NL2008641C2

NL2008641C2 - METHOD FOR HEATING A RAILWAY COMPOSITION

Info

Publication number: NL2008641C2
Application number: NL2008641A
Authority: NL
Inventors: Arthur Xavier Kappers; Ronald John Brouwers
Original assignee: Brouwers Holding B V
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-10-17

Description

NLP190812ANLP190812A

Werkwijze voor het verwarmen van een spoorstaafsamenstelMethod for heating a rail assembly

ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwarmen van een spoorstaafsamenstel.The invention relates to a method for heating a rail assembly.

5 Het verwarmen van een spoorstaafsamenstel kan tot doel hebben om tegen te gaan dat bewegende onderdelen van het spoorstaafsamenstel, bijvoorbeeld de tong van een wissel, bij koude weersomstandigheden door ijsvorming of sneeuwophoping niet meer naar behoren functioneren. Het 10 verwarmen van een spoorstaafsamenstel kan tevens tot doel hebben om het spoorstaafsamenstel op een neutrale temperatuur en een daarmee overeenkomende neutrale lengte te brengen alvorens het spoorstaafsamenstel wordt aangebracht in de spoorweg. Hierdoor kunnen ontoelaatbare drukspanning 15 en trekspanning in de spoorweg tengevolge van temperatuurschommelingen worden tegengaan en kan spoorspat-ting of spoorbreuk worden voorkomen.The heating of a rail assembly can have the purpose of preventing moving parts of the rail assembly, for example the tongue of a switch, from functioning properly due to ice formation or snow accumulation due to cold weather conditions. Heating a rail assembly can also have the purpose of bringing the rail assembly to a neutral temperature and a corresponding neutral length before the rail assembly is installed in the railroad. As a result, unacceptable compressive stress and tensile stress in the railroad due to temperature fluctuations can be prevented and rail splashing or rail breakage can be prevented.

Voor het verwarmen van spoorstaafsamenstellen wordt al tientallen jaren gebruik gemaakt van warmtebronnen 20 in de vorm van gasbranders, buisverwarming en elektrische verwarmingselementen die door het temperatuurverschil tussen de warmtebron en het spoorstaafsamenstel via warmteoverdracht warmte overdragen aan het spoorstaafsamenstel. Bij deze warmteoverdracht gaat een groot deel van de warmte- 2 energie verloren, waardoor het rendement van deze vorm van verwarming slecht is.For heating rail assemblies, use has been made for decades of heat sources in the form of gas burners, tube heating and electric heating elements which, due to the temperature difference between the heat source and the rail assembly, transfer heat to the rail assembly via heat transfer. During this heat transfer a large part of the heat energy is lost, so that the efficiency of this form of heating is poor.

Het is een doel van de uitvinding een werkwijze voor het verwarmen van een spoorstaafsamenstel te verschaf-5 fen, waarbij het rendement tussen de gegenereerde warmte-energie en de opwarming van het spoorstaafsamenstel verbeterd kan worden.It is an object of the invention to provide a method for heating a rail assembly, wherein the efficiency between the generated heat energy and the heating of the rail assembly can be improved.

10 SAMENVATTING VAN DE UITVINDINGSUMMARY OF THE INVENTION

De uitvinding verschaft een werkwijze voor het met een verwarmingsinrichting verwarmen van een elektrisch geleidend spoorstaafsamenstel, waarbij de verwarmingsinrich-15 ting een stroombron omvat met een eerste pool en een tweede pool waartussen een potentiaalverschil aanwezig is, waarbij de werkwij ze de stappen omvat van het via een eerste verbinding elektrisch geleidend verbinden van de eerste pool met een vast eerste aansluitpunt op het spoorstaafsamenstel, 20 het via een tweede verbinding elektrisch geleidend verbinden van de tweede pool met een vast tweede aansluitpunt op het spoorstaafsamenstel op afstand van het eerste aansluitpunt, het vormen van een eerste stroomkring door de stroombron, de eerste verbinding, het tussen het eerste aansluitpunt en het 25 tweede aansluitpunt gelegen gedeelte van het spoorstaafsa-menstel en de tweede verbinding, het gedurende een tijdsverloop voeren van een eerste stroom van ten minste 250 Ampère door de eerste stroomkring, waarbij het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het 30 tweede aansluitpunt een eerste elektrische weerstand bezit, waarbij de eerste stroom ten minste 62.500 Joule per seconde per Ohm van de eerste weerstand aan warmte-energie genereert in het spoorstaafsamenstel ter plaatse van de eerste stroomkring .The invention provides a method for heating an electrically conductive rail assembly with a heating device, wherein the heating device comprises a current source with a first pole and a second pole between which a potential difference is present, the method comprising the steps of a first connection electrically conductively connecting the first pole to a fixed first connection point on the rail assembly, connecting the second pole electrically conductively via a second connection to a fixed second connection point on the rail assembly remote from the first connection point, forming a first circuit through the current source, the first connection, the portion of the rail assembly located between the first connection point and the second connection point and the second connection, passing a first current of at least 250 Amps through the first circuit, where the part of the rail assembly having a first electrical resistance between the first terminal and the second terminal, the first current generating at least 62,500 Joules per second of the first resistance of heat energy in the rail assembly at the first circuit.

35 Door het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt op te nemen in de eerste stroomkring kan de warmte-energie in 3 het gedeelte zelf worden ontwikkeld. De temperatuur van het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt kan worden verhoogd zonder dat daarvoor een externe warmtebron noodzakelijk is.By incorporating the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point in the first circuit, the heat energy can be developed in the part itself. The temperature of the portion of the rail assembly between the first connection point and the second connection point can be increased without the need for an external heat source.

5 De warmteverliezen die optreden bij de overdracht van warmte tussen een externe warmtebron en het spoorstaafsamenstel kunnen daardoor worden voorkomen.The heat losses that occur during the transfer of heat between an external heat source and the rail assembly can thereby be prevented.

In een uitvoeringsvorm is de eerste stroom in de eerste stroomkring ten minste 500 Ampère en is bij voorkeur 10 in het bereik van 1000 Ampère tot 10.000 Ampère gelegen, waarbij de eerste stroom respectievelijk ten minste 250.000 Joule en bij voorkeur in het bereik van 1.000.000 Joule tot 100.000.000 Joule per seconde per Ohm van de eerste weerstand aan warmte-energie genereert in het spoorstaafsamen-15 stel ter plaatse van de eerste stroomkring. Door de eerste stroom te verhogen kan de hoeveelheid gegenereerde warmte-energie aanzienlijk worden verhoogd, waardoor de gewenste temperatuur sneller kan worden bereikt.In one embodiment, the first current in the first circuit is at least 500 Amps and is preferably in the range of 1000 Amps to 10,000 Amps, the first current being at least 250,000 Joules and preferably in the range of 1,000,000 Joules to 100,000,000 Joules per second per Ohm of the first heat energy resistance generated in the rail assembly at the first circuit. By increasing the first flow, the amount of heat energy generated can be increased considerably, so that the desired temperature can be reached faster.

In een uitvoeringsvorm is de eerste weerstand ten 20 minste 50 procent en bij voorkeur ten minste 80 procent van de totale weerstand in de eerste stroomkring. De warmte-energie treedt op daar waar de eerste stroom weerstand ondervindt. Als de weerstand voor een groot deel en bij voorkeur voor het grootste deel in het gedeelte van het 25 spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt optreedt, dan kan bewerkstelligd worden dat een groot deel en bij voorkeur het grootste deel van de warmte-energie in het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt 30 gegenereerd wordt.In one embodiment, the first resistor is at least 50 percent and preferably at least 80 percent of the total resistor in the first circuit. The heat energy occurs where the first current encounters resistance. If the resistance occurs for a large part and preferably for the most part in the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point, it can be achieved that a large part and preferably the majority of the heat energy is generated in the portion of the rail assembly between the first terminal and the second terminal 30.

In een uitvoeringsvorm is het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt in hoofdzaak van staal vervaardigd, waarbij het staal bij voorkeur een soortelijke weerstand 35 heeft in het bereik van 0,0000002 Ohmmeter tot 0,00000035 Ohmmeter. Het staal kan de eerste stroom geleiden maar kan tegelijkertijd door de soortelijke weerstand van het staal 4 een warmte-energie in het staal veroorzaken.In one embodiment, the portion of the rail assembly between the first connection point and the second connection point is substantially made of steel, the steel preferably having a resistivity in the range of 0.0000002 Ohm meter to 0.00000035 Ohm meter. The steel can conduct the first current but at the same time can cause heat energy in the steel due to the resistivity of the steel 4.

In een uitvoeringsvorm zijn de eerste verbinding en de tweede verbinding van een materiaal zijn vervaardigd met een soortelijke weerstand die ten minste tien keer zo 5 laag is als de soortelijke weerstand van staal. De eerste verbinding en de tweede verbinding veroorzaken door de lagere soortelijke weerstand minder warmte-energie, waardoor rendementsverlies in de verbindingen kan worden tegengegaan. Bovendien kunnen de verbindingen een weg van minste weer-10 stand verzorgen zodat de eerste stroom bij de verbindingen de stroomkring volgt en niet in verder vloeit in het spoorstaaf samenstel .In one embodiment the first connection and the second connection are made of a material with a resistivity that is at least ten times as low as the resistivity of steel. The first connection and the second connection cause less heat energy due to the lower resistivity, so that loss of efficiency in the connections can be prevented. Moreover, the connections can provide a path of least resistance so that the first current at the connections follows the circuit and does not flow further into the rail assembly.

In een uitvoeringsvorm is het potentiaalverschil in de eerste stroomkring kleiner dan of gelijk aan 50 Volt. 15 De relatief lage spanning kan hiermee onder de maximale veilige aanraakspanning bij wisselstroom gehouden worden en kan de veiligheid voor het bedienend personeel van de ver-warmingsinrichting verbeteren.In one embodiment, the potential difference in the first circuit is less than or equal to 50 volts. The relatively low voltage can hereby be kept below the maximum safe contact voltage at alternating current and can improve the safety for the operating staff of the heating device.

In een uitvoeringsvorm is het tijdsverloop ten 20 minste 5 minuten en bij voorkeur ten minste 10 minuten. Gedurende het tijdsverloop kan een bepaalde hoeveelheid warmte-energie gegenereerd worden voldoende kan zijn voor het opwarmen van het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt 25 tot een gewenste temperatuur.In one embodiment the time lapse is at least 5 minutes and preferably at least 10 minutes. During the course of time a certain amount of heat energy can be generated which may be sufficient to heat up the portion of the rail assembly between the first connection point and the second connection point to a desired temperature.

In een uitvoeringsvorm omvat het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt ten minste een gedeelte van een eerste spoorstaaf. Het gedeelte van de eerste spoorstaaf is daar-30 door opgenomen in de eerste stroomkring, waarbij de warmte-energie in het gedeelte van de eerste spoorstaaf zelf kan worden gegenereerd.In one embodiment, the portion of the rail assembly between the first terminal and the second terminal comprises at least a portion of a first rail. The portion of the first rail is thereby included in the first circuit, whereby the heat energy can be generated in the portion of the first rail itself.

In een uitvoeringsvorm omvat het gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het 35 tweede aansluitpunt een meervoud van spoorstaafgedeelten van een of meerdere spoorstaven, waarbij het meervoud van gedeelten tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aan- 5 sluitpunt elektrisch in serie met elkaar verbonden zijn. De in serie geschakelde gedeelten van de een of meerdere spoorstaven kunnen in dezelfde eerste stroomkring worden opgenomen, waarbij de eerste stroom in alle gedeelten gelijk is en 5 de warmte-energie in de gedeelten van de een of meerdere spoorstaven zelf kan worden gegenereerd.In one embodiment, the portion of the rail assembly between the first terminal and the second terminal comprises a plurality of rail sections of one or more rails, the plurality of sections between the first terminal and the second terminal being electrically connected in series to each other to be. The series-connected parts of the one or more rails can be included in the same first circuit, the first current being the same in all parts and the heat energy can be generated in the parts of the one or more rails itself.

In een uitvoeringsvorm omvat het spoorstaafsamenstel een tweede spoorstaaf met een tweede elektrische weerstand, waarbij de werkwij ze de stappen omvat van het vormen 10 van een elektrisch parallel aan de eerste stroomkring geschakelde tweede stroomkring, waarbij ten minste een gedeelte van de eerste spoorstaaf en/of de tweede spoorstaaf in de tweede stroomkring is opgenomen, het gedurende een tijdsverloop voeren van een tweede stroom van ten minste 250 Ampère 15 door de tweede stroomkring, waarbij de tweede stroom op vergelijkbare wijze als in de eerste stroomkring in de tweede stroomkring ten minste 62.500 Joule per seconde per Ohm van de tweede weerstand aan warmte-energie genereert in het spoorstaafsamenstel ter plaatse van de tweede stroom-20 kring. Door de eerste stroomkring en de tweede stroomkring elektrisch parallel aan elkaar te schakelen kunnen de potentiaalverschillen in beide stroomkringen gelijk gehouden worden, waarbij de stroom van de stroombron over de stroomkringen kan worden verdeeld. Hierdoor kan het benodigde 25 potentiaalverschil ten opzichte van de benodigde stroom relatief laag gehouden worden.In one embodiment, the rail assembly comprises a second rail with a second electrical resistance, the method comprising the steps of forming a second electrical circuit which is electrically connected in parallel to the first current circuit, wherein at least a part of the first rail and / or the second rail is included in the second circuit, passing a second current of at least 250 Amps through the second current circuit over a period of time, the second current being at least 62,500 Joules in a similar manner as in the first current circuit in the second current circuit per second per Ohm of the second resistance to heat energy is generated in the rail assembly at the location of the second circuit. By electrically connecting the first circuit and the second circuit in parallel with each other, the potential differences in both circuits can be kept the same, whereby the current from the current source can be distributed over the circuits. As a result, the required potential difference with respect to the required current can be kept relatively low.

In een uitvoeringsvorm zijn de stroomkringen zwevende stroomkringen. Hierdoor kan er ter plaatse van de stroomkringen ten opzichte van de rest van de spoorweg een 30 plaatselijk hogere stroom gerealiseerd worden.In one embodiment, the circuits are floating circuits. As a result, a locally higher current can be realized at the location of the circuits relative to the rest of the railway.

In een uitvoeringsvorm omvat de werkwi j ze de stap van het tussen de polen van de stroombron en de verbindingen met een transformator elektrisch transformeren van het potentiaalverschil en de stroom van de stroombron. De trans-35 formator kan bij een omlaag getransformeerd potentiaalverschil een zeer hoge stroom leveren.In one embodiment, the method comprises the step of electrically transforming the potential difference and the current from the current source between the poles of the current source and the connections to a transformer. The transformer can provide a very high current with a down-transformed potential difference.

In een uitvoeringsvorm wordt de stap van het 6 voeren van stroom door de stroomkringen gestart nadat de temperatuur van het spoorstaafsamenstel ter plaatse van de stroomkringen gedaald is tot minder dan 5 graden Celsius. Hiermee kan worden tegengegaan dat er zich ijs vormt op of 5 in het spoorstaafsamenstel dat de werking van het spoorstaaf samenstel mogelijk kan hinderen.In one embodiment the step of conducting current through the circuits is started after the temperature of the rail assembly at the location of the circuits has fallen to less than 5 degrees Celsius. Hereby it can be prevented that ice forms on or in the rail assembly which may possibly hinder the operation of the rail assembly.

In een uitvoeringsvorm heeft het spoorstaafsamenstel bij aanvang van de werkwijze een temperatuur die lager is dan 15 graden Celsius, waarbij de stap van het voeren van 10 stroom door de stroomkringen wordt uitgevoerd totdat het spoorstaafsamenstel ter plaatse van de stroomkringen een temperatuur van ten minste 15 graden Celsius en bij voorkeur ten minste 20 graden Celsius heeft bereikt. Hiermee kan het spoorstaafsamenstel op een bepaalde neutrale temperatuur 15 gebracht worden, waarbij het spoorstaafsamenstel een neutrale lengte heeft die na plaatsing van het spoorstaafsamenstel in een spoorweg tengevolge van de schommelingen in temperatuur de minste drukspanning of trekspanning in de spoorweg oplevert.In one embodiment, the rail assembly has a temperature lower than 15 degrees Celsius at the start of the method, the step of passing current through the circuits being carried out until the rail assembly has a temperature of at least 15 degrees at the location of the circuits Celsius and preferably at least 20 degrees Celsius. The rail assembly can hereby be brought to a certain neutral temperature, wherein the rail assembly has a neutral length which, after placing the rail assembly in a railroad, yields the least compressive stress or tensile stress in the railroad due to the fluctuations in temperature.

2 0 In een uitvoeringsvorm is het spoorstaaf samenstel een wissel. De verwarmingsinrichting kan tegengaan dat de wissel tengevolge van ijsvorming of ophoping van sneeuw niet meer naar behoren functioneert.In one embodiment, the rail assembly is a switch. The heating device can prevent the switch from functioning properly due to ice formation or snow accumulation.

In een uitvoeringsvorm is de afstand van het 25 gedeelte van het spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt kleiner dan of gelijk aan 100 meter, bij voorkeur kleiner dan of gelijk aan 50 meter, bij meeste voorkeur kleiner dan of gelijk aan 30 meter. Hierdoor kan de weerstand van het gedeelte van het 30 spoorstaafsamenstel tussen het eerste aansluitpunt en het tweede aansluitpunt beperkt gehouden worden, waardoor met een relatief laag potentiaalverschil een hoge stroom door de stroomkringen gevoerd kan worden.In one embodiment, the distance of the portion of the rail assembly between the first terminal and the second terminal is less than or equal to 100 meters, preferably less than or equal to 50 meters, most preferably less than or equal to 30 meters. As a result, the resistance of the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point can be kept limited, so that a high current can be passed through the circuits with a relatively low potential difference.

De in deze beschrijving en conclusies van de 35 aanvrage beschreven en/of de in de tekeningen van deze aanvrage getoonde aspecten en maatregelen kunnen waar mogelijk ook afzonderlijk van elkaar worden toegepast. Die 7 afzonderlijke aspecten kunnen onderwerp zijn van daarop gerichte afgesplitste octrooiaanvragen. Dit geldt in het bijzonder voor de maatregelen en aspecten welke op zich zijn beschreven in de volgconclusies.The aspects and measures described in this description and claims of the application and / or shown in the drawings of this application can, where possible, also be applied separately from each other. These 7 separate aspects can be the subject of split-off patent applications that are aimed at this. This applies in particular to the measures and aspects that are described per se in the subclaims.

55

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

De uitvinding zal worden toegelicht aan de hand 10 van een aantal in de bij gevoegde schematische tekeningen weergegeven voorbeelduitvoeringen. Getoond wordt in: figuur 1 een bovenaanzicht van een spoorstaafsamenstel en een verwarmingsinrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding; 15 figuur 2 een bovenaanzicht van een alternatief spoorstaafsamenstel en een alternatieve verwarmingsinrichting volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding; en figuur 3 een aanzicht in dwarsdoorsnede van het 20 spoorstaafsamenstel volgens de lijn III-III in figuur 1 en van het alternatieve spoorstaafsamenstel volgens de lijn III-III in figuur 2.The invention will be elucidated on the basis of a number of exemplary embodiments shown in the attached schematic drawings. Shown is: Figure 1 a plan view of a rail assembly and a heating device according to a first embodiment of the invention; Figure 2 shows a top view of an alternative rail assembly and an alternative heating device according to a second embodiment of the invention; and Figure 3 shows a cross-sectional view of the rail assembly along the line III-III in Figure 1 and of the alternative rail assembly along the line III-III in Figure 2.

25 GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN25 DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figuur 1 toont volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding een spoorstaafsamenstel 1 en een elektrische geleidend met het spoorstaafsamenstel 1 verbonden 30 verwarmingsinrichting 2 voor het door middel van weerstands-verhitting of dissipatie elektrisch verwarmen van het spoorstaaf samenstel 1. De verwarming van het spoorstaafsamenstel 1 is van belang op het moment dat hierin bewegende delen, zoals een puntstuk of een tong van een wissel zijn opgeno-35 men, waarvan de beweegbaarheid onder koude weersomstandigheden moet worden gewaarborgd. De verwarmingsinrichting 2 kan worden ingeschakeld op het moment dat de temperatuur van het 8 spoorstaafsamenstel 1 het vriespunt nadert, bijvoorbeeld op basis van een temperatuursensor of door aansturing vanuit een weerstation. De verwarmingsinrichting 2 kan tegengaan dat het spoorstaafsamenstel 1 tengevolge van ijsvorming of 5 ophoping van sneeuw niet meer naar behoren functioneert.Figure 1 shows according to a first embodiment of the invention a rail assembly 1 and an electrically conductive heating device 2 connected to the rail assembly 1 for heating the rail assembly 1 electrically by means of resistance heating or dissipation. The heating of the rail assembly 1 is of importance at the moment that moving parts, such as a pointed part or a tongue of a switch, are accommodated therein, the mobility of which must be guaranteed under cold weather conditions. The heating device 2 can be switched on when the temperature of the rail assembly 1 approaches the freezing point, for example on the basis of a temperature sensor or by control from a weather station. The heating device 2 can prevent the rail assembly 1 from functioning properly due to ice formation or snow accumulation.

In de hiernavolgende figuurbeschrijving zal eerst kort worden ingegaan op de eigenschappen van het spoorstaaf-samenstel 1. Deze eigenschappen zijn van belang voor de wijze waarop het spoorstaafsamenstel 1 zich gedraagt wanneer 10 het spoorstaafsamenstel 1 elektrisch geleidend is verbonden met de verwarmingsinrichting 2. Vervolgens zal de verwarmingsinrichting 2 en de werking hiervan worden beschreven.In the following description of the figures, the properties of the rail assembly 1 will first be briefly discussed. These properties are important for the way in which the rail assembly 1 behaves when the rail assembly 1 is electrically conductively connected to the heating device 2. Then the heating device 2 and its operation are described.

Het spoorstaafsamenstel 1 omvat een eerste spoorstaaf 11 en een tweede spoorstaaf 12 die gezamenlijk een 15 deel van een wissel van een verder niet weergegeven spoorweg vormen. De spoorstaven 11, 12 zijn vervaardigd van elek trisch geleidend staal met een soortelijke elektrische weerstand van ongeveer 0,000000224719 Ohmmeter, een soortelijk gewicht van ongeveer 7900 kilogram per kubieke meter en 20 een soortelijke warmte van ongeveer 500 Joule per kilogram per graad Celsius. De eerste spoorstaaf 11 bezit een prismatische doorsnede en vormt een van de doorgaande aanslags-poorstaven van de wissel. De tweede spoorstaaf 12 heeft een tabs toelopende vormgeving en vormt de beweegbare tong van 25 de wissel.The rail assembly 1 comprises a first rail 11 and a second rail 12 which together form a part of a turnout of a railway, not further shown. The rails 11, 12 are made of electrically conductive steel with a specific electrical resistance of approximately 0.000000224719 Ohmmeter, a specific weight of approximately 7900 kilograms per cubic meter and a specific heat of approximately 500 Joules per kilogram per degree Celsius. The first rail 11 has a prismatic cross-section and forms one of the continuous stop gate bars of the switch. The second rail 12 has a tapered shape and forms the movable tongue of the switch.

De dwarsdoorsnede van de eerste spoorstaaf 11 is in figuur 3 schematisch weergegeven. De eerste spoorstaaf 11 bezit in dit voorbeeld een Vignol profiel van het type 54E1. De eerste spoorstaaf 11 omvat een voet 91, een uit het 30 midden van de voet 91 opstaand draaglichaam 92 en een kop 93. De eerste spoorstaaf 11 heeft in dit voorbeeld een voetbreedte B van ongeveer 140 millimeter, een hoogte H van ongeveer 159 millimeter en een kopbreedte van ongeveer 70 millimeter. Het oppervlak S van de eerste spoorstaaf 11 is 35 in dit voorbeeld ongeveer 0,0070 vierkante meter. De eerste spoorstaaf 11 weegt ongeveer 55 kilogram per meter. De elektrische weerstand per meter van de eerste spoorstaaf 11 9 is volgens de wet van Pouillet gelijk aan de soortelijke weerstand van de eerste spoorstaaf 11 gedeeld door het oppervlak S van de eerste spoorstaaf 11. Hieruit volgt dat de eerste spoorstaaf 11 een inwendige eerste weerstand R1 5 heeft van in dit voorbeeld 0,000000224719 Ohmmeter / 0,0070 vierkante meter = ongeveer 0,0000321 Ohm per meter. De tweede spoorstaaf 12 bezit een inwendige tweede weerstand R2 die door het afnemende oppervlak van de dwarsdoorsnede in ieder geval groter is dan de eerste elektrische weerstand R1 10 van de eerste spoorstaaf 11.The cross-section of the first rail 11 is shown schematically in Figure 3. The first rail 11 in this example has a Vignol profile of the type 54E1. The first rail 11 comprises a base 91, a support body 92 extending from the center of the base 91 and a head 93. In this example, the first rail 11 has a base width B of approximately 140 millimeters, a height H of approximately 159 millimeters and a head width of approximately 70 millimeters. The surface S of the first rail 11 in this example is approximately 0.0070 square meters. The first rail 11 weighs approximately 55 kilograms per meter. The electrical resistance per meter of the first rail 11 is, according to Pouillet's law, equal to the resistivity of the first rail 11 divided by the surface S of the first rail 11. It follows that the first rail 11 has an internal first resistance R1. 5 has in this example 0.000000224719 Ohm meter / 0.0070 square meter = about 0.0000321 Ohm per meter. The second rail 12 has an internal second resistance R2 which, due to the decreasing cross-sectional area, is in any case greater than the first electrical resistance R1 10 of the first rail 11.

Zoals in figuur 1 is weergegeven omvat de verwar-mingsinrichting 2 een stroombron 20 en een met de stroombron 20 verbonden transformator 23. De stroombron 20 kan een vast bij de spoorweg aangebrachte stroomvoorziening of een mobie-15 le generator zijn. De stroombron 20 bezit een eerste pool 21 en een tweede pool 22 met daartussen een basispotentiaalverschil V0 ten opzichte van de aarde van ongeveer 230 tot 400 Volt wisselspanning. De transformator 23 is voorzien van een primaire spoel 24 en een of meer secundaire spoelen 25. De 20 primaire spoel 24 is aangesloten op de stroombron 20. In het geval van meerdere secundaire spoelen 25 kunnen deze in serie of parallel aan elkaar geschakeld worden voor het aanpassen van de verhouding tussen de windingen van de primaire spoel 24 ten opzichte van de secundaire spoelen 25. 25 De transformatieverhouding tussen het aantal windingen van de primaire spoel 24 en de een of meer secundaire spoelen 25 veroorzaakt dat het basispotentiaalverschil V0 over de primaire spoel 24 omlaag getransformeerd wordt tot een getransformeerd potentiaalverschil VI over de secundaire 30 spoel 25 van ongeveer 5 tot 50 Volt. De bovengrens van 50 Volt is de maximaal toelaatbare aanraakspanning bij wisselstroom. De transformator 23 is ingericht teneinde bij een dergelijk omlaag getransformeerd potentiaalverschil VI een zeer hoge totale stroom II in de orde grootte van 100 Ampère 35 tot 10.000 Ampère te kunnen leveren.As shown in Figure 1, the heating device 2 comprises a power source 20 and a transformer 23 connected to the power source 20. The power source 20 can be a power supply fixed to the railroad or a mobile generator. The current source 20 has a first pole 21 and a second pole 22 with a basic potential difference V0 relative to the ground of approximately 230 to 400 volts AC between them. The transformer 23 is provided with a primary coil 24 and one or more secondary coils 25. The primary coil 24 is connected to the power source 20. In the case of several secondary coils 25, these can be connected in series or parallel to each other for adjusting the ratio between the turns of the primary coil 24 with respect to the secondary coils 25. The transformation ratio between the number of turns of the primary coil 24 and the one or more secondary coils 25 causes the base potential difference V0 across the primary coil 24. is transformed down to a transformed potential difference VI across the secondary coil 25 of about 5 to 50 volts. The upper limit of 50 volts is the maximum allowable contact voltage with alternating current. The transformer 23 is arranged to be able to supply a very high total current II in the order of 100 Amps 35 to 10,000 Amps with such a down-transformed potential difference VI.

De transformator 23 is aan de zijde van de secundaire spoel 25 voorzien van een derde pool 26 en een vierde 10 pool 27 waartussen het getransformeerde potentiaalverschil VI heerst. De stroombron 20 is ingericht teneinde over de derde pool 26 en de vierde pool 27 een wisselspanning en een wisselstroom te leveren met een instelbare frequentie van 5 ongeveer 50 tot 200 Hertz. De verwarmingsinrichting 2 kan echter ook op gelijkstroom II werken. In dat geval wordt er een gelijkrichter 28 tussen de derde pool 26, de vierde pool 27 en de secundaire spoel 25 van de transformator 23 geplaatst, hetgeen in figuur 1 sterk vereenvoudigd is weerge-10 geven. De gelijkrichter 28 kan de wisselstroom van de stroombron 20 gelijkrichten zodat een gelijkstroom II ontstaat .The transformer 23 is provided on the side of the secondary coil 25 with a third pole 26 and a fourth pole 27 between which the transformed potential difference VI prevails. The current source 20 is arranged to supply an alternating voltage and an alternating current with an adjustable frequency of approximately 50 to 200 Hertz over the third pole 26 and the fourth pole 27. However, the heating device 2 can also operate on direct current II. In that case, a rectifier 28 is placed between the third pole 26, the fourth pole 27 and the secondary coil 25 of the transformer 23, which is shown in much simplified form in FIG. The rectifier 28 can rectify the alternating current from the current source 20 so that a direct current II is produced.

De transformator 23 en in het geval van gelijkstroom de gelijkrichter 28 zijn aangesloten op een koelin-15 richting 29 van waaruit een koelmedium M, bijvoorbeeld water of lucht, via leidingen door de transformator 23 en de gelijkrichter 28 gecirculeerd wordt. De koelinrichting 29, de leidingen, de transformator 23 en de gelijkrichter 28 zijn geïsoleerd zodat deze bestand zijn tegen temperaturen 20 tot -20 graden Celsius.The transformer 23 and in the case of direct current the rectifier 28 are connected to a cooling device 29 from which a cooling medium M, for example water or air, is circulated through lines through the transformer 23 and the rectifier 28. The cooling device 29, the lines, the transformer 23 and the rectifier 28 are insulated so that they can withstand temperatures 20 to -20 degrees Celsius.

De verwarmingsinrichting 2 omvat een eerste verbinding 31 en een tweede verbinding 32 in de vorm van elektrisch geleidende aansluitkabels. De eerste verbinding 31 is met een uiteinde elektrisch geleidend aangesloten op de 25 derde pool 26 van de transformator 23 en is met het andere uiteinde met behulp van een niet weergegeven kabelbevesti-ging elektrisch geleidend vastgezet aan een eerste aansluit-punt 33 op de eerste spoorstaaf 11. De tweede verbinding 32 is met één uiteinde aansloten op de vierde pool 27 van de 30 transformator 23 en is met het andere uiteinde met behulp van een niet weergegeven kabelbevestiging elektrisch geleidend vastgezet aan een tweede aansluitpunt 34 op de eerste spoorstaaf 11. De aansluitpunten 33, 34 zijn op afstand van elkaar gelegen en zijn tijdens de nader te beschrijven 35 werkwijze plaatsvast ten opzichte van hun initiële aanbreng-posities op de eerste spoorstaaf 11. De lengte van het tussen de aansluitpunten 33, 34 gelegen, aangesloten gedeel- 11 te 13 van de eerste spoorstaaf 11 is in dit voorbeeld gelijk aan of kleiner dan 30 meter.The heating device 2 comprises a first connection 31 and a second connection 32 in the form of electrically conductive connection cables. The first connection 31 is electrically conductively connected at one end to the third pole 26 of the transformer 23 and is electrically conductively secured to a first connection point 33 on the first rail by means of a cable attachment (not shown). 11. The second connection 32 is connected at one end to the fourth pole 27 of the transformer 23 and is electrically conductively secured at the other end with the aid of a cable attachment (not shown) to a second connection point 34 on the first rail 11. The connection points 33, 34 are spaced apart and, during the method to be described in more detail, are stationary relative to their initial mounting positions on the first rail 11. The length of the connected part 11 located between the connection points 33, 34 13 of the first rail 11 in this example is equal to or smaller than 30 meters.

De secundaire spoel 25 van de transformator 23, de eerste verbinding 31, het aangesloten gedeelte 13 van de 5 eerste spoorstaaf 11 en de tweede verbinding 32 vormen gezamenlijk een eerste stroomkring 30. Het aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 vormt dus een onderdeel van de eerste stroomkring 30. De eerste stroomkring 30 is niet geaard, waardoor er sprake is van een zwevende 10 eerste stroomkring 30. Hierdoor kan er over het aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 ten opzichte van de rest van de spoorweg een plaatselijk hogere stroom gerealiseerd kan worden.The secondary coil 25 of the transformer 23, the first connection 31, the connected part 13 of the first rail 11 and the second connection 32 jointly form a first circuit 30. The connected part 13 of the first rail 11 thus forms part of the first electrical circuit 30. The first electrical circuit 30 is not grounded, so that there is a floating first electrical circuit 30. As a result, a locally higher current can flow across the connected portion 13 of the first rail 11 compared to the rest of the railway can be achieved.

De verwarmingsinrichting 2 omvat verder een derde 15 verbinding 41 en een vierde verbinding 42 in de vorm van elektrisch geleidende aansluitkabels. De derde verbinding 41 is met een uiteinde elektrisch geleidend aangesloten op de derde pool 2 6 van de transformator 23 en is met het andere uiteinde met behulp van een niet weergegeven kabelbevesti-20 ging elektrisch geleidend vastgezet aan een derde aansluit-punt 43 op de tweede spoorstaaf 12. De vierde verbinding 42 is met één uiteinde aansloten op de vierde pool 27 van de transformator 23 en is met het andere uiteinde met behulp van een niet weergegeven kabelbevestiging elektrisch gelei-25 dend vastgezet op een vierde aansluitpunt 44 op de tweede spoorstaaf 12. De aansluitpunten 43, 44 zijn op afstand van elkaar gelegen en zijn tijdens de nader te beschrijven werkwijze plaatsvast ten opzichte van hun initiële aanbreng-posities op de tweede spoorstaaf 12. De lengte van het 30 tussen de aansluitpunten 43, 44 gelegen, aangesloten gedeelte 14 van de tweede spoorstaaf 12 is in dit voorbeeld gelijk aan of kleiner dan 30 meter.The heating device 2 further comprises a third connection 41 and a fourth connection 42 in the form of electrically conductive connecting cables. The third connection 41 is electrically conductively connected at one end to the third pole 26 of the transformer 23 and is electrically conductively secured at the other end to a third connection point 43 on the second end by means of a cable attachment (not shown). rail 12. The fourth connection 42 is connected at one end to the fourth pole 27 of the transformer 23 and is electrically conductively secured at the other end to a fourth connection point 44 on the second rail 12 by means of a cable attachment (not shown). The connection points 43, 44 are spaced apart and, during the method to be described in more detail, are fixed relative to their initial mounting positions on the second rail 12. The length of the connected part located between the connection points 43, 44 14 of the second rail 12 in this example is equal to or smaller than 30 meters.

De secundaire spoel 25 van de transformator 23, de derde verbinding 41, het aangesloten gedeelte 14 van de 35 tweede spoorstaaf 12 en de vierde verbinding 42 vormen gezamenlijk een tweede stroomkring 40 met een tweede stroom 13. Het aangesloten gedeelte 14 van de tweede spoorstaaf 12 12 vormt dus een onderdeel van de tweede stroomkring 40. De tweede stroomkring 40 is niet geaard, waardoor er sprake is van een zwevende tweede stroomkring 40. Hierdoor kan er over het aangesloten gedeelte 14 van de tweede spoorstaaf 12 ten 5 opzichte van de rest van de spoorweg een plaatselijk hogere stroom gerealiseerd kan worden.The secondary coil 25 of the transformer 23, the third connection 41, the connected part 14 of the second rail 12 and the fourth connection 42 jointly form a second circuit 40 with a second current 13. The connected part 14 of the second rail 12 12 thus forms part of the second circuit 40. The second circuit 40 is not grounded, so that there is a floating second circuit 40. As a result, the connected portion 14 of the second rail 12 can be moved relative to the rest of the circuit. the railroad can achieve a locally higher current.

De tweede stroomkring 40 is elektrisch parallel geschakeld aan de eerste stroomkring 30. De totale stroom II wordt derhalve in samenhang met de weerstanden binnen de 10 eerste stroomkring 30 en de tweede stroomkring 40 volgens een bepaalde verhouding verdeeld over de eerste stroomkring 30 en de tweede stroomkring 40. Het eerste potentiaalverschil V2 over de eerste stroomkring 30 en het tweede potentiaalverschil V3 over de tweede stroomkring 40 zijn door de 15 parallelschakeling gelijk aan elkaar en het getransformeerde potentiaalverschil VI.The second circuit 40 is electrically connected in parallel to the first circuit 30. The total current II is therefore distributed in a certain ratio between the first circuit 30 and the second circuit in conjunction with the resistances within the first circuit 30 and the second circuit 40 40. The first potential difference V2 across the first circuit 30 and the second potential difference V3 across the second circuit 40 are equal to each other and the transformed potential difference VI through the parallel circuit.

De verbindingen 31, 32, 41, 42 zijn voorzien van geleiders met een soortelijke weerstand die aanzienlijk lager is dan de soortelijke weerstand van het staal van de 20 spoorstaven 11, 12. Bij voorkeur zijn de geleiders van een materiaal met een soortelijke weerstand die ten minste 10 tot 20 keer lager is dan de soortelijke weerstand van het staal, bijvoorbeeld koper met een soortelijke weerstand van ongeveer 0,0000000175 Ohmmeter. De verbindingen 31, 32, 41, 25 42 bevatten bovendien een groot aantal geleiders of gelei ders met een grote dwarsdoorsnede (bijvoorbeeld tot 630 vierkante millimeter met een stroombelastbaarheid van 950 Ampère per geleider) zodat het samengestelde oppervlak daarvan in dwarsdoorsnede zo groot mogelijk is. Hierdoor kan 30 de weerstand in de verbindingen 31, 32, 41, 42 tot een minimum worden teruggebracht. De overgangsweerstand tussen de verbindingen 31, 32, 41, 42 en de spoorstaven 11, 12 ter plaatse van de aansluitpunten 33, 34, 43, 44 kan worden teruggebracht door gebruik te maken van smelt- of soldeer-35 verbindingen of klemmen waarbij het contactoppervlak van de aansluitpunten 33, 34, 43, 44 met de verbindingen 31, 32, 41, 42 en de spoorstaven 11, 12 zo groot mogelijk is.The connections 31, 32, 41, 42 are provided with conductors with a resistivity that is considerably lower than the resistivity of the steel of the rails 11, 12. Preferably the conductors are of a material with a resistivity is at least 10 to 20 times lower than the resistivity of the steel, for example copper with a resistivity of about 0.0000000175 Ohmmeter. The connections 31, 32, 41, 42 also contain a large number of conductors or conductors with a large cross-section (for example up to 630 square millimeters with a current carrying capacity of 950 Amps per conductor) so that the composite surface thereof is as large as possible in cross-section. As a result, the resistance in the connections 31, 32, 41, 42 can be reduced to a minimum. The transition resistance between the connections 31, 32, 41, 42 and the rails 11, 12 at the connection points 33, 34, 43, 44 can be reduced by using melting or soldering connections or terminals with the contact surface of the connection points 33, 34, 43, 44 to the connections 31, 32, 41, 42 and the rails 11, 12 is as large as possible.

1313

De werkwijze voor het met de verwarmingsinrichting 2 elektrisch verwarmen van het spoorstaafsamenstel 1 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding zal hieronder aan de hand van figuur 1 worden toegelicht.The method for electrically heating the rail assembly 1 according to the first embodiment of the invention with the heating device 2 will be explained below with reference to Fig. 1.

5 De werkwijze omvat de stappen van het op de hier voor beschreven wijze elektrisch geleidend aansluiten van de verwarmingsinrichting 2 op het spoorstaafsamenstel 1 en het gedurende een tijdsverloop leveren van een totaalstroom II met een getransformeerd potentiaalverschil VI vanuit de 10 transformator 23. De totaalstroom II verdeeld zich in een bepaalde verhouding over de eerste stroomkring 30 en de tweede stroomkring 40. De eerste stroom 12 in de eerste stroomkring 30 en de tweede stroom 13 in de tweede stroomkring 40 genereren tengevolge van de aldaar ondervonden 15 weerstanden R2, R3 en in samenhang met de potentiaalverschillen V2, V3 in de stroomkringen 30, 40 een eerste dissi-patie of warmte-energie W2 en een tweede dissipatie of warmte-energie W3 in respectievelijk de eerste spoorstaaf 11 en de tweede spoorstaaf 12.The method comprises the steps of electrically conductively connecting the heating device 2 to the rail assembly 1 in the manner described above and supplying a total current II with a transformed potential difference VI from the transformer 23 over a period of time. The total current II distributed in a certain ratio across the first circuit 30 and the second circuit 40. The first current 12 in the first circuit 30 and the second current 13 in the second circuit 40 generate resistors R2, R3 encountered in conjunction with the potential differences V2, V3 in the circuits 30, 40 a first dissipation or heat energy W2 and a second dissipation or heat energy W3 in the first rail 11 and the second rail 12, respectively.

2 0 De warmte-energie W2, W3 hangt volgens de wet van2 0 The heat energy W2, W3 depends on the law of

Joule samen met het kwadraat van de hoeveelheid stroom 12, 13 in Ampère die per Ohm van de weerstand R2, R3 per seconde door de betreffende spoorstaaf 11, 12 gaat. Door substitutie van de wet van Ohm in de wet van Joule kan bovendien worden 25 afgeleid dat de warmte-energie W2, W3 tevens samenhangt met de stroom 12, 13 in Ampère die per Volt van het potentiaal verschil V2, V3 per seconde door het aangesloten gedeelte 13, 14 van de betreffende spoorstaaf 11, 12 gaat.Joule together with the square of the amount of current 12, 13 in Amps passing through the relevant rail 11, 12 per Ohm of the resistor R2, R3 per second. By substituting Ohm's law in Joule's law, it can moreover be deduced that the heat energy W2, W3 is also associated with the current 12, 13 in Amps which per Volt of the potential difference V2, V3 per second by the connected part 13, 14 of the relevant rail 11, 12.

Op basis van de gegenereerde warmte-energie W2, 30 W3, de warmtecapaciteit van het staal en het gewicht van het aangesloten gedeelte 13, 14 van de betreffende spoorstaaf 11, 12 kan een theoretisch temperatuurverschil van het aangesloten gedeelte 13, 14 van de spoorstaven 11, 12 tengevolge van de daaraan toegevoegde warmte-energie W2, W3 35 worden berekend. Omgekeerd kan worden berekend hoeveel warmte-energie W2, W3 gegenereerd moet worden voor het verkrijgen van een gewenst temperatuurverschil.Based on the generated heat energy W2, 30 W3, the heat capacity of the steel and the weight of the connected part 13, 14 of the relevant rail 11, 12, a theoretical temperature difference of the connected part 13, 14 of the rails 11 12 due to the added heat energy W2, W3. Conversely, it is possible to calculate how much heat energy W2, W3 must be generated to obtain a desired temperature difference.

1414

Deze inzichten kunnen worden gebruikt bij het volgens de werkwijze aansluiten en bedienen van de verwar-mingsinrichting 2 voor het verkrijgen van de gewenste hoeveelheid warmte-energie W2, W3 en/of het gewenste tempera-5 tuurverschil. Zo kan de lengte van de aangesloten gedeelten 13, 14 van de spoorstaven 11, 12 en daarmee de weerstand R2, R3 van de gedeelten 13, 14 van de spoorstaven 11, 12 binnen de stroomkringen 30, 40 bewust gekozen worden. Tegelijker tijd of afzonderlijk kan de hoogte van het getransformeerde 10 potentiaalverschil VI, de totale stroom II en daarmee de geleverde stroom 12, 13 over de gedeelten van de spoorstaven 11, 12 worden ingesteld. Tenslotte kan het tijdsverloop gekozen worden zodat daarbinnen de gewenste opwarming optreedt of kan het tijdsverloop vanwege een vereiste opwarm-15 snelheid beperkt zijn tot een bepaald maximaal tijdsverloop.These insights can be used when connecting and operating the heating device 2 according to the method for obtaining the desired amount of heat energy W2, W3 and / or the desired temperature difference. Thus, the length of the connected portions 13, 14 of the rails 11, 12 and hence the resistance R2, R3 of the portions 13, 14 of the rails 11, 12 within the circuits 30, 40 can be consciously selected. At the same time or separately, the height of the transformed potential difference VI, the total current II and thus the supplied current 12, 13 over the portions of the rails 11, 12 can be adjusted. Finally, the time lapse can be selected so that the desired heating occurs within it or the time lapse can be limited to a certain maximum time lapse due to a required heating speed.

In het hieronder beschreven rekenvoorbeeld is een situatie als uitgangspunt genomen waarin gedurende een tijdsverloop van 10 minuten het aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 ongeveer 5 graden Celsius verwarmd 20 dient te worden. Het eerste aansluitpunt 33 en het tweede aansluitpunt 34 zijn op een zodanige afstand van elkaar vastgezet op de eerste spoorstaaf 11 dat het daartussen gelegen, aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 een lengte van 30 meter heeft. Het gewicht van het aangeslo-25 ten gedeelte 13 van de spoorstaaf 11 is dus 55 kilogram per meter x 30 meter = ongeveer 1650 kilogram. De eerste warmte-energie W2 die nodig is voor het verhogen van de temperatuur van het aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 met 5 graden Celsius is dus 500 Joule per kilogram per graad 30 Celsius x 1650 kilogram x 5 graden Celsius = ongeveer 4.125.000 Joule. Om deze temperatuurverhoging in 10 minuten te bewerkstelligen is een warmte-energie W2 per seconde van 4.125.000 Joule / 600 seconden = ongeveer 6.875 Joule per seconde nodig.In the calculation example described below, a situation has been taken as a starting point in which during a time lapse of 10 minutes the connected part 13 of the first rail 11 must be heated by approximately 5 degrees Celsius. The first connection point 33 and the second connection point 34 are fixed at such a distance from each other on the first rail 11 that the interconnected part 13 of the first rail 11 has a length of 30 meters. The weight of the connected portion 13 of the rail 11 is therefore 55 kilograms per meter x 30 meter = approximately 1650 kilograms. The first heat energy W2 required for raising the temperature of the connected portion 13 of the first rail 11 by 5 degrees Celsius is therefore 500 Joules per kilogram per degree 30 Celsius x 1650 kilograms x 5 degrees Celsius = approximately 4,125. 000 joules. To achieve this temperature increase in 10 minutes, a heat energy W2 per second of 4,125,000 Joules / 600 seconds = approximately 6,875 Joules per second is required.

35 De benodigde eerste stroom 12 kan nu aan de hand van de wet van Joule berekend worden. Hierin is de eerste weerstand R2 van het aangesloten gedeelte 13 van de eerste 15 spoorstaaf 11 0,0000321 Ohm/meter x 30 meter = ongeveer 0,000963 Ohm. De benodigde eerste stroom 12 is het resultaat van de vierkantswortel van 6.875 Joule / 0,000963 Ohm. De benodigde eerste stroom 12 voor het genereren van 6.875 5 Joule aan warmte-energie W2 per seconde in het 30 meter lange aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11 is ongeveer 2672 Ampère.The required first flow 12 can now be calculated on the basis of Joule's law. Herein, the first resistor R2 of the connected portion 13 of the first rail 11 is 0.0000321 ohm / meter x 30 meter = approximately 0.000963 ohm. The required first current 12 is the result of the square root of 6,875 Joules / 0.000963 Ohm. The required first current 12 for generating 6,875 Joules of heat energy W2 per second in the 30-meter long connected portion 13 of the first rail 11 is approximately 2672 Amps.

Het benodigde eerste potentiaalverschil V2 voor het verkrijgen van de bovengenoemde eerste stroom 12 zou 10 zonder extra weerstand in de eerste stroomkring 30 volgens de wet van Ohm (V = I x R) het resultaat zijn van de vermenigvuldiging van 2672 Ampère met 0, 000963 Ohm. Het eerste potentiaalverschil V2 zou dus ten minste ongeveer 2,57 Volt moeten zijn.The required first potential difference V2 for obtaining the above-mentioned first current 12 would be without extra resistance in the first circuit 30 according to the law of Ohm (V = I x R) the result of the multiplication of 2672 Amps by 0.000963 Ohm . The first potential difference V2 should therefore be at least about 2.57 Volts.

15 Het aangesloten gedeelte 14 van de tweede spoor staaf 12 zal op dezelfde lengte van 30 meter in hoofdzaak op dezelfde wijze opwarmen als het aangesloten gedeelte 13 van de eerste spoorstaaf 11. De berekeningen wijken echter af omdat de eigenschappen van de tweede spoorstaaf 12 vanwege 20 de tabs toelopende punt anders zijn. Voor dit rekenvoorbeeld wordt aangenomen dat het oppervlak van de dwarsdoorsnede van de tweede spoorstaaf 12 in de richting van de punt lineair afneemt. Het gewicht van het aangesloten gedeelte 14 van de tweede spoorstaaf 12 is dan ongeveer 825 kilogram en de 25 tweede weerstand R3 is dan ongeveer 0,001926 Ohm. Het tweede potentiaalverschil V3 is door de parallelschakeling gelijk aan het tweede potentiaalverschil V2 en bedraagt ongeveer 2,57 Volt. Uit de wet van Ohm volgt dat de tweede stroom 13 ongeveer 1334 Ampère is. Dit vertaalt zich via de Wet van 30 Joule in een tweede warmte-energie W3 van ongeveer 3427 Joule per seconde en een warmte-energie W3 van ongeveer 2.056.200 Joule per 10 minuten. Uit de soortelijke warmte van het staal volgt dat dit resulteert in een temperatuurverschil van ongeveer 5 graden Celsius.The connected portion 14 of the second rail 12 will heat up to the same length of 30 meters in substantially the same way as the connected portion 13 of the first rail 11. However, the calculations deviate because the properties of the second rail 12 due to the tapered point tabs are different. For this calculation example, it is assumed that the cross-sectional area of the second rail 12 decreases linearly in the direction of the point. The weight of the connected portion 14 of the second rail 12 is then approximately 825 kilograms and the second resistor R3 is then approximately 0.001926 Ohm. Due to the parallel connection, the second potential difference V3 is equal to the second potential difference V2 and is approximately 2.57 Volts. It follows from Ohm's law that the second current 13 is approximately 1334 Amps. This translates through the Law of 30 Joules into a second heat energy W3 of approximately 3427 Joules per second and a heat energy W3 of approximately 2,056,200 Joules per 10 minutes. It follows from the specific heat of the steel that this results in a temperature difference of approximately 5 degrees Celsius.

35 De totale stroom II die in het bovenstaande reken voorbeeld door de transformator 23 geleverd moet worden gelegen is ten minste gelijk aan 2672 Ampère + 1334 Ampère = 16 4006 Ampère bij een getransformeerd potentiaalverschil van 2,57 Volt. In de praktijk veroorzaken de verbindingen 31, 32, 41, 42, de aansluitpunten 33, 34, 43, 44 en de transformator 23 echter extra weerstand, waardoor het getransfor-5 meerde potentiaalverschil VI aanzienlijk hoger ingesteld zal moeten worden. Het in de praktijk benodigde getransformeerde potentiaalverschil VI kan proefondervindelijk worden vastgesteld of worden berekend als de totale weerstand R1 van de eerste stroomkring 30 en de tweede stroomkring 40 bekend is. 10 Bij voorkeur bedraagt de weerstand van de overige onderdelen in de stroomkringen 30, 40 minder dan 50 procent van de totale weerstand in de stroomkringen 30, 40 en wordt de overige 50 procent van de totale weerstand in de stroomkringen 30, 40 gevormd door de eerste weerstand R2 en de 15 tweede weerstand R3. Hoe langer het aangesloten gedeelte 13, 14 van de spoorstaaf 11, 12 is, des te hoger zijn de eerste weerstand R2 en de tweede weerstand R3 in verhouding tot de rest van de weerstand in de stroomkringen 30, 40. Bij lange trajecten kan zo een opwarmrendement van ongeveer 80 procent 20 of zelfs meer gehaald worden. Voor een effectieve opwarming vindt het grootste deel van de warmteontwikkeling plaatsvindt in de aangesloten gedeelten 13, 14 van de spoorstaven 11, 12.The total current II to be supplied by the transformer 23 in the above calculation example is at least equal to 2672 Amps + 1334 Amps = 16 4006 Amps with a transformed potential difference of 2.57 Volts. In practice, however, the connections 31, 32, 41, 42, the connection points 33, 34, 43, 44 and the transformer 23 cause additional resistance, as a result of which the transformed potential difference VI will have to be set considerably higher. The transformed potential difference VI required in practice can be determined experimentally or calculated if the total resistance R1 of the first circuit 30 and the second circuit 40 is known. Preferably, the resistance of the remaining components in the circuits 30, 40 is less than 50 percent of the total resistance in the circuits 30, 40 and the remaining 50 percent of the total resistance in the circuits 30, 40 is formed by the first resistor R2 and the second resistor R3. The longer the connected portion 13, 14 of the rail 11, 12, the higher the first resistor R2 and the second resistor R3 are in relation to the rest of the resistor in the circuits 30, 40. For long trajectories, a heating efficiency of around 80 percent 20 or even more. For effective heating, the majority of the heat development takes place in the connected parts 13, 14 of the rails 11, 12.

Het rendement van de verwarmingsinrichting 2 kan 25 verder worden vergroot door gebruik te maken van wisselstroom met een gekozen frequentie F1 waarbij het Skineffect optreedt. Het Skineffect is een elektrisch verschijnsel waarbij de elektronen tengevolge van de tegenwerkende wis-selflux van de wisselstroom geneigd zijn langs het buitenop-30 pervlak van een geleider te bewegen, waardoor de stroomdichtheid langs de buitenzijde van de geleider hoger wordt. In het geval van de spoorstaven 11, 12 zal de warmte-energie W2, W3 zich met name langs de buitenzijde van de spoorstaven 11, 12 gunstig ontwikkelen, waardoor de buitentemperatuur 35 van de spoorstaven 11, 12 sneller toeneemt. De frequentie waarbij het Skineffect optreedt kan proefondervindelijk worden vastgesteld door de frequentie van de wisselstroom te 17 variëren.The efficiency of the heating device 2 can be further increased by using alternating current with a selected frequency F1 at which the skin effect occurs. The Skin effect is an electrical phenomenon in which the electrons, as a result of the opposing wiping flux of the alternating current, tend to move along the outer surface of a conductor, whereby the current density along the outside of the conductor increases. In the case of the rails 11, 12, the heat energy W2, W3 will develop favorably along the outside of the rails 11, 12, as a result of which the outside temperature 35 of the rails 11, 12 will increase more rapidly. The frequency at which the Skin Effect occurs can be determined experimentally by varying the frequency of the alternating current.

Door de aangesloten gedeelten 13, 14 van de spoorstaven 11, 12 op te nemen in de stroomkringen 30, 40 wordt de warmte-energie W2, W3 in de spoorstaven 11, 12 zelf 5 ontwikkeld. Hierdoor is er geen sprake van een warmteoverdracht en de bijbehorende warmteverliezen die optreden bij de verwarmingsinrichtingen volgens de stand van de techniek, waarbij de warmte-energie ontwikkeld wordt in een extern op de spoorstaaf gemonteerd verwarmingselement.By incorporating the connected parts 13, 14 of the rails 11, 12 in the circuits 30, 40, the heat energy W2, W3 in the rails 11, 12 itself is developed. As a result, there is no question of a heat transfer and the associated heat losses that occur in the prior art heating devices, wherein the heat energy is generated in a heating element mounted externally on the rail.

10 De hiervoor beschreven werkwijze wordt uitgevoerd terwijl de spoorweg - waar het spoorstaafsamenstel 1 deel van uitmaakt - in gebruik is. Bij bekende spoorwegen is de spoorweg ingedeeld in baanvakken waarbinnen treinen door middel van stroomkringen en de kortsluiting daarvan kunnen 15 worden gedetecteerd. Een bekend voorbeeld is een spoor-stroomloop waarbij een wisselstroom van enkele Ampère tot hoogstens 30 Ampère (prikspanningspoorstroomloop) en met een bepaalde frequentie via de spoorstaven van een spoorweg loopt en een sein aanstuurt. Wanneer de verwarmingsinrich-20 ting 1 door wisselstroom gevoed wordt dan zou de frequentie van de wisselstroom de spoorstroomloop kunnen storen. In dat geval zal een andere frequentie F1 gekozen moeten worden, die mogelijk niet optimaal is voor het opwarmen. Eventueel kan worden uitgeweken naar de eerder beschreven optie met 25 gelijkstroom.The method described above is carried out while the railway - of which the rail assembly 1 forms a part - is in use. With known railways, the railroad is divided into sections of track within which trains can be detected by means of circuits and the short-circuiting thereof. A well-known example is a track current loop in which an alternating current runs from a few Amps to at most 30 Amps (puncture-voltage track current) and with a certain frequency passes through the rails of a railway and controls a signal. When the heating device 1 is supplied by alternating current, the frequency of the alternating current could disturb the track current. In that case, a different frequency F1 will have to be selected, which may not be optimal for heating. Optionally, it is possible to switch to the previously described option with direct current.

Bij het passeren van een trein wordt een tractie-stroomkring gesloten tussen de bovenleiding van de spoorweg en de spoorstaven. De tractiestroom die door de tractie-stroomkring gaat bedraagt maximaal 4000 Ampère gelijkstroom 30 met een potentiaalverschil van 1500 tot 1800 Volt. De tractiestroom voorziet de elektrische motor van de trein van vermogen. De elektrische motor is de grootste weerstand binnen de tractiestroomkring en verbruikt daarmee het meeste vermogen. Desalniettemin zal de weerstand in de spoorstaven 35 een kortstondige warmteontwikkeling in de spoorstaven veroorzaken. Doordat de trein echter geen vast aansluitpunt is op de spoorstaven maar zich met een snelheid over het spoor 18 voortbeweegt zal de warmteontwikkeling zich verplaatsen met de trein. Zodra de trein een aarding van de spoorstaven passeert zal het daaraan voorafgaande gedeelte van de spoorstaven niet langer verwarmd worden. De warmteontwikkeling is 5 daardoor niet voldoende voor het verkrijgen van het gewenste temperatuurverschil, bijvoorbeeld ter plaatse van een wissel .When a train passes, a traction circuit is closed between the overhead line of the railroad and the rails. The traction current passing through the traction circuit is a maximum of 4000 Amps direct current with a potential difference of 1500 to 1800 Volts. The traction current supplies the electric motor of the train with power. The electric motor is the greatest resistance within the traction current circuit and therefore consumes the most power. Nevertheless, the resistance in the rails 35 will cause a short-term heat development in the rails. However, because the train is not a fixed connection point on the rails but travels over the track 18 at a speed, the heat development will move with the train. As soon as the train passes a grounding of the rails, the preceding part of the rails will no longer be heated. The heat development is therefore not sufficient to obtain the desired temperature difference, for example at the location of a switch.

Teneinde te voorkomen dat de stroomkringen 30, 40 van de verwarmingsinrichting 2 interfereren met de tractie-10 stroomkring bij het passeren van een trein, kan de verwarmingsinrichting 2 worden voorzien van niet weergegeven detectoren voor het detecteren van de komst van een trein en het vervolgens tijdelijk afschakelen van de stroomkringen 30, 40. Het tijdsverloop waarbinnen de trein de verwarmings-15 inrichting 2 passeert is vrij kort, waardoor de tempera-tuursdaling tengevolge van het afschakelen minimaal is.In order to prevent the circuits 30, 40 of the heating device 2 from interfering with the traction current circuit when passing a train, the heating device 2 can be provided with detectors (not shown) for detecting the arrival of a train and subsequently temporarily switching off the circuits 30, 40. The time period during which the train passes through the heating device 2 is relatively short, so that the temperature drop due to the switching off is minimal.

Figuur 2 toont volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding een alternatief spoorstaafsamenstel 101 en een alternatieve, elektrisch geleidend met het alternatieve 20 spoorstaafsamenstel 101 verbonden verwarmingsinrichting 102 voor het door middel van weerstandsverhitting of dissipatie neutraliseren van het alternatieve spoorstaafsamenstel 101. Onder neutraliseren wordt in dit verband de stap verstaan van het op een voorafbepaalde neutrale temperatuur brengen 25 van het alternatieve spoorstaafsamenstel 101, alvorens deze in-situ wordt aangebracht als onderdeel van een spoorweg. Het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 heeft op de neutrale temperatuur een neutrale lengte op basis waarvan de krachten in de spoorweg minimaal zijn. De voorafbepaalde 30 neutrale temperatuur is gekozen in een middengebied van het temperatuurbereik waaraan het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 volgens de klimatologische verwachtingen gedurende de seizoenen zal worden blootgesteld. In Nederland is de neutrale temperatuur gekozen op ongeveer 25 graden Celsius. 35 Een alternatief spoorstaafsamenstel 101 dat bijvoorbeeld bij een temperatuur van 10 graden Celsius aangebracht wordt in een spoorweg zal dus eerste met behulp van de alternatieve 19 verwarmingsinrichting 102 verwarmd moeten worden tot een temperatuur van ongeveer 25 graden Celsius. Hiermee kan worden tegengegaan dat het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 na het aanbrengen tengevolge van temperatuurschommelin-5 gen ontoelaatbaar uitzet of krimpt.Figure 2 shows according to a second embodiment of the invention an alternative rail assembly 101 and an alternative heating device 102 electrically conductively connected to the alternative rail assembly 101 for neutralizing the alternative rail assembly 101 by means of resistance heating or dissipation. understanding the step of bringing the alternative rail assembly 101 to a predetermined neutral temperature before it is installed in-situ as part of a railroad. The alternative rail assembly 101 has a neutral length at the neutral temperature, on the basis of which the forces in the railroad are minimal. The predetermined neutral temperature is selected in a central region of the temperature range to which the alternative rail assembly 101 will be exposed according to climatic expectations during the seasons. In the Netherlands, the neutral temperature has been chosen at around 25 degrees Celsius. An alternative rail assembly 101 which is for instance arranged in a railroad at a temperature of 10 degrees Celsius will therefore first have to be heated with the aid of the alternative heating device 102 to a temperature of approximately 25 degrees Celsius. This makes it possible to prevent the alternative rail assembly 101 from unacceptably expanding or shrinking after application due to temperature fluctuations.

Het neutraliseren van het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 is vooral van belang op het moment dat het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 wordt aangebracht als onderdeel van een langgelaste spoorweg. De langgelaste 10 spoorweg omvat een meervoud van geneutraliseerde alternatieve spoorstaafsamenstellen 101 die opeenvolgend door een lasverbinding voegloos met elkaar verbonden zijn voor het vormen van een gladde, comfortabele en geluidsarme spoorweg. De lengte van de op deze wijze vervaardigde spoorweg kan 15 meerdere kilometers bedragen. De onderling verbonden alternatieve spoorstaafsamenstellen 101 in een langgelaste spoorweg gedragen zich als één doorgaand spoorstaafsamenstel, hetgeen bij temperatuurschommelingen kan leiden tot enorme druk- en trekspanningen en in het ergste geval zou kunnen 20 leiden tot spoorspattingen of spoorbreuk.Neutralizing the alternative rail assembly 101 is especially important when the alternative rail assembly 101 is installed as part of a long-welded railroad. The long-welded railroad comprises a plurality of neutralized alternative rail assemblies 101 which are successively joined without joints by a welded joint to form a smooth, comfortable and low-noise railroad. The length of the railway manufactured in this way can be several kilometers. The interconnected alternative rail assemblies 101 in a long-welded railroad behave as one continuous rail assembly, which in the event of temperature fluctuations can lead to enormous pressure and tensile stresses and in the worst case could lead to rail splits or rail breakage.

Zoals in figuur 2 is weergegeven omvat het alternatieve spoorstaafsamenstel 101 een eerste spoorstaaf 111 en een zich parallel aan de eerste spoorstaaf 111 uitstrekkende tweede spoorstaaf 112. De spoorstaven 111, 112 zijn in 25 hoofdzaak recht en vormen gezamenlijk een doorgaande spoorweg. De spoorstaven 111, 112 kunnen echter ook licht gekromd zijn voor het vormen van bogen in de spoorweg of een onderdeel vormen van een voegloos in de spoorweg aan te brengen wissel. De spoorstaven 111, 112 bezitten een dwarsdoorsnede 30 die in figuur 3 schematisch is weergegeven. De eigenschappen van de spoorstaven 111, 112 komen in dit voorbeeld overeen met de eigenschappen van de eerste spoorstaaf 11 volgens de eerste uitvoeringsvorm en zullen hier niet worden herhaald.As shown in Figure 2, the alternative rail assembly 101 comprises a first rail 111 and a second rail 112 extending parallel to the first rail 111. The rails 111, 112 are substantially straight and together form a continuous rail. However, the rails 111, 112 may also be slightly curved to form arcs in the railroad or to form a part of a turnout to be arranged jointly in the railroad. The rails 111, 112 have a cross-section 30 which is schematically shown in Figure 3. The characteristics of the rails 111, 112 in this example correspond to the characteristics of the first rail 11 according to the first embodiment and will not be repeated here.

De alternatieve verwarmingsinrichting 102 omvat 35 dezelfde stroombron 20, dezelfde transformator 23 en dezelfde koelinrichting 29 als de verwarmingsinrichting 2 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding. De eigenschap- 20 pen en de werking hiervan is vergelijkbaar en zullen hier niet worden herhaald. In het geval van de eerder beschreven gelijkstroom-optie kan de alternatieve verwarmingsinrichting 102 voorzien worden van een gelijkrichter 29. Ook de werking 5 hiervan is al eerder beschreven en zal niet worden herhaald.The alternative heating device 102 comprises the same power source 20, the same transformer 23 and the same cooling device 29 as the heating device 2 according to the first embodiment of the invention. The properties and operation thereof are comparable and will not be repeated here. In the case of the previously described direct current option, the alternative heating device 102 can be provided with a rectifier 29. The operation thereof has also been described earlier and will not be repeated.

De alternatieve verwarmingsinrichting 102 verschilt van de verwarmingsinrichting 2 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding doordat de eerste stroomkring 130 en de tweede stroomkring 140 anders zijn aangeslo-10 ten op de spoorstaven 11, 12.The alternative heating device 102 differs from the heating device 2 according to the first embodiment of the invention in that the first circuit 130 and the second circuit 140 are connected differently to the rails 11, 12.

Zoals in figuur 2 is weergegeven zijn de derde pool 26 en de vierde pool 27 van de transformator 23 via een eerste verbinding 131 en een tweede verbinding 132 elektrisch geleidend vastgezet aan respectievelijk een eerste 15 aansluitpunt 133 ongeveer halverwege de eerste spoorstaaf 111 en een tweede aansluitpunt 134 ongeveer halverwege de tweede spoorstaaf 112. Aan weerzijden op afstand van het eerste aansluitpunt 133 en het tweede aansluitpunt 134 zijn de spoorstaven 111, 112 voorzien van respectievelijk een 20 eerste verbindingsbrug 50 en een tweede verbindingsbrug 60. De eerste verbindingsbrug 50 is aan een uiteinde elektrisch geleidend vastgezet aan een derde aansluitpunt 51 op de eerste spoorstaaf 111 en aan het andere uiteinde elektrisch geleidend vastgezet aan een vierde aansluitpunt 52 op de 25 tweede spoorstaaf 112. De tweede verbindingsbrug 60 is aan een uiteinde elektrisch geleidend vastgezet aan een vijfde aansluitpunt 61 op de eerste spoorstaaf 111 en aan het andere uiteinde elektrisch geleidend vastgezet aan een zesde aansluitpunt 62 op de tweede spoorstaaf 112.As shown in Figure 2, the third pole 26 and the fourth pole 27 of the transformer 23 are electrically conductively secured via a first connection 131 and a second connection 132 to a first connection point 133 approximately halfway between the first rail 111 and a second connection point, respectively. 134 approximately halfway the second rail 112. On opposite sides of the first connection point 133 and the second connection point 134 the rails 111, 112 are provided with a first connecting bridge 50 and a second connecting bridge 60 respectively. The first connecting bridge 50 is at one end electrically conductively secured to a third terminal 51 on the first rail 111 and electrically conductively secured to a fourth terminal 52 on the second rail 112 at the other end. The second connecting bridge 60 is electrically conductively secured at one end to a fifth terminal 61 on the first rail 111 and at the other end e electrically conductively secured to a sixth terminal 62 on the second rail 112.

30 De secundaire spoel 25 van de transformator 23, de eerste verbinding 131, het tussen het eerste aansluitpunt 133 en het derde aansluitpunt 51 gelegen eerste gedeelte 113 van de eerste spoorstaaf 111, het tussen het tweede aansluitpunt 134 en het vierde aansluitpunt 52 gelegen eerste 35 gedeelte 115 van de tweede spoorstaaf 112 en de tweede verbinding 132 vormen gezamenlijk de eerste stroomkring 130. Het eerste gedeelte 113 van de eerste spoorstaaf 111 en het 21 eerste gedeelte 115 van de tweede spoorstaaf 112 zijn binnen de eerste stroomkring 130 elektrisch in serie geschakeld en vormen een onderdeel van de eerste stroomkring 140. De eerste weerstand R2 in de eerste stroomkring 130 is een 5 optelsom van de weerstand van het eerste gedeelte 113 van de eerste spoorstaaf 111 en het eerste gedeelte 115 van de tweede spoorstaaf 112.The secondary coil 25 of the transformer 23, the first connection 131, the first portion 113 of the first rail 111 located between the first terminal 133 and the third terminal 51, the first 35 located between the second terminal 134 and the fourth terminal 52 part 115 of the second rail 112 and the second connection 132 jointly form the first circuit 130. The first part 113 of the first rail 111 and the first part 115 of the second rail 112 are electrically connected in series within the first circuit 130 and form part of the first circuit 140. The first resistor R2 in the first circuit 130 is the sum of the resistor of the first portion 113 of the first rail 111 and the first portion 115 of the second rail 112.

De secundaire spoel 25 van de transformator 23, de eerste verbinding 131, het tussen het eerste aansluitpunt 10 133 en het vijfde aansluitpunt 61 gelegen tweede gedeelte 114 van de eerste spoorstaaf 111, het tussen het tweede aansluitpunt 134 en het zesde aansluitpunt 62 gelegen tweede gedeelte 116 van de tweede spoorstaaf 112 en de tweede verbinding 132 vormen gezamenlijk de tweede stroomkring 140. 15 Het tweede gedeelte 114 van de eerste spoorstaaf 111 en het tweede gedeelte 116 van de tweede spoorstaaf 112 zijn binnen de tweede stroomkring 140 elektrisch in serie geschakeld en vormen een onderdeel van de tweede stroomkring 140. De tweede weerstand R3 in de tweede stroomkring 140 is een 20 optelsom van de weerstand van het tweede gedeelte 114 van de eerste spoorstaaf 111 en het tweede gedeelte 116 van de tweede spoorstaaf 112. De tweede stroomkring 140 is net als bij de stroomkringen 30, 40 volgens de eerste uitvoerings vorm van de uitvinding elektrisch parallel geschakeld aan de 25 eerste stroomkring 130.The secondary coil 25 of the transformer 23, the first connection 131, the second part 114 of the first rail 111 located between the first connection point 133 and the fifth connection point 61, the second part located between the second connection point 134 and the sixth connection point 62 116 of the second rail 112 and the second connection 132 together form the second circuit 140. The second part 114 of the first rail 111 and the second part 116 of the second rail 112 are electrically connected in series within the second circuit 140 and form a part of the second circuit 140. The second resistor R3 in the second circuit 140 is a sum of the resistor of the second portion 114 of the first rail 111 and the second portion 116 of the second rail 112. The second circuit 140 is just as with the circuits 30, 40 according to the first embodiment of the invention, electrically connected in parallel to the 25 first circuit 130.

De totaalstroom II wordt vanuit het eerste aansluitpunt 133 verdeeld in een eerste stroom 12 over de eerste stroomkring 130 via de eerste gedeelten 113, 115 van de spoorstaven 111, 112 en in een tweede stroom 13 over de 30 tweede stroomkring 140 via de tweede gedeelten 114, 116 van de spoorstaven 111, 112. De stromen worden bij het tweede aansluitpunt 134 weer samengevoegd tot de totale stroom II.The total current II is divided from the first connection point 133 into a first current 12 over the first circuit 130 via the first sections 113, 115 of the rails 111, 112 and into a second stream 13 over the second circuit 140 via the second sections 114 , 116 of the rails 111, 112. The streams are merged again at the second terminal 134 into the total stream II.

De spoorstaven 111, 112 zullen zich bij het doorleiden van de stroom 12, 13 vergelijkbaar gedragen aan de 35 eerste spoorstaaf 11 volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding. In de situatie waarin de gedeelten 113-116 van de spoorstaven 111, 112 elk ongeveer 15 meter lang zijn 22 zullen de weerstanden R2, R3 en de tengevolge daarvan gegenereerde warmte-energie W2, W3 gelijk zijn. Voor de berekening van de verschillende parameters wordt terugverwezen naar het rekenvoorbeeld van de eerste uitvoeringsvorm.When passing the current 12, 13, the rails 111, 112 will behave similarly to the first rail 11 according to the first embodiment of the invention. In the situation where the portions 113-116 of the rails 111, 112 are each approximately 15 meters long, the resistors R2, R3 and the heat energy W2, W3 generated as a result thereof will be equal. For the calculation of the different parameters, reference is made to the calculation example of the first embodiment.

5 Het voordeel van het met de alternatieve verwar- mingsinrichting 102 neutraliseren van het alternatieve spoorstaaf samenstel 101 is dat de warmte-energie W2, W3 in de spoorstaven 111, 112 zelf wordt ontwikkeld. Hierdoor is er geen sprake van een warmteoverdracht en de bijbehorende 10 warmteverliezen die optreden bij de verwarmingsinrichtingen volgens de stand van de techniek, waarbij de warmte-energie ontwikkeld wordt door een gasbrander van een over de spoorweg rijdende verwarmingswagen. Ten opzichte van het hydraulisch oprekken van spoorstaven 111, 112 heeft de alternatie-15 ve verwarmingsinrichting 102 als voordeel dat het materiaal van de spoorstaaf 111, 112 gelijkmatig uitzet, in plaats van dat het materiaal mechanisch vervormd wordt. De alternatieve verwarmingsinrichting 102 is met name voordelig bij het neutraliseren van gebogen spoorstaven, waarbij bij mechani-20 sche vervorming zou leiden tot ontoelaatbare vervormingen in de spoorstaaf.The advantage of neutralizing the alternative rail assembly 101 with the alternative heating device 102 is that the heat energy W2, W3 is developed in the rails 111, 112 itself. As a result, there is no question of a heat transfer and the associated heat losses occurring with the prior art heating devices, wherein the heat energy is generated by a gas burner of a heating car traveling over the railroad. Compared to the hydraulic stretching of rails 111, 112, the alternative heating device 102 has the advantage that the material of the rail 111, 112 expands uniformly, instead of the material being deformed mechanically. The alternative heating device 102 is particularly advantageous in neutralizing curved rails, where mechanical deformation would lead to unacceptable deformations in the rail.

Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat de hierboven uitvoeringsvormen slechts voorbeelden beschrijven van de mogelijke elektrische schakelingen, en dat ook andere 25 schakelingen waarbij ten minste gedeelten van een of meerdere spoorstaven zijn opgenomen in een of meerdere stroomkring tot de mogelijkheden behoren. Zo kan de alternatieve verwarmingsinrichting 102 volgens de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding ook op een wijze vergelijkbaar aan de eerste 30 uitvoeringsvorm op de eerste spoorstaaf 111 en tweede spoorstaaf 112 worden aangesloten. Tevens is een eerste stroomkring zonder een tweede parallel geschakelde stroomkring denkbaar, waardoor een serieschakeling verkregen wordt. De totaalstroom II zal in dat laatste geval niet worden onder-35 verdeeld een eerste stroom 12 en een tweede stroom 13 per stroomkring maar zal in de gehele schakeling gelijk zijn.It will be clear to those skilled in the art that the above embodiments only describe examples of the possible electrical circuits, and that other circuits in which at least portions of one or more rails are included in one or more electrical circuits are also possible. Thus, the alternative heating device 102 according to the second embodiment of the invention can also be connected to the first rail 111 and second rail 112 in a manner similar to the first embodiment. A first electric circuit is also conceivable without a second electric circuit connected in parallel, whereby a series connection is obtained. In the latter case the total current II will not be subdivided into a first current 12 and a second current 13 per current circuit, but will be the same throughout the circuit.

De bovenstaande beschrijving is opgenomen om de 23 werking van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding te illustreren, en niet om de reikwijdte van de uitvinding te beperken. Uitgaande van de bovenstaande uiteenzetting zullen voor een vakman vele variaties evident zijn die vallen onder 5 de geest en de reikwijdte van de onderhavige uitvinding.The above description is included to illustrate the operation of preferred embodiments of the invention, and not to limit the scope of the invention. Starting from the above explanation, many variations will be evident to those skilled in the art that fall within the spirit and scope of the present invention.

Claims

Method for heating an electrically conductive rail assembly with a heating device, wherein the heating device comprises a current source with a first pole and a second pole between which there is a potential difference, the method comprising the steps of first connection electrically conductively connecting the first pole to a fixed first connection point on the rail assembly, connecting the second pole electrically conductively via a second connection to a fixed second connection point on the rail assembly remote from the first connection point, forming a first current circuit through the current source, the first connection, the portion of the rail assembly located between the first connection point and the second connection point and the second connection, passing a first current of at least 250 Amps through the first circuit, where the portion of the rail assembly set between the first terminal and the second terminal has a first electrical resistor, the first current generating at least 62,500 Joules per second of the first resistor of heat energy in the rail assembly at the first circuit.

Method according to claim 1, wherein the first stream in the first circuit is at least 500 Amps and is preferably in the range of 1000 Amps to 10,000 Amps, wherein the first stream is at least 250,000 Joules and preferably in the range of 1,000,000 Joules to 100,000,000 Joules per second per Ohm of the first heat energy resistance generated in the rail assembly at the first circuit.

A method according to claim 1 or 2, wherein the first resistor is at least 50 percent and preferably at least 80 percent of the total resistor in the first circuit.

Method according to one of the preceding claims, wherein the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point is substantially made of steel, the steel preferably having a resistivity in the range of 0.0000002 Ohmmeter up to 0.0000004 Ohmmeter.

The method of claim 4, wherein the first connection and the second connection are made of a material with a resistivity that is at least ten times as low as the resistivity of steel.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the potential difference in the first circuit is less than or equal to 50 volts.

7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the time lapse is at least 5 minutes and preferably at least 10 minutes.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point comprises at least a part of a first rail connection.

9. Method as claimed in claim 8, wherein the part of the rail assembly between the first connection point and the second connection point comprises a plurality of rail sections of one or more rails, the plurality of sections between the first connection point and the second connection point electrically series are connected to each other.

A method according to claim 8 or 9, wherein the rail assembly comprises a second rail with a second electrical resistor, the method comprising the steps of forming a second electric circuit connected in parallel to the first circuit, at least a portion of which the first rail and / or the second rail is included in the second circuit, passing a second current of at least 250 Amps through the second circuit for a period of time, the second current being similar to that in the first current circuit in the second circuit second circuit generates at least 62,500 Joules per second per Ohm of the second heat energy resistor in the rail assembly at the second circuit.

11. A method according to any one of the preceding claims, wherein the circuits are floating circuits.

12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the method comprises the step of electrically transforming the potential difference and the current from the current source between the poles of the current source and the connections to a transformer.

13. A method according to any one of the preceding claims, wherein the step of conducting current through the circuits is started after the temperature of the rail assembly at the location of the circuits has fallen to less than 5 degrees Celsius.

14. A method according to any one of the preceding claims, wherein the rail assembly has a temperature lower than 15 degrees Celsius at the start of the method, wherein the step of conducting current through the circuits is carried out until the rail assembly at the location of the circuits has reached a temperature of at least 15 degrees Celsius and preferably at least 20 degrees Celsius.

15. A method according to any one of the preceding claims, wherein the rail assembly is a switch.

16. Method as claimed in any of the foregoing claims, wherein the distance of the part of the rail rod assembly between the first connection point and the second connection point less than or equal to 100 meters, preferably less than or equal to 50 meters, at most preferably less than or equal to 30 meters.

17. Method provided with one or more of the characterizing measures described in the attached description and / or shown in the attached drawings. -o-o-o-o-o-o-o-o-RM / FG