuit through the valve 19, from which the excess again exits through the equalizing tank e.

Das selbsttätige Ein- und Ausrücken der Umlaufpumpen f¹, f² geschieht gemäß der Fig. 2 in folgender Weise:The automatic engagement and disengagement of the circulation pumps f ¹ , f ² takes place according to FIG. 2 in the following way:

Beim Saugventil ο² ist ein in Richtung der Ventilerhebung verschiebbarer Kolben p angeordnet, der durch die Kraft einer Feder q gewöhnlich das Ventil o² offen hält, so daß die arbeitende Pumpe f¹ ohne Wirkung bleibt, aber in entgegengesetzter Richtung durch die etwaige Ausdehnung des erwärmten Wassers bewegt werden kann. Geschieht dies, so gibt der Kolben p das als Saugventil wirkende Ventil o² zum normalen Arbeitsspiel frei, so daß nunmehr die Pumpe f¹ ihre Förder wirkung ausüben kann.The suction ^{valve o 2} has a piston p which can be displaced in the direction of the valve lift and which usually holds the valve o ² open by the force of a spring q , so that the working pump f ^{1 has} no effect, but in the opposite direction due to the possible expansion of the heated water can be moved. If this happens, the piston p ^{releases the valve o 2,} which acts as a suction valve, for the normal working cycle, so that now the pump f ¹ can exert its delivery effect.

Zur veränderbaren Einschaltung der Pumpe f¹ dient ein am Ventil o² oder Kolben p angebrachtes, in Bewegungsrichtung beider Organe verlängerbares oder verkürzbares Zwischenorgan o³, das durch seine freie Länge die Temperaturgrenzen bestimmt, bei denen die selbsttätige Ein- oder Ausschaltung des Saugventils o² Und damit der Pumpe f¹ stattfinden soll. Das Einstellorgan o³ gibt zugleich das Mittel, die verschiedenen Umlaufpumpen nacheinander in oder außer Wirkung treten zu lassen. Zu dem Zwecke werden die verschiedenen Einstellorgane ο³ verschieden lang eingestellt. For the variable activation of the pump f ¹ ^{, an intermediate organ o 3} , which is attached to the valve o ² or piston p and can be extended or shortened in the direction of movement of both organs, is used, which through its free length determines the temperature limits at which the automatic activation or deactivation of the suction valve o ² And so that the pump f ¹ should take place. The setting ^{element o 3 also} provides the means to let the various circulation pumps step in or out of action one after the other. For this purpose, the various setting elements ο ^{3 are set to} different lengths.

Ein mit dem Kolben p verbundener Handhebel r dient in seinen Endstellungen zum willkürlichen gänzlichen Ein- oder Ausschalten der Pumptätigkeit, unabhängig von der Wärmedehnung, wie es zur zeitweiligen raschen Erniedrigung oder Erhöhung der Wassertemperatur erwünscht sein kann." Eine rasche Temperaturerhöhung ist z. B. bei kaltem Wasser beim Anlässen der Kraftmaschine erforderlich, um Fehlzündungen infolge der kalten Zylinderwandungen zu vermeiden.A hand lever r connected to the piston p is used in its end positions to arbitrarily and completely switch the pumping action on or off, regardless of the thermal expansion, as may be desirable for temporarily lowering or increasing the water temperature. required in cold water when starting the engine in order to avoid misfiring due to the cold cylinder walls.

Die in der Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zum selbsttätigen Umstellen der Wechsel ventile 4 und 5 für An- oder Abstellen des Hilfsheizkessels / ist im Bau zum* Teil der oben beschriebenen Einrichtung zum An- oder Abstellen der Umlaufpumpen f ähnlich.The device shown in Fig. 3 for automatically switching the changeover valves 4 and 5 for turning on or off the auxiliary boiler / is in construction to * part of the device described above for turning on or off the circulation pumps f similar.

Das eine, in den Wasserweg zum Kessel eingebaute Ventil 5 wird ähnlich wie dort durch einen mit einem Handhebel r^l verbundenen Kolben p^x beeinflußt. Der Handhebel r¹ steht aber gleichzeitig mit dem Umgangsventil 4 so in Verbindung, daß dieses geschlossen ist, wenn 'das Ventil 5 geöffnet ist und umgekehrt. Die Umschaltung erfolgt wiederum unter dem Einfluß der auf den Kolben p¹ einwirkenden, sich ausdehnenden oder zusammenziehenden Wassermenge. Die Umschaltbewegung wird gleichzeitig zum öffnen oder Schließen des Brennstoffzufuhrhahnes χ für den Heizkessel / benutzt; der Hahn χ ist an den Handhebel»-¹ mittels des Armes«¹ angeschlossen. The one valve 5 built into the waterway to the boiler is influenced by a piston p ^x connected to a hand lever r ^{l in} a similar manner as there. The hand lever r ¹ is at the same time connected to the bypass valve 4 in such a way that it is closed when the valve 5 is open and vice versa. The switchover takes place again under the influence of the expanding or contracting amount of water acting on the piston p ^1. The switching movement is used at the same time to open or close the fuel supply valve χ for the boiler /; the cock χ is connected to the hand lever »- ¹ by means of the arm« ¹ .

In ähnlicher Weise können die an anderer Stelle erforderlichen Ventilums'chaltungen bewirkt werden, so z. B. die Umschaltung der Ventile 14 und 15 für die Zylinderkühlung und den Zylinderumgang I² zusammen mit der dabei erforderlich werdenden An- oder Abstel- no lung der Pumpe k¹, sowie die Schaltung der Ventile 21 und 22, die für die Kühlrohre zur Auspuffleitung c . und für die anschließende Umgangsleitung vorgesehen sind.The valve reversals required elsewhere can be effected in a similar manner, e.g. B. the switching of the valves 14 and 15 for the cylinder cooling and the cylinder bypass I ² together with the required on or off the pump k ¹ , as well as the switching of the valves 21 and 22 for the cooling pipes to the exhaust line c. and are intended for the subsequent bypass line.

Für den ersteren Zweck wird z. B. das Saugventil der Pumpe k¹ nach Art der Fig. 2, doch ohne Verwendung eines besonderen Sperrkolbens, ein- oder ausgeschaltet, und zwar durch ein Gestänge, das ähnlich der Fig. 3 an das Umschaltgestänge der Ventile 14 und 15 angeschlossen ist.For the former purpose, e.g. B. the suction valve of the pump k ¹ according to the type of FIG. 2, but without the use of a special locking piston, switched on or off, namely by a linkage which is connected to the switching linkage of the valves 14 and 15 similar to FIG.

Durch geeignete Bemessung der SpielräumeBy appropriately dimensioning the leeway

m^s (Fig. 3) kann wie, bei der Umlaufpumpenschaltung erreicht werden, daß die Absperrventile in den verschiedenen Leitungen sich zu verschiedenen Zeiten nach Bedarf selbsttätig umschalten. m ^s (Fig. 3) can be achieved, as in the case of the circulation pump circuit, that the shut-off valves in the various lines switch over automatically at different times as required.

An Stelle der Vorrichtungen nach den Fig. 2 und 3 können zum Umschalten der Pumpen und Ventile auch die bekannten, durch Ausdehnung wirkenden Rohrbogen angewendet werden, durch die das Umlaufwasser hindurchgeleitet wird.Instead of the devices according to FIGS. 2 and 3, the pumps can be switched over and valves also employ the well-known expansion-acting elbows through which the circulating water is passed.

Claims

Patent Claims:

1. Hot water heating system in which the waste heat from an engine is used to heat the circulating water with the involvement of circulation pumps and auxiliary heat sources, characterized in that the switching on and off of the continuously operating circulation pumps (f ¹ , f ² ) and the auxiliary heat sources (j) or individual parts of the heat-emitting surfaces of the machine (a, b, c) through the automatically expanding or contracting circulating heating water volume when the heating requirement changes.

2. Hot water heating system according to claim i, characterized in that the suction valves (o ² ) of the continuously operating circulation pumps (f ¹ , f ² ) each by means of an organ (ft) moved by the change in space of the water at normal power of the machine or normal water temperature in held in the open position, but released when the temperature rises.

3. Hot water heating system according to claim 2, characterized in that as. Blocking element 'a piston (ft) which acts on the lifting of the suction valve (o ² ) by spring force or the like, but which can be moved in the opposite direction due to the increase in space of the water, is used.

4. Hot water heating system according to claim 3, characterized by an adjustable in length in the Ventilachsriehtung, with the valve (o ² ) or locking piston (ft) connected intermediate ^{piece (o 3} ), the free length of which determines the temperature limits at which the input and Switching off the pump (f ¹ J should take place.

5. Hot water heating system according to claim 3 and 4, characterized by a hand lever (r ) attached to the piston (ft) which, in its end positions, enables the temporary full switching on or off of the constantly operating pump (^ ¹ ), regardless of the thermal expansion: .

6. Hot water heating system according to claim 2 to 5, characterized in that the locking elements (ft, ο ³ ) of the various circulation pumps are set in different ways in order to achieve successive switching on or off of the pumps.

7. hot water heating system according to claim i, characterized ,, that the on or off the auxiliary heat source (/) or individual parts of the heat-dissipating equipment surfaces ( "', b, c) serving exchange valves (5, 4; 14, 15; 22, 21) is carried out by an organ (ft ¹ ) according to claims 2 to 5, which usually keeps one valve (4, 15, 21) open, but is also connected to the other valve (5, 14, 22) in such a way that this is kept closed at the same time, or vice versa.

8. Warmwasserheizungsänlage according to claim 7, characterized in that the Umschaltorgah (ft ¹ ) simultaneously with the changeover of the changeover valves (5, 4, etc.) the on or off the heater (tap λ;) the auxiliary heat source (/) or expediently through Blocking or unblocking the open suction valve of a further pump (A ¹ ) of the separate water supply to the parts of the machine heating surface (a, b, c) disconnected from the heating water circuit.

1 sheet of drawings.