DE762974C - Selbstregelung der Niederdruckdampfheizung in einem Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 15. JUNI 1953

RE ICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 20c GRUPPE

F 8p493-II j2OC

Dr. Hans Appel, Prag ist als Erfinder genannt worden

Louis Friedmann & Co. Komm.-Ges., Prag

, Zu&ata zum Patent 7146

Patentiert im Deutschen Reich vom 14. Februar 1941 an Das Hauptpatent hat angefangen am 23. Dezember 193S Patenterteilung bekanntgemacht am 28. Dezember 1944

ist in Anspruch, genommen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Selbstregelung der Niedierdlnuckdampfheiizuiiig in einem Fahrzeug¹, insbesondere Schienend: ahrzeuig, bei Anschluß der Heizkörper an den KesBeldiampfraium unter Vermeidung von Hei'zkörperdrosselregeliuMg mach dem Patent 746 827. Bei dieser Heizung wird lediglich durch die Regelung der Kesselleistumg erreicht, daß die angeschlossenen Heizkörper stets, mit Dampf vom gleichem Druck wie der Ndederdruckdampfkessel erfüllt gehalten' werden,

Wenn das Fahrzeug in einem von einer Dampflokomotive gezogenen. Zug eingeschaltet fährt, ist es erwünscht, bei stillgelegtem Niederdruckkessel die Fahrzeugheizung mit Dampf aus der unter den Wagen durchgehenden., mit Lokomotivdampf gespeistem Hauptdampfleitung des Zuges betreiben zu können. Würde, man in die Heizkörper diesen Hochdruckdampf leitern, so würden sie, da sie ja ao nur für Niederdruickdampf durchgebildet sind, zu blasen beginnen; auch bestünde die Gefahr

des Zerreißens. Abgesehen davon würde die Heizflächentemperatur mit dem Dampfdruck schwanken, was zum ungleichen Erwärmen der Innenräume der Fahrzeuge führen: würde; weiter würde das ins Freie mündende Steigrohr des Niederdruckkessels Hochdruckdampf ausblasen.

Die Erfindung setzt sich nun das Ziel, die betrachtete Niederdruckdampfheizung· so auszubilden, daß der x\nschluß an eine Hochdruckdampfquelle ohne weiteres möglich ist, bei Versorgung der Heizkörper mit geregeltem Niederdruckdampf.

Erfmdungsgemäß werden zu diesem Zweck folgende drei Maßnahmen gleichzeitig ergriffen: i. Es wird angeordnet ein vom Druck oder der Temperatur des Niederdruckdampfes in den Heizkörpern abhängiger Dampfeinlaßregler in der zur Vorlaufleitung von der durchgehenden Hauptleitung geführten Leitung; 2. ein durch den Dampfdruck in der durchgehenden Hauptleitung geschlossenes Absperrglied in der Vorlaufleitung zwischen dem Kessel und dem Dampfeinlaßregelventil und 3. ein beim Anstellen des Niederdruckdampfkessels von Hand schließbares oder selbstschließendes Absperrglied in der von der durchgehenden Dampfleitung zum Dampfeinlaßregelventil führenden Leitung. Beim Zuleiten des Hochdruckdampfes in die Vorlaufleitung wird nun der Weg zum Niederdruckkessel von selbst geschlossen, der Dampf fließt über das Einlaß regelventil geregelt den Heizkörpern zu, und wenn die Heizung wieder mit Dampf aus dem am Fahrzeug angeordneten Niederdruckdampfkessel betrieben werden soll, wird der Weg aus ihr zur durchgehenden Hauptleitung von selbst geschlossen oder kann von Hand aus gesperrt werden. Wenn man beim Betreiben der Heizung· mit Lokomotivdampf auch eine Raumtemperaturregelung" wünscht, kann dies in sehr einfacher Weise dadurch erreicht werden, daß beim Abstellen des Niederdrackdampfkessels durch die Stellvorrichtung ein Raumkontaktthermometer eingeschaltet wird., das beim Erreichen der vorbestimmten Raumtemperatur das in diesem Fall als Magnetventil ausgebildete Absperrglied im Zufluß weg aus der durchgehenden Hauptleitung schließt. Es steuert diesen Dampfweg unter Regelung der Raumtemperatur.

Da die früher erwähnten drei Ventile bzw. Absperrglieder nach dem Abstellen des Wagens in der kalten Jahreszeit der Einfriergefahr ausgesetzt sind, ist es zweckmäßig, ihre Gehäuse miteinander wärmeleitend zu verbinden. Wird eines von ihnen durch Zuleiten von Dampf warm, so tauen dann die anderen beiden sicher auf. Die Betriebsfähigkeit der Anlage ist stets gesichert.

Die Zeichnung zeigt grundzügig ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in der Abb. 1. Die Abb. 2 stellt einen Teil aus der Abb. 1 dar.

! An den Niederdruckdampfkessel 1 der Dampfheizung sind die Heizkörper 19 über die Vorlaufleitung 20 ohne Zwischenschaltung von Reglern angeschlossen. Alis der Höhe des ; Mindestwasserspiegels des Kessels 1 führt über den Stutzen 56 das Steigrohr 4 hinauf bis über den Wasserspiegel eines hochliegenden Behälters 24. Der Kessel 1 wird durch das elektrische Heizelement So geregelt geheizt. Seinen Druck bestimmt die Wassersäule im Steigrohr 4. Die Regelung der Kesselleistung bewirkt der Schwimmer 16 wie folgt: Er beeinflußt einen Umschalter 45 im Stromkreis der Magnetspule eines im Kesselfülhveg 47, 4 angeordneten Ventils 40 so, daß sich dieses schließt, wenn der höchste zugelassene Wasserspiegel im Kessel 1 erreicht ist, und den Wasserabfluß aus dem Behälter 24 über den Rohrstutzen 47 in das Steigrohr 4 und zum Kessel 1 unterbindet, bis der Kessehvasserspiegel auf eine zugelassene Mindesthöhe gesunken ist, worauf der Umschalter 45 umgestellt und das Nachfüllventil 40 wieder geöffnet wird, so daß wieder Wasser über den Rohrstutzen 47 und das Steigrohr 4 zum Kessel 1 abfließt. Ist der Kessehvasserspiegel wieder bis auf die höchste zugelassene Höhe angestiegen., so wird abermals der Umschalter 45 umgestellt, das Magnetventil 40 geschlossen, und der beschriebene Vorgang wiederholt sich.

Zur gleichzeitigen Regelung der Kesselfeuerung liegt im Stromkreis 75, 76 der Heizspule 80 ein Relaisschalter 74. Die Relaisspule liegt in einem vom Schwimmer 16 so gesteuerten Stromkreis, daß der Heizstrom des Heizelements 60 unterbrochen wird, sobald der Schwimmer 16 den zugelassenen niedrigsten Kessehvasserspiegel erreicht hat, und wieder eingeschaltet wird, wenn nach dem Nachfüll-Vorgang der Kesselwasserspiegel wieder bis auf das zugelassene Höchstmaß angestiegen ist. Es wird also während des Nachfüllvorganges zu dessen rascherer Abwicklung die Kesselheizung abgestellt. Sie arbeitet nur, solange der Kesselwasserstand sich in den zugelassenen Grenzen bewegt.

Auf diese Weise wird die Kesselleistung so geregelt, daß die durch die Vorlaufleitung 20 mit dem Kessel 1 in offener Verbindung stehenden Heizkörper 19 stets mit Dampf vom Kesseldruck erfüllt gehalten werden. Das Niederschlagwasser fließt aus ihnen über die Leitung 48 zum Kessel 1 zurück. Zur Entlüftung der Heizung dient ein thermostatisch gesteuertes Ventil 50, welches sich schließt, sobald beim Anheizen die Luft aus der An-

lage durch den Dampf verdrängt ist uind dieser den Ventilthermostaten erwärmt hat. Um eine solche Heizung, wie dies bei Eisenbahnfahrzeugen gefordert wird, auch aus einer Hodidiruckdampfquelle, vorzugsweise aus einem lokomotivkessel, mit geregeltem Dampf versorgen zu können, ist die unter dem Wagen durchlaufende, den Hochdruckdampf führende Hauptdampfleitung 30 to über eine Verbindungsleirbung 31 mit der Vorlaufleitung 20 der Niederdlruickdampferzeugungsanlage verbunden und! in dieser Leitung 31 das Einlaßregelventil 60 eines Drosselreglersan sich bekannter Bauart angeordnet. Es wird durch den Thermostaten 61, der der Temperatur des aus den Heizkörpern 19 abströmenden Heizmittelis in der Leitung 48 ausgesetzt ist, gesteuert, dessen Wärmedehnungen durch die Stoßstange 67, den Hebel 68 und! den Verlängerungszapfen. 60' des Ventils 60 auf dieses so übertragen werden, daß über die Leitung 20 den Heizkörpern 19 immer nur so viel Dampf zufließt, daß sie mit Niedierdruckdampf erfüllt gehalten werden. Wird also die Leitung 30 mit Hochdruckdampf beschickt, so werden die Heizkörper 19 durch den ihnen aus der Hochdruckdampfquelle zufließenden Dampf genau so geregelt erwärmt wie nach dem Anstellen des> Niederdruckdampfkessels 1 durch, den ihnen aus diesem zufließenden druckgeregelten Dampf. Damit nach dem Anstellen dös Niedierdruckdampf kesseis 1 die geregelte Dampf Versorgung der Heizkörper ig·, die dann ausschließ<Hch aus dem Kessel 1 erfolgen soll, keine Störung durch Abströmen von Dampf zu der zu diesem Zeitpunkt dampf losen Leitung 30 erleidet, ist in der von dieseir Leitung 30 zum Einlaßregelventil 60 führenden Leitung 3.1 das Absperrglied 62, im gezeichneten Beispiel ein Magnetventil, angeordnet.

Im Steucrsitromkneis dieses Magnetventils liegt ein Schalter 70, der auch zum Einschalten des Steuerstronikrteises für das Kesselfül-I-ventil 40 dient. Dieser weist, wie die Abb. 2 zeigt, drei Stellungen auf und dient zum An- und Abstellen der Niederdruckdampfheizanlage. In der o-Stellung sind sämtliche Kontakte 9 und 10 offen, und die Anlage ist außer Betrieb. Beim Übergang in die Stellung I wird der Kontakt 9 gesehlossein, welcher einen Stromkreis über ein Enitleerventid44 dies Kessels 1 einschaltet, so daß die Heizspule 43 den Thermostaten des Ventils 44 erwärmt und das Ventil 44 zum Abschluiß bringt, damit der Kessel 1 mit Wasser gefüllt werden kann. In der Stellung II werden auch die Kontakte 10 geschlossen, welche den Steuerstromkreis über die Magnetspule des Nachf üllventils 40 einschalten, so daß dieses sich öffnet und Wasser aus dem Behälter 24 in! den Kessel 1 abfließen läßt, bis der HöchstwasserSitand erreicht ist und das Ventil 40 sich wieder schließt. Gleichzeitig wird über den Relaisschalter 74 der Heizistrom für das Heizelement 80 eingeschaltet, und die Dampfemtwicklung im Kessel 1 beginnt. Außerdem wird das Magnetventil 62 abgeschlossen, so daß die Verbindungsleitung 31 gegen die Hochdruckdampf leitung 30 gesperrt ist. Die Heizung arbeitet nun mit geregeltem Dampf aus dem Niederdruckdampfkessel 1, wie bereitsi oben beschrieben wurde.

Die Heizung wird außer Betrieb gesetzt durch Drehen des Schalters 70 in die Stellung ο. Soll sie mit Hocbdruekdampf aus der Leitung 30 betrieben werden, so wird zunächst der Schalter 70 in die Stellung I gebracht, was vorerst nur den Zweck hat, das Entwässerungsventil 44 zu schließen, damit das zum Kessel 1 aus den Heizkörpern 19- über die Leitung 48 abfließende Niederschlagwasser sich im Kessel 1 für den späteren Hauptbetrieb der Niederdruckdampferzeugungsanlage sammelt.

Das Magnatventil 62 erhält keinen Strom, und über dieses und die Verbindungsleitung 31 fließt der Hochdruckdampf zum Drosselventil 60. Von diesem gelangt er auf den ge-wünschten niedrigen Druck entspannt über die Vorlauf leitung 20 zu den Heizkörpern 19. Damit der entspannte Dampf über die Vorlaufleitung 20 nicht auch zum Teil in den Kessel 1 strömen und aus diesem entweder über das Steigrohr 4 entweichen oder in die Leitung 48 vordringen kann, wo er durch Umspülen des Thermostaten 61 des Drosselventils 60 den gewünschten D rassel Vorgang stören würde, ist in der Vorlauf leitung 20· zwischen der Einmündungsstelle der Verbindungsleitung 31 und¹ dem Kessel 1 dasi Absperrglied 63 angeordnet. Dieses, wird durch eine Feder im öffnenden Sinn beeinflußt und durch den Kolben 65 geschlossen, wenn ihm Hochdruckdampf aus· der Leitung 30 über das Rohr 64 zufließt.

Die Heizkörper 19 werden also in der Stellung I des Schialters 70 mit gedrosseltem Dampf über das Einlaßregelventil 60 unter Gleiehhaltung ihrer Heizflächentemperatur gespeist, wobei den Dampf die unter dfem Fahrzeug durchgehende Leitung 30 liefert.

Zum Zweck der Regelung der Raumtemper ratur bei dieser Betriebsart liegt im Steuerstromkreis des. Magnetventils 62 ein. Kontaktthermometer 71, welches den Abschluß des Magnetventils 62 veranlaßt, sobald die Raumtemperatur die Einstelltemperatur dies Kootaktthermometers 71 übersehreitet. Durch wechselweises Schließen und öffnen des Magnetventils 62 wird die Raumtemperatur auf gleicher Höhe gehalten.

Beim Betreiben der Heizung mit Dampf aus dem Niederdruckkessel ι wird der Schalter γα in die Stellung II gebracht. Er schließt dann das Kontaktthermometer 71 kurz, schaltet aber dafür in den Stromkreis, der den Umschalter 45 und die Relaisspule des Relaisschalters 74 enthält, ein Kontaktthermometer 72 ein, welches ebenfalls der Temperatur des beheizten Raumes ausgesetzt ist und diese durch wechsel weises Öffnen und Schließen des Heizstromkreises 75, 76 des Heizelements 80 regelt. Den Strom für alle diese Regelvorgänge liefert eine Batterie 73, vorzüglich die Lichtbatterie des Wagens.

Es ist ohne weiteres einzusehen, daß die Bauteile, nämlich das Drosselventil 60, das Magnetventil 62 und das Abschlußglied 63, in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet oder sonst irgendwie wärmeleitend, miteinander verbunden werden können. Sind nach Außerbetriebsetzen des Fahrzeuges alle diese Bauteile eingefroren und wird z. B. durch die Leitung 30 Hochdruckdampf gesendet., so erhält das Magnetventil 62 Dampf und taut auf. Die Wärme tritt aber auch auf die anderen Bauteile 60 und 63 über, so daß auch diese auftauen und betriebsfähig werden. Dieselbe Wirkung hat die Inbetriebsetzung des Niederdruckdampfkessels 1, nur erhält dann das Abschlußglied 63 Dampf zugeführt und taut auf, worauf sich die Wärme durch Leitung und Strahlung auf die Bauteile 60 und 62 überträgt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Selbstregelung der Niederdruckdampfheizung in einem Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, die unter Vermeidung von Heizkörperdrosselregelung arbeitet, nach Patent 746 827, dadurch gekennzeichnet, daß zum wahl weisen Betrieb der Heizung aus der durchgehenden Dampfleitung (30) angeordnet sind: i. ein vom Druck oder der Temperatur des Niederdruckdampfes abhängiger Dampfeinlaßregler (60, 60', öl, 67. 68) in der zur Vorlaufleitung (20) von der durchgehenden Dampfleitung < 30) führenden Leitung (31); 2. ein vom Dampfdruck in der durchgehenden Leitung (30) geschlossenes Absperrglied (63) in der Vorlaufleitung (20) zwischen der Dampfzuflußstelle vom Einlaßregelventil (60) und dem Kessel (1) und 3. ein beim Anstellen des Niederdruckdampfkessel von Hand schließbares oder selbst schließendes Absperrglied (62) in der Leitung (31).
2. 2. R.aumtemperaturregelung der Niederdruckdampfheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abstellen des Niederdruckdampfkessels (1) durch die Handstellvorrichtung (70) ein Raumkontaktthermometer (71) eingeschaltet wird, das beim Erreichen der vorbestimmten Temperatur das Schließen des als Magnetventil ausgebildeten AbsperrgMedes (62) bewirkt.
3. 3. Frostsicherung für die Niederdruckdampfheizung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wärmeleitende Verbindung der Gehäuse des Dampfeini aßregelventils (60) und der Absperrglieder (62 und 63).

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   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschriften Nr. 410 194, 608281;

   USA.-Patentschrift Nr. 1 036 827.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen