DE1092050B

DE1092050B - Steam heating system for rail vehicles

Info

Publication number: DE1092050B
Application number: DEP17930A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Von Schuetz; Dipl-Ing Werner Schroeter
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1957-02-09
Filing date: 1957-02-09
Publication date: 1960-11-03

Description

Dampfheizungsanlage für Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Dampfheizungsanlage für Schienenfahrzeuge mit Regelung einzelner Heizschlangen oder Heizkörper, bei der das im Heizrohrnetz anfallende Kondensat zwecks Wiederverwertung aufgefangen und über eine Steigleitung durch den Dampfdruck in einen hochliegenden Brauchwasserbehälter gespeist wird und bei der der Dampfeinlaßregler durch einen Thermostaten gesteuert ist.Steam heating system for rail vehicles The invention relates to a Steam heating system for rail vehicles with regulation of individual heating coils or Radiators, in which the condensate accumulating in the heating pipe network for the purpose of recycling collected and via a riser by the steam pressure in an overhead Domestic water tank is fed and in which the steam inlet regulator by a Thermostat is controlled.

Die Verwendung eines Dampfeinlaßreglers mit thermisch gesteuertem Einlaßventil im Zusammenhang mit einer unmittelbar als Heizschlange dienenden Kondensatförderleitung ist zu diesem Zwecke bekannt. Das Reglerventil wird von einem Stab- oder Flüssigkeitsausdehnungsfühler bei dessen Erwärmung auf einstellbare Temperaturen geschlossen. Dieser Fühler liegt im Kondensat und das Ventil entweder auf der Seite der Dampfzufuhr, so daß es vom Dampf durchströmt wird, der auf diese Weise sich entspannt und in die als Heizkörper dienende Kondensatleitung hineinkondensiert, oder das Ventil liegt im Kondensatwege, so daß es dessen Durchlauf drosselt und der Kondensationsvorgang selbst sich unter Vordruck abspielt.The use of a steam inlet regulator with thermally controlled Inlet valve in connection with a condensate delivery line that serves directly as a heating coil is known for this purpose. The regulator valve is controlled by a rod or liquid expansion sensor closed when it is heated to adjustable temperatures. This feeler lies in the condensate and the valve either on the side of the steam supply, so that it is from Steam flows through it, which in this way relaxes and acts as a radiator serving condensate line condenses in, or the valve is in the condensate path, so that it throttles its flow and the condensation process itself under Form plays.

Dieser Stand der Technik ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 1 die erstgenannte und Abb. 2 die zweitgenannte Anordnung.This prior art is illustrated in the drawing, and although Fig. 1 shows the first-mentioned and Fig. 2 the second-mentioned arrangement.

Bei der Anordnung in Abb. 1 bildet der Auslaß zum Brauchwasserbehälter 1 die höchste und das Ventil 2 die tiefste Stelle der Kondensatleitung 3. Diese kann bei Nichtbetrieb, da dann das Ventil 2 offensteht, rückwärts in die Dampfhauptleitung 4 entwässern. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Temperaturfühler 5 von seinem Ventil 2 an verhältnismäßig lang ausgebildet sein muß, da sonst die Abkühlstrecke des Kondensats für dessen Übergang auf die gewünschte Regeltemperatur zu kurz wird, wodurch die Heizschlangentemperatur sich nur schlecht regeln läßt.In the arrangement in Fig. 1, the outlet to the domestic water tank forms 1 the highest and valve 2 the lowest point of the condensate line 3. This can when not in operation, since valve 2 is open, backwards into the main steam line 4 drain. However, this arrangement has the disadvantage that the temperature sensor 5 of its valve 2 must be made relatively long, otherwise the Cooling section of the condensate for its transition to the desired control temperature too short, making it difficult to regulate the heating coil temperature.

Bei der Anordnung in Abb. 2 muß die Stelle 6 des Dampfeintritts in die Kondensatleitung höher liegen als das mit dem Temperaturfühler 5 versehene Ventil 2, damit sich vor demselben überhaupt Kondensat sammeln kann. Dies bedeutet die Notwendigkeit einer besonderen Entwässerung der Kondensatleitung 7 bei Nichtbetrieb. Bei beiden Anordnungen besteht außerdem der Nachteil, daß die Heizschlange am Einströmende Dampftemperatur hat und nach dem Gegenende zu abkühlt, da die Kondensatgeschwindigkeit sich auf Grund der Reglertätigkeit nach der Wärmeabgabe richtet. Hierdurch wird der Regelbereich stark beeinträchtigt.With the arrangement in Fig. 2, point 6 of the steam inlet must be in the condensate line are higher than the valve provided with the temperature sensor 5 2, so that condensate can collect in front of it at all. This means the Necessity of a special drainage of the condensate line 7 when not in use. In both arrangements there is also the disadvantage that the heating coil at the inflow end Has steam temperature and cools down after the opposite end, as the condensate velocity depends on the heat output due to the regulator activity. This will the control range is severely impaired.

Gegenstand eines älteren Patents ist eine Niederdruckdampfheizung für Eisenbahnfahrzeuge mit An-Stauung des sich bildenden Kondensats, bei welcher der Temperaturfühler des Dampfeinlaßreglers vom Kondensat umspült wird. Der Dampfeinlaßregler hat ein besonderes temperaturabhängig gesteuertes Entwässerungsventil, durch welches das Heizrohrsystem bei Nichtgebrauch entleert werden kann. Der Temperaturfühler liegt in der Rücklaufleitung, und das sich innerhalb einer U-förmigen Rohrschleife als Heizkörper bildende Kondensat wird von der Fühlerkammer des Reglers aus über eine Steigleitung in einen Brauchwasserbehälter gefördert. Da je nach der Einstellung des Reglers die Grenze zwischen der dampfförmigen und flüssigen Phase des Heizmittels im Heizkörper mehr nach der Seite des Dampfeintrittsventils oder mehr nach der Fühlerkammer des Dampfeinlaßreglers hin liegen kann, ist die Temperaturverteilung längs der Heizrohre ungleich. Bei der vorgeschlagenen Anordnung wird das dadurch auszugleichen versucht, daß die beiden Schenkel der U-förmigen Rohrschleife möglichst eng benachbart geführt werden, so daß neben den heißesten Heizrohrteilen auch die kältesten liegen.The subject of an older patent is a low-pressure steam heating system for railway vehicles with accumulation of the condensate that forms, in which the temperature sensor of the steam inlet regulator is washed by the condensate. The steam inlet regulator has a special temperature-dependent controlled drain valve through which the heating pipe system can be emptied when not in use. The temperature sensor lies in the return line, and that is inside a U-shaped pipe loop as a radiator forming condensate is from the sensor chamber of the controller promoted a riser in a water tank. As depending on the setting of the controller, the boundary between the vapor and liquid phase of the heating medium in the radiator more towards the side of the steam inlet valve or more towards the sensor chamber of the steam inlet regulator can be, is the temperature distribution along the heating pipes unequal. The proposed arrangement tries to compensate for this by that the two legs of the U-shaped pipe loop are guided as closely as possible so that next to the hottest heating pipe parts are also the coldest.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Niederdruckdampfheizungsanlage für Fahrzeuge mit möglichst ausgeglichener Temperaturverteilung zu schaffen.The invention is based on the object of such a low-pressure steam heating system for vehicles with as balanced a temperature distribution as possible.

Die Erfindung besteht darin. daß das im Heizrohrnetz sich ansammelnde Kondensat zu einem wiederholten Kreislauf im Rohrnetz mit Hilfe der Dampfeinlaßreglerdüse veranlaßt wird, die das aus dem Rücklauf kommende Kondensat von neuem in die Vorlaufleitung einspeist. Der Temperaturfühler des Dampfeinlaßreglers wird von dem Kondensat umspült. Das bei Nichtbetrieb geöffnete Einlaßventil des Dampfeinlaßreglers ist am tiefsten Punkt des Heizrohrnetzes angeordnet, so daß sich die Heizrohre durch den Dampfeinlaßregler ,hindurch entleeren. Die Abzweige der einzelnen Systeme zur Kondensatsammelleitung gehen von den Saugkammern der Dampfeinlaßregler aus. Die hochgeführte Kondensatsammelleitung enthält ein bei Dampftemperatur schließendes Ventil. Die tiefstliegenden Stellen der hondensatsammelleitung weisen Entleerungsventile auf, welche bei niederen Temperaturen öffnen. Die Leitungen des Heizrohrnetzes bestehen aus flachprofilierten Rohren, die hochkant gestellt sind. Bei übereinander angeordnetem Vorlauf- und Rücklaufanschluß sind das Ventil des Dampfeinlaßreglers und die Injektordüse lotrecht angeordnet, und für die Übertragung der Druckkräfte vom Ende des Temperaturfühlers auf den Ventilstößel ist ein Winkelhebel vorgesehen. Durch den Umlauf wird das Temperaturgefälle längs der Heizschlangen nur gering, wodurch ein großer Regelbereich gegeben ist. Solange sich kein oder nur wenig Wasser in den Heizrohren befindet, läuft die Anlage als Dampfumlaufheizung. Allmählich geht sie dann in den Betriebszustand der Kondensatumlaufheizung über.The invention consists in this. that that accumulates in the heating pipe network Condensate to a repeated cycle in the pipe network with the help of the steam inlet regulator nozzle causes the condensate coming from the return to flow again into the flow line feeds. The temperature sensor of the steam inlet regulator is bathed in the condensate. The inlet valve of the steam inlet regulator, which is open when not in operation, is lowest Point of the heating pipe network arranged so that the heating pipes by the steam inlet regulator, drain through. The branches of the individual systems to The condensate manifold emanates from the suction chambers of the steam inlet regulator. the The raised condensate collecting line contains a closing line at steam temperature Valve. The lowest points of the condensate collecting line have drainage valves which open at low temperatures. The pipes of the heating pipe network exist made of flat-profiled tubes that are placed on edge. When arranged one above the other The flow and return connections are the valve of the steam inlet regulator and the injector nozzle arranged vertically, and for the transmission of the pressure forces from the end of the temperature sensor an angle lever is provided on the valve tappet. The temperature gradient is caused by the circulation along the heating coils only slightly, which means that there is a large control range. As long as there is little or no water in the heating pipes, the system runs as steam circulation heating. Gradually it then goes into the operating state of condensate circulation heating above.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 3 das Gesamtschema einer Anlage, Abb. 4 einen waagerechten Schnitt einer Umlaufheizungsanlage mit Regler und Abb. 5 einen vertikalen Schnitt einer weiteren Umlaufheizungsanlage mit Regler.The invention is illustrated in the drawing using exemplary embodiments, namely Fig. 3 shows the overall scheme of a system, Fig. 4 shows a horizontal section a circulation heating system with controller and Fig. 5 a vertical section of a further circulation heating system with controller.

Bei der Anordnung nach Abb. 3 zweigt von der Dampfhauptleitung 10 eine Leitung 11 zum Einlaßventil 12 des Dampfeinlaßreglers ab, der sich an der untersten Stelle der Heizschlange 13 befindet. Diese bildet einen Kreislauf, an dessen Oberende sich die Förderleitung 14 zum Brauchwasserbehälter 15 anschließt. Der durch das Einlaßventi112 des Reglers tretende Dampf gelangt in eine Kammer 16 mit der Düse 17, die um 90° versetzt gezeichnet ist und samt dem Anschlußteil waagerecht zu denken ist. Durch diese Düse und den anschließenden Diffusor strömt der Dampf in den Vorlauf der Heizschlange, die sich dabei allmählich mit Wasser füllt. Hierbei sorgt das am Temperaturfühler 19 vorbei durch den Düsenstrom zurückgesaugte Dampf-Luft-Gemisch dafür, daß der Regler nur so weit öffnet, daß kein überschüssiger Dampf durch das Rohr 14 austritt. Ist die Heizschlange mit Wasser gefüllt, so läuft dieses unter der Stoßwirkung des hineinkondensierenden Dampfstrahls der Düse 17 ähnlich wie bei einer Warmwasserheizungsanlage langsam um. Die gleiche Menge, die an Dampf sich niederschlägt, gelangt durch die Leitung 14 in den Brauchwasserbehälter 15.In the arrangement according to FIG. 3, the main steam line 10 branches off a line 11 to the inlet valve 12 of the steam inlet regulator, which is located at the lowest Place of the heating coil 13 is located. This forms a cycle, at the top of which the delivery line 14 to the service water tank 15 connects. The through the Steam entering the inlet valve 112 of the regulator enters a chamber 16 with the nozzle 17, which is drawn offset by 90 ° and including the connector to think horizontally is. The steam flows through this nozzle and the adjoining diffuser into the flow the heating coil, which gradually fills with water. This ensures that the steam-air mixture sucked back past the temperature sensor 19 by the nozzle flow that the regulator only opens so far that no excess steam passes through the Pipe 14 exits. If the heating coil is filled with water, it runs under the impact of the steam jet condensing in from the nozzle 17 is similar to that in FIG a hot water heating system slowly. The same amount of steam itself precipitates, enters the service water tank 15 through the line 14.

Der Regler wird in bekannter Weise durch Verschieben des Fühlerfußpunktes mittels eines Handrades 18 od. dgl. auf die gewünschte Heizschlangentemperatur eingestellt. Diese Einstellmöglichkeit wird vorzugsweise so begrenzt, daß der Regler im kalten Zustande nicht ganz schließt, um die Entwässerung der Heizschlange sicherzustellen. Statt des Stabfühlers können auch andere Temperaturfühler Verwendung finden.The controller is set in a known manner by moving the sensor base set to the desired heating coil temperature by means of a hand wheel 18 or the like. This setting option is preferably limited so that the controller is cold Condition does not close completely to ensure drainage of the heating coil. Instead of the rod sensor, other temperature sensors can also be used.

Sind mehrere mit je einem Regler versehene Heizschlangen parallel angeordnet, so können deren Kondensatableitungen zu einer Sammelleitung zusammengefaßt werden, ohne daß die Kreisläufe sich gegenseitig beeinflussen.If there are several heating coils, each with a controller, in parallel arranged, their condensate drains can be combined to form a collecting line without the cycles influencing each other.

Damit zu Beginn des Heizens aus der Sammelleitung kein Dampf austritt, kann am Ende derselben ein thermischer Schnellentleerer angeordnet werden, der bei Dampftemperatur abschließt. Ebenso kann die Sammelleitung auch tief gelegt werden bis zu ihrem Anstieg zum Wasserbehälter. Alsdann benötigen ihre tiefstgelegenen Stellen zur Entwässerung einen thermischen Entleerer, der bei Kaltwerden öffnet.So that no steam escapes from the collecting line at the start of heating, a thermal emptier can be arranged at the end of the same, which at Steam temperature completes. The collecting line can also be laid deep until it rises to the water tank. Then you need your lowest Place a thermal drain for drainage, which opens when it gets cold.

In Abb.4 ist ein Regler in der Draufsicht dargestellt. Seine Düse 17 bläst waagerecht. Der Temperaturfühler 19 ist am Reglerkopf befestigt und taucht in den Rücklauf ein. An diesem Regler lassen sich vorteilhaft doppelrohrige Konvektoren anschließen, deren flachprofilierte Rohre nebeneinanderliegen und vorzugsweise hochkant gestellt sind, damit der Wasserumlauf auch bei nur teilweise gefülltem Rohr dadurch begünstigt wird. Der Abzweig 21 zur Kondensatsammelleitung geht hier von der Saugkammer 20 aus nach aufwärts. Hierdurch wird erreicht, daß strömender Dampf stets am Fühler vorbei muß, ehe er in die Kondensatleitung treten kann. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß bei etwa undichtem Reglerventil aus diesem austretende Dampfschwaden durch die Zweigleitung 21 nach oben abziehen, falls sie sich durch die Saugkammer 20 hindurch auf dem Wege zum Temperaturfühler befinden, so daß auch bei undichtem Ventil der Fühler abkühlen kann, um wieder zu öffnen. Diese Düse kann vorzugsweise eine hochkant stehende Schlitzform erhalten, um die Anlage restlos zu entwässern. Es können auch zwei Düsen übereinander angeordnet sein, deren untere bei Nichtbetrieb die restliche Entwässerung übernimmt. Schließlich kann der Düse auch die Form einer Brause gegeben werden, was sich sehr zugunsten der Geräuschminderung auswirkt. Die Injektorwirkung ist auch dann noch ausreichend für den Umlauf.In Fig. 4 a controller is shown in plan view. Its nozzle 17 blows horizontally. The temperature sensor 19 is attached to the controller head and is immersed into the return. Double-pipe convectors can advantageously be connected to this controller connect, the flat-profiled tubes of which are next to each other and preferably upright are made so that the water circulation even when the pipe is only partially filled is favored. The branch 21 to the condensate collecting line goes here from the suction chamber 20 off upwards. This ensures that flowing steam is always on the sensor must pass before he can step into the condensate line. There is also the advantage that with a leaky regulator valve from this emerging vapor plumes through the Pull off branch line 21 upwards if it passes through suction chamber 20 are on the way to the temperature sensor, so that the The sensor can cool down to open again. This nozzle can preferably be on edge Get upright slot shape in order to completely drain the system. It can too two nozzles can be arranged one above the other, the lower one of which the remaining one when not in use Drainage takes over. Finally, the nozzle can also be given the shape of a shower head which has a very positive effect on noise reduction. The injector effect is still sufficient for circulation.

Mitunter zwingen die Platzverhältnisse dazu, Vor-und Rücklauf übereinanderzulegen. Diese Anordnung ist in Abb. 5 in Ansicht dargestellt. Bei dieser ragt die Düse 23 nach aufwärts. In der Saugkammer 24 ist ein Winkelhebel 25 angeordnet, der die Fühlerbewegung auf den lotrecht angeordneten Stößel des Reglerventils 26 überträgt. Der Abzweig zur Sammelleitung geht auch hier von der Saugkammer 24 aus. Wenn das erste sich sammelnde Kondensat den Umlauf behindert, so bildet sich an diesem Abzweig ein Wasserabschluß, der anfängliche Dampfverluste verhindert. Diese Anordnung ist in bezug auf die Entwässerung besonders günstig, da nirgends Wasserreste stehenbleiben. Auch wirkt sich die Tieflage des Temperaturfühlers auf dessen Abkühlung günstig aus. Die Handverstellung des Reglers für die gewünschte Schließtemperatur des Fühlers kann durch einen Exzenter in der Lagerung des Winkelhebels bewirkt werden.Sometimes the space available forces you to superimpose the flow and return. This arrangement is shown in perspective in Fig. 5. In this, the nozzle 23 protrudes upwards. An angle lever 25 is arranged in the suction chamber 24 and transmits the sensor movement to the plunger of the regulator valve 26, which is arranged vertically. The branch to the collecting line also starts here from the suction chamber 24. If the first condensate to collect prevents the circulation, a water seal is formed at this branch, which prevents the initial loss of steam. This arrangement is particularly favorable with regard to drainage, since there is no water residue anywhere. The low position of the temperature sensor also has a favorable effect on its cooling. The manual adjustment of the controller for the desired closing temperature of the sensor can be effected by an eccentric in the bearing of the angle lever.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Steam heating system for rail vehicles, at which collects the condensate that forms in the heating pipe network and uses a riser is fed by the steam pressure in an elevated container and in which the Steam inlet regulator is controlled by a thermostat, the sensor of which is in the return line of the heating pipe network, characterized in that the accumulating in the heating pipe network Condensate to a repeated cycle in the pipe network with the help of the steam inlet regulator nozzle (17 or 23) causes the condensate coming from the return to be re-released feeds into the flow line.

2. Steam heating system according to claim 1, characterized characterized in that the temperature sensor (19) of the steam inlet regulator is washed around by the condensate.

3. Steam heating system according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the inlet valve (12) of the steam inlet regulator, which is open when not in operation is arranged at the lowest point of the heating pipe network, so that the heating pipes through drain the steam inlet regulator through it.

4. Steam heating system according to claim 1, characterized in that the branches to the condensate collecting line of the individual Systems start from the suction chambers (16, 20 or 24) of the steam inlet regulator.

5. Steam heating system according to Claim 1 or the following, characterized in that the raised condensate collecting line has a valve that closes at steam temperature contains.

6. Steam heating system according to claim 1 or the following, characterized in that that the lowest points of the condensate collecting line have drainage valves, which open at low temperatures.

7. Steam heating system according to claim 1 or the following, characterized in that the lines of the heating pipe network There are flat profiled tubes that are placed on edge. B. Steam heating system according to claim 1 or the following, characterized in that when the Flow and return connection, the valve of the steam inlet regulator and the injector nozzle are arranged vertically and that for the transmission of the compressive forces from the end of the Temperature sensor on the valve stem an angle lever is provided. Into consideration Printed publications: German Patent No. 906 010. Contemplated older patents: German Patent No. 1030 380.