CN102309854B - 一种游乐设施用小型蒸汽机车 - Google Patents

Abstract

一种游乐设施用小型蒸汽机车，有相连的锅炉、蒸汽机、走行部、煤水车、制动部和电气部组成。煤水车上有燃油柜或燃气瓶、燃油或燃气发电机组，锅炉的火箱是封闭火箱，火箱连有燃油或燃气的燃烧器，空气压缩机是电动空气压缩机，发电机的输出端与空压机和燃烧器的电控装置相连，燃油柜或燃气瓶出口与燃烧器的燃料入口相连。本发明外形结构和走行驱动与蒸汽机车相同，锅炉热效率较高，污染小，行走可控性好，具有一定的牵引力和持续工作能力，体积小、操作简单，适合于在大型游乐场所中的轨道火车中作为小型牵引用蒸汽机车，使人们在游乐中，身临真实的蒸汽机车，欣赏工业时代的标志。

Description

一种游乐设施用小型蒸汽机车

技术领域：本发明涉及一种蒸汽机车，尤其是一种游乐设施用小型蒸汽机车。

背景技术：蒸汽机车是十九世纪工业革命的象征。二百多年前，出生在英国，蒸汽机的出现，曾牵动了世界工业历史性的发展热潮，改变了人类生产和生活面貌。随着科学技术的发展进步，蒸汽机车已经开始远离我们，轨道机车经历了由蒸汽机车到内燃机车和电动机车的发展过程，它将作为历史文物进入了博物馆。由于蒸汽机车的历史作用，提起轨道机车，让人们总是不能忘在行走时隆隆发声、嘶嘶喷汽、汽笛鸣响、气势磅礴、铿锵悦耳、激越温馨的蒸汽机车这一工业时代标志的形象。

为了满足人们对蒸汽机车这一工业时代标志的形象的怀念和记忆，在有些游乐场的游乐设施中，设有轨道小火车，游乐场中轨道火车的机车有酷似蒸汽机车的外形，其动力是电动机或柴(汽)油发动机，游乐场中轨道火车的机车只是一种具有蒸汽机车外形壳体的汽车或电动车，并不是以蒸汽机为动力的真正的蒸汽机车，使人们在游乐场乘坐只有蒸汽机车外形壳体的汽车或电动车游玩时，没有真实的蒸汽机车的感觉，会有不尽游意的遗憾。现有技术中，没有在大型游乐场中用的小型蒸汽机车。

蒸汽机车在运行时，煤在锅炉的火箱内燃烧，在燃烧过程中发出的热能将锅炉内的水蒸发成压力蒸汽，推动蒸汽机工作，将热能变成机械能，驱动走行部使机车行走。

实际中蒸汽机车锅炉用的燃料是煤，燃煤锅炉需要较大的助燃通风量，燃煤锅炉的火箱有较大的炉床、炉门和进风口，火箱是开放式的；煤在锅炉燃烧时，锅炉通风是用喷射蒸汽产生的负压强制通风助燃；机械部分的阀动装置及走行部分的轮对轴箱的转动部分都使用滑动轴承，润滑方式为开式的浸油润滑；另外，机车制动和阀动装置的控制风缸所用的压缩空气是用蒸汽驱动的空气压缩机产生的，机车用电是用蒸汽驱动的发电机产生的。燃煤锅炉产生蒸汽驱动的机车，预备时长，需要行走时机的可控性不好，且烧煤锅炉热效率低，对环境污染也较大。

发明内容：针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种可在游乐场中使用的小型蒸汽机车。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种游乐设施用小型蒸汽机车，包括锅炉部，机械部，走行部，制动部和煤水车部。锅炉部包括相连的火箱、锅胴、烟箱、烟筒及附属装置的蒸汽塔、水泵、汽笛、罐止阀。机械部包括相连的气缸汽室、十字头与滑板、摇杆、连杆和阀动装置。阀动装置包括互相连接的阀十字头、月牙板、偏心杆、偏心曲拐，半径杆、回动轴。阀动装置的回动轴与控制风缸连接。走行部包括相连的走行部车架、动轮、轮对轴箱装置、导轮转向架、从轮转向架等。车架通过中间缓冲牵引装置与煤水车部相连，煤水车部包括煤水车架、煤水车转向架、水柜、发电机组和燃油柜(或燃气瓶)。制动部包括相连的空气压缩机和制动风缸。

锅炉部的火箱是封闭火箱，火箱后壁有燃烧器喷嘴孔，火箱连有燃油或燃气燃烧器，燃油或燃气燃烧器的火焰在火箱内燃烧，燃油或燃气燃烧器由电控装置控制。

本发明的锅炉部、机械部、走行部、制动部和煤水车部与已有技术中的蒸汽机车基本相同；不同的是：锅炉以燃油或燃气为燃料，锅炉火箱为封闭式；阀动装置、轮对轴箱转动部分使用滚动轴承，密封润滑方式；机车用电由发电机组提供；机车使用的压缩空气由电动空气压缩机提供；燃油柜(或燃气瓶)设在煤水车水柜内。

本发明的发电机组是燃油或燃气发电机组，空气压缩机是电动空气压缩机，燃油或燃气燃烧器不用喷射蒸汽产生的负压通风助燃，蒸汽用量小，锅炉可以很小；本发明的锅炉是用燃油或燃气为燃料，用燃油或燃气燃烧器加热锅炉内的水，燃料体积较少，蒸汽机车整体的体积可以很小，体积可以是实际蒸汽机车体积的二十分之一。

本发明外形和结构与实际的蒸汽机车基本相同，走行驱动方式也与蒸汽机车相同，燃油或燃气锅炉热效率较高，对环境污染小，用燃油或燃气燃烧器加热锅炉产生蒸汽驱动的机车整备时间短，行走时机可控性好，且具有一定的牵引力和持续工作的能力，体积小、操作简单，很适合于大型游乐场中的轨道机车。运行时与实际的蒸汽机车运行效果十分相似，使人们在游乐中，亲身体验真实的蒸汽机车，欣赏工业时代的标志。本发明把第一次工业革命的标志物与游乐设施相结合，也具有寓教于乐的作用。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是空气压缩机、水泵的位置示意图。

图3是轮对轴箱装置转动部分位置示意图。

具体实施方式：

如图1、图2和图3所示：一种游乐设施用小型蒸汽机车，包括锅炉部，机械部，走行部，制动部和煤水车部。锅炉部包括相连的火箱26、锅胴24、烟箱20、烟筒21及附属装置的蒸汽塔25、水泵33、汽笛34、罐止阀31。机械部包括相连的气缸汽室2、十字头与滑板4、摇杆8、连杆11和阀动装置。阀动装置包括互相连接的阀十字头3、月牙板6、偏心杆9、偏心曲拐10，半径杆5、回动轴7。阀动装置的回动轴7与控制风缸22连接。走行部包括相连的走行部车架13、动轮12、轮对轴箱装置37、导轮转向架1、从轮转向架14等。车架13通过中间缓冲牵引装置17与煤水车部相连，煤水车部包括煤水车架18、煤水车转向架35、水柜29、发电机组30和燃油柜28(或燃气瓶)。制动部包括相连的空气压缩机32和制动风缸19。

锅炉部的火箱26是封闭火箱，火箱后壁27有喷嘴孔15，火箱26连有燃油或燃气燃烧器16，燃油或燃气燃烧器16的火焰喷嘴36经火箱后壁27的喷嘴孔15插入火箱26内，火箱26的末端连接过热管23。燃油或燃气燃烧器16连有电控装置。空气压缩机32是电动空气压缩机，发电机组30的输出端与空气压缩机32的电接点和燃油或燃气燃烧器16的电控装置的电接点相连，燃油柜28出口与燃油或燃气燃烧器16的入口相连。水泵33出口通过灌止阀31与锅炉部相连，入口与煤水车水柜29出口相连。锅炉部与车架13用螺栓连接；动轮12通过轮对轴箱装置37与车架13连接。

上述煤水车架18上的燃油柜28也可以是燃气瓶，发电机组30可以是燃气发电机组，也可以是燃油发电机组。

为防止寒冷季节燃油温度过低而影响使用，上述燃油柜设在水柜内。

工作原理：

1、基本原理：燃油燃烧器燃烧柴油的热量加热锅炉，产生高压蒸汽收集在锅炉储汽仓及锅炉上部，一部分蒸汽通过主蒸汽管传送到蒸汽塔，供水泵、汽笛等其它锅炉附属件用汽；大部分蒸汽，通过调整阀，经过过热管送到汽机做功，产生机械运动，做功后的蒸汽，经烟箱、烟筒排向大气。

主要技术数据：

车轮排列	1-4-1
		构造速度	25Km/h
模数牵引力	12.5KN
		通过最小曲线半径	60m
轨距	762mm
		全车整备重量	6800Kg
锅炉蒸汽压力	0.7MPa
		汽缸数量	2

煤水车转向架型式	二轴
		机车和煤水车最大长度	8160mm
机车和煤水车最大高度	1650mm
		机车和煤水车最大宽度	1360mm
装载水量	1900Kg
		装载油量	200L
理论持续工作时间	4h

2、锅炉部

小型蒸汽机车锅炉要求形体小而蒸发能力大，构造简单、坚固耐震，分火箱、锅胴、烟箱三部分。内火箱采用10mm20g钢板卷制；外火箱采用8mm20g钢板卷制；前后管板采用10mm20g钢板；前后管板间焊接大烟管、小烟管；内外火箱之间均布有Q215铆螺钢炉撑。取消传统蒸汽机车锅炉燃煤用炉床、灰箱及引凤装置，扩大了过热传热面积。采用燃烧器使用柴油或燃气做燃料，提高锅炉蒸发率、蒸发系数。外部采用石棉保温，降低锅炉热损失。锅炉的所有焊缝均用CO₂保护焊焊接，并做3.0MPa水压试验，确证运用安全。

3、机械部

机械部作用是将热能变为机械能，将锅炉来的蒸汽经阀动装置的支配，周期性地、有规律地送入汽缸，利用蒸汽膨胀，使勾贝、十字头等部件作直线往复运动，经摇杆、连杆的传递，带动曲拐销使动轮做回转运动。膨胀做功后的废汽，经汽缸、汽室及废汽通道经烟筒排出。

4、阀动装置

阀动装置是机车主要机械部件，它的用途是支配汽阀的动作，以达到使蒸汽按一定规律进入和排出汽缸，使机车前进或后退，并控制遮断汽缸给汽的早晚和给汽量的多少，使之适合运行的要求。月牙板中的滑块、十字头圆销与摇杆、阀十字头圆销、月牙板耳轴、回动轴、等转动部分使用滚动轴承。

Claims (4)

1.一种游乐设施用小型蒸汽机车，包括锅炉部、机械部、走行部、制动部和煤水车部；锅炉部包括相连的火箱、锅胴、烟箱、烟筒及附属装置的蒸汽塔、水泵、汽笛、罐止阀；机械部包括相连的气缸汽室、十字头与滑板、摇杆、连杆和阀动装置；走行部包括相连的走行部车架、动轮、轮对轴箱装置、导轮转向架、从轮转向架，车架通过中间缓冲牵引装置与煤水车部相连，煤水车部包括煤水车架、煤水车转向架和水柜；制动部包括相连的空气压缩机和制动风缸，其特征在于：煤水车架上还设有燃油柜或燃气瓶和发电机组；锅炉部的火箱是封闭火箱，火箱后壁有喷嘴孔，火箱连有燃油或燃气燃烧器，燃油或燃气燃烧器的火焰喷嘴经火箱后壁的喷嘴孔插入火箱内，火箱的末端连接过热管；燃油或燃气燃烧器连有电控装置，发电机组的输出端与空气压缩机的电接点和燃油或燃气燃烧器的电控装置的电接点相连，燃油柜或燃气瓶出口与燃油或燃气燃烧器的入口相连；阀动装置包括连接的阀十字头、月牙板、偏心杆、偏心曲拐、半径杆、回动轴；阀动装置的回动轴与控制风缸连接；阀动装置、轮对轴箱装置转动部分使用滚动轴承，密封润滑方式。

2.如权利要求1所述的一种游乐设施用小型蒸汽机车，其特征在于：所述的燃油柜或燃气瓶在水柜内。

3.如权利要求1所述的一种游乐设施用小型蒸汽机车，其特征在于：所述的发电机组是燃气发电机组或燃油发电机组。

4.如权利要求1所述的一种游乐设施用小型蒸汽机车，其特征在于：所述的空气压缩机是电动空气压缩机。

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