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Einrichtung zur Verwertung des Niederschlagwassers einer Dampfheizung
für Schienenfahrzeuge Die Erfindung setzt sich das Ziel, das Niederschlagwasser,
welches sich in einer Dampfheizung eines Eisenbahnwagens bildet, in einen höher
als die Heizung im Wagen angeordneten Vorratsbehälter zu sammeln, um es in diesem
für andere Zwecke, vor allem zum Waschen und als Spülwasser für die Abortanlage,
zur Verfügung zu halten.
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Nun ist es an sich bekannt, Niederschlagwasser durch den Heizdampfdruck
zum Zwecke der Entwässerung aus einer Heizung herauszuschaffen. Die Erfindung verwendet
diese Maßnahme zur Lösung der obenerwähnten Aufgabe, indem das Niederschlagwasser
durch eine Leitung in einen höher als die Heizung angeordneten Wasservorratsbehälter
des Eisenbahnwagens gefördert wird. Dadurch wird erreicht, daß die Anfüllung des
Wasservorratsbehälters mit Nutzwasser auch in der kalten Jahreszeit bei Frost immer
möglich ist. Bisher mußte auf das Anfüllen dieses Behälters meist verzichtet werden,
weil die Einrichtungen hierfür eingefroren und nicht betriebsfähig waren. Außerdem
ist Warmwasser im Nutzwasserbehälter gerade im Winter sehr erwünscht. Schließlich
gewährt diese Einrichtung auch noch- folgenden Vorteil Das Niederschlagwasser muß
aus der Heizung unbedingt entfernt werden. Man ließ es bisher durch Abläufe unter
dem Wagen ins Freie abfließen. Durch solche Abtropfstellen werden aber die unter
dem Wagen angebrachten Einrichtungen, vorzüglich die Bremseinrichtungen, vereist,
und ihre Betriebssicherheit ist gefährdet. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung
wird diese Gefahr vermindert, weil das Niederschlagwasser aus der Heizung in den
Nutzwasserbehälter geschafft wird und nur mehr die einzige unvermeidliche Ablaufstelle,
nämlich die der Nutzwasseranlage, verbleibt. Vorteilhaft wirkt sich auch die geringe
Härte des Wassers im Wasservorratsbehälter und in der
Nutzwasseranlage
aus. Die Betriebsfähigkeit der Anlage ist durch Kesselsteinablagerungen nicht gefährdet.
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Da je Zeiteinheit in der Regel nicht dieselbe Niederschlaggvassermenge
aus der Heizung anfällt, führt eine stets offene ungeregelte Verbindung zwischen
der Heizung und dem höher liegenden Wasservorratsbehälter des öfteren zu Dampfabflüssen
aus der Heizung in der Richtung zum Behälter. Erfindungsgemäß kann zur Behebung
dieses Nachteiles und gleichzeitig zur Verhinderung, daß zu heißes Wasser zum Vorratsbehälter
gedrückt wird, ein Ventil in der genannten Verbindungsleitung vorgesehen werden,
das durch einen in ihr angeordneten Dehnungskörper gesteuert wird. Dieses schließt
sich, wenn der Dehnungskörper eine vorbestimmte Temperaturgrenze überschreitet.
Statt durch einen Dehnungskörper kann man das Ventil auch elektromagnetisch steuern,
wobei den Steuerstrom für den Elektromagneten ein der Temperatur in der Verbindungsleitung
ausgesetztes Kontaktthermometer derart überwacht, daß sich das Ventil schließt,
wenn das Kontaktthermometer eine vorbestimmte Temperaturgrenze überschreitet.
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Bei einer Dampfheizung, welcher der Dampf zur Aufrechterhaltung einer
vorbestimmten Heizflächentemperatur geregelt über ein durch einen Dehnungskörper
gesteuertes, an sich bekanntes Dampfeinlaßventil zufließt, kann dieses Ventil auch
für den vorerwähnten Zweck benutzt werden. Es wird dann der Dehnungskörper der Temperatur
des aus der Heizung austretenden Heizmittels ausgesetzt und so eingestellt, daß
der Dampfzufluß zur Dampfheizung in dem Maße erfolgt, daß nur Niederschlagwasser
von einer Temperatur, die unter einer vorbestimmten Grenze liegt, infolge des Dampfdruckes
aus der Heizung über die Verbindungsleitung in den hochliegenden Wasservorratsbehälter
gehoben w ir " d. Droht dabei der Niederschlagwasservorrat in der Dampheizung
sich zu erschöpfen, so drosselt der Dehnungskörper wegen der Erwärmung durch den
Dampf das Dampfeinlaßventil entsprechend ab, bis sich wieder genügend Niederschlagwasser
von entsprechender Temperatur in der Heizung gebildet hat und die Wasserförderung
zum Wasserv orratsbehälter von neuem beginnt.
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Statt mittels eines Dehnungskörpers kann das Dampf einlaßregelventil
der Dampfheizung auch elektromagnetisch gesteuert sein. In diesem Falle -wird das
den Steuerstromkreis des Magnetventils steuernde Kontaktthermometer der Temperatur
des aus der Dampfheizung austretenden Heizmittels ausgesetzt.
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Wenn die Nutzwasserentnahme aus dem hochliegenden Wasservorratsbehälter
gering ist, so füllt sich dieser so an, daß über seinen Überlauf schließlich Warmwasser
ins Freie ungenutzt abläuft. Dieses könnte aber an anderer Stelle des Eisenbahnzuges
verwertet werden. Solche Wasserverluste werden erfindungsgemäß vermieden durch ein
in die Verbindungsleitung zwischen der Heizung und dem Wasservorratsbehälter eingebautes
Ventil, das durch einen von der Temperatur im Überlauf des Wasservorratsbehälters
beeinflußten Dehnungskörper gesteuert wird, der bei Überschreiten einer vorbestimmten
Temperaturgrenze sich schließt. Auch hier kann die Steuerung des genannten Ventils
wieder statt durch einen Dehnungskörper elektromagnetisch erfolgen, indem man den
Steuerstrom des das Ventil beeinflussenden Elektromagneten durch ein der Temperatur
im Überlauf des Wasservorratsbehälters ausgesetztes Kontaktthermometer so überwacht,
daß sich das Ventil schließt, wenn das Kontaktthermoineter eine vorbestimmte, unter
der Dampftemperatur liegende Temperaturgrenze überschreitet.
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Das in Abhängigkeit von der Temperatur im Überlauf des Wasservorratsbehälters
gesteuerte Ventil in der Verbindung zwischen der Heizung und dem hochliegenden Wasservorratsbehälter
kann, wenn man es elektromagnetisch ausbildet, dasselbe früher erwähnte Ventil sein,
welches elektromagnetisch die Wasserförderung zum Behälter in Abhängigkeit von der
Temperatur in der Verbindungsleitung oder in Abhängigkeit von der Temperatur des
aus der Heizung austretenden Heizmittels steuert. Das erwähnte Magnetventil wird
dann von zwei in seinen Steuerstromkreis parallel geschalteten Kontaktthermometern
gesteuert, wobei das eine der Temperatur in der Verbindungsleitung ausgesetzte den
Abschluß des Ventils bei Überschreiten einer höheren Temperatur bewirkt als das
der Temperatur im Überlauf ausgesetzte Kontaktthermometer.
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Wird der Dampfzufluß zur Heizung durch einen Dehnungskörper geregelt,
der der Temperatur des aus der Heizung austretenden Heizmittels ausgesetzt ist,
so kann man zur Verhinderung der erwähnten Wasserverluste über den Überlauf des
Vorratsbehälters an dem genannten Dehnungskörper eine elektrische Heizvorrichtung
anbringen, die durch ein der Temperatur im Überlauf ausgesetztes Kontaktthermometer
angestellt wird. wenn dieses eine vorbestimmte, unter der Dampftemperatur liegende
Temperaturgrenze überschreitet. Der Dampfzufluß zur Heizung -wird dann immer unterbunden,
-wenn das Überlaufwasser eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, und einer Wasserverschwendung
ist vorgebeugt.
Die oben beschriebenen und weitere vorteilhafte
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes seien än Hand der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert.
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In der Abb. i ist die Leitung i jener Teil der Eisenbahnwagenheizung,
der den Sammeltopf 3 für das sich in der Heizung bildende Niederschlagwasser enthält.
Aus diesem Wassersammeltopf ist, wie gezeichnet, eine Leitung 4 bis hinauf in den
Wasservorratsbehälter 13 geführt. Der in der Heizung i herrschende Dampfdruck drückt
das Niederschlagwasser aus dem Sammeltopf 3 über die Leitung 4 hinauf in den Behälter
13, dem es zu beliebigen Zeitpunkten als Nutzwasser entnommen werden kann.
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Um zu verhindern, daß fallweise auch Dampf auf diesem Wege aus der
Heizung in -der Richtung zum Behälter 13 abströmt, kann in die Leitung 4, wie dies
ebenfalls die`Abb. i zeigt, ein Ventil i i eingeschaltet sein, welches durch einen
in der Leitung 4 angeordneten Dehnungskörper i2 so gesteuert wird, daß es sich schließt,
wenn der Dehnungskörper 12 eine vorbestimmte Temperaturgrenze überschreitet. Jeder
Dampfzufluß und auch die Förderung zubeißen Wassers zum Behälter 13 ist nun verhindert.
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Die Abb. 2 zeigt eine gleichartige Anordnung wie die Abb. i, nur ist
hier in die Leitung 4 ein Ventil 26 eingeschaltet, welches durch einen Elektromagneten
27 zum Abschluß gebracht wird, wenn das der -Temperatur in der Leitung 4 ausgesetzte
Kontaktthermometer 28 den Steuerstrom über den Elektromagneten 27 schließt. Die
Wirkung ist dieselbe wie die der Anordnung nach der Abb. i.
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In der Anordnung nach der Abb. 3 fließt der Heizung ig der Dampf über
die Leitung 22 in bekannter Weise über ein durch einen Dehnungskörper 23 gesteuertes
Dampfeinlaßregelventi124 zu, wodurch die Heizflächentemperatur gleichgehalten wird.
Der Dehnungskörper 23 wird nun der Temperatur des aus der Heizung ig abfließenden
Heizmittels ,ausgesetzt und so eingestellt, daB ler das Ventil 24 schließt, wenn
über die Verbindungsleitung 4 von der Heizung ig zum hochliegenden Behälter 13 Wasser
abströmt, das eine über einer vorbestimmten Grenze liegende Temperatur hat. Es werden
auch hier mittels des an sich bekannten thermostatisch gesteuerten Dampfeinlaßregelventils
24 die früher erwähnten unerwünschten Zuflüsse von Dampf oder zu heißen Wassers
zum Behälter 13 vermieden.
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Wird, wie dies die Abb.6 zeigt, als Dampfeinlaßregelventil für die
Dampfheizung i9 ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil 32 verwendet, so
kann auch dieses für denselben Endzweck Verwendung finden, wenn, wie in der Abb.
6 gezeichnet, das Kontaktthermometer 33 der Temperatur des aus der Heizung ig über
die Verbindungsleitung 4 in der Richtung zum hochliegenden Behälter 13 abströmenden
Heizmittels ausgesetzt ist.. Das' entsprechend eingestellte Kontaktthermometer 33
schließt dann den Steuerstrom über den Elektromagneten 27 des Dampfeinlaßregelventils
32 und schließt dieses, wenn aus der Heizung Dampf oder zu heißes Wasser hinauf
zum Behälter 13 strömt.
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Um zu verhindern, daß nach Anfüllung des hochliegenden Behälters 13
unnötig viel Wasser aus diesem über den stets vorgesehenen Überlauf io desselben
ins Freie verlorengeht, kann folgende, in der Abb.4 gezeichnete Maßnahme getroffen
werden: Es ist in der Verbindungsleitung 4 zwischeu der Heizung r und dem hochliegenden
Behälter 13 außer dem thermostatisch, in Abhängigkeit von der Temperatur in der
Verbindungsleitung 4 gesteuerten Ventil i i noch ein zweites thermostatisch gesteuertes
Ventil 29 vorgesehen, dessen Dehnungskörper 3o der TemperaturimÜberlauf io(ausgesetztist,
Sobald die Temperatur im Überlauf io eine vorbestimmte, unter der Dampftemperatur
zu wählende Temperaturgrenze überschreitet, wird das Ventil 29 geschlossen, und
ein weiterer Wasserzufluß aus der Heizung i zum hochliegenden Behälter 13 und somit
ein weiterer Ablauf von Wasser über den Überlauf io ist verhindert.
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Denselben Zweck erfüllt die Anordnung eines im Überlauf io angeordneten
Kontaktthermometers 31 in der Anordnung nach Abb. 5. Das Kontaktthermometer 31 steuert
in Abhängigkeit von der Temperatur im Überlauf io des Wasservorratsbehälters 13
das durch den Elektromagneten 27 beeinflußte Ventil 26 so, daß es geschlossen
wird, wenn im Überlauf io die Temperatur eine vorbestimmte, unter der Dampftemperatur
liegende Temperaturgrenze überschreitet. Das Kontaktthermometer 31 liegt hier, wie
die Abb. 5 zeigt, parallel geschaltet zum Kontaktthermometer 28 im Steuerstromkreis
des Elektromagneten 27. Das Ventil 26 wird also nicht nur in Abhängigkeit von der
Temperatur in der Verbindungsleitung 4, sondern gleichzeitig auch in Abhängigkeit
von der Temperatur im Überlauf io gesteuert, wobei das Kontaktthermometer 28 den
Abschluß des Ventils 26. bei Überschreiten einer höheren Temperatur bewirkt als
das Kontaktthermometer 31: Denselben Zweck erfüllt das Kontaktthermometer 31 in
der Anordnung nach Abb. 6. Auch dieses ist der Temperatur im Überlauf io des Wasservorratsbehälters
13 ausgesetzt und in diesem Falle parallel zum Kontaktthermometer
33
in den Steuerstromkreis für den Magneten 27 des Ventils 32 geschaltet. Die Wirkungsweise
ist dieselbe wie die des Kontaktthermometers 31 in der Anordnung nach Abb. 5.
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In der Anordnung nach Abb. 7 ist für denselben Zweck im Überlauf io
des hochliegenden Wasservorratsbehälters 13 ein Kontaktthermometer38 angeordnet,
welches eine elektrische Heizvorrichtung steuert, die am Dehnungskörper 23 des Dampfeinlaßventils
24 der Heizung i9 angeordnet ist. Fließt Wasser von einer vorbestimmten Temperatur
über den Überlauf io aus dem Behälter 13 ab, so wird die Heizvorrichtung
30 angestellt, der Thermostat 25 erwärmt sich und schließt den Dampfzufluß
zur Heizung i9 ab. Es ist verhindert, daß unnötig viel Wasser aus dem Behälter 13
ins Freie verlorengeht. Dieses Wasser kann anderwärts im Eisenbahnzug Verwendung
finden.
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Um zu verhindern, daß bei vollgefülltem Wasservorratsbehälter 13,
dessen Inhalt mit der Zeit zu sehr abkühlt, weil ja das neu zulaufende . Wasser
sofort über den Überlauf abfließt, kann, wie dies die Abb. i zeigt, der Wasservorratsbehälter
mit einem Entleerrohr 14 versehen sein, in welchem ebenfalls ein durch einen Dehnungskörper
15 gesteuertes Ventil 16 liegt. Der Dehnungskörper 15 ist so eingestellt, daß er
däs Ventil 16 bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperatur öffnet, die erheblich
niedriger gewählt wird wie die Einstelltemperatur des Dehnungskörpers i2 in der
Verbindungsleitung 4.. Unterschreitet das Wasser im Entleerrohr 14' und somit der
Dehnungskörper 15 seine Einstelltemperatur, so strömt über das Ventil 16 so lange
das zu kalte Wasser aus dem Wasservorratsbehälter 13 ins Freie ab, bis nachströmendes,
entsprechend warmes Wasser den Dehnungskörper 15 wieder erwärmt hat, so daß dieser
das Ventil 16 abschließt. Wie man sieht, kann durch die Einstellung des Dehnungskörpers
12 in der Anordnung nach Abb. i die Höhe der Temperatur des dem Behälter 13 zugeführten
Wassers begrenzt werden, und durch die Einstellung des Dehnungskörpers 15 kann verhindert
werden, daß das Wasser im Behälter unter eine vorbestimmte Temperatur abkühlt.
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Demselben Zweck dient die Anordnung des Dehnungskörpers 15 und des
Ventils 16 im Entleerrohr 14 in der Anordnung nach Abb. 4.
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Statt eines solchen Dehnungskörpers 15 kann auch, ,wie dies die Abb.
7 zeigt, ein Kontaktthermometer 36 im Entleerrohr 14 angeordnet werden, welches
bei Unterschreiten einer vorbestimmten Temperaturgrenze ein durch den Elektromagneten
35 beeinflußtes Ventil 34 im Entleerrohr 14 öffnet. Im gezeichneten Beispiel nach
Abb. 7 ist der Steuerstrom für den Elektromagneten 35 parallel zum Steuerstrom für
die Heizspule 39 geschaltet, welche am Thermostaten 23 des Dampfeinlaßventils 24
der Heizung i9 vorgesehen ist, was eine Vereinfachung der elektrischen Einrichtung
dieser Heizanlage bildet. Für das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 34 im Entleerrohr
14 ist es vorteilhaft, noch eine Handstellvorrichtung vorzusehen, um auch von Hand
aus die Entleerung des Behälters 13 durchführen zu können. Diese Handstellvorrichtung
besteht im gezeichneten Beispiel nach Abb. 7 z. B. aus dem Hebel 37, der aus der
gezeichneten Lage um den Winkel a gedreht das Ventil 34 öffnet.