DE907303C

DE907303C - Circulation low pressure steam heating for railway vehicles

Info

Publication number: DE907303C
Application number: DET5100A
Authority: DE
Inventors: Otto Dannehl
Original assignee: TREIBGAS GES MIT Beschrankter
Current assignee: TREIBGAS GES MIT Beschrankter
Priority date: 1951-10-30
Filing date: 1951-10-30
Publication date: 1954-03-22

Description

Umlauf-Niederdruck-Dampfheizung für Eisenbahnfahrzeuge Die Umlaufdampfheizungen in Eisenbahnfahrzeugen bekannter Bauart haben einen an die Hauptdaunpfleitung angeschlossenen, durch eine Stelleinrichtung für verschiedene Heizleistungen einstellbaren Dampfeinlaß.regler mit einer hinter dem Einlaßventil liegenden Strahldüse. Hier schließt eine Ringleitung an, deren Verteilungsleitung sowohl zu den Heizrohren als auch zurück zum Wärmefühler des Dampfeinlaßreglers über eine im Jahre 19 13 durch Reichspatent geschützte Entwässerungseinrichtung führt. In beiden Richtungen wird dort die Heizanlage durch ein Düsensystem und ein Wasserabscheidexohr entwässert. Die Heizrohre in den Abteilen sind mit ihrem einen Ende durch ein von den Reisenden zu bedienendes oder selbsttätig wirkendes Absperrorgan und mit dem anderen Ende durch einen mit einem Sauglöffel versehenen Stutzen an die Ringleitung parallel zueinander angeschlossen. In Großraumwagen finden abstellbare Heizrohre größeren Ausmaßes Anwendung. Dies erfordert in der Ringleitung zwischen. deren Vor-und Rücklauf den. Einbau einer Drosselscheibe und den Amschluß der Heizrohre mit einem Ende an den, Vorlauf und .mit dem anderen Ende an die Rückleitung, damit das Heizmittel diese langen Rohre durchfließt, oder es werden auch Vor- und Rücklaufstrang der Verteilungsleitung voneinander getrennt, so daß die Heizrohre die Verbindung herstellen. Bei der letzteren Bauweise ist aber eine direkte Verbindung der beiden Rohrstränge an ihren Enden durch eine enge KurzschlußIeitung erforderlich gewesen. In beiden Fällen muß ja eine Durchflußöffnung verbleiben, damit dem Rückdampffühler des Einlaßreglers eine für die Beeinflussung der Einlaßventilöffnung nötige Dampfmenge noch zugeführt werden kann, wenn sämtliche Heizrohre durch die Reisenden abgesperrt werden.Circulation low-pressure steam heating for railway vehicles The circulation steam heating systems in railway vehicles of known design have a steam inlet regulator which is connected to the main steam pipe and can be adjusted by an adjusting device for different heating capacities, with a jet nozzle located behind the inlet valve. Here closes a loop whose distribution line also returns to both the heating pipes as the heat sensor of the steam inlet controller via a secure in 1 9 1 3 by Imperial Patent dehydrator. The heating system is drained in both directions through a nozzle system and a water separator. The heating pipes in the compartments are connected at one end to the ring line parallel to one another by a shut-off device to be operated by the travelers or by an automatic shut-off device and at the other end by a nozzle provided with a suction spoon. In open-plan cars, adjustable heating pipes are used on a larger scale. This requires between in the ring line. whose forward and reverse the. Installation of a throttle disc and the connection of the heating pipes with one end to the, flow and .mit the other end to the return line, so that the heating medium flows through these long pipes, or the supply and return lines of the distribution line are separated from each other so that the heating pipes establish the connection. In the latter construction, however, a direct connection of the two pipe strings at their ends by a narrow short-circuit line was necessary. In both cases, a flow opening must remain so that the steam return sensor of the inlet regulator can still be supplied with the amount of steam necessary to influence the inlet valve opening when all the heating pipes are shut off by the travelers.

Diese Durchflußöffnungen, sowohl die Drosselscheibe in der Ringleitung als auch die Kurzschlußleitung, beeinträchtigen aber beim Heizbetrieb mit Vollast, d. h. wenn die Absperrorgane sämtlicher Heizrohre geöffnet sind, die Leistung des Dampfeinläßreglers, weil; je nach Größe der Diirchflufäöffnung der Drosselstellen, entsprechende -41eiig e,i Dampf-Luft-Gemisch für den Heizbetrieb ungenutzt zum Rückdampffühler zurückgelangen und diesen drosselnd beeinflussen.These flow openings, both the throttle plate in the ring line as well as the short-circuit line, but also affect the heating operation Full load, d. H. when the shut-off devices of all heating pipes are open, the performance of the Steam inlet regulator because; depending on the size of the flow opening of the throttle points, corresponding -41eiig e, i steam-air mixture for heating operation unused for the return steam sensor get back and influence this throttling.

Die für die vorbeschrieb@ene Umlaufheizung bisher verwendete Entwässerungseinrichtung ist in der Abbildung dargestellt. Sie hat in ihrem unteren Teil zwei hintereinandergeschaltete Düsen 9 und 12. Der vom Einlaßregler kommende Dampfstrom durchfließt diese nacheinander. Er wirkt dabei saugend sowohl auf die erste mit dem Rücklaufkanal 5 in Verbindung stehende Düsenkammer i i als auch auf die zweite durch den Abtropfstutzein ,3 mit der Außenluft in Verbindung stehende Düsenkammer 4: und fließt dann durch den Kanal 13 in das anschließende Wasserabscheiderohr 14. Während der Dampf hier nach oben durch die Verteilungsleitung zu den abstellbaren Heizrohren gelangt, wird das auf dem Wege vom Dampfeinlal:1)-regler mitgeführte und das durch die Düse 9 aus dem Rücklaufkanal 5 angesaugte Kondenswasser abgeschieden. Es fließt dabei durch das Abflußrohr 15 zurück und gelangt durch den Kanal 16 des Gehäuses in die Düsenkammer .l, von wo es durch den Entwässerungsstutzen ; abtripft. :Mitgeführte Dampfmengen werden durch die Düse 12 angesaugt und über den Kanal 13 in das Wasserabscheiderohr 14 zurückgeführt.The drainage device previously used for the circulating heating system described above is shown in the figure. In its lower part it has two nozzles 9 and 12 connected one behind the other. The steam stream coming from the inlet regulator flows through them one after the other. It has a suction effect on both the first nozzle chamber ii, which is connected to the return duct 5, and the second nozzle chamber 4, which is connected to the outside air through the drip nozzle, 3: and then flows through the duct 1 3 into the adjoining water separator pipe 14. While the steam reaches the top through the distribution line to the shut-off heating pipes, the condensation water that is carried along on the way from the steam inlet: 1) regulator and the condensation water sucked in through the nozzle 9 from the return channel 5 is separated. It flows back through the drain pipe 1 5 and passes through the channel 1 6 of the housing into the nozzle chamber .l, from where it passes through the drainage nozzle; drips off. : Entrained amounts of steam are sucked in through the nozzle 12 and returned to the water separation pipe 14 via the channel 13.

Während der Anheizzeit, d. h. solange der Dampfstrom den Kreislauf durch das Rohrnetz noch nicht beendet und den Rückdampffühler des Dampfeinlaßreglers noch nicht drosselnd beeinflußt hat, strömt Frischdampf durch das noch weit geöffnete Einlaßventil des Reglers ungehindert nach.During the heating-up time, i. H. as long as the steam flow completes the cycle through the pipe network and the return steam sensor of the steam inlet regulator has not yet influenced throttling, live steam flows through the still wide open Regulator inlet valve unimpeded.

Im ganzen Rohrnetz der Heizeinrichtung entsteht ein überdruck, der die Entlüfterglocke 8 auf dem Rücklaufkanal 5 öffnet, so daß die ,aus dem Rohrnetz verdrängte Luft zum Teil hier ins Freie gedrückt wird. Andere Luftteile werden zu gleicher Zeit auch durch die Düse im Dampfeinlaßregler und durch die Düse 9 der Entwässerungseinrichtung angesaugt, ,mit dem Dampf gemischt, in Umlauf gesetzt. Erreicht der Dampf auf dem Wege vom Rücklaufkana1 5 zum Dampfeüilaßregler dessen Rückdampffühler, dann drosselt dieser die Frischdampfzufuhr, und der Überdruck im Rohrnetz sinkt so weit ab, bis in der Entwässerungseinrichtung sich ein atmosphärischer Druckausgleich einstellt.Overpressure occurs in the entire pipe network of the heating device, the the vent bell 8 opens on the return channel 5, so that the, from the pipe network displaced air is partly pushed into the open air here. Other parts of the air become too at the same time also through the nozzle in the steam inlet regulator and through the nozzle 9 of the Drainage device sucked in, mixed with the steam, set in circulation. If the steam reaches its on the way from Rücklaufkana1 5 to the Dampfeüilaßregel Return steam sensor, then this throttles the live steam supply and the overpressure in the The pipe network sinks until there is an atmospheric one in the drainage system Adjusts pressure equalization.

Während der :erste Rückdampf den ZVeg von der Entwässerungseinrichtung zum Dampfeinlaßregler zurücklegt, entweichen aus der Eiitlüfterglocke 8 kurze Zeit auch mit Luft gemischte Dampfteile: Die Entlüfterglocke 8 schließt sich vorzeitig, und zwar sobald der Überdruck nicht mehr ausreicht, um deren Gewicht zu heben. Die letzten überschüssigen Luftteile können dann nur noch auf dem Wege über die Düsen. 9, 12 über das Wasserabscheiderohr 14, Entwässerungsrohr 5, Kanal 16 und Abtropfstutzen 3 mit Dampf gemischt entweichen. Dies macht sich durch austretende Dampfschti=aden am Abtropftrichter bemerkbar.While the: first return steam travels the ZVeg from the dewatering device to the steam inlet regulator, steam parts mixed with air also escape for a short time from the venting bell 8: The venting bell 8 closes prematurely as soon as the excess pressure is no longer sufficient to lift its weight. The last excess air can then only be found on the way over the nozzles. 9, 12 escape via the water separation pipe 14, drainage pipe 5, channel 16 and drip nozzle 3 mixed with steam. This is noticeable by escaping steam from the drip funnel.

Erfindungsgemäß erhält die in der Abbildung dargestellte Entwässerungseinrichtung i in der Trennwand a zwischen der durch dein Abtropfstut;:eii ,; mit der Außenluft in. Verbindung stehenden D äsenkammer 4 und dem Dampfrücklaufkanal 5 eine Bohrung 6 und im Abtropfstutzen ; eine Drosselscheibe 7, die in den einzelnen Abschnitten des Heizbetriebes auf diesen verschiedene vorteilhaft regelnde neue Einflüsse ausüben, und zwar: i. Beim Anheizen der Anlage in der bereits vorbeschriebenen Weise, solange das ganze Rohrnetz, also auch deren Rü cklaufr;ihr, unter atmosphärischem Überdruck steht, strömt nunmehr die verdrängte Luft nicht mir durch die Entlüfterglocke 8, sondern auch durch die Bohrung 6 aus dem Rücklaufk.anal 5, und zwar durch die Düsenkammer .1 und den Abtropfstutzen 3 ins Freie. Dieser Virgang dauert so lange, bis im Rücklaufkanal 5 oberhalb der Bohrung 6 der atmosphärische Druckausgleich hergestellt ist. Die Entlüfterglocke 8 schließt sich dagegen schon, wenn der Überdruck im Rücklaufkanal5 nachläßt und nicht mehr ausreicht, um deren Gewicht anzuheben. Es findet also eine schnellere und wesentlich -ergiebigere Entlüftung des Rohrnetzes statt. Dem Frischdampf aus dein Einlaßventil des Reglers- wird folglich durch die Düse im Einlaßregler und die Düse 9 der Entwässerungseinrichtung weniger Luft beigemischt als bisher. Die Anlage wird also schneller Lind vollkommener angeheizt.According to the invention, the drainage device shown in the figure is given i in the partition a between the through your draining tube;: eii,; with the outside air In. Connected nozzle chamber 4 and the vapor return channel 5 a bore 6 and in the drip nozzle; a throttle plate 7, which in the individual sections of the heating operation exert various beneficial regulating new influences on these, namely: i. When heating up the system in the manner already described, as long as the entire pipe network, including its return flow, you, under atmospheric pressure stands, now the displaced air does not flow through the ventilation bell 8, but also through the bore 6 from the Rücklaufk.anal 5, through the nozzle chamber .1 and the drip nozzle 3 to the outside. This virgang lasts until it reaches the return channel 5 above the bore 6, the atmospheric pressure equalization is established. the On the other hand, the ventilation bell 8 closes when the overpressure in the return channel 5 wears off and is no longer sufficient to lift their weight. So it finds one faster and significantly more productive venting of the pipe network. The live steam from your inlet valve of the regulator is consequently through the nozzle in the inlet regulator and the nozzle 9 of the drainage device admixed less air than before. The system is therefore heated up faster and more completely.

2. Im nachfolgenden Beharrungszustand des Heizbetriebes, also wenn der atmosphärische Druckausgleich im Rücklaufkanal5 oberhalb der Bohrung 6 eingetreten ist, bleibt diese Bohrung für den Heizbetrieb ,ohne schädlichen Einfluß.2. In the following steady state of heating operation, ie if the atmospheric pressure equalization occurred in the return channel 5 above the bore 6 is, this hole remains for the heating operation, without harmful influence.

Die Eins.trömdüse des Einlaßreglers und die Düse 9 der Entwässerungseinrichtung wirken wie bisher saugend auf die Rücklaufleitüng, so daß im Kanals der Entwässerungseinrichtung der Rückfluß des Dampf-Luft-Gemisches und des Kondenswassers beschleunigt wird. Das Dampf-Luft-Gemisch gelangt dabei, durch die primär wirkende Düse im Einlaßregler angesaugt, zum größten Teil oberhalb der Trennzunge io zum D:ampfeinlaßregler. Mit Restteilen des durch die Düse 9 sekundär angesaugten Gemisches mußte bisher auch das Kondenswasser in die Düsenkammer i i fließen und danach den Weg über die Düse i z mit anschließendem Kanal 13, über das Wasserabscheiderohr r a, das Abflußroht 15 und den Kanal 16 nehmen, um über die Düsenkammer 4. und den Abtropfstutzen 3 ins Freie zu gelangen. Es wurde dabei durch den Frischdampf unnötig nochmals angewärmt. Die Bohrung 6 gestattet erfindungsgemäß den Abfluß des Wassers unmittelbar durch die Düsenkammer 4. und den Abtropfstutzen 3, ohne nochmals mit dem Frischdampf gemischt zu werden.The Eins.trömdüse of the inlet regulator and the nozzle 9 of the drainage device have a sucking effect on the return line as before, so that the return flow of the steam-air mixture and the condensation water is accelerated in the channel of the drainage device. The steam-air mixture, sucked in through the primarily acting nozzle in the inlet regulator, for the most part reaches the steam inlet regulator above the separating tongue. With the remaining parts of the mixture sucked in secondary through the nozzle 9, the condensation water had to flow into the nozzle chamber ii and then take the path via the nozzle iz with subsequent channel 13, via the water separator pipe ra, the drain pipe 15 and the channel 1 6 to over the nozzle chamber 4. and the drip nozzle 3 to get outside. It was unnecessarily warmed up again by the live steam. According to the invention, the bore 6 allows the water to flow out directly through the nozzle chamber 4 and the drip nozzle 3 without being mixed again with the live steam.

Die Düse i a saugte bisher aus der Düsenkammer ¢ nur die mit dem Kondenswasser durch den Kanal 16 aus dem Wasserabscheiderohr i q. entweichenden Dampfmengen wieder an, sie unterstützt aber jetzt auch den direkten Wasserahfluß aus dem Rücklaufkanal 5 durch die Bohrung 6. Die Drosselscheibe 7 im Abtropfstutzen 3 begiinstigt diese Saugwirkung und verhindert gleichzeitig ein vorzeitiges Entweichen von Dampfschwaden durch den Abtropfstutzen 3 mit dem hier abgeschiedenen Kondenswasser.The nozzle i a previously sucked from the nozzle chamber [only] the one with the condensed water through the channel 16 from the water separation pipe i q. escaping steam again on, she supports but now also the direct Wasserahfluss from the return channel 5 through the hole 6. The throttle disc 7 in the drip nozzle 3 promotes this suction effect and at the same time prevents premature escape of vapor plumes through the drip nozzle 3 with the condensed water separated here.

3. Vor allem aber wird durch die Bohrung 6 bei Umlaufdampfheizungen, besonders in Großraumwagen, nach Abstellen der Absperrorgane sämtlicher Heizrohre der für die Beaufschlagung des Einlaßreglers erforderliche Kreislauf freigegeben. Die in solchen Anlagen zu diesem Zweck bisher eingebauten Kurzschlußleitungen zwischen Vor- und Rücklauf, die auch bei angestellten Heizrohren für den Heizbetrieb ungenutzte Dampfmengen zum Dampfeinlaßregler zurückgelungen ließen und diesen dadurch in seinen Leistungen beeinträchtigten, sind daher überflüssig. Die regelnde Wirkung der Bohrung 6 auf den Rückdampffühler des Dampfeinla.ßreglers stellt sich selbsttätig erst nach Bedarf ein.3. Above all, however, is through the hole 6 in circulation steam heating, especially in open-plan cars, after the shut-off devices of all heating pipes have been switched off the circuit required to operate the inlet regulator is released. The short-circuit lines previously installed in such systems for this purpose between Flow and return, which are also unused for heating when the heating pipes are switched on Allowed amounts of steam to flow back to the steam inlet regulator and this thereby in his Impaired services are therefore superfluous. The regulating effect of the drilling 6 on the return steam sensor of the steam inlet controller is only automatically readjusted Need a.

Während des Beharrungszustandes im Heizbetrieb mit geöffneten Absperrorganen der Heizrohre bleibt die Bohruaig 6 ohne Einfluß auf den Rückdampffühler. Eine unerwünschte schädliche Beeinflussung, wie bei Anwendung der Kurzschlußleitungen durch Rückfluß für den Heizbetrieb ungenutzten Heizmittels findet nicht statt.During the steady state in heating mode with the shut-off devices open of the heating pipes, the Bohruaig 6 has no influence on the return steam sensor. An undesirable one harmful influence, such as when using the short-circuit lines by reflux Unused heating medium for heating does not take place.

Ein neuer Kreislauf durch die Bohrung 6 zum Rückdampffühler des Dampfeinlaßreglers wird durch die über der Bohrung liegende Trennzunge i o im Rücklaufkanal5 verhindert, solange die Absp.errorgane der Heizrohre noch offen sind und ein starker Rückstrom von Restdampfmengen aus der Rückdampfleitung als Gegenstrom wirkt. Erst wenn nur ein Absperrorgan oder wenige noch offen stehen und der Rückfluß des Restdampf-Luft-Gemisches als Gegenstrom nachläßt, setzt dieser Kreislauf durch die Bohrung 6 ein und fördert dabei Dampf-Luft-Gemisch aus dem Wasserabscheiderohr 14, das durch den nachfolgenden Frischdampf vom Dampfeinlaßregler über den Kanal 16 in die Düsenkammer 4 gedrückt wurde. Die Drosselscheibe 7 im Abtropfstutzeai 3 verzögert den Austritt desselben ins Freie. In diesem Kreislauf gelangt das Dampf-Luft-Gemisch zum Rückdampffühler des Dampfcinlaßreglers, das nun dessen Einlaßventil abdrosselt, so da.ß der Dampfstau im Wasserabscheiderohr nachläßt. Es übt also schon eine regelnde Wirkung in der Frischdampfabgabe aus und verhindert dabei den Austritt von Heizmittel ins Freie.A new cycle through the bore 6 to the return steam sensor of the steam inlet regulator is prevented by the separating tongue located above the bore in the return duct5, as long as the Absp.errorgane the heating pipes are still open and a strong return flow of residual steam from the return steam line acts as a countercurrent. Only when only one shut-off device or a few are still open and the reflux of the residual steam-air mixture decreases as countercurrent, this cycle begins through the bore 6 and promotes the steam-air mixture from the water separator pipe 14, which is released by the subsequent live steam The steam inlet regulator was pressed into the nozzle chamber 4 via channel 1 6. The throttle disc 7 in the drip nozzle 3 delays its exit into the open. In this circuit, the steam-air mixture reaches the re-steam sensor of the steam inlet regulator, which then throttles its inlet valve, so that the steam build-up in the water separator pipe subsides. So it already has a regulating effect on the live steam release and prevents the heating medium from escaping into the open.

Werden sämtliche Absperrorgane der Heizrohre abgestellt, so hört der Rückfluß in der Rücklaufleitung und auch im Rücklaufkanal 5 ganz auf. Der Rückdampffühler des Dampfeinlaßreglers wird nun von reinem Frischdampf beaufschlagt, der aus dem Wasserabscheiderohr 14 entnommen und, durch die Düse des Dampfeinlaßreglcrs angesaugt, nun durch die Bohrung 6 und im Rücklaufkanal 5 um die Trennzunge i o herum ungehindert zum Rückdampffiihler gelangen kann.If all shut-off devices of the heating pipes are turned off, he hears Backflow in the return line and also in the return channel 5 all the way up. The return steam sensor of the steam inlet regulator is now acted upon by pure live steam, which comes from the Removed water separator pipe 14 and sucked in through the nozzle of the steam inlet regulator, now through the bore 6 and in the return channel 5 around the separating tongue i o around unhindered can reach the return steam sensor.

Eine maximale Drosselung des Dampfeinlaßreglers setzt ein, weil nur reiner Dampf zur Verfügung steht.A maximum throttling of the steam inlet regulator starts because only pure steam is available.

Diese schnelle und maxima:e Drosselwirkung durch die erfindungsgemäß vorgesehene Bohrung 6 in der Entwässerungseinrichtung wird mit der bcreits bekannten Ausführung in keiner Weise erreicht.This rapid and maxima: e throttling effect due to the invention provided hole 6 in the drainage device is with the already known Execution in no way achieved.

Sie läßt die Anwendung eines leistungsfähigen, stets 'mit Vollast arbeitenden Dampfeinlaßreglers zu, der also nicht mehr v,-)n dem Zu,glicgleiter ,auf verschiedene Leistungen eingestellt zu werclcii braucht.It leaves the application of a powerful 'always' at full load working steam inlet regulator, which is no longer v, -) n to, glicgleiter , adjusted to various services to werclcii needs.

Während beim Anheizen durch die Bohrung 6 eine Strömung in der Richtung von 5 nach 4 stattfindet, solange in der Rücklaufleitung noch ein atmosphärischer Überdruck herrscht, %irie unter i beschrieben, entsteht im Büharrungszustand des Heizbetriebes durch diese Bohrung 0 chic geringe Strömung in entgegengeaetzter Richtung, sobald sich in der. Rücklaufleitwig ein geringer atmosphärischer uterdruck einstellt. Das dabei aus der Düsenkammer 4 aufgenommene Dampf-Luft-Gemisch wird im Schutz der Treimzunge i o nur durch die Düse g ,angesaugt und gelangt, mit dem durch die Rücklaufleitung angesaugten Teilstrom des Dampf-Luft-Gemisches .aus dem Heizrohriretz gemischt, über 1i, 12 und 13 nach i4.During the heating through the bore 6 a flow in the direction from 5 to 4 takes place as long as there is still an atmospheric pressure in the return line Overpressure prevails, as described under i, occurs when the is heated Heating operation through this hole 0 chic low flow in the opposite direction, as soon as the. Rücklaufleitwig sets a low atmospheric pressure. The steam-air mixture received from the nozzle chamber 4 is protected by the Treimzunge i o only sucked through the nozzle g, and gets through the return line sucked in partial flow of the steam-air mixture. mixed from the heating pipe network, over 1i, 12 and 13 to i4.

Da die Bohrung 6 die untere Kanalsohle unterbricht, kann das Kondensat aus der Rücklaufleitung trotz des geringen Gegenstromes durch diese Bohrung ,auch jetzt unmittelbar in die Düsenkammer 4 abfließen und durch den Abtropfstutzen ausscheiden.Since the hole 6 interrupts the lower channel bottom, the condensate can from the return line despite the small countercurrent through this hole, too now flow directly into the nozzle chamber 4 and excrete through the drip nozzle.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circulation low pressure steam heating for railway vehicles, characterized in that in their drainage device of known type (i) under the protection of the separating tongue (to) in the separating wall (2) between the nozzle chamber (4) and the vapor return duct (5) is provided with a bore (6) as a control device by switching off the heating tube and interrupting the steam circulation a new steam cycle is initiated in the pipe network, which then acts as the heat sensor of the steam inlet regulator directly influenced by throttling.

2. Circulation low pressure steam heating according to claim i, characterized in that in the draining nozzle (4) of the drainage device (i) a baffle plate (7) is arranged.