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Dampfheizungsanlage Die Erfindung betrifft eine Dampfheizungsanlage,
bestehend aus einer Dampfquelle, einem Dampfregler mit Absperrventil und wärmeempfindlichern
Glied zum Schließen desselben bei Erhitzung durch den Dampf, einem Stenerventil,
einer vom Dampfregler hinter dessen Absperrventil zum Steuerven'til füh-
renden
Dampfleitung, einer Rückführleitung vom Steuerventil zum wärmeempfindlichen Glied
des Dampfreglers und Zuführungs-bzw. Rückführungsleitungen zwischen dem Steuerventil
und den Heizkörpern. Dabei führt das Steuerventil in Offenstellung den Dampf zunächst
durch die Heizkörper und dann zurück zum Dampfregler und in seiner Schließstellung
den Dampf unmittelbar zum Dampfregler zurück, während gleichzeitig eine in sich
geschlossene Heizkörperschleife gebildet wird, die einen Teil des Steuerventils
umfaßt. Ferner ist eine Abflußleitung vom Stenerventil vorgesehen, wg-Iche abgesperrt
ist, wenn das Steuerventil sich in Offenstellung befindet und in dessen Schließstellung
mit der Heizkörperschleife in Verbindung steht, so daß das Niederschlagwasser aus
dieser abfließen kann.
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Derartige Dampfheizungsanlagen werden beispielsweise in einem Bahnwagen
verwendet. Die Erfindung bezweckt die Sicherstellung der unmittelbaren Dampfzufuhr
zu den Heizkörpern, wenn das wärmeempfindliche Glied nach Ablauf einer Zeitspanne,
während welcher der Dampfzufluß zu den *Heizkörpern abgesperrt worden war, erneut
eine Wärmezufuhr fordert. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht ' daß
in der Abflußleitung des Steuerventils ein in der Abflußrichtung des Niederschlagwassers
sich öffnendes Rückschlagventil
derart angeordnet ist, daß der
in der Heizkörperschleife durch den Niederschlag des Dampfes nach Schließen des
Steuerventils gebildete Unterdruck aufrechterhalten wird. DurchdiesenUnterdruck
wird dieVer-.' zögerung bei der Füllung der Heizkörper mit Dampf nach jedem Zeitabschnitt
der Außerbetriebnahme wesentlich verringert, was eine gleichmäßigere Temperatur
zur Folge hat. Um auch ein Zurückströmen der Luft in die unter Minderdruck stehende
Heizkörperschleife aus der Rückführleitung für das Niederschlagwasser zu verhindern,
ist erfindungsgemäß ein zweites Rückschlagventil in der Rückführleitung vorn Steuerventil
zum Dampfregler vorgesehen, welches sich nur gegen den Dampfregler hin öffnet. Uin
ferner ein Zurückstönien der Luft durch den Dampfregler zu verhindern, mündet erfindungsgemäß
die Abflußleitung zwischen dem Steuerventil und dem Dampfregler in die Rückführleitung.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung näher dargestellt, und
zwar zeigen: Abb. i ein Schaubild einer Heizungsanlage, Abb.:2 einen senkrechten
Schnittdurch den Dampfregler, Abb. 3 einen waagerechten Schnitt durch das
Stetierventil in seiner Offenstellung, Abb. 4 einen ähnlichen Schnitt wie in der
Abb. 3 durch das Steuerventil in der Schließstellung und Abb. 5 einen
senkrechten Schnitt durch das Steuerventil nach der Linie 6-6 der Abb.
3.
Die Heizungsanlage umfaßt, wie aus der Abb. i ersichtlich ist, im allgemeinen
die Dampfzufuhrleitung A, den Dampfregler B, das Steuerventil G, den
oder die Heizkörper D,
das wärmeempfindliche Glied E und das Steuerschütz
F zur Betätigung des Ventils C.
Die besonderen Verbesserungen, welche erfindungsgemäß
vorgesehen sind, umfassen die Abzugleitung G für das Niederschlagwasser und
das Rückschlagventil H in dieser Leitung.
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Die Hauptdampfzufuhrleitung 2 (welche im Falle einer Heizungsanlage
für Eisenbahnwagen die unterhalb des Zuges von der Lokomotive aus sich erstreckende
Dampfleitung bildet) ist durch das Rohr i mit der Hochdruckkammer 2 des Dampfreglers
B verbunden. Ein Beispiel eines Dampfreglers bekannter Bauart, welcher sich für
die Anlage eignet, ist im Schnitt in der Abb. 2 dargestellt. Dieser Regler umfaßt
eine Hochdruckkammer 2, in welcher der Dampf aus der Hauptleitung durch das Rohr
i und den Einlaß 3 einströmt. Eine Niederdruckkammer 4 ist mit der Hochdruckkanimer
2 durch die Bohrung 5 verbunden, und das bewegliche Absperrventil
6 dient dazu, zusammen mit dem Ventilsitz 7 den Dampf durchtritt aus
der Kammer 2 in die Kammer 4 zu unterbrechen. Aus letzterer strömt der Dampf durch
den Auslaß 8 in die Leitungs- und Heizungsanlage. Gberschüssiger Dampf und
Niederschlagwasser aus der Heizungsanlage strömen zum Dampfregler zurück und treten
in diesen durch den Einlaß 9 in einen Kanal i o, der sich nach abwärts in
eine Rückführkammer i i erstreckt, in welcher eine ausdehnbare, wärmeempfindliche
Scheibe i?, angeordnet ist. Das Niederschlagwasser kann durch die Leitungen
13 in den unteren Teil des Reglers strömen. Wenn die Scheibe 12 auf Dampftemperatur
gebracht wird, dehnt sie sich aus und hebt eine Stange 14, welche über den Schwinghebel
15 und die Stange 16 das Ventil 6 gegen seinen Sitz
7 anpreßt, so daß die weitere Dampfzufuhr zur Heizungsanlage abgesperrt wird.
Wenn kein Dampf mehr in die Kammer ii zurückströmt und sich der darin befindliche
Dampf verdichtet hat, zieht sich die Scheibe 12 wiederum zusammen, wodurch das Ventil
6 geöffnet wird, so daß erneut Dampf durch den Regler zur Heizungsanlage
strömt. Dieser Dampf regler hält mithin die Heizungsanlage mit Dampf gefüllt, und
zwar bei im wesentlichen atmosphärischem Druck, da die Anlage durch die Austrittkanäle
13 des Reglers gegen die Atmosphäre geöffnet ist.
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Aus der Niederdruckkammer 4 des Dampfreglers strömt der Dampf durch
die Leitung 17 zum Steuerventil C. Dieses Ventil ist von bekannter Bauart
und in den Abb. 3, 4 und 5
dargestellt. Das Ventilgehäuse wird von
einer Mehrzahl von Kammern 18 bis 23 gebildet, welche sämtlich um eine mittlere
Kammer von kreisförmigem Querschnitt herum angeordnet sind, in der ein im wesentlicheii
zylindrischer Ventilkörper:24 drehbar angeordnet ist. Eine jede der Kammern 18 bis
23 ist mit der Mittelkammer je durch die Einlässe 18* bis 23" verbunden.
Der bewegliche- Ventilkörper 2,4 besteht aus der oberen und unteren Kreisplatte
2-5 bzw. :26, die durch die senkrechte Querteilwand?,7 und die gekrümmte
Seitenwand 28 miteinander verbunden sind. Diese gekrümmte Seitenwand
28 schließt den Einlaß 2o' dauernd ab. Sie verschließt auch den Einlaß i
g', wenn das Ventil sich in der in der Abb. 3 gezeichneten Offenstellung
befindet, öffnet jedoch den Einlaß ig', wenn das Ventil in die in der Abb. 4 gezeichnete
Schließstellunggedrehtwird. Befindet:sichde#Ventilkörper in der Offenstellung nach
der Abb. 3,
dann wird zwischen denEinlässeniS' und.2i' eine Verbindung hergestellt,
desgleichen zwischen den Einlässen 2:2' und 23'. Wird das Ventil in die Schließstellung
nach der Abb. 4 gedreht, dann werden die Einlässe i S' und 23'
in Verbind
ung gebracht, während die Einlässe2i' und 22' beide in Verbindung mit dem nunmehr
geöffneten Einlaß ig' stehen.
Der Ventilkörper 24 wird zwischen
seinen beiden Stellungen mittels einer aufwärts ragenden Spindel 29 geschwungen,
welche rp ZD durch einen geeigneten, im obe -n Gehäus'e30 (vgl. Abb. i) angeordneten
elektromagnetischen Antrieb betätigt wird.
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Die Dampfleitung 17 mündet in einen Einlaß 3 1 im Boden der
Dampfeintrittkammer 18
des Steuerventils. Eine Rückführleitung 32
geht
vom Auslaß 33 im Boden der Rückführkammer:23 aus und mündet im Einlaß
9 des Dampfreglers B. Aus Bequemlichkeitsgründen können bei besonderen Anlagen
die Rohrleitungen 17 und 32 in Einlässe münden, welche sich seitlich
von den Wänden der Kammern 18 bzw. 23 erstrecken. Diese Seiteneinlässe
sind bei der gezeichneten Ventilbauart durch Schraubenstopfen 34 bzw.
35 verschlossen. Von der Ventilkammer 21 führt eine Rohrleitung
36 zu Heizkörpern, welche in der Abb. i mit D angedeutet sind, von
denen die Rückführleitung 37 zur Ventilkammer 22 führt. Bei manchen Heizungsanlagen
mit Heizkörpern führt eine Abflußleitung von einem mittleren Teil der Anlage zurück
zur Kammer:2o, welche durch den Kanal 38 mit der Kamnier:2:2 in Verbindung
steht. Bei der dargestellten vereinfachten Anlage wird diese zwischen der Abflußleitung
und der Kammer:2o nicht verwendet, so daß der Einlaß in letztere durch einen Stopfen39
verschlossen ist. Im Hinblick auf die Wirkungsweise des verwendeten Ventils können
die Kammer:2o und der Abflußkanal 38 völlig in Wegfall kommen.
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Die Kammer ig steht durch einen Bodenauslaß 40 mit der Abflußkammer
41 (Abb. 5)
in Verbindung, welche einen Bodenauslaß 42 aufweist. Ein wahlweiser
Seitenauslaß ist durch einen StOPfeu 43 verschlossen. In den Bodenauslaß42 mündet
eine Abflußleitung44, welche sich gewöhnlich bis zu einem geeigneten Punkt zur Ableitung
des Niederschlagwassers erstreckt und gegen die Atmosphäre offen ist.
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Die bisher beschriebene Heizungsanlage ist an sich bekannt und arbeitet
wie folgt: Der aus der Hauptleitung A kommende Dampf strömt durch den Dampf
regler B und das S tenerventil C zu und durch die Heizkörper D.
Zu
dieser Zeit befindet sich das Ventil C in der in der Abb. 3 gezeichneten
Stellung. Der Dampf strömt von der Kammer 18 durch den mittleren Ventilkörper in
die Kammer 2 1 und von hier durch die Rohrleitung 36 zu den Heizkörpern.
Überschüssiger Dampf und Niederschlagwasser fließt durch die Rohrleitung
37 in die -Ventilkammer 2:2 und von hier in die Rückf ührkammer
23 und aus dieser durch die Rohrleitung 32 in die Rückführkammer ii
des Dampf reglers B. In letzterem dehnt sich die wärmeempfindliche Scheibe 12 aus
und schließt das Ventil 6, wodurch ein weiterer Zustrom des Dampfes in die
Heizungsanlage abgesperrt wird. Es wird bemerkt, daß in dieser Stellung des Ventilkörpers
24 der zur Abflußkammer ig führende Einlaß ig' verschlossen ist, daß jedoch das
gesamte Niederschlagwasser nebst überschüssigem Dampf durch die Ventilkammern:22
und 23
sowie die Rohrleitung 32 zum und durch den Dampfregler fließen
und aus dem Boden desselben durch den Auslaß 13 austreten.
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Sobald der Dampf in der Anlage niedergeschlagen und die wärmeempfindliche
Scheibe 12 nicht mehr länger der Dampftemperatur ausgesetzt ist, zieht sie sich
zusammen und öffnet das Ventil 6, wodurch zugätzlicher Dampf in die Anlage
eingelassen wird. Auf diese Weise wird die Heizungsanlage in für die Heizzwecke
gerade hinreichendem Maße voll mit Dampf gehalten (d. h. solange das Steuerventil
C in seiner Öffenstellung verbleibt). Wenn jedoch in dem zu heizenden Raum
die gewünschte Temperatur durch die Wirkung der Heizkörper D erreicht worden
ist, tritt das wärmeempfindlicheGliedE durch das Steuerschütz F in Tätigkeit und
dreht das Ventil G in die Schließstellung nach der Abb. 4. Nunmehr wird die
Dampfzufuhr aus der Dampfleitung 17 durch die miteinander verbundenen Ventilkammern
18 und 23 und von hier zurück durch die Rohrleitung 32 zur Rückführkammer
i i des Dampf reglers gerichtet. Dieser Teil der Leitungsanlage wird stets voll
mit Dampf gefüllt gehalten, aber da für diesen Zweck nur sehr wenig Dampf erforderlich
ist, wird das wärmeempfindliche Glied 12 gewöhnlich ausgedehnt und mithin das Ventil
6 unter diesen Umständen geschlossen bleiben (d. h. wenn das Ventil
C in Schließstellung ist). Nunmehr ist der Nebenschluß, bestehend aus der Ventilkammer
21, der Rohrleitung 36, den Heizkörpern D, der Rohrleitung
37 und der Ventilkammer 22 von der Dampfzufuhr abgesperrt und wäre nach außen
hin abgeschlossen, wenn nicht der Einlaß ig', welcher zur Abflußkammer ig führt,
geöffnet wäre. Das Niederschlagwasser, welches sich in seiner sonst geschlossenen
Leitungsschleife bildet, kann nunmehr durch die Ventilkammern in die Kammer ig zurückfließen
und von hier durch den Auslaß 40, die Kammer 41, den Auslaß 42 in die Abflußleitung
44 und zu irgendeiner passenden Ab-
laufstelle gelangen.
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Es ist ersichtlich, daß zufolge der Anfüllung dieser Leitungsschleife
mit Dampf dieser sich alsbald niederschlägt und hierdurch einen Unterdruck hervorruft.
Da jedoch die Abflußleitung44 gegen die Atmosphäre offen ist, kann durch diese Leitung
Außenluft einströmen
und den Unterdruck aufheben, so daß die Leitungsschleife,
bestehend aus den Rohrleitungen 36 und 37 sowie den Heizkörpern
D,
mit Luft gefüllt wird.
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Wenn nun innerhalb des zu heizenden Raumes die Temperatur gesunken
ist, so daß eine zusätzliche Erwärmung durch die HeizkörperD erwünscht ist, tritt
das wärmeempfindliche GliedE in Tätigkeit und dreht das Ventil C in die in
der Abb. 3 gezeichnete Offenstellung. Bevor jedoch die erwähnte Rohrschleife
wiederum mit Dampf gefüllt werden kann ist es notwendig, die Luft auszutreiben,
welche vorher eingedrungen ist, und hierdurch wird eine unerwünschte Verzögerung
in der erneuten Speisung der Heizkörper mit Dampf verursacht.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, diese Verzögerung zu vermeiden
oder auf einem Mindestwert zu halten und die Heizkörper fast augenblicklich mit
Dampf zu füllen, d. h. sobald das Reglerventil C in die Offenstellung
gedreht worden war. Dies wird dadurch erreicht, daß der in der Leitungsschleife
entstandene Unterdruck aufrechterhalten wird, so daß der Dampf augenblicklich einströmt.
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Erfindungsgemäß ist die Abflußleitung 44 bei G verlängert und
mit einem Einwegventil oder Rückschlagventil H versehen, welches den Durchtritt
in Richtung nur vom Steuerventil G hinweg gestattet. Die Abflußleitung 46
kann zu irgendeiner geeigneten Abflußstelle führen; sie wird aber vorzugsweise mit
der Rückführleitung 32 verbunden, welche zum Dampfregler zurückführt. Die
Rohrleitung 3:2 steht über die Auslaßkanäle 13 des Darnpfreglers mit
der Atmosphäre in Verbindung.
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Wenn nun das Ventil C in die Schließstellun#g nach der Abb.
4 gedreht wird, bildet sich durch den in der Leitungsschleife 36, D,
37
sich niederschlagenden Dampf ein Unterdruck aus. Dieser Unterdruck erstreckt
sieh durch die Abflußkammern des Ventils C und Abflußleitung G bis
zum Rückschlagventil H, welches sich jedoch unter der Wirkung des in den Abflußleitungen
46 und 32 herrschenden Atmosphärendrucks selbsttätig schließt. Infolgedessen
kann keine Luft rückwärts durch die Abflußleitungen eintreten und den Unterdruck
aufheben. Das Niederschlagwasser dagegen kann wie zuvor aus der geschlossenen Leitungsschleife
in und durch die Ventilkammern in das Abflußrohr G bis zum Rückschlagventil
H fließen. Es sammelt sich in dieser Rohrleitung an, welche eine hinreichende Länge
aufweist, um diesem Zweck zu dienen. Wird das Ventil C wieder in die Offenstellung
gedreht, dann stürzt der Dampf augenblicklich in die Leitungsschleife hinein und
hebt den Unterdruck auf, bis schließlich wiederum atmosphärischer Druck erreicht
ist, so daß nunmehr sich das Rückschlagventil H öffnen kann und dem angehäuften
Niederschlagwasser den Abfluß über' den Dampfregler gestattet.
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Befindet sich das Ventil in der Schließstellung und hat sich der Unterdruck
in der Heizkörperschleife ausgebildet, dann werden die Ventilkammern 18 und
23 gewöhnlich mit Dampf gefüllt sein, so daß irgendein Durchtritt zufolge
Undichtheiten um die Flügel des drehbaren Ventilkörpers herum aus Dampf und nicht
aus Luft besteht. Dieser Dampf wird sich augenblicklich niederschlagen, so daß der
bereits in der Heizkörperschleife bestehende Unterdruck erneuert und nicht verringert
wird. Da die Abflußleitung 32 mit der Atmosphäre über den Dampfregler in
Verbindung steht, ist es möglich, daß die Luft zur Kammer 23 durch die Rohrverbindung
zurücktritt. Infolgedessen ist es erwünscht, wenn auch nicht -stets notwendig, ein
zusätzliches Rückschlagventil 47 in diese Rückführleitung 3-- einzusetzen.
Hierdurch wird der Rücktritt von Luft durch diese Leitung in die Ventilkammer
23 verhindert.
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Gewöhnlich sind die Zeitabschnitte, während welcher das Ventil C entweder
in der Offen- oder Schließstellung verbleibt, nicht von erheblicher Länge,
d. h. das Ventil wird geschlossen und die Dampfzufuhr abgesperrt, sobald
die gewunschte Temperatur in,dem zu heizenden kaum erreicht ist. Da diese Temperatur
gewöhnlich nicht für irgendeine längere Zeitdauer sich hält, wird zufolge der Wärmeverluste
die Temperatur wieder sinken, so daß das Ventil C erneut in die Offenstellung gedreht
wird, um der Anlage mehr Dampf zuzuführen. Die oben beschriebenen Verbindungen sind
hinreichend dicht, um den Unterdruck in der Heizkörperschleife während dieser Zeitspanne
aufrechtzuerhalten, während welcher sich das Ventil in der Schließstellung befindet,
so daß bei erneutem Öffnen des Ventils der Dampf sich augenblicklich in die Heizkörperschleife
stürzt und erneut dem zu heizenden Raum Wärme zuführt. Die Heizungsanlage als Ganzes
arbeitet ün wesentlichen in gleicher Weise, wie es bis. herder Fall war, ausgenommen
daß die Verzögerung bei der Füllung des Heizkörpersystems mit Dampf nach jedem Zeitabschnitt
,der Außerbetriebnahme wesentlich verringert wird. Dies hat zur Folge, daß in dem
zu heizenden Raum -eine viel gleichmäßigere Temperatur aufrechterhalten werden kann.
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Bisher war es üblich, die Schraube 48 (s. Abb. 2), welche das wärmeempfindliche
Glied 1:2 dreht, nur lose einzustellen. Das Ventil 6 wird somit nicht zu
schnell geschlossen,
und der Dampf ist in der Lage, die ganze Luft
aus der Heizkörperschleife möglichst vollständig zu verdrängen, bevor die Dampfzufuhr
a:bgesperrt wird. Dies setzt notwendigerweise eine gewisse Menge von Abblasdampf,
d. h. Dampfverlust, im Dampfregler voraus. Da bei der Anordnung gemäß der
Erfindung die Menge der eingeschlossenen Luft auf einem Mindestwert gehalten wird,
kann die Schraube 48 fest angezogen werden, so,daß ein rasches Schließen des Ventils
6 gewährleistet wird, sobald der Dampf in die Rückführkammer ii eintritt,
wodurch die Dampfverluste auf einem Mindestwert gehalten werden.