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Lufterhitzer, insbesondere für Luftheizungen in Eisenbahnfahrzeugen
Die Erfindung betrifft einen Lufterhitzer, insbesondere für Luftheizungen in Eisenbahnfahrzeugen, der zwei nacheinander vom Luftstrom bestrichene, aus einer Hochdruckdampfleitung gespeiste Heizrohre be- sitzt, von welchen dem vom Luftstrom als ersten bestrichenen ein temperaturgesteuertes Einlassorgan vor- geschaltet ist.
Bei dem bekannten Lufterhitzer mit zwei im Luftstrom hintereinanderliegend angeordneten Heiz- rohren bildet eines der Heizrohre eine nicht abstellbare Heizfläche. Beide Heizrohre werden mit dersel- ben Dampfart, z. B. Niederdruckdampf, beschickt.
Es sind bereits andere Lufterhitzer bekannt, die mit Niederdruckdampf, also Dampf von etwa 1000 C, arbeiten. Mit solchen Lufterhitzern lassen sich, wenn ein wirtschaftlich vertretbarer Wirkungsgrad einge- halten und die Heizfläche nicht übermässig gross werden soll, jedoch nur Lufttemperaturen von 700 bis höchstens 800 C erzielen. Dies hat den Nachteil zur Folge, dass das Aufheizen eines ausgekühlten Rau- mes mit dieser Anlage unverhältnismässig lange dauert. Eine kürzere Anheizzeit lässt sich nur mit wesent- lich höheren Lufttemperaturen erreichen.
Es sind auch bereits Dampf-Lufterhitzer bekannt, die höhere Lufttemperaturen erzeugen. Diese ar- beiten mit Hochdruckdampf, und zwar bei Dampftemperaturen bis zu 1500 C. Bei diesen Lufterhitzern muss man jedoch zur Vermeidung von Dampfverlusten am Auslass einen temperaturgesteuertenAuslass- regler, auch Wärmestauer genannt, vorsehen, der aber bekanntlich bei Frost nach dem Abstellen der Hei- zung leicht einfriert. Ausserdem füllt sich bei Verwendung eines Wärmestauers gerade zu Beginn des Anheizens die Dampfschlange sehr bald mit Kondensat (Druckwasser), wodurch die Wärmeabgabe an die Luft im Verhältnis 1 : 2, 5 absinkt. Folglich müsste also auch bei diesen Lufterhitzern die Heizfläche mit Rücksicht auf den Anheizvorgang übermässig gross bemessen sein.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der beiden bekannten Lufterhitzungsarten. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass das Einlassorgan ein temperaturgesteuerter Dampfeinlassregler mit Entwässerungseinrichtung ist, so dass das erste Heizrohr nur Niederdruckdampf führt, wogegen das vom Luftstrom als zweites bestrichene Heizrohr unmittelbar an die Hochdruckdampfleitung angeschlossen ist.
Diese Anordnung ist so aufzufassen, dass der Niederdruckdampf-Wärmetauscher bei gutem Wärmewirkungsgrad den Hauptanteil der aufzubringenden Wärmeeinheit liefert, während der HochdruckdampfWärmetauscher bei verhältnismässig kleiner Wärmeleistung nur die restliche Temperaturerhöhung zu bewirken hat. Hiebei kann die Heizfläche des Hochdruckdampf-Wärmetauschers selbst bei Ansammlung von Kondensat noch verhältnismässig klein gehalten werden. Die Ansammlung von Kondensat im Hochdruckdampf-Wärmetauscher wird aber vermieden, und die Heizfläche kann dementsprechend noch kleiner bemessen sein, da ein temperaturgesteuerter Dampfeinlassregler mit Entwässerungseinrichtung vorgesehen ist. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, die Eintrittsseite des temperaturgesteuerten Dampfeinlassreglers an die Austrittseite des mit Hochdruckdampf gespeisten Heizrohres anzuschliessen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage schematisch dargestellt, das noch weitere Erfindungsmerkmale enthält.
Der in der Hauptdampfleitung 1 enthaltene Hochdruckdampf wird während des Anheizens über einen Dreiweghahn 2 dem Hochdruckdampf-Lufterhitzer 3 zugeführt, und der den Hochdruckdampf - Lufter- hitzer 3 verlassende Abdampf speist den Niederdruckdampf-Lufterhitzer 4 über einen Dampfeinlassregler 5, in dem gleichzeitig die Kondensatabführung erfolgt. Die zu erhitzende Luft durchströmt das Heiz-
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aggregat 3, 4 in Richtung der eingezeichneten Pfeile. So wird somit zunächst im Niederdruckdampf-Lufter- hitzer 4 auf etwa 700e vorerwärmt und dann im Hochdruckdampf-Lufterhitzer 3 auf über 1000C nacherhitzt.
Wie durch die unterschiedliche Länge der Heizrohre 3a, 4a der Lufterhitzer 3 und 4 in der Zeichnung angedeutet, ist die Heizfläche des Hochdruckdampf-Lufterhitzers 3wesentlich kleiner als die Heizfläche des Niederdruckdampf-Lufterhitzers 4. In den meisten Fällen wird es möglich sein, die Heizfläche des Hochdruckdampf-Lufterhitzers so zu bemessen, dass sie nur etwa 1/3 der. Heizfläche des Niederdruckdampf-Lufterhitzers beträgt.
Der Dreiweghahn 2 ist zu dem Zweck vorgesehen und so eingeschaltet, dass der Hochdruckdampf während des Anheizens dem Hochdruckdampf-Lufterhitzer 3 und nach dem Anheizen, also beim Weiterheizen, über den Dampfeinlassregler 5 - unter Umgehung des Hochdruckdampf-Lufterhitzers 3 - nur dem Niederdruckdampf-Lufterhitzer 4 über die Rohrleitung 6 zugeleitet werden kann. Um zu verhindern, dass der Hochdruckdampf-Lufterhitzer 3 während des Weiterheizens aus der Rohrleitung 6 infolge Unterdruckbildung ansaugt, ist ein Rückschlagventil 7 vorgesehen.
Um die Ansammlung von Kondensat im Hochdruckdampf-Wärmetauscher zu vermeiden, ist an den Dampfeinlassregler 5 eine Entwässerungseinrichtung 8 angeschlossen. Die Eintrittsseite des temperaturgesteuerten Dampfeinlassreglers 5 ist mit der Austrittsseite des mit Hochdruckdampf gespeisten Heizrohres 3a verbunden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Lufterhitzer, insbesondere für Luftheizungen in Eisenbahnfahrzeugen, der zwei nacheinander vom Luftstrom bestrichene, aus einer Hochdruckdampfleitung gespeiste Heizrohre besitzt, von welchen dem vom Luftstrom als erstem bestrichenen ein temperaturgesteuertes Einlassorgan vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassorgan ein temperaturgesteuerter Dampfeinlassregler (5) mit Entwässerungs-
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strom als zweites bestrichene Heizrohr (3a) unmittelbar an die Hochdruckdampfleitung (1) angeschlossen ist.
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Air heaters, in particular for air heating in railway vehicles
The invention relates to an air heater, in particular for air heaters in railroad vehicles, which has two heating pipes which are swept by the air flow and fed from a high-pressure steam line, of which a temperature-controlled inlet element is connected upstream of the first swept by the air flow.
In the known air heater with two heating pipes arranged one behind the other in the air flow, one of the heating pipes forms a heating surface that cannot be switched off. Both heating pipes are operated with the same type of steam, e.g. B. low pressure steam charged.
Other air heaters that work with low-pressure steam, i.e. steam at around 1000 C, are already known. With such air heaters, however, only air temperatures of 700 to a maximum of 800 C can be achieved if an economically justifiable degree of efficiency is to be maintained and the heating surface is not to be excessively large. This has the disadvantage that it takes a disproportionately long time to heat up a cooled-down room with this system. A shorter heating-up time can only be achieved with significantly higher air temperatures.
There are also already known steam air heaters which generate higher air temperatures. These work with high-pressure steam, namely at steam temperatures of up to 1500 C. With these air heaters, however, a temperature-controlled outlet regulator, also known as heat accumulation, must be provided at the outlet in order to avoid steam loss. tongue freezes easily. In addition, when a heat accumulator is used, the steam coil fills very soon with condensate (pressurized water) at the beginning of the heating process, which reduces the heat dissipation to the air in a ratio of 1: 2.5. Consequently, with these air heaters, too, the heating surface would have to be dimensioned excessively large with regard to the heating process.
The invention avoids the disadvantages of the two known types of air heating. According to the invention, it is proposed that the inlet member is a temperature-controlled steam inlet regulator with a drainage device, so that the first heating pipe only carries low-pressure steam, whereas the heating pipe swept as the second by the air flow is connected directly to the high-pressure steam line.
This arrangement is to be interpreted in such a way that the low-pressure steam heat exchanger supplies the majority of the heat unit to be applied with good thermal efficiency, while the high-pressure steam heat exchanger only has to bring about the remaining temperature increase with a relatively low heat output. The heating surface of the high-pressure steam heat exchanger can still be kept relatively small, even if condensate has accumulated. The accumulation of condensate in the high-pressure steam heat exchanger is avoided, however, and the heating surface can accordingly be dimensioned even smaller, since a temperature-controlled steam inlet regulator with a drainage device is provided. According to the invention it is proposed to connect the inlet side of the temperature-controlled steam inlet regulator to the outlet side of the heating pipe fed with high-pressure steam.
In the drawing, an embodiment of the system according to the invention is shown schematically, which contains further features of the invention.
The high-pressure steam contained in the main steam line 1 is fed to the high-pressure steam air heater 3 via a three-way valve 2 during the heating-up process, and the exhaust steam leaving the high-pressure steam air heater 3 feeds the low-pressure steam air heater 4 via a steam inlet regulator 5, which simultaneously discharges the condensate . The air to be heated flows through the heating
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unit 3, 4 in the direction of the arrows. Thus it is first preheated in the low-pressure steam air heater 4 to around 700 ° C. and then post-heated in the high-pressure steam air heater 3 to over 1000 ° C.
As indicated in the drawing by the different lengths of the heating pipes 3a, 4a of the air heaters 3 and 4, the heating surface of the high-pressure steam air heater 3 is significantly smaller than the heating surface of the low-pressure steam air heater 4. In most cases it will be possible to use the heating surface of the The high pressure steam air heater should be sized so that it is only about 1/3 of the Heating surface of the low pressure steam air heater.
The three-way valve 2 is provided for the purpose and switched on in such a way that the high-pressure steam is fed to the high-pressure steam air heater 3 during the heating-up and after heating-up, i.e. during further heating, via the steam inlet regulator 5 - bypassing the high-pressure steam air heater 3 - only to the low-pressure steam air heater 4 can be fed through the pipe 6. In order to prevent the high-pressure steam air heater 3 from sucking in from the pipeline 6 as a result of the formation of negative pressure during further heating, a check valve 7 is provided.
In order to avoid the accumulation of condensate in the high-pressure steam heat exchanger, a drainage device 8 is connected to the steam inlet regulator 5. The inlet side of the temperature-controlled steam inlet regulator 5 is connected to the outlet side of the heating pipe 3a fed with high-pressure steam.
PATENT CLAIMS:
1. Air heater, in particular for air heating in railroad vehicles, which has two heating pipes which are swept by the air flow and fed from a high-pressure steam line, of which a temperature-controlled inlet element is connected upstream of the one swept by the air flow, characterized in that the inlet element is a temperature-controlled steam inlet regulator (5) with drainage
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stream is connected directly to the high pressure steam line (1) as the second coated heating pipe (3a).