CN110075654A - 列车车载空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车车载空气净化装置，包括入口部件、旋风除尘部件、喷淋净化部件、出风控制部件和水处理装置。通过合理布局各个部件使得气体净化效果大大提高，同时使得车厢内部的气体温度、湿度等友好度得到大大提高，在处理过程中不会产生废水等污染物给环境带来二次污染。

Description

列车车载空气净化装置

技术领域

本发明属于火车配件和空气净化领域，具体涉及一种列车车载空气净化装置。

背景技术

无论高铁动车组列车、地铁列车还是普通列车，在行进的时候都会在车厢外部形成气体的负压，而同时车厢内气体的净化也成为需要关注的问题。目前车厢内气体的净化主要通过内循环实现，但是由于车厢内人流密集，如果长期采用内循环则会造成空气组分失衡。目前也有现有技术研究通过外循环来实现气体净化的技术方案，其一般通过将外部空气导入后先喷淋，然后旋风除尘或其它形式除尘的方式实现，这种净化方式由于先喷淋而使得气体中携带大量的湿润的微粒和水体而会造成旋风除尘过程中粘附现象的出现。并且最主要的由于列车行进速度过快，排入风后直接进行喷淋由于风速较快，喷淋效果会大大降低，从而整体的净化效果会降低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种列车车载空气净化装置。

通过如下技术手段实现：

一种列车车载空气净化装置，包括入口部件、旋风除尘部件、喷淋净化部件、出风控制部件和水处理装置。

所述入口部件包括入风栅板、入风腔、冲击区以及冲击区出口。

所述旋风除尘部件包括旋风圆筒、旋风圆筒入风口、旋风圆筒出风口、旋风锥筒、集尘盒、旋风除尘出风管、出风管入风口和出风管出风口。

所述喷淋净化部件包括喷淋净化外壳、喷淋管、喷淋供水管、雾化喷头、除尘转轴、除尘刷和喷淋净化出气口。

所述出风控制部件包括干燥气体出口管、热风出口管和开闭控制电磁阀，所述干燥气体出口管包括干燥气体出口管入口、氧化钙干燥板、干燥气体出口，所述热风出口管包括热风出口管入口、加热棒和热风出口。

所述水处理装置包括污水收集槽、离心吸附筒、离心吸附筒入水口、活性炭颗粒层、离心吸附筒转轴、外部集水箱、处理水出水口和储水箱。

所述列车车载空气净化装置整体设置在列车外顶部，所述旋风除尘部件和所述入口部件设置于整个装置的最前端，并且所述入口部件设置在旋风除尘部件的上端，所述入风腔前端连通所述入风栅板后端连通所述冲击区，所述入风栅板倾斜设置，且倾斜方式为靠近列车前端的一端较低，所述冲击区为弧形设置，其一端与入风腔连通另一端弧形向下延伸形成所述冲击区出口。

所述旋风圆筒横置于所述冲击区的正下方，所述旋风锥筒横置于所述旋风圆筒的前端，所述旋风除尘出风管横置贯穿于旋风锥筒和旋风圆筒内部；所述旋风圆筒入风口偏心设置在旋风圆筒的顶侧部并与所述冲击区出口连通，横置的所述旋风圆筒一端封闭另一端形成所述旋风圆筒出风口与横置的所述旋风锥筒较粗的一端连通，在旋风锥筒较细的一端的端部设置有所述集尘盒，所述出风管入风口靠近旋风锥筒较细的一端，所述出风管出风口延伸到所述喷淋净化外壳内部。

所述喷淋净化外壳设置在所述入口部件和旋风除尘部件的后部，在喷淋净化外壳内部四周设置有多根喷淋管，在每根喷淋管上设置有多个雾化喷头，每根喷淋管通过所述喷淋供水管与所述储水箱连通，在喷淋净化外壳的中央横置有所述除尘转轴，在所述除尘转轴外部设置有所述除尘刷，所述除尘刷的刷毛为塑料条外部包裹有吸水棉线的结构设置，所述除尘转轴在外部驱动电机的驱动下能够转动，在与所述出风管出风口相对一侧的喷淋净化外壳的侧壁开放设置形成所述喷淋净化出气口。

所述出风控制部件设置在所述喷淋净化部件的后部，所述干燥气体出口管和所述热风出口管并排设置且在与所述喷淋净化出气口处分别设置所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口，所述开闭控制电磁阀用于控制所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口的开闭，在所述干燥气体出口管内设置有所述氧化钙干燥板，在干燥气体出口管的终端形成所述干燥气体出口，所述氧化钙干燥板为两侧密布通孔板中间夹持有氧化钙颗粒；在所述热风出口管内设置有所述加热棒，在热风出口管的终端形成所述热风出口。

所述水处理装置设置在所述喷淋净化部件的两侧，所述污水收集槽位于所述喷淋净化外壳的底部并与喷淋净化外壳内部连通，所述污水收集槽用于盛接喷淋净化部件喷淋净化后产生的污水，在所述污水收集槽的一端设置有所述离心吸附筒，所述离心吸附筒为横置的圆筒结构，且一端开放形成所述离心吸附筒入水口另一端封闭，所述离心吸附筒的侧壁为活性炭颗粒层，所述活性炭吸附层内充设有活性炭颗粒，在所述离心吸附筒外部设置有所述外部集水箱，所述离心吸附筒转轴横置且一端与离心吸附筒的封闭的一端轴心固接另一端与外部集水箱侧壁通过轴承转动连接，所述离心吸附筒转轴能够在外部驱动电机的驱动下转动，所述处理水出水口通过管道将外部集水箱与所述储水箱连通。

作为优选，所述入风栅板的倾斜角度为与水平方向夹角为6~18°。

作为优选，所述旋风除尘部件设置有两个，且并排设置（水平并排），所述冲击区出口也设置有两个。

作为优选，所述出风管入风口为向外弧形延伸的开阔口结构设置。

作为优选，每个所述喷淋供水管上设置有增压水泵。

作为优选，所述除尘刷与所述雾化喷头之间的间隙为20~50mm。

作为优选，所述干燥气体出口与列车内空调入风口连通，所述热风出口与列车车厢内出风口连通。

作为优选，所述活性炭吸附层的厚度为100~200mm。

本发明的技术效果在于：

1，由于列车高速运行，相对外部气体产生较大的速度，因此进入到装置中的气体具有非常高的速度，从而无需风机即可实现气流的高速流入，通过先设置入口部件和旋风除尘部件，将车厢外部进入到装置内部的高速气体流的风速降下来，同时进行了大颗粒微粒的除尘操作，然后再进行喷淋，在喷淋的过程中，通过设置湿润的旋转的除尘刷，强化除尘和净化效果，最后根据季节和车厢内实际情况而将处理后的气体干燥或加热后排入车厢内，从而实现了将外部气体经过高效处理后，以舒适的方式释放到车厢内的效果，避免了车厢内长时间的内循环造成气体成分失衡而造成乘车人的不舒适。

特定结构的入口部件和旋风除尘部件的设置，当外部高速气体通过入风腔流入后，通过冲击区转弯后向下流入旋风圆筒内，由于是偏心设置，气流在旋风圆筒内旋转式流动（实现第一次反向流动并且是螺旋式反向流动），质量相对气体大的颗粒物（如PM10、PM2.5等）由于离心力的作用向外部富集，进一步进入到旋风锥筒后，由于截面积逐步缩小，气压逐步增大，而颗粒物的外围富集则会与旋风锥筒侧壁撞击使得颗粒物动能释放，动量损失而逐步的在集尘盒内富集，而气流螺旋前进后随着气压的增大，反向（再次反向）通过旋风除尘出风管反向流入到喷淋净化外壳内。由于两次反向流动以及螺旋流动，使得风速大大的降低，从而当气体进入到喷淋净化外壳内后，风速不是很大，也即气体停留时间会相对较长，从而也强化了喷淋的效果。

2，通过在四周的喷淋管形成的区域内的部位设置可以旋转的除尘转轴和除尘刷，使得气体接受喷淋的同时与密布的吸水棉线接触，气体中残存的有害物质喷淋除去，颗粒物被喷淋后被吸水棉线粘附，从而大大强化了喷淋效果。由于吸水棉线浸水之后膨胀且内部有密布微孔，又能起到类似活性炭的吸附作用，从而进一步的强化气体净化的效果。

在喷淋之后通过设置分管道，通过电磁阀的控制将气体根据不同需求分别排出，当车厢内湿度较大的时候，则通过干燥气体出口管排出，其中的氧化钙颗粒不仅仅对气体进行干燥，由于喷淋之后湿润的气体与氧化钙颗粒接触后，会将氧化钙表面形成氢氧化钙溶液层，而这样的溶液层会对气体中残留的硫氧化物进一步的吸附，而这样的气体可以直接排入也可以优选通过车厢内的空调系统的入气管通过空调排入。当车厢内温度相对较低的时候，通过加热棒（优选电阻加热棒）将气体适当的加热，从而进入车厢内的气体既湿润又具有一定的温度，从而增加了乘客的舒适度。

3，将喷淋之后形成的含有颗粒物的污水汇集到污水收集槽内，通过设置离心吸附筒，由于离心吸附筒的旋转产生离心力，将水体通过侧壁向外排出，从而在筒内即形成负压，这样的负压即可经污水收集槽内的水体吸入，从而强化了正常流动。而同时由于离心力作用的存在，强化了水体从离心吸附筒内部向外部流动的压力，水体通过从内向外流经活性炭颗粒密布的活性炭颗粒层，从而将水体中有害物质吸附除去，水体到达外部集水箱后抽取到储水箱中供喷淋使用，从而实现了水体的高效循环使用。

附图说明

图1为本发明列车车载空气净化装置的侧视局部剖视的结构示意图。

图2为本发明列车车载空气净化装置的俯视局部剖视的结构示意图。

图3为本发明水处理装置的侧视的结构示意图。

其中：11-入风栅板，12-入风腔，13-冲击区，14-旋风圆筒，141-旋风圆筒入风口，15-旋风锥筒，151-集尘盒，16-旋风除尘出风管，161-出风管入风口，162-出风管出风口，21-喷淋管，211-喷淋供水管，22-除尘转轴，23-除尘刷，31-污水收集槽，32-离心吸附筒入水口，33-活性炭颗粒，34-离心吸附筒转轴，35-外部集水箱，36-处理水出水口，4-储水箱，51-干燥气体出口管，511-干燥气体出口管入口，512-氧化钙颗粒，513-干燥气体出口，521-热风出口管入口，522-加热棒，523-热风出口，53-开闭控制电磁阀。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示的一种列车车载空气净化装置，包括入口部件、旋风除尘部件、喷淋净化部件、出风控制部件和水处理装置。

所述入口部件包括入风栅板、入风腔、冲击区以及冲击区出口。

所述旋风除尘部件包括旋风圆筒、旋风圆筒入风口、旋风圆筒出风口、旋风锥筒、集尘盒、旋风除尘出风管、出风管入风口和出风管出风口。

所述喷淋净化部件包括喷淋净化外壳、喷淋管、喷淋供水管、雾化喷头、除尘转轴、除尘刷和喷淋净化出气口。

所述出风控制部件包括干燥气体出口管、热风出口管和开闭控制电磁阀，所述干燥气体出口管包括干燥气体出口管入口、氧化钙干燥板、干燥气体出口，所述热风出口管包括热风出口管入口、加热棒和热风出口。

所述水处理装置包括污水收集槽、离心吸附筒、离心吸附筒入水口、活性炭颗粒层、离心吸附筒转轴、外部集水箱、处理水出水口和储水箱。

所述列车车载空气净化装置整体设置在列车外顶部，所述旋风除尘部件和所述入口部件设置于整个装置的最前端（即列车的前端方向），并且所述入口部件设置在旋风除尘部件的上端，所述入风腔前端连通所述入风栅板后端连通所述冲击区，所述入风栅板倾斜设置，且倾斜方式为靠近列车前端的一端较低，所述冲击区为弧形设置，其一端与入风腔连通另一端弧形向下延伸形成所述冲击区出口。如图1所示包括水平部分和竖直部分，水平部分即与入风腔相连通的部分，竖直部分即冲击区出口部分，二者之间是弧形连接的（非直角避免形成气流冲击），且结合图2，冲击区出口并不在中央部位而是偏置设置。

如图1所述入风栅板的倾斜角度为与水平方向夹角为11°。

所述旋风圆筒横置于所述冲击区的正下方，所述旋风锥筒横置于所述旋风圆筒的前端，所述旋风除尘出风管横置贯穿于旋风锥筒和旋风圆筒内部；所述旋风圆筒入风口偏心设置在旋风圆筒的顶侧部并与所述冲击区出口连通，横置的所述旋风圆筒右端封闭左端形成所述旋风圆筒出风口与横置的所述旋风锥筒较粗的一端连通，在旋风锥筒较细的一端的端部设置有所述集尘盒，所述出风管入风口靠近旋风锥筒较细的一端，所述出风管出风口延伸到所述喷淋净化外壳内部。

如图2所示所述旋风除尘部件设置有两个，且并排设置（水平并排），所述冲击区出口也设置有两个。

如图1所示所述出风管入风口为向外弧形延伸的开阔口结构设置。

所述喷淋净化外壳设置在所述入口部件和旋风除尘部件的后部，在喷淋净化外壳内部四周设置有多根喷淋管，在每根喷淋管上设置有多个雾化喷头，每根喷淋管通过所述喷淋供水管与所述储水箱连通，在喷淋净化外壳的中央横置有所述除尘转轴，在所述除尘转轴外部设置有所述除尘刷，所述除尘刷的刷毛为塑料条外部包裹有吸水棉线的结构设置，所述除尘转轴在外部驱动电机的驱动下能够转动，在与所述出风管出风口相对一侧的喷淋净化外壳的侧壁开放设置形成所述喷淋净化出气口。

每个所述喷淋供水管上设置有增压水泵。

所述除尘刷与所述雾化喷头之间的间隙为30mm。

所述出风控制部件设置在所述喷淋净化部件的后部，所述干燥气体出口管和所述热风出口管并排设置且在与所述喷淋净化出气口处分别设置所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口，二者通过滑动挡板控制开闭，其中之一开放的时候另一个封闭，所述开闭控制电磁阀用于控制所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口的开闭，在所述干燥气体出口管内设置有所述氧化钙干燥板，在干燥气体出口管的终端形成所述干燥气体出口，所述氧化钙干燥板为两侧密布通孔板中间夹持有氧化钙颗粒；在所述热风出口管内设置有所述加热棒，在热风出口管的终端形成所述热风出口。

所述干燥气体出口与列车内空调入风口连通，所述热风出口与列车车厢内出风口连通。

所述水处理装置设置在所述喷淋净化部件的两侧，所述污水收集槽位于所述喷淋净化外壳的底部并与喷淋净化外壳内部连通，所述污水收集槽用于盛接喷淋净化部件喷淋净化后产生的污水。

在所述污水收集槽的一端设置有所述离心吸附筒，所述离心吸附筒为横置的圆筒结构，且一端（即图3中左端）开放形成所述离心吸附筒入水口另一端封闭（即图3中的右端），所述离心吸附筒的侧壁为活性炭颗粒层，所述活性炭吸附层内充设有活性炭颗粒，包覆活性炭颗粒的为不锈钢丝网，在所述离心吸附筒外部设置有所述外部集水箱，所述离心吸附筒转轴横置且左端与离心吸附筒的封闭的右端轴心固接，右端与外部集水箱侧壁通过轴承转动连接，所述离心吸附筒转轴能够在外部驱动电机的驱动下转动，所述处理水出水口通过管道将外部集水箱与所述储水箱连通。所述活性炭吸附层的厚度为150mm。

Claims (8)

1.一种列车车载空气净化装置，其特征在于，包括入口部件、旋风除尘部件、喷淋净化部件、出风控制部件和水处理装置；

所述入口部件包括入风栅板、入风腔、冲击区以及冲击区出口；

所述旋风除尘部件包括旋风圆筒、旋风圆筒入风口、旋风圆筒出风口、旋风锥筒、集尘盒、旋风除尘出风管、出风管入风口和出风管出风口；

所述喷淋净化部件包括喷淋净化外壳、喷淋管、喷淋供水管、雾化喷头、除尘转轴、除尘刷和喷淋净化出气口；

所述出风控制部件包括干燥气体出口管、热风出口管和开闭控制电磁阀，所述干燥气体出口管包括干燥气体出口管入口、氧化钙干燥板、干燥气体出口，所述热风出口管包括热风出口管入口、加热棒和热风出口；

所述水处理装置包括污水收集槽、离心吸附筒、离心吸附筒入水口、活性炭颗粒层、离心吸附筒转轴、外部集水箱、处理水出水口和储水箱；

所述列车车载空气净化装置整体设置在列车外顶部，所述旋风除尘部件和所述入口部件设置于整个装置的最前端，并且所述入口部件设置在旋风除尘部件的上端，所述入风腔前端连通所述入风栅板后端连通所述冲击区，所述入风栅板倾斜设置，且倾斜方式为靠近列车前端的一端较低，所述冲击区为弧形设置，其一端与入风腔连通另一端弧形向下延伸形成所述冲击区出口；

所述旋风圆筒横置于所述冲击区的正下方，所述旋风锥筒横置于所述旋风圆筒的前端，所述旋风除尘出风管横置贯穿于旋风锥筒和旋风圆筒内部；所述旋风圆筒入风口偏心设置在旋风圆筒的顶侧部并与所述冲击区出口连通，横置的所述旋风圆筒一端封闭另一端形成所述旋风圆筒出风口与横置的所述旋风锥筒较粗的一端连通，在旋风锥筒较细的一端的端部设置有所述集尘盒，所述出风管入风口靠近旋风锥筒较细的一端，所述出风管出风口延伸到所述喷淋净化外壳内部；

所述喷淋净化外壳设置在所述入口部件和旋风除尘部件的后部，在喷淋净化外壳内部四周设置有多根喷淋管，在每根喷淋管上设置有多个雾化喷头，每根喷淋管通过所述喷淋供水管与所述储水箱连通，在喷淋净化外壳的中央横置有所述除尘转轴，在所述除尘转轴外部设置有所述除尘刷，所述除尘刷的刷毛为塑料条外部包裹有吸水棉线的结构设置，所述除尘转轴在外部驱动电机的驱动下能够转动，在与所述出风管出风口相对一侧的喷淋净化外壳的侧壁开放设置形成所述喷淋净化出气口；

所述出风控制部件设置在所述喷淋净化部件的后部，所述干燥气体出口管和所述热风出口管并排设置且在与所述喷淋净化出气口处分别设置所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口，所述开闭控制电磁阀用于控制所述干燥气体出口管入口和热风出口管入口的开闭，在所述干燥气体出口管内设置有所述氧化钙干燥板，在干燥气体出口管的终端形成所述干燥气体出口，所述氧化钙干燥板为两侧密布通孔板中间夹持有氧化钙颗粒；在所述热风出口管内设置有所述加热棒，在热风出口管的终端形成所述热风出口；

所述水处理装置设置在所述喷淋净化部件的两侧，所述污水收集槽位于所述喷淋净化外壳的底部并与喷淋净化外壳内部连通，所述污水收集槽用于盛接喷淋净化部件喷淋净化后产生的污水，在所述污水收集槽的一端设置有所述离心吸附筒，所述离心吸附筒为横置的圆筒结构，且一端开放形成所述离心吸附筒入水口另一端封闭，所述离心吸附筒的侧壁为活性炭颗粒层，所述活性炭吸附层内充设有活性炭颗粒，在所述离心吸附筒外部设置有所述外部集水箱，所述离心吸附筒转轴横置且一端与离心吸附筒的封闭的一端轴心固接另一端与外部集水箱侧壁通过轴承转动连接，所述离心吸附筒转轴能够在外部驱动电机的驱动下转动，所述处理水出水口通过管道将外部集水箱与所述储水箱连通。

2.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述入风栅板的倾斜角度为与水平方向夹角为6~18°。

3.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述旋风除尘部件设置有两个，且并排设置（水平并排），所述冲击区出口也设置有两个。

4.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述出风管入风口为向外弧形延伸的开阔口结构设置。

5.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，每个所述喷淋供水管上设置有增压水泵。

6.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述除尘刷与所述雾化喷头之间的间隙为20~50mm。

7.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述干燥气体出口与列车内空调入风口连通，所述热风出口与列车车厢内出风口连通。

8.根据权利要求1所述的列车车载空气净化装置，其特征在于，所述活性炭吸附层的厚度为100~200mm。