DE66463C - Vorrichtung zur selbstthätigen Regelung der Temperatur geschlossener Räume in Schiffen, Gebäuden u. s. w - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 36: Heizungsanlagen.

. Gebäuden u. s. w.

Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren und eine auf der Anwendung des Verfahrens beruhende Einrichtung zur selbstthätigen Regelung der Temperatur in geschlossenen Räumen, und soll namentlich für Gebäude, Schiffsräume und Eisenbahnwagen Verwendung finden.

Bei diesem Verfahren wird eine wärmeempfindliche Flüssigkeit verwendet, deren Ausdehnung oder Zusammenziehung bei Temperatürwechsel dazu benutzt wird, einen in dem Gefäfs eingeschlossenen flüssigen oder halbflüssigen Körper zu beeinflussen, welch letzterer auf einen Kolben einwirkt, der wiederum das Eingangsventil der Heiz- oder Kühlflüssigkeit oder aber die Betriebsmaschinen zum Erzeugen oder Herbeischaffen der Wärm- oder Kühlflüssigkeit regelt. Die bei dem Verfahren verwendeten Vorrichtungen sind auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Fig. ι ze'igt eine Regelungsvorrichtung in Vorderansicht und theilweisem Längsschnitt,

Fig. 2 die Seitenansicht derselben.

Fig. 3 stellt das Innere einer Kühlkammer dar.

Fig. 4 zeigt Constructionseinzelheiten im gröfseren Mafsstabe.

Aus Fig. 5 ist die Verbindung der Regelungsvorrichtung mit einem Dampf- oder Druckwasserrohr zum Zweck der Ueberwachung des Ganges der Betriebsmaschine ersichtlich, während

Fig. 6 und 7 in zwei senkrecht zu einander stehenden Verticalschnitten die Einrichtung des Bolzens T zeigen.

Die Vorrichtung besteht aus einem Schenkelrohr a, welches durch die Bügel C mit der Rückwand a^l des Gestelles b verbunden ist. Das Gestell wird in geeigneter Lage in dem geschlossenen Raum, dessen Temperatur geregelt werden soll, aufgehängt. Das Schenkelrohr a ist theilweise mit Quecksilber oder anderer Flüssigkeit c angefüllt und trägt einen Kolben d. Der Kolben d besteht aus zwei Scheiben d¹ d'², welche mit Packungsringen versehen sind, so dafs sie dicht in dem Rohr α auf- und abgleiten. Der Raum zwischen den Scheiben d^l und d- wird vortheilhaft zum Theil mit Quecksilber angefüllt, welches ebenfalls als Packung wirkt. Die Kolbenstange e geht senkrecht nach oben und ist mit einem Dreieck e¹ ausgerüstet. Von dem Dreieck e¹ gehen von den Eckpunkten Führungen e² e³ nach unten. Von dem Lagerbock f¹ des das Schehkelrohr tragenden Querbrettes f werden die Stangen g gehalten, welche an ihren oberen Enden Rollen g¹ g² tragen. Letztere werden auch von den Stangen g^s g^s gehalten, welche an ihren oberen Enden mittelst Zapfen an den senkrecht beweglichen Stangen h h¹ sitzen. Die Stangen g g g^A g^s bilden ein Doppelkniegelenk, dessen Rollen g ¹ g'² auf den Dreieckseiten e¹ und den Führungsstangen e'² e^s gleiten können. Es sind zwei Stangen h^l und h auf jeder Seite der Kolbenstange e vorgesehen, von denen die Stange h¹ in Fig. 1 weggeschnitten gedacht ist, um die innere Einrichtung der Regelungsvorrichtung sichtbar zu machen.

Die Stangen h h' tragen an ihrem oberen Ende das Lagerauge S und sind durch den

Bock j hindurchgeführt (Fig. 2). Zwischen dem Bock j und dem Lagerauge S sind die Spiralfedern i angeordnet, welche bestrebt sind, die Stangen h h¹ in die Höhe zu ziehen und damit das Doppelkniegelenk zu strecken. Der längere Schenkel des Schenkelrohres a. ist durch ein Rohr k mit einem Dreiweghahn / verbunden.

Wenn der Dreiweghahn in der weiter beschriebenen Weise gedreht wird, so steht das Rohr k entweder mit dem Rohr m, welches von dem Behälter η für die wärmeempfindliche Flüssigkeit in den Hahn / mündet, in Verbindung, oder das Rohr m ist mit dem Rohr k¹ verbunden, welches in die Kühlkammer führt, in welcher die Temperatur geregelt werden soll. Die Durchgänge des Ventils sind derart gestellt, dafs, wenn zwei derselben 1, 2 offen sind, ein Durchgang von dem Kanal k nach k¹ möglich ist,, und dieses ist die gewöhnliche Lage, während der Durchgang 3 von dem Rohr m geschlossen ist.

Der Behälter η ist nur zum Theil mit empfindlicher Flüssigkeit gefüllt, so dafs sich letztere frei ausdehnen kann. n^l ist der Fülltrichter mit Hahn, 0 ein durch den Hahn o¹ absperrbares Rohr, welches mit dem Rohr k¹ verbunden ist. In solchen Fällen, wenn der geschlossene Raum, in welchem vorliegender Temperaturregler wirkt, nicht bedeutender Temperaturveränderung ausgesetzt ist, kann das Rohr k aus einem Stück mit dem Rohr k¹ gemacht werden; es wird dann der Dreiweghahn entbehrlich, und die Flüssigkeit in dem Rohr A:¹ läuft unmittelbar in das Schenkelrohr a.

Das Rohr k^l steht mit den Rohren p, Fig. 3, in Verbindung, welche in entsprechender Anzahl vorhanden und vortheilhaft zickzackförmig an den Innenseiten des geschlossenen Raumes entlang geführt sind. Das Rohr k^l führt zu dem Zweck in den Gufseisenkasten q, in welchen die Rohre ρ eingeschraubt sind. Die Rohre können auch diagonal zu den Wandungen des geschlossenen Raumes angeordnet und durch den Holz- oder Metallkasten r zusammengehalten sein. Die Verbindung der Diagonalrohre der einen Wand mit denen der anstofsenden Wand erfolgt vortheilhaft in der dargestellten Weise durch gufseiserne Kästen q und kurze Verbindungsrohre ρ^l. Die Rohre ρ enthalten wä'rmeempfindliche Flüssigkeit und sind an ihren Enden geschlossen.

In Fig. 3 ist der Kasten b im Schnitt mit darin befindlicher Regelungsvorrichtung dargestellt. Wie bereits angegeben, sind die oberen Enden der Stangen h h¹ mit einander durch das Lagerauge S verbunden, an welchem das eine Ende eines Hebels S¹ drehbar sitzt. Letzterer schwingt um einen festen Drehpunkt S². Der Hebel S¹ geht durch eine Oeffnung S³ des geschlossenen Raumes A hindurch, und sein freies Ende ist durch eine Stange t mit dem Hahnhebel i¹ des Ventils u verbunden. Das Ventil u regelt den Eintritt von kühlender oder wärmender Flüssigkeit in den Raum A. Wenn ebensowohl Kühlflüssigkeit als Wärmeflüssigkeit verwendet wird, so wird vortheilhaft das Ventil u als Dreiweghahn ausgeführt, und zwar führt dann das Rohr w¹ die Flüssigkeit zurück nach der Pumpe, wenn das Ventil u so gestellt ist, dafs der Zutritt der Flüssigkeit zu den Rohren abgeschnitten wird. Die Rohre u¹ führen entweder in Zickzackwegen an den Wänden des Raumes entlang, oder aber sie erstrecken sich rinss in der Kammer herum. Die Rohre u¹ werden allein für die Heiz- bezw. Kühlflüssigkeit verwendet.

Wenn, wie dies mit Schiffsräumen der Fall ist, die Temperatur zeitweise sehr hoch während der Zeit steigt, wenn die Kühlkammer nicht in Benutzung ist, und das Schiff den Aequator passirt, so ist es nöthig, dafs eine Controlvorrichtung vorgesehen ist, damit die empfindliche Flüssigkeit sich vollständig ausdehnen kann, ohne dafs die Gefahr vorhanden ist, dafs das Schenkelrohr oder andere Rohre zerbersten. Eine Ausführungsform einer solchen Controlvorrichtung ist in Fig. 1 dargestellt. Dieselbe besteht aus einem zweiten Schenkelrohr B, welches an dem Gehäuse b durch einen Winkel F und Klammern C befestigt ist. Der Winkel D trägt beide Schenkelrohre α und B.

Das Schenkelrohr B besitzt einen Kolben d³ und eine Kolbenstange e², doch besitzt dieses Schenkelrohr kein Dreieck e¹ auf der Kolbenstange, vielmehr hat die Kolbenstange eine Querstarige E. G ist ein Führungslager für die Kolbenstange e². An letzterer sitzen zwei kleine isolirte Stromschliefser HH¹, welche, wenn der Kolben in die Höhe geht, allmälig die Schlufsstücke //' und JJ¹ berühren. Die Pole sind durch Drähte mit einer Leclanche-Batterie verbunden (s. Fig. 4). Der Stromschliefser ist an der Rückseite keilförmig abgesetzt, während die Schlufsstücke an der Vorderseite abgeschrägt sind. Die Schlufsstücke JJ¹, welche in den Führungen K eine geringe Bewegung ausführen können, werden durch eine Feder K¹ nach auswärts getrieben. In die Klemmschraube K'² wird der Draht M von dem entsprechenden Magneten befestigt. Die Nuth L¹ in Verbindung mit dem Stift L³ verhindert das Ausfallen des Schlufsstiftes / bezw. J¹. Die von den Schlufsstücken ausgehenden Drähte MM¹ und NN¹, Fig. i, sind mit Elektromagneten O P verbunden, welche auf einer isolirten Platte \ angeordnet sind. Ein Anker Q sitzt an einem T- förmigen Hebel R, welcher bei Q¹ drehbar ist. Ein Ende des Hebels R ist durch die Stange R¹ mit dem Arm R- des Hahnes Z verbunden. Der

letztere hat auch noch einen zweiten Arm R^a, welcher in das Gabelende des Bolzens T eingreift. Dieser Bolzen T hat Nu then T¹ T², Fig. 6, in die abwechselnd in der später beschriebenen Weise die Schieber UU¹ greifen. Der Schieber U, .Fig. i, 6 und 7, ist mit der Kolbenstange e² verbunden, während der Schieber oder die Stange 'U¹ durch einen kurzen Arm w mit der Stange E verbunden ist. V ist ein Gewicht, um das Gewicht des Hebels JR und der Stange R¹ auszugleichen, W ein Rohr mit Hahn W^x zum Zuleiten der Flüssigkeit nach dem Rohr X;. letzteres führt in der Kammer ringsum längs der oder über die Rohre p, Fig. 1 und 3.

Fig. 5 zeigt die Stangen h h\ eine Kurbel Z¹ an einer Welle Z² treibend, welch letztere durch die Wandungen der Kammer hindurchgeht. Die Welle Z² ist in Lagern geführt und besitzt eine zweite Kurbel Z³. welche die Stange Z⁴ bethätigt, die mit dem Regelungsventil Y¹ für die Kühl- oder Wärmflüssigkeit verbunden ist.

Wenn diese Vorrichtung mit den Kühlkammern verbunden ist, so ist ihre Wirkungsweise folgende: _y

Ist ein ,grofser Temperaturunterschied vorhanden, wies dies stattfindet, wenn die Kühlkammer nicht stetig gebraucht wird und demgemäfs die Kältemaschine nicht immer arbeitet, so ist es zweckmäfsig, das Hülfsregelungsschenkelrohr zu benutzen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Da die Temperaturänderungen, welchen die Vorrichtung unterworfen ist, vorher mit einer ziemlichen Bestimmtheit bekannt sind, so können das Schenkelrohr und die Kolbenstange so bemessen werden, dafs bei der Höchsttemperatur die auftretende Ausdehnung der empfindlichen Flüssigkeit nicht den Kolben aus dem kurzen Schenkel des Schenkelrohres treibt. Wenn die Temperatur steigt, so tritt, da das Rohr α'mit einer Anzahl Rohre ρ verbunden ist und demgemäfs diese eine bedeutende Menge empfindlicher Flüssigkeit von entsprechend grofsem Ausdehnungsgrad im Vergleich zum Schenkelrohr B aufnehmen, die Wirkung der Ausdehnung zuerst im Schenkelrohr α auf. Das Quecksilber c in demselben wird infolge dessen daselbst geprefst und dementsprechend der Kolben d nach aufwärts getrieben. Die aufwärts treibende Kolbenstange e zieht das Dreieck e^l nach oben und stöfst dadurch die Rollen g¹ g² nach auswärts und damit die Stangen,/? h¹ gegen die Wirkung der Feder i nach auswärts. Die Federn sind nur so stark, dafs sie die Kniehebel und die daran sitzenden Rollen zurückziehen und mit dem. Kolben und dem Dreieck nach abwärts gehen. Beim Abwärtsgehen der Stangen h h¹ wird die Welle Z² gedreht und damit weitere Kühlflüssigkeit oder Luft bezw. Gas zu den Rohren in die Kühlkammer eingeleitet. Sollte die Temperatur noch fortgesetzt zunehmen, so hebt sich das Dreieck, bis die Rollen von den geneigten Seiten ab auf den Führungen e² e³ laufen. Es ist dann der Eintrittshahn U vollständig geöffnet, so dafs die gröfste Menge von Kühlflüssigkeit in der Kühlkammer umläuft.

Sollte die Temperatur noch weiter steigen, so würden, wenn keine besondere Anordnung getroffen ist, die Vorrichtung brechen und die Rohre bersten. Um nun dieses zu verhüten, wird das Hülfsschenkelrohr verwendet. Da die Temperatur allmälig stieg und da der Kolben in dem Schenkelrohr α mit demselben in die Höhe ging, so stieg der Kolben d in dem Heberrohr B in dem Verhältnifs, wie sich die Flüssigkeit in dem Rohr ausdehnte. Da nun der Kolben die Stange e² in die Höhe bewegte, so kam der Stromschliefser H¹ derselben zunächst in Berührung mit den Schlufsstücken //', so dafs ein elektrischer Strom den Elektromagneten O erregte und der Anker Q in die in Fig. ι gezeichnete Lage kam. Der Schieber U lag hierbei in der Nuth T¹ des Bolzens X¹, so dafs der Dreiwegehahn Z in der dargestellten Lage festgelegt war; diese Lage ist die gewöhnliche. Wenn nun die Querstange E in die Höhe geht, so geht der Stromschliefser H¹ über die Schlufsstücke II¹, und der Stromschliefser H kommt jetzt in Berührung mit den Schlufsstücken JJ¹. [Diese Lage entspricht der Höchsttemperatur für das Schenkelrohr.] Jedes Höhergehen der Stange e² über diese Lage hinaus verursacht das Zerstören des Schenkelrohres. Der Schieber U tritt jetzt aus dem Bolzen T heraus. Wenn der Stromschliefser H die Schlufsstücke JJ¹ berührt, so steht der Schieber U nicht mehr dem Bolzen T gegenüber. Der elektrische Strom geht dann durch die Drähte M M¹ und erregt den Elektromagneten P. Dieser zieht den von der Stange R isolirten Anker Q an, da der Magnet O nicht mehr erregt ist, und dreht den Hahn Z so, dafs die Verbindung zwischen dem Rohr k und dem Behälter η hergestellt ist. Das Uebermafs an -Flüssigkeit in den Rohren ρ und in dem Rohr k¹ kann nun von dem Behälter η aufgenommen werden und in demselben die Luft zusammendrücken, anstatt dafs dieser Theil der Flüssigkeit nach dem Schenkelrohr α geht.

Unmittelbar nachdem das Ventil Z gedreht ist, geht der Schieber U¹, Fig. 1, 6 und 7, wenn die Temperatur noch weiter steigt, in die Nuth T'² des Bolzens T, welcher jetzt zurückgetrieben war, legt hier den Bolzen T und damit das Ventil fest. Die Temperatur kann nun bis zur höchsten Grenze steigen, ohne dafs die Vorrichtung geschädigt wird. Die lange Schieberstange U' hält hierbei den Bolzen T stets fest. Wenn die Temperatur

fällt, so ist die Wirkungsweise der Vorrichtung eine umgekehrte.

Die Schlufsstücke II¹ und JJ¹ sind so zu den Stromschliefsern HH¹ gestellt, dafs die Temperatur von 6 bis 8° wechseln kann, bevor das Ventil / in Wirksamkeit gebracht wird. Durch Vermehrung oder Verminderung der nach den Rohren ρ strömenden Flüssigkeitsmengen kann die Ausdehnung oder die Zusammenziehung der Flüssigkeit vergröfsert oder verringert werden, und die einzelnen Theile der Vorrichtung, werden derart gewählt, dafs eine gewisse Höhe der Temperatur beibehalten wird. Für gewöhnliche Fälle ist das einfache Schenkelrohr α mit der erforderlichen Vorrichtung vollkommen genügend. Mittelst der Vorrichtung können ebensowohl hohe als niedrige Temperaturen geregelt werden; die empfindliche Flüssigkeit kann unmittelbar auf den Kolben oder Schwimmer einwirken. Durch dieselbe wird in der beschriebenen · Weise die Temperatur von geschlossenen Hohlräumen selbstthätig geregelt und bei einer Verwendung in Kühlräumen für Fleisch ein Verderben des letzteren verhindert, da sie die Temperatur der Kühlräume auf einer gleichbleibenden Höhe zu erhalten vermag.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Vorrichtung zur selbstthätigen Regulirung der Temperatur geschlossener Räume in Schiffen, Gebäuden u. s. w., dadurch gekennzeichnet, dafs durch die Ausdehnung oder Zusammenziehung einerwärmeempfindlichen Flüssigkeit in einem Schenkelrohr (a) ein Kolben (d) bewegt wird, welcher mit einem Dreieck (e^l) verbunden ist, auf dessen Seiten die Rollen (g^l g¹) eines Kniehebelpaares (g g'^A) laufen, das durch Stangen (h h ¹J mit dem Ventil (u) zum Einlassen oder Absperren des Wärme- oder Kühlmittels verbunden ist.
2. 2. Bei der unter i. gekennzeichneten Vorrichtung die Verwendung eines Hülfsschenkelrohres (B), dessen Kolben (d^s) das Querstück (E) mit den Stromschliefsern (HH¹) trägt, welche an den Schlufsstücken (I I¹) und (JJ') zwei auf einander folgende Stromschlüsse hervorbringt, durch welche vermittelst eines' zwischen zwei Elektromagneten (O P) spielenden Ankers (Q) der die beiden Schenkelrohre mit dem Reservoir (n) verbindende Hahn (I) eingestellt wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.