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Dampfheizung für Eisenbahnwagen mit in die Mauptdampfleitung eingeschaltetem
Sammeltopf.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dampfheizung für Eisenbahnwagen mit in die Hauptleitung eingeschaltetem Sammeltopf, bei der während des Heizungsbetriebes, wenn in der Hauptdampfleitung ein gewisser Druck herrscht, das in der Hauptdampfleitung sich bildende Kondenswasser zu Heizzwecken benutzt wird, u. zw. dadurch, dass dieses bzw. die ihm entsteigenden Dämpfe in die Heizrohre geleitet werden, und betrifft eine Vorrichtung, durch welche die Frostsicherheit solcher Heizanlagen bedeutend erhöht wird, ferner eine Einrichtung, durch welche bewirkt wird, dass die Flüssigkeitswärme des Kondenswassers in höherem Masse als bisher zu Heizzwecken ausgenutzt werden kann.
Bei einer solchen mit dem Kondenswasser der Hauptdampfleitung heizenden Einrichtung besteht nämlich die Gefahr, dass die ersten kalten Kondenswassermengen, die sich beim Anheizen in der Hauptleitung bilden und in das noch kalte Heizsystem eintreten, daselbst frieren und zu einem Versagen der Heizung sowie zu argen Beschädigungen Anlass geben. Diese Gefahr besteht namentlich dann, wenn das betreffende mit dem Kondenswasser der Hauptleitung heizende System thermostatisch gesteuert ist, weil in diesem Falle das Einlassventil beim Anheizen vollkommen offen steht und die geringsten Wasserschläge oder unter Umständen auch der Druck der aus der Hauptleitung vertriebenen Luft genügen, um das kalte Wasser in die Heizung hinauf zu befördern.
Dieser Übelstand wird der Erfindung gemäss dadurch behoben, dass das Heizsystem vor dem Eintritt des kalten Kondenswassers geschützt wird, u. zw. dadurch, dass ein Ablassventil bekannter Bauart am Grunde des Sammeltopfes angebracht wird, so dass eine Wasserförderung in das Heizsystem erst dann eintreten kann und sofort eintritt, wenn der Druck bzw. die Temperatur in der Hauptdampfleitung ein gewisses Mass erreicht hat. Das Wasser gelangt demnach aus Gründen der Frostsicherheit erst dann in das Heizsystem, wenn es heiss ist.
Ferner wird der Erfindung gemäss eine bessere Ausnutzung der Wasserwärme dadurch bewirkt, dass der das Einlassventil der Heizung beherrschende Thermostat der unmittelbaren Berührung durch das in den Heizrohren abgekühlte Wasser ausgesetzt wird, wobei je nach der Einstellung des Thermostaten die Temperatur des abfliessenden Wassers kleiner ist als 100 C, die Ausnutzung also eine bessere ; vorausgesetzt ist dabei, dass die Heizfläche genügend gross ist, um nicht nur den Niederschlag der dem Wasser entsteigenden Dämpfe, sondern auch eine Abkühlung des Wassers selbst zu bewirken.
In den Zeichnungen veranschaulicht Fig. 1 einen mit der Einrichtung versehenen Eisenbahnwagen, die Fig. 2,3 und 4 zeigen Ausführungsbeispiele der Einrichtung. Es bezeichnet 1 einen Sammeltopf, der in die Dampfleitung 2, 2 a eingeschaltet ist und in dem sich das Kondenswasser sammelt, zu welchem Zwecke die Hauptleitung am besten eine Neigung gegen den Topf hat ; vom unteren Teil des Sammeltopfes führt ein Kanal 3 bzw. 3 ains Freie, der durch ein Ventil 4 verschliessbar ist, welches z. B. wie bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 3 durch ein thermostatisches Element 5 bewegt wird, in dem bei dessen Er- wärmungdurchdiedurchdenKanal3austretenden durchDruckentlastung entstehenden Wasserdämpfe ein Abschluss der Ventilöffnung erfolgt.
Der Kanal 3 kann auch durch ein Ventil verschliessbar sein, dass, wie dies Fig. 2 veranschaulicht, sich unter dem Druck einer Feder oder wie es Fig. 4 zeigt, unter dem Einfluss des Eigengewichtes nach innen öffnet, wenn der Druck im Innern des Sammeltopfes unter ein gewisses Mass gefallen ist und auf seinen Sitz gepresst wird, wenn der Druck im Sammeltopf ein gewisses Mass überschreitet ; ebenfalls aus dem unteren Teil des Sammeltopfes führt eine zweite Leitung 6 aufwärts und mündet bei 7 in einen Raum 11, der mit einem gegen die Atmosphäre zu offenen 10 und thermostatisch 9 gesteuerten Heizsystem in Verbindung steht, wobei die Mündung 7 den Sitz für das thermo-
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statisch gesteuerte Einlassventil 3 bildet.
Das durch 7 austretende Wasser, oder, wenn im Sammeltopf kein Wasser mehr vorhanden ist, der austretende Dampf gelangt in den Raum 11 und durch eine Düse 19 (Fig. 2 und 3) in die Eintrittsöffnung des Heizrohres 13, welche in der Verlängerung der Düse liegt oder unmittelbar in das Heizrohr 13 wie in Fig. 4. Das Wasser durchströmt dieses Rohr, bis es zu der ins Freie führenden Austrittsöffnung 10 gelangt, durch die es abfliesst. Liegt die Öffnung 10 vor dem Thermostaten (Fig. 2), dann wirkt nur der nachströmende Dampf auf den Thermostaten 9 ein, der unter dem Einfluss der Wärme des ihn berührenden Dampfes die Ventilöffnung schliesst oder drosselt.
Befindet sieh die Öffnung 10-, wie dies Fig. 3 veranschaulicht, hinter dem Thermostaten, dann steht dieser unter dem Einfluss des Niedersehlagwassers bzw. nach Entleerung des Sammeltopfes unter der Einwirkung des aus 7 ausströmenden Dampfes. Dabei entsteht im Raum 11 a, in dem die Düse bzw. die Mündung der Düse liegt, in bekannter Weise durch die Saugwirkung des aus der Düse 12 austretenden Strahles ein Unter- druck, so dass sich dasHeizmittelin einem beständigen Kreislauf befindet.
Es kann auch, wie dies Fig. 4 veranschaulicht, die Düse 12 wegbleiben und das Heizrohr 13 sich unmittelbar an den Raum 11 anschliessen. -in- welchem Falle der zum Thermostaten gelangende Dampf nicht mehr abgesaugt wird, sondern bei 16 ins Freie austritt, wobei das Ventil 8 bzw. der Thermostat 9 so eingestellt sein muss, dass bei 16nur Dampf- wasser oder ganz kleine Mengen Dampf austreten, während das im unteren Teil der Leitung sich bildende Niederschlagwasser bei jfss ins Freie tritt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Beim Anheizen werden die ersten kalten Kondc ns- wassermengen, die sich in der Hauptdampfleitung in grosser Menge bilden, durch die Öffnung 3 bzw. 3a insFreieentweichen, so dass das imWageninnern liegende Heizsystem vor dem Eintritt des kalten Wassers geschützt ist. Sobald sich in der Hauptdampfleitung Dampf von gewisser Spannung angesammelt hat, schliesst sich das Ventil 4 und von diesem Augenblick an kann das am Grunde des Sammeltopfes sich ansammelnde, jetzt aber heisse Wasser durch die Leitung 6in das Heizsystem eintreten. Ist die Öffnung 3 durch einen Thermostaten beherrscht, dann schliesst sich das Ventil 4 ebenfalls erst, wenn das Wasser schon heiss ist, u. zw. mindestens von einer Temperatur von 100 C ; dann beginnt die Wasserförderung in das Heizsystem.
Von dem Augenblick an, wo sich das Ablassventil 4 geschlossen hat, wird das Kondensat der Hauptdampfleitung 2, 2a in bekannter Weise in den Heizrohren 13 zur Beheizung des Wageninnern ausgenutzt, u. zw. bei genügend grosser Heizfläche in solcher Menge, dass die Hauptleitung dauernd wasserfrei bleibt. Befindet sich die Austrittsöffnung 10 vor dem Thermostaten, so kann die Ausnutzung der Wasserwärme nur bis zu einer Temperatur von etwas weniger als 100 C erfolgen, d. h., nur die aus dem überhitzten Wasser durch Naehverdampfung entstandenen Dämpfe bilden den wirtschaftlichen Gewinn.
Befindet sich aber die Austrittsöffnung 10 hinter dem Thermostaten, derart, dass dieser die Temperatur des austretenden Wassers annimmt, so kann die Wasserwärme bis zu einer viel tieferen Temperatur als 1000 C ausgenutzt werden, wobei nur, um die Vollständigkeit der Entwässerung der Hauptleitung nicht aufzuheben, die Heizfläche entsprechend gross gehalten werden muss.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampfheizung für Eisenbahnwagen mit thermostatischer Regelung des Einlassventils, die das Kondenswasser der Hauptleitung zu Heizzwecken benutzt und demgemäss vom unteren Teil eines in die Hauptleitung eingeschalteten Sammeltopfes aus gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Sammeltopf in seinem untersten Teil mit einem Ablassventil (3, 4) versehen ist, das unter Feder-oder Gewichtswirkung oder unter der Wirkung eines Thermostaten (5) steht, so dass die Wasserförderung in das Heizsystem erst beginnt, wenn dieses Ventil sich schliesst.
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Steam heating for railway cars with switched on in the main steam line
Collecting pot.
The invention relates to a steam heating system for railroad cars with a collecting pot switched on in the main line, in which during heating operation, when there is a certain pressure in the main steam line, the condensation water formed in the main steam line is used for heating purposes, u. zw. In that this or the vapors emerging from it are passed into the heating pipes, and relates to a device by which the frost resistance of such heating systems is significantly increased, and also a device by which the liquid heat of the condensed water is increased to a greater extent than previously can be used for heating purposes.
With such a device heating with the condensed water of the main steam line, there is a risk that the first cold amounts of condensed water, which form in the main line when it is heated up and enter the still cold heating system, freeze there and cause the heating to fail and cause serious damage give. This danger exists especially when the relevant system heating with the condensed water of the main line is thermostatically controlled, because in this case the inlet valve is completely open when heating up and the slightest water hammer or, under certain circumstances, the pressure of the air expelled from the main line is sufficient to to pump the cold water up into the heater.
This drawback is remedied according to the invention in that the heating system is protected from the entry of cold condensation water, u. between the fact that a drain valve of known design is attached to the bottom of the collecting pot so that water can only be pumped into the heating system and occurs immediately when the pressure or temperature in the main steam line has reached a certain level. For reasons of frost protection, the water only enters the heating system when it is hot.
Furthermore, according to the invention, better utilization of the water heat is brought about by exposing the thermostat controlling the inlet valve of the heater to direct contact with the water cooled in the heating pipes, the temperature of the outflowing water being less than 100 depending on the setting of the thermostat C, so the utilization is better; The prerequisite is that the heating surface is large enough not only to precipitate the vapors emerging from the water, but also to cool the water itself.
In the drawings, Fig. 1 illustrates a railway carriage provided with the device, Figs. 2, 3 and 4 show exemplary embodiments of the device. It denotes 1 a collecting pot, which is switched into the steam line 2, 2a and in which the condensation water collects, for which purpose the main line has best an inclination towards the pot; from the lower part of the collecting pot leads a channel 3 or 3 ains free, which can be closed by a valve 4, which z. B. is moved by a thermostatic element 5, as in the embodiments according to FIGS. 1 and 3, in which, when it is heated, the valve opening is closed off by the water vapors emerging through the pressure relief.
The channel 3 can also be closed by a valve that, as FIG. 2 illustrates, opens under the pressure of a spring or, as FIG. 4 shows, under the influence of its own weight inwardly when the pressure inside the collecting pot has fallen below a certain level and is pressed onto its seat when the pressure in the collecting pot exceeds a certain level; Also from the lower part of the collecting pot, a second line 6 leads upwards and opens at 7 into a space 11 which is connected to a heating system that is open to the atmosphere 10 and is thermostatically 9 controlled, the opening 7 being the seat for the thermo
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statically controlled inlet valve 3 forms.
The water exiting through 7, or, if there is no more water in the collecting pot, the exiting steam enters the space 11 and through a nozzle 19 (FIGS. 2 and 3) into the inlet opening of the heating pipe 13, which is in the extension of the nozzle or directly in the heating pipe 13 as in FIG. 4. The water flows through this pipe until it reaches the outlet opening 10 leading into the open, through which it flows off. If the opening 10 is in front of the thermostat (FIG. 2), only the steam flowing in acts on the thermostat 9, which closes or throttles the valve opening under the influence of the heat of the steam contacting it.
If the opening 10 is located behind the thermostat, as illustrated in FIG. 3, then this is under the influence of the low-lying water or, after the collection pot has been emptied, under the influence of the steam flowing out of 7. In this way, in the space 11a in which the nozzle or the mouth of the nozzle is located, a negative pressure is created in a known manner by the suction effect of the jet emerging from the nozzle 12, so that the heating agent is in a constant cycle.
As illustrated in FIG. 4, the nozzle 12 can also be omitted and the heating tube 13 directly adjoins the space 11. -in which case the steam reaching the thermostat is no longer sucked off, but escapes into the open at 16, whereby the valve 8 or the thermostat 9 must be set so that only steam water or very small amounts of steam escape at 16, during the rainwater that forms in the lower part of the pipe escapes into the open at jfss.
The function of the device is as follows: When heating up, the first cold condensed water, which are formed in large quantities in the main steam line, escape into the open through opening 3 or 3a, so that the heating system inside the car is protected from the entry of cold water is. As soon as steam of a certain voltage has accumulated in the main steam line, the valve 4 closes and from this moment on, the water that has accumulated at the bottom of the collecting pot, but is now hot, can enter the heating system through the line 6. If the opening 3 is controlled by a thermostat, then the valve 4 also only closes when the water is already hot, u. between at least a temperature of 100 C; then the pumping of water into the heating system begins.
From the moment when the drain valve 4 has closed, the condensate of the main steam line 2, 2a is used in a known manner in the heating pipes 13 to heat the interior of the car, u. with a sufficiently large heating surface in such an amount that the main line remains permanently free of water. If the outlet opening 10 is in front of the thermostat, then the water heat can only be used up to a temperature of slightly less than 100 ° C., ie. That is, only the vapors resulting from the superheated water through local evaporation constitute the economic gain.
If, however, the outlet opening 10 is located behind the thermostat, in such a way that it assumes the temperature of the exiting water, the water heat can be used up to a temperature much lower than 1000 C, only in order not to negate the completeness of the drainage of the main line, the heating surface must be kept correspondingly large.
PATENT CLAIMS:
1. Steam heating for railroad cars with thermostatic control of the inlet valve, which uses the condensation water of the main line for heating purposes and is accordingly fed from the lower part of a collecting pot connected to the main line, characterized in that this collecting pot is provided in its lowest part with a drain valve (3, 4) is provided, which is under the action of a spring or weight or under the action of a thermostat (5), so that the pumping of water into the heating system only begins when this valve closes.
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