Dampfwasserableiter mit offenem Kanal Zum Ableiten des Dampfwassers
aus Dampfleitungen, Dampfheizungen usw. verwendet man im allgemeinen Dampfwasserableiter,
bei denen ein kleines Ventil oder ein Schieber durch einen Schwimmer oder Ausdehnungskörper
je nach dem Darnpfwasseranfall geöffnet und geschlossen wird. Diese Dampfwasserableiter
haben jedoch im praktischen Betriebe dadurch Schwierigkeiten gezeigt, daß die kleinen
empfindlichen Ventilchen und Schieber der stark verschleißenden Wirkung des mit
hoher Geschwindigkeit ausströmenden Dampfwasserstrahles nicht gewachsen sind. Deshalb
werden solche Ableiter mit gesteuerten Ablaßvorrichtungen meistens schon nach kurzer
Betriebszeit undicht, so daß sie nicht mehr dampfdicht abschließen und dauernd große
Dampfverluste zur Folge haben. Ein weiterer Nachteil dieser Ableiter besteht darin,
daß die Unterbringung besonders des Schwimmers große Gehäuseabmessungen erfordert
und deshalb auch die Wärmeausstrahlung einen ziemlich erheblichen Verlust bedeutet.
Man hat versucht, diesen Nachteil der Dampfwasseraibleiter mit gesteuerten Ablaßvorrichtungen
dadurch zu beseitigen, daßr man die Ableitung des Dampfwassers nicht durch ein Ventil,
sondern durch einen einfachen Drosselkanal oder durch ein System von Drosselkanälen
bewirkt. Es sind eine ganze Reihe verschiedener Ausführungen derartiger Ableiter
bekanntgeworden. Bei den meisten Ausführungsformen dieser Ableiter wurde im Betrieb
als besonders nach-0 teilig empfunden, daß sie nur bei gleichmäßigem Dampfwasserzufluß
und bei genauester Einstellung einwandfrei arbeiten. Schwankt die Dampfwassermenge,
so staut ein solcher Ableiter entweder das Dampfwasser an oder er läßt Dampf mit
durchblasen, weil dann der Querschnitt des unveränderlichen Kanalsystems für den
Durchfluß des Dampfwassers zu eng oder zu weit ist. Man hat aber auch schon Dampfwasserableiter
mit offenem Kanal vorgeschlagen, bei denen der Kanal aus Abschnitten mit jeweils
einem düsenartig verengten kurzen und einem kegelförmig erweiterten langen Stück
besteht. Derartige Ableiter bieten den Vorteil, daß sie sich mehr oder weniger gut
den wechselnden Wassermengen anpassen können.Steam water drain with open channel For discharging steam water
from steam pipes, steam heaters, etc., steam drains are generally used,
in which a small valve or a slide through a float or expansion body
is opened and closed depending on the amount of dehydrated water. This steam trap
have however shown difficulties in practical operation that the small
sensitive valve and slide of the highly abrasive effect of the with
are not able to cope with the high speed escaping steam water jet. That's why
such traps with controlled discharge devices usually become after a short time
Operating time leaks, so that they are no longer vapor-tight and permanently large
Result in loss of steam. Another disadvantage of these arresters is that
that the accommodation especially of the float requires large housing dimensions
and therefore the heat radiation also means a rather considerable loss.
Attempts have been made to remedy this disadvantage of the steam water drains with controlled drainage devices
to be eliminated by not draining the steam water through a valve,
but by a simple throttle channel or a system of throttle channels
causes. There are a number of different designs of such arresters
known. In most of the designs this arrester has been in operation
felt to be particularly disadvantageous that they only work with a steady flow of steam water
and work flawlessly with the most precise setting. If the amount of steam water fluctuates,
such a trap either accumulates the steam water or it lets steam with it
blow through, because then the cross-section of the unchangeable channel system for the
Steam water flow is too narrow or too wide. But you already have steam drains
proposed with an open channel, in which the channel consists of sections with each
a nozzle-like narrowed short and a conically widened long piece
consists. Such arresters offer the advantage that they work more or less well
can adapt to the changing amounts of water.
Von diesen zuletzt genannten Ableitern geht nun die Erfindung aus.
Durch geeignete Ausbildung der Kanalabschnitte soll ein Ableiter geschaffen werden,
der ein überraschendes Anpassungsvermögen an wechselnde Wassermengen aufweist. Dies
soll dadurch erreicht werden, daß die Abschnitte des offenen Kanals gemäß der Erfindung
nach Art von Lavaldüsen ausgebildet sind, damit keine Strahlablösung und keine Wirbelbildung
stattfindet und der indem engsten Kanalstück verursachte Druckabfall in dem kegelförmig
erweiterten langen Kanalstück zum großen Teil wieder zurückgewonnen wird.The invention is based on these last-mentioned arresters.
An arrester should be created by suitable design of the duct sections,
which has a surprising adaptability to changing amounts of water. this
is to be achieved in that the sections of the open channel according to the invention
are designed in the manner of Laval nozzles so that no jet separation and no vortex formation
takes place and the pressure drop caused in the narrowest channel piece in the cone-shaped
enlarged long section of canal is largely recovered.
Die eigenartige Wirkung des Erfindungsgegenstandes ist aus Abb. r
ersichtlich. Sie beruht darauf, daß der ähnlich einer Lavaldüse
mit
einem Einlauf trichter b, einem engsten Kanalstück c und einer darauffolgenden diffusorartigen
Erweiterung d versehene zylindrische Kanalabschnitt a eine Unterdruckwirkung erzeugt.
Die diffusorartige Erweiterung ist erfindungsgemäß so geformt, daß ein möglichst
großer Teil des im engsten Kanalstück c in Geschwindigkeit umgesetzten Druckgefälles
wieder in Druck zurückgewandelt wird. Die diffusorartige Erweiterung ist also nicht
wie bei den an sich bekannten Ausführungen mit konisch erweitertem Kanal ein Expansionskanal,
sondern ein Kompressionskanal. . Damit der Diffusor diese Kompressionswirkung hervorruft,
wird die Erweiterung mit geringem Düsenwinkel (möglichst kleiner als io°) und sehr
lang ausgeführt, so daß keinerlei Strahlablösung und Wirbelbildung stattfindet,
welche die Diffusorwirkung zerstören würde. Infolge der Diffusorwirkung des Kanals
d ist der Druck im engsten Kanalquerschnitt c erheblich geringer als der Druck an
def Austrittsmündung, also hinter dem Kanal d.The peculiar effect of the subject matter of the invention is shown in Fig. R
evident. It is based on the fact that it is similar to a Laval nozzle
with
an inlet funnel b, a narrowest channel piece c and a subsequent diffuser-like
Extension d provided cylindrical channel section a creates a negative pressure effect.
The diffuser-like enlargement is shaped according to the invention so that as much as possible
large part of the pressure gradient converted into velocity in the narrowest section of the duct c
is converted back into pressure. So the diffuser-like expansion is not
as in the known designs with a conically widened channel an expansion channel,
but a compression channel. . So that the diffuser creates this compression effect,
the enlargement will be with a small nozzle angle (if possible smaller than io °) and very
long, so that no jet separation and vortex formation takes place,
which would destroy the diffuser effect. As a result of the diffuser effect of the channel
d the pressure in the narrowest duct cross-section c is considerably lower than the pressure an
def outlet mouth, i.e. behind the channel d.
Die Wirkung des erfindungsgemäß ausgestalteten Kanals ist nun folgende:
Strömt das Dampfwasser in den Kanal hinein, so entsteht, trotzdem hinter dem Kanal
Atmosphärendruck herrscht, im engsten Kanalstück c ein Unterdruck. Hinter dem engsten
Querschnitt steigert sich dann der Druck infolge der Diffusorwirkung wieder, so
daß das Dampfwasser trotz des Unterdruckes mit Atmosphärendruck und erforderlichenfalls
unter Überwindung eines Gegendruckes nach außen abgeleitet wird.The effect of the channel designed according to the invention is now as follows:
If the steam water flows into the canal, it still occurs behind the canal
Atmospheric pressure prevails, in the narrowest channel section c a negative pressure. Behind the closest
Cross-section then the pressure increases again as a result of the diffuser effect, see above
that the steam water despite the negative pressure with atmospheric pressure and if necessary
is diverted to the outside by overcoming a counterpressure.
Der im engsten Kanalstück c erzeugte Unterdruck verursacht ein heftiges
Verdampfen des durchfließenden Dampfwassers, denn bei Unterdruck verdampft Wasser
schon bei Temperaturen unter ioo°. Je heißer das Dampfwasser ist, desto mehr. Wärme
steht zum Verdampfen zur Verfügung und desto größer ist die aus dem Dampfwasser
entstehende Dampfmenge. Dieser Dampf hat nun gegenüber dem Dampfwasser ein sehr
großes Volumen. Die Folge davon ist, daß bei heißem Dampfwasser die Durchflußleistung
des Kanals nur gering ist. Fließt das Dampfwasser dagegen mit geringer Temperatur
(z. B. mit etwa 4o°, wie dieses beim Anheizen oft der Fall ist) zu, so findet naturgemäß
fast gar keine Verdampfung mehr statt. Die Durchflußleistung des Kanals ist infolgedessen
wesentlich größer. Die Leistung des erfindungsgemäß ausgebildeten Kanals ist also
je nach der Temperatur des zufließenden Dampfwassers ganz verschieden, genau wie
dieses z. B.bei einem durch Ausdehnungskörper gesteuerten' Ableiter der Fall ist,
bei dem das Ventil bei niedriger Dampfwassertemperatur weit offen und bei hoher
Dampfwassertemperatur stark abgedrosselt ist. Da nun das Dampfwasser erfahrungsgemäß
dann sehr heiß ist, wenn es in geringer Menge zufließt, also dauernd mit dem Dampf
in Berührung steht und infolgedessen nicht abkühlen kann, sa ist gerade dann die
Leistung des Kanals gering, wenn auch die Dampfwassermenge gering ist. Fließt das
Dampfwasser kalt zu, so ist die Dampfwassermenge erfahrungsgemäß groß, denn die
niedrige Temperatur rührt davon her, daß es sich in der Dampfwasserleitung anstaut,
nicht mehr von dem Dampf geheizt wird und stark abkühlt. Die Leistungssteigerung
des Kanals setzt also gerade dann ein, wenn viel Dampfwasser zufließt, so daß also
auch die großen beim Anheizen anfallenden Dampfwassermengen selbsttätig glatt abgeleitet
werden. Die bei Zufluß kalten Dampfwassers eintretende Leistungssteigerung ist,
wie eingehende Versuche erwiesen haben, sehr bedeutend, und zwar steigert sich die
Leistung in solchem Falle auf -das fünf- bis sechsfache der Leistung bei Zufluß
heißen Dampfwassers. Da in allen Fällen der Kanalquerschnitt entweder ganz mit Dampfwasser
oder mit Dampf angefüllt ist, so kann Frischdampf überhaupt nicht hindurchtreten.
Das erfindungsgemäß ausgebildete Kanalsystem paßt sich also den Schwankungen in
einer Weise an, die Dampfverluste völlig unmöglich macht.The negative pressure generated in the narrowest channel section c causes a violent one
Evaporation of the steam water flowing through, because water evaporates under negative pressure
even at temperatures below 100 °. The hotter the steam water, the more. warmth
is available for evaporation and the greater the amount from the steam water
resulting amount of steam. This steam now has a very much compared to steam water
large volume. The consequence of this is that with hot steam water the flow rate
of the channel is only slight. In contrast, if the steam water flows at a low temperature
(e.g. with about 40 °, as is often the case when heating up), then naturally takes place
there is almost no evaporation at all. The flow rate of the channel is as a result
much bigger. The performance of the channel formed according to the invention is therefore
depending on the temperature of the incoming steam water, exactly how
this z. This is the case, for example, with an 'arrester controlled by expansion bodies,
in which the valve is wide open when the steam water temperature is low and when the steam water temperature is high
Steam water temperature is severely throttled. Experience has shown that the steam water is now there
it is very hot when it flows in in small quantities, i.e. constantly with the steam
is in contact and as a result cannot cool down, sa is precisely then that
The channel output is low, even if the amount of steam water is low. That flows
If steam water is cold too, experience has shown that the amount of steam water is large because the
low temperature is due to the fact that it accumulates in the steam water pipe,
is no longer heated by the steam and cools down considerably. The increase in performance
of the canal begins when a lot of steam water flows in, so that
even the large amounts of steam water that accumulate when heating are automatically drained off smoothly
will. The increase in output that occurs when cold steam water flows in is
as detailed experiments have shown, very significantly, and indeed increases
In such a case, the output is five to six times the output at the inflow
hot steam water. Since in all cases the channel cross-section either entirely with steam water
or is filled with steam, live steam cannot pass through at all.
The channel system designed according to the invention thus adapts to the fluctuations
in a way that makes loss of steam completely impossible.
Das in Abb. i über dem Kanal gezeigte Druckdiagramm stellt den Verlauf
des Druckes dar und läßt deutlich erkennen, daß der Druck an der engsten Kanalseite
(p2) am niedrigsten ist und nachher infolge der Diffusorwirkung wieder steigt (p,).The pressure diagram shown above the channel in Fig. I represents the course
of the pressure and clearly shows that the pressure is on the narrowest side of the canal
(p2) is lowest and afterwards increases again as a result of the diffuser effect (p,).
In Abb. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, bei welchem .die lavaldüsenartigen Kanäle in zylindrische Körper g1
und g2 eingearbeitet sind und mehrere dieser Kanalkörper hintereinander und nebeneinander
geschaltet sind. Die angestrebte Wirkung kann natürlich auch durch einen einzigen
dieser Iavaldüsenartigen Kanäle erfolgen, so daß also nicht unbedingt mehrere Kanalkörper
erforderlich sind. Man wird im allgemeinen nur dann mehrere Kanalkörper wählen,
wenn die Abmessung des einzelnen Kanalkörpers infolge zu großerDampfwassermenge
oder sehr geringen Dampfdruckes außerordentlich groß werden würde, oder wenn das
Druckgefälle vor und hinter dem Ableiter besonders groß ist.In Fig. 2 is another embodiment of the subject of the invention
shown in which .die laval nozzle-like channels in cylindrical body g1
and g2 are incorporated and several of these channel bodies one behind the other and next to one another
are switched. The desired effect can of course also be achieved by a single
these Iaval nozzle-like channels take place, so that not necessarily several channel bodies
required are. In general, several canal bodies will only be chosen if
if the dimensions of the individual channel body are due to excessive steam water
or very low vapor pressure would become extraordinarily large, or if that
The pressure gradient in front of and behind the arrester is particularly large.