Düse bei Dampfkesseln, Dampfspeichern und ähnlichen unter D.-uek stehenden Behältern, um das plötzliche Entweichen grösserer Dampfineugen ete. bei Rohr brüchen ete. zu verhindern. <B>-</B> Bei Dampfkesseln, Dampfspeichern -und -ähnlichen Behältern, die eine unter Druck stehende Flüssigkeit enthalten, mit einer diesem Drucke entsprechenden Temperatur, entstehen grosse Gefahren für den Fall, dass eine von einem solehen Behälter führende Leitung zerstört würde.
Bei Dampfkesseln und Dampfspeichern zum Beispiel kann in folge der grossen Dampf- bezw. Wasser mengen, die hierdurch frei werden, unter Umständen sogar eine, Explosion eintreten. Da der Druck in solchen Behältern in der Regel so hoch ist, dass bei eintretendem Rohrbruch ein kritiseher Druükabfall ent steht, so wird die ausströmende Dampf menge dem kleinsten Durchströmquerschnitt der in den meisten Fällen dem Rohrquer schnitt entspricht" direkt proportional. Wenn einem derartigen Behälter plötzlich sehr viel Dampf entnommen wird, tritt leicht der Fall ein, dass Flüssigkeit mit in die Leitung ge rissen wird,<B>d.</B> h. es tritt ein Überkochen ein.
Um diese Übelstände zu vermeiden, wer- den häufig Rohrbruchventile eingebaut, die in zahlreichen Konstruktionen auf den Markt gebracht sind. Diese Po-hrbrucilventile sind derart beschaffen, dass sie geselilosse--1 wer den, falls die Geschwindigkeit des durch die Rohrleitung strömenden Mediums (in der Regel Dampf) züi hoch steigen würde. Der artige Ventile besitzen aber den Übelstand, dass sie häufig unerwünscht in Tätigkeit treten und dabei die Leitung plözlicli ab sperren, so dass der Betrieb der Anlage aufs Spiel gesetzt wird.
Ferner entstehen durch diese Ventile erhebliche Druckverluste in der Leitung, in die sie eingebaut sind.
Vorliegende Erfindung bezweckt, diese Übelstände zu vermeiden, indem der bei einem Rohrbruch entstehende Ausströmungs- querschnitt durch den Erfindungsgegenstaad erheblich begrenzt ist, ohne dass die Vorrich tung im normalen Betriebe irgendwie stö rend zu wirken braucht. Erfindungsgegen stand ist eine Düse bei Dampfkesseln, Dampf speichern und ähnlichen -unter Druck ste- henden Behältern, welche Düse in oder vor einer von dem Behälter führenden Leitung angebracht und als eine Laval-Düse ausge bildet ist.
Die Zeichnung betrifft Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. <B>1</B> zeigt eine Düse gemäss der Erfindung, kurz Be- (vrenzungsdüse genannt, nebst einem Dia gramm, das den in dieser Düse vorkommen den Druckabfall wiedergibt. Diese Druck werte sind durch an einer ausgeführten Düse angestellte Versuche ermittelt. Der kleinste Querschnitt der mit<B>A</B> bezeichneten Düse befindet sich bei a an der Eintrittssielle. Die obere Kurve<B>b</B> zeigt den Druckverlauf in der Düse bei einer Dampfgeschwindig keit von etwa<B>30</B> Meter pro Sekunde im wei testen A-tistriftsende der Düse.
Wie ersicht- lieh, entsteht ein Druckabfall. bis züm ge ringsten Querschnitt, während dieser Druck abfall in der Düse nach a fast gänzlich zu rückgewonnen wird. Ilieraus ergibt sich, dass bei gewöhnlichen Strömungsgeschwindigkei ten in der Leitung durch den Einbau der Düse in die Leitung kein nennenswerter Druckverlust entsteht.
Für grössere Dampfmengen verläuft der Druck wie durch die Kurve c angedeutet. Der Druckabfall. bis zum kleinsten Quer schnitt steigt bei vergrösserter Dampfmenge, bis der kritische Druckabfall zwischen dem Einlaufquersehnitt und dem kleinsten Quer schnitt der Düse entsteht. Die Geschwindig- ]zeit im kleinsten Querschnitt ist daiin die rfrösst.möglichste und gleich der Schallge schwindigkeit im Dampfe; die durch die Düse strömende Dampfmenge kann dann nicht weiter steigen, wie gross auch der Druck abfall durch die ganze Düse ist.
Sollte also zum Beispiel eine Dampfleitung hinter der Düse aus irgend welchem Grunde platzen, so wird die durch sie strömende Dampfmenge mindestens auf diejenige Dampfmenge be grenzt, die beim kritischen Druchabfall durch den kleinsten Querschnitt bei a strö men kann. Hieraus ergibt sich, dass, wenn man diesen Querschnitt bei a ganz klein machen kann, eine erhebliche Begrenzung der durch einen gegebenenfalls entstehenden Rohrbruch ausströmenden Dampfmenge er folgen kann.
Es hat sieh gezeigt, dass man auf diese Weise den Querschnit auf %, bis '/1" des ganzen Rohrquerschnittes vermindern kann, ohne dabei den regelmässigen Betrieb zu stören, wodurch den bei einem etwa ein tretenden Rohrbruch oder bei in anderer Weise plötzlich entweichenden grossen Dampfmengen entstehenden Gefaliren er- lieblich vorgebeugt wird.
Fig. 2 zeigt eine Anwendung der Begren zungsdüse. Die Düse<B><I>_A</I></B> ist in dem am Dampf kessel, B angebrachten Dampfdom <B>C</B> derart eingebaut, dass die ganze aus dem Dampf kessel durch die Leitung<B>D</B> entnommene Dampfmenge zunäehst durch diese Düse strömen muss.
Fig. <B>3</B> zeigt eine weitere Anwendung, bei der die Düse<B>A</B> in die Rohrleitung<B>D</B> selbst eingebaut ist.
Nozzle in steam boilers, steam storage tanks and similar containers under D.-uek to prevent the sudden escape of larger steam eyes. in the event of pipe breaks. to prevent. <B> - </B> In the case of steam boilers, steam accumulators and similar containers which contain a pressurized liquid with a temperature corresponding to this pressure, great dangers arise in the event that a line leading from such a container would be destroyed .
In the case of steam boilers and steam accumulators, for example, as a result of the large steam or Amount of water that is released as a result, possibly even causing an explosion. Since the pressure in such containers is usually so high that a critical drop in pressure arises when a pipe breaks, the amount of steam flowing out is directly proportional to the smallest flow cross-section, which in most cases corresponds to the pipe cross-section If a lot of steam is withdrawn, it can easily happen that liquid is entrained into the line, i.e. boiling over occurs.
In order to avoid these inconveniences, pipe rupture valves, which are brought onto the market in numerous designs, are often installed. These pourbrucil valves are designed in such a way that they are closed if the speed of the medium flowing through the pipeline (usually steam) increases too high. Such valves, however, have the drawback that they often come into operation in an undesired manner and suddenly shut off the line, so that the operation of the system is jeopardized.
Furthermore, these valves cause considerable pressure losses in the line in which they are installed.
The present invention aims to avoid these inconveniences in that the outflow cross section that occurs in the event of a pipe rupture is considerably limited by the subject of the invention, without the device having to have any disruptive effect in normal operations. The subject matter of the invention is a nozzle in steam boilers, steam stores and similar pressurized containers, which nozzle is mounted in or in front of a line leading from the container and is designed as a Laval nozzle.
The drawing relates to Ausführungsbei games of the subject invention. Fig. 1 shows a nozzle according to the invention, called limiting nozzle for short, together with a diagram which shows the pressure drop occurring in this nozzle. These pressure values are based on tests carried out on a nozzle The smallest cross-section of the nozzle labeled <B> A </B> is located at a on the entry column. The upper curve <B> b </B> shows the pressure profile in the nozzle at a steam speed of around <B > 30 </B> meters per second in the whiteest A-pin tip of the nozzle.
As can be seen, there is a pressure drop. up to the smallest cross-section, while this pressure drop in the nozzle after a is almost entirely recovered. It follows from this that, with normal flow velocities in the line, the installation of the nozzle in the line does not result in any significant pressure loss.
For larger amounts of steam, the pressure is as indicated by curve c. The pressure drop. down to the smallest cross section increases with increased steam volume until the critical pressure drop between the inlet cross section and the smallest cross section of the nozzle occurs. The speed in the smallest cross-section is the fastest possible and is equal to the speed of sound in steam; the amount of steam flowing through the nozzle can then no longer increase, however great the pressure drop is through the entire nozzle.
If, for example, a steam line behind the nozzle should burst for whatever reason, the amount of steam flowing through it is limited to at least the amount of steam that can flow through the smallest cross-section at a in the event of a critical drop in pressure. It follows from this that if this cross section at a can be made very small, the amount of steam flowing out due to a broken pipe, if any, can be considerably limited.
It has shown that in this way the cross-section can be reduced to%, to 1/1 "of the entire pipe cross-section without disturbing the regular operation, which means that if there is a burst pipe or a large one suddenly escapes in some other way The deviations arising from steam quantities are admirably prevented.
Fig. 2 shows an application of the limita- tion nozzle. The nozzle <B> <I> _A </I> </B> is installed in the steam dome <B> C </B> attached to the steam boiler, B in such a way that the whole of the steam boiler flows through the line <B > D </B> the amount of steam removed must first flow through this nozzle.
Fig. 3 shows another application in which the nozzle <B> A </B> is built into the pipeline <B> D </B> itself.