Dampfdruckregler 2stufig

Moin Gasdampfer,

ich wollte schon seid einiger Zeit meine Gasdruckregler zu einem zweistufigen Dampfdruckregler weiter entwickeln.
Nach ein paar Stunden am CAD ging es jetzt ans Teile fertigen.
Mit Dichtungen und Manometer besteht der Regler aus insgesamt 39 Bauteilen.

Die Anschlüsse sind M4x0,35 mm und BA5 fürs 1/2" Manometer.
Die Abmessungen sind 24x24x12 ohne die Einstellschrauben und das Manometer, das den geregelten Gasdruck anzeigt.

Der Dampfdruckregler ist wie der von Hielscher aufgebaut, ergänzt um eine Minimalmengen Einstellung mittels Nadelventil.

Morgen geht es ans Testen.

Viele Grüße
Georg

Hallo Armin,

a) Weil es mir Spaß macht!
b) Um einen Kessel ohne abblasendes Sicherheitsventil betreiben zu können, egal ob Rangierbetrieb oder voll geöffneter Regler.
c) Um die Grenzen der Miniaturisierung mit meinen Möglichkeiten auszuloten.

Wozu der ganze Aufwand mit Dampf, wenn die Zukunft doch Elektromobilität ist?

Viele Grüße
Georg

Am Wochenende in Bruchhausen-Vilsen wird sich zeigen wie weit der Dampfdruckregler meine Erwartungen erfüllt.
Ich habe ihn in meine Regner 99 211 eingebaut.

Und hier noch der Größenvergleich zum Hielscher Dampfdruckregler ohne Gasdruckregelstufe.

Viele Grüße
Georg

Hallo Jason,

die erste Stufe ist ein Druckregler, der den mit der Zeit steigenden Gasdruck im Tank auf einen Einstellbaren Gasdruck regelt, den man am Manometer sehen kann. Hier arbeiten zwei Feder gegeneinander, wobei die Vorspannung der einen Feder einstellbar ist. Eine Membran aus 0,5 mm starkem Viton dichtet den Gasraum gegen die Umgebungsluft ab.
Weiter geht das Gas zur zweiten Stufe, in der ein Ventil, dass von einer Feder, deren Vorspannung wiederum eingestellt werden kann geöffnet wird und vom Kesseldruck über eine Membran (0,5 mm Viton Plattenmaterial) geschlossen wird. Eine Einstellbare Nullmenge verhindert, dass der Brenner verlischt. Diese ist im Einstellteil des Dampfdruckes eingebaut und kann nur eingestellt werden, wenn diese Teil herausgeschraubt wird.

Also so wie Du schon beschrieben hast steigt der Druck, wird die Brennerleistung reduziert.

Die erste Stufe macht auch bei einem RC Ventil Sinn. Ohne diese wird die Flamme im kalten Gastankzustand in Mininimaleinstellung verlöschen, wenn sie im heißen Zustand der Lok wirklich auf Minimalmenge eingestellt ist. Über einen eingestellten offenen Querschnitt fließt bei steigendem Druck des Mediums auch mehr Menge, durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit.

Mit Telemetriedaten und der Möglichkeit den Servoweg in Abhängigkeit der Gastanktemperatur zu beeinflussen, ist die Funktion heute auch auf elektronischen Wege möglich, wie auch Regler heute Digital umgesetzt werden. Idealerweise hätte man dann eine Flammerkennung, um eine Information über den Brennzustand zu haben, einen Kesseldrucksensor, eine Zündung der Gasflamme, falls die Minimalbrennerleitung immer noch zum Druckanstieg führt und ein Servoventil. Das Servoventil könnte dann auch ohne Minimalmengeneinstellmöglichkeit auskommen, da wir ja alles elektronisch machen.
Nachteil jeder elektronischen Lösung ist, dass sie im Versagensfall nicht so einfach zu überbrücken ist wie ein mechanischer Regler und Strom verbraucht.

Der Regler funktioniert gut. Die Minimalleistung des Brenners war für den Kessel immer noch zu groß, so dass ich im Moment mit kleineren Düsen experimentiere. In Bruchhausen-Vilsen und in Neumünster war noch eine 0,17 mm Gasdüse eingebaut.

Viele Grüße
Georg

Hallo Jason,

die Düsen in den Gasbrennern dienen ja dazu das Gas zu beschleunigen, um so durch die Injektionswirkung die nötige Verbrennungsluft in den Brenner zu saugen und eine Gemischbildung herbei zu führen.
Die Brennstoffmenge pro Zeiteinheit im Zusammenhang mit dem Brennwert ergibt die mögliche Wärmeleistung. Möchte ich also die Brennerleistung reduzieren, muss ich die Brennstoffmenge reduzieren. Irgendwann erzeugt eine Düse mit einem Lochdurchmesser x nicht mehr genug Strömungsgeschwindigkeit, um die Luft anzusaugen und mit dem Brenngas zu vermischen, der Brenner erlischt.
Verwendet man nun eine Düse mit einer kleineren Bohrung, kann man den Brenner noch mit einer geringeren Gasmenge "am Leben" erhalten.
Die Minimalmenge muss natürlich auch nachgeregelt werden, sonst hat man bei geschlossenem Dampfdruckregelventil durch die "Minimalmenge" immer maximale Gasmenge.

Man könnte auch erwägen, mehrere kleinere Brenner im Flammrohr zu haben. Bei Volllast sind alle in Betrieb und bei Schwachlast nur einer. So funktioniert die Heizung in unserer Eigentümergemeinschaft. In einem Heizungsraum gibt es 6 kleinere Heizkessel anstatt einem großen. Das erhöht die Effizienz enorm, da jede Maschine am Besten im konstruierten Betriebspunkt arbeitet und nicht im Schwachlastbereich. Das gilt nicht bei Autos, da kann der Hubraum gar nicht große genug sein!

Viele Grüße
Georg

Literaturtip: Dampf 18 Modell-Spezial ISBN 3-7883-0607-6