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Temperaturregelung der erhitzten Luft auf gleichbleibende Höhe für
eine Luftheizung, z. B. in Eisenbahnwagen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die Temperatur der aus dem mit Dampf, Warmwasser od. dgl. betriebenen Lufterhitzer
einer Luftheizung, z. B. in Eisenbahnwagen, austretenden Luft auf gleichbleibende
Höhe zu regeln.
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Elektrische Regelungen, die mit einem Kontaktthermometer im erhitzten
Luftstrom das Heizmittelventil des Lufterhitzers voll öffnen oder schließen, also
als Unterbrechungsregler' arbeiten, sind zur Erfüllung dieser Aufgabe nicht immer
geeignet, da sie leicht zu Pendelungen der Lufttemperatur Anlaß geben, die durch
das Wärmespeichervermögen des Lufterhitzers noch verstärkt werden.
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Die Regelung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Vereinigung
folgender bekannter Merkmale: r. Steuerung der Heizmittelzufuhr von einem temperaturempfindlichen
Arbeitskörper, dessen Temperatur von einem Luftstrom beeinflußt wird; z. Einschalten
des Luftstromes von einem der erhitzten Luft ausgesetzten Kontaktthermometer; 3.
elektrische Beheizung des Kontaktthermometerns bei Nichtkontaktgabe.
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Das Kontaktthermometer schließt bei Überschreiten seiner Schalttemperatur
den Luft-
Strom, der den temperaturempfindlichen, die Heizmittelzufuhr
zum Lufterhitzer steuernden Arbeitskörper beaufschlagt, ab, und gleichzeitig wird
die elektrische Beheizung des Kontaktthermometers ausgeschaltet, so daß die Temperatur
des Thermometers wieder absinkt. Bei Unterschreiten der Schalttemp°ratur wird der
temperaturempfindliche Arbeitskörper erneut angeblasen und gleichzeitig die elektrische
Beheizung des Kontaktthermometers eingeschaltet, so daß die Temperatur des Thermometers
wieder ansteigt. Die Temperatur des Thermometers schwingt also um seine über der
Solltemperatur der Luft liegende Schalttemperatur. Die thermische Steuerung des
Heizkörperv entils macht jedoch infolge ihrer Trägheit die Schwankungen der Temperatur
des Thermometers nicht mit, sondern stellt sich auf eine mittlere Lufttemperatur
ein, die unterhalb der Schalttemperatur des Kontaktthermometers liegt und deren
Steuerung folgendermaßen erfolgt. Bei Abnahme der Temperatur der aus dem Erhitzer
austretenden Luft steigt die von ihr auf das Kontaktthermometer ausgeübte Kühlwirkung,
so daß jeweils das Wiederabsinken der Thermometertemperatur auf die Schalttemperatur
langsamer vor sich geht als bei Solltemperatur der. Luft. Hierdurch werden die Beheizungszeiten
des Thermometers verlängert, d. h. dessen Kontaktgabe sowie die Schließzeiten des
Blasluftventils im Verhältnis zu den Öffnungszeiten verkürzt. Umgekehrt werden bei
Anstieg der Lufttemperatur die Schließzeiten des Blasluftventils im Verhältnis zu
den Öffnungszeiten verlängert. je länger nun die Schließzeiten im Verhältnis zu
den Öffnungszeiten des Blasluftventils sind, um so mehr wird die Heizmittelzufuhr
gedrosselt. Es wird also trotz der intermitti,#renden Arbeitsweise des Kontaktthermometers
eine stetige Regelung der Heizmittelzufuhr zum Lufterhitzer und damit eine von Pendelungen
freie Regelung der Temperatur der erhitzten Luft erzielt.
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Eine derartige stetige Regelung ließe sich bei Steuerung des den Arbeitskörper
beaufschlagenden Luftstromes durch ein unbeheiztes Kontaktthermometer nicht erzielen,
da bei tVeglassen der elektrischen Beheizung des Kontaktthermometers die Ein- und
Ausschaltzeiten des Thermometers zu lang wären und infolgedessen die durch Unterbrechen
und Einschalten des Blasluftstromes dem temperaturempfindlichen Körper zugeführten
Wärmestöße zu groß wären, als daß sie durch die Trägheit der thermischen Steuerung
ausgeglichen werden könnten.
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Die Regelung gemäß der Erfindung ist insofern auch unvollkommen, als
die Temperatur der Luft bei Austritt aus dem Erhitzer noch von anderen Umständen,
wie Größe der elektrischen Spannung, mit der die elektrische Beheizung des Kontaktthermometers
betrieben wird, Menge der durch den Erhitzer geleiteten Luft, Temperatur des Heizmittels,
abhängig ist. Diese Abhängigkeit beruht darauf. daß die zur Beheizung des Kontaktthermometers
dienende bzw. erforderliche mittlere elektrische Energiemenge je nach der Größe
der genannten Einflüsse verschieden ist und sich infolgedessen der Abstand der Lufttemperatur
von der Schalttemperatur des Kontaktthermometers ändert. Diese Einflüsse werden
gemäß der Erfindung durch ein weiteres. der erhitzten Luft ausgesetztes Kontaktthermometer
unwirksam gemacht, das eine zusätzliche Beheizung des ersten Kontaktthermometers
einschaltet. Durch diese Maßnahme wird, wenn die Heizmittelzufuhr zum Lufterhitzer
zwecks Ausgleich der genannten Einflüsse verringert «-erden muß, die effektive Schalttemperatur
des ersten Kontaktthermometers herabgesetzt, indem dann die Lufttemperatur die Ansprechtemperatur
des zweiten Kontaktthermometers überschreitet. Die zusätzliche Beheizung des ersten
Kontaktthermometers kann in der Weise erfolgen, daß ein Heizwiderstand bei Ausbildung
des ersten Kontaktthermometers als Zweimetallkontaktgeber einen den Gegenkontakt
tragenden Zweimetallstreifen oder bei Ausbildung des ersten Thermometers als Quecksilberthermometer
eine zweite Kugel desselben beheizt oder einen das erste Kontaktthermometer beaufschlagenden
Zweigstrom der erhitzten Luft auf eine erhöhte Temperatur bringt.
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Diese zusätzliche Beheizung bewirkt, wenn sie infolge Anstieges der
Lufttemperatur über die Solltemperatur eingeschaltet wird, eine Verkürzung der Öffnungszeiten
des Blasluftv entils !in Verhältnis zu den Schließzeiten und setzt demgemäß die
Temperatur der erhitzten Luft "wieder herab. Sie kann auch durch das erste Kontaktthermometer
mitgesteuert werden, indem der zweite Heizwiderstand und sein Kontaktthermometer
parallel zu dem vom ersten Kontaktthermometer gesteuerten Heizwiderstand geschaltet
wird. Dann wird der zweite Widerstand von seinem Kontaktthermometer nur während
der Zeiträume eingeschaltet, in denen auch der erste Heizwiderstand eingeschaltet
ist.
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Die zusätzliche Beheizung des ersten Kontaktthermometers, die von
einem besonderen bei der Solltemperatur ansprechenden Kontaktthermometer geschaltet
wird, und die zusätzliche Steuerung der zusätzlichen Beheizung durch das erste Kontaktthermometer
sind nicht auf die Steuerung des Heizmittelventils mit einem vom Heizmittel erwärmten
und von einem Luftstrom angeblasenen Gefäß
mit verdampfender Flüssigkeit
beschränkt, sondern allgemein bei intermittierend arbeitenden Reglern anwendbar.
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In der Zeichnung sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i das Heizmittelventil des Lufterhitzers und seine Steuerung
mit einem Kontaktthermo@meter in einer von der Austrittsleitung des Lufterhitzers
abgehenden Zweigleitung, Abb.2 die Steuerung des Blasluftventils mit einem zusätzlichen,
vom ersten Kontaktthermometer unabhängigen Heizwiderstand; Abb. 3 die Steuerung
des Blasluftventils mit einem zusätzlichen, auch vom ersten. Kontaktthermometer
abhängigen Heizwiderstand, Abb. 4 die Steuerung des Blasluftventils mit einem Relais.
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Der Ventilkegel i des in der Dampfzuleitung zu einem Lufterhitzer
angeordneten Ventils 2 wird getragen von dem Boden des am unteren Ende am: Ventilgehäuse
befestigten Federungsköpers 3. Das Innere des Federungskörpers steht mit dem aus
gut wärmeleitendem Werkstoff gefertigten und mit dem Ventilgehäuse wärmeleitend
verbundenen Verdampfungsgefäß 4 in Verbindung, das in seinem unteren, außen mit
Rippen versehenen Teil eine verdampfende Flüssigkeit, beispielsweise Äther, enthält.
In den das Verdampfungsgefäß 4 umgebenden Mantel mündet eine mit einem Magnetventil
6 versehene Leitung 8, durch die Luft, beispielsweise ein Zweigstrom der aus dein
Erhitzer austretenden Luft, auf das Verdampfungsgefäß 4 geblasen wird.
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In Reihe mit der Erregung 7 des Magnetventils 6 ist ein beispielsweise
bei 25'°` ansprechendes Thermometer 9 geschaltet; das in der von der Austrittsleitung
des Lufterhitzers abgehenden, mit einer Drossel 12 versehenen Zweigleitung io angeordnet
ist. Unmittelbar neben dem Thermometer 9 befindet :sich der Heizwiderstand i i,
der parallel zu dem Thermometer 9 geschaltet ist. Die Leistung des Heizwiderstandes
ist so bemessen, daß das Thermometer 9. bei ständig eingeschaltetem Widerstand i
i eine Temperatur von 30° annehmen würde, die also ebensoviel über der Schalttemperatur
des Thermometers g liegen; würde, wie diese über der beispielsweise 2o°' betragenden
Solltemperatur der Luft liegt. Bei Ansprechen des Thermometers 9 wird der Widerstand
i s kurzgeschlossen und dadurch. ausgeschaltet und das Magnetventil 6 durch Erregen
seiner Wicklung 7 geschlossen. Der Widerstand i i ist so hoch, daß bei seiner Einschaltung
die Erregung des Magnetventils 6 nicht stark genug ist; um es geschlossen zu: halten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist in: Strömungsrichtung der Luft vor dem
Widerstand i i und in genügend großem Abstand hiervon ein zusätzliches, bei der
Solltemperatur der Luft von 2oP' ansprechendes zweites Kontaktthermometer 13 angeordnet,
das einen weiteren, in der Nähe des Kontaktthermometers 9 angeordneten Heizwiderstand
14 einschaltet, wenn die Lufttemperatur über 20° ansteigt. Bei dem. Ausführungsbeispiel
nach Abb. 3 sind das Thermometer 13 und der Heizwiderstand 14 parallel zum.
Widerstand i i geschaltet, so daß der Widerstand 14 nur dann von seinem Thermometer
13 eingeschaltet werden kann, wenn auch der Widerstand i i eingeschaltet ist.
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Abb. 4. zeigt eine Ausführungsform, bei der das Blasluftventil nicht
unmittelbar, sondern über ein Relais 15 von dem Kontaktthermometer, 9 geschaltet
wird. Hier können der Heizwiderstand 14 und das Kontaktthermometer 13 entweder,
wie bei dem AusführungsbeispIel nach Abb. 2, durch Verbinden der Leiter 16 und
17 von dem Kontaktthermometer g unabhängig gemacht oder durch die gestrichelt
angedeutete Weiterführung des Leiters 17 an den einen; Kontakt des Relais
15,
wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3, in Abhängigkeit von dem Thermometer
9 gebracht werden.