CN112776839A - 一种铁路机车的低温除雾装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁路机车的低温除雾装置，包括集气罩、气泵及气体冷凝装置，所述集气罩和所述气体冷凝装置均设置在机车驾驶室的顶部，所述气体收集罩包括出气口及开口朝下的进气口，所述气体冷凝装置包括至少一条第一流道和与所述冷凝流道相邻设置的第二流道，所述第一流道包括伸出车顶位于车厢外部的第一进入口和第一流出口，所述第二流道包括第二进入口和第二流出口，所述出气口与所述气泵的进气端连通，所述气泵的出气端与所述第二进入口连通，可以通过低温除雾单元将驾驶室内空气中的水蒸气进行去除，可以避免在车窗上形成水雾，从而可以起到有效的除雾效果。

Description

一种铁路机车的低温除雾装置

技术领域

本发明一般涉及铁路机车除雾技术领域，具体涉及一种铁路机车的低温除雾装置。

背景技术

在铁路列车运行中，当遇到列车内外存在温度差时，常常会产生水雾并附着于玻璃上，将严重影响驾驶人员的视线，存在严重的安全隐患；在现有的普通的机动车辆中挡风玻璃的除雾方法多采用通过设置在挡风玻璃内侧的风口向挡风玻璃吹出冷却空气，从而达到除雾的效果，但是这种除雾方式一般适应于的前挡风玻璃为倾斜设置，由风口吹出的冷空气可以有效的前挡风玻璃形成大面积的吹拂，可以起到较好的除雾效果；而对于一些前挡风玻璃为接近竖直设置的铁路机车，采用与该种除雾方法不能有效对车窗除雾，因此有必要设计一种新的除雾装置。

发明内容

鉴于上述的问题，本申请提供了一种铁路机车的低温除雾装置, 可以通过低温除雾单元将驾驶室内空气中的水蒸气进行去除，可以避免在车窗上形成水雾，从而可以起到有效的除雾效果。

本发明提供一种铁路机车的低温除雾装置，包括集气罩、气泵及气体冷凝装置，所述集气罩和所述气体冷凝装置均设置在机车驾驶室的顶部，所述气体收集罩包括出气口及开口朝下的进气口，所述气体冷凝装置包括至少一条第一流道和与所述冷凝流道相邻设置的第二流道，所述第一流道包括伸出车顶位于车厢外部的第一进入口和第一流出口，所述第二流道包括第二进入口和第二流出口，所述出气口与所述气泵的进气端连通，所述气泵的出气端与所述第二进入口连通。

进一步的，所述气体冷凝装置包括伸出车顶位于车厢外部的第一部分；所述第一部分沿自车体前端至车体后端的方向上，设置为逐渐扩大的结构；所述第一进入口设置在所述第一部分的前端，所述第一流出口设置在所述第一部分的后端。

进一步的，所述气体冷凝装置还包括第二部分，所述第二部分内依次交替设置有多条所述第一流道和多条所述第二流道，且所述第一流道和所述第二流道沿自车体前端至车体后端的方向设置。

进一步的，所述气体冷凝装置还设置有第一冷凝水流出口，多个所述第二流道的底部均设置有第二冷凝水流出口，多个所述第二冷凝水流出口均汇集连通与所述第一冷凝水流出口。

进一步的，所述第二部分设置在所述第一部分的下方且位于车厢内部，所述第二部分的下方设置有漏斗结构，所述第一冷凝水流出口设置在所述漏斗结构的最低点。

进一步的，还包括控制装置及设置在机车驾驶室内部的至少一个湿度传感器，所述控制装置与所述气泵及至少一个所述湿度传感器电连接，所述控制装置能够根据至少一个所述湿度传感器的检测值控制所述气泵的启停。

进一步的，所述集气罩设置在驾驶室内驾驶座的正上方。

进一步的，还包括设置在驾驶室内部的条形吹风嘴，所述吹风嘴设置在机车挡风玻璃的上侧且沿机车的宽度方向水平设置，所述吹风嘴设置有进风口及沿所述吹风嘴长度方向设置且开口朝下的吹风口，所述第二流出口与所述进风口相连通。

进一步的，还包括设置在驾驶室内的至少一个第一温度传感器和设置在车厢外部的至少一个第二温度传感器，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制装置电连接。

本发明提供了一种铁路机车的低温除雾装置，通过设置顺次连接的集气罩、气泵、气体冷凝装置，在机车运行的过程中，外部的冷空气可以从气体冷凝装置的第一进入口进入第一流道，然后从第一流出口流出，可以将第二流道进行降温，而气泵工作可以将驾驶室内的气体通过集气罩吸入输送至气体冷凝装置，由第二进入口进入第二流道，然后由第二流出口流出，从而使通过第二流道的气体内的水蒸气冷凝形成水柱，实现对驾驶室内气体进行除湿，降低驾驶室内的气体湿度，从而可以避免在前风挡上形成雾气。

此外，通过将气体冷凝装置的第一部分设置为自车体前端至车体后端的方向上，设置为逐渐扩大的结构；并将第一进入口设置在前端，将第一流出口设置在后端，从而在机车运行的过程中可以在第一部分的后端形成负压，有利于气体通过第一流道，可以提高气体冷凝装置的冷凝效果。

此外，通过在第二部分内交替间隔设置有多条第一流道和多条第二流道，从而可以提高第一通道和第二通道内气体的换热效率，从而可以提高气体冷凝装置的冷凝效果。

此外，为了进一步提高第一通道和第二通道内气体的换热效率，其中相邻的第一流道和第二流道共用侧壁，第一流道的宽度为d1、第二流道的宽度为d2，则d1≤2*d2；第一流道的高度h1与d1的关系为h1≥3*d1，第二流道的高度h2与d2的关系为h2≥1.5*d2，通过这种设置方式可以提高第一流道与第二流道之间共用侧壁的表面积，提高第一流道内气体和第二流道内气体的换热效率，提高气体冷凝装置的冷凝效果。

此外，为了保证进一步保证冷凝效果，在车辆运行的速度为V、气泵的泵气流量Q，第一流道的数量为s1、第二流道的数量为s2，则气泵的泵气流量Q/s2＝V*（d1* h1）*α，其中α为修正常数，其取值范围为0.1-5，在实际的运行过程中，可以根据当前车速来控制当前气泵的泵气量，从而使通过第二流道的气体可以具有较好的冷凝效果且不会使气泵耗费过多的能量。

此外，通过将第二部分设置在第一部分的下方，并在第二部分的下方设置漏斗结构，将第一冷凝水流出口设置在漏斗结构的最低点，从而有利于冷凝水的排出。

此外，通过设置控制装置和多个湿度传感器，当湿度传感器的检测值超过预设阈值时控制装置可以控制气泵工作，对驾驶室内的气体进行除湿，避免在挡风玻璃的表面形成水雾。

此外，通过在挡风玻璃的上部设置吹风嘴，并将吹风嘴的进风口与第二流出口相连通，从而可以将经过气体冷凝装置处理过的气体由吹风嘴向下吹出，在挡风玻璃的表面形成一层气体保护层，将挡风玻璃与驾驶室内的空气隔开，从而可以起到更好的除雾效果。

此外，通过设置第一温度传感器和第二温度传感器，可以采集驾驶室内部的温度和车厢外部的温度，当两者的检测值接近或者驾驶室内的温度低于车厢外部的气温、或者驾驶室内的气温高于冷凝水冷凝点时，则控制气泵不工作，从而可以实现智能化的除雾。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置的整体结构示意图。

图2为本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置中气体冷凝装置的侧面结构示意图。

图3为本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置中气体冷凝装置的立体结构示意图。

图4为图2中A-A位置的截面结构示意图。

图5为本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置除雾方法的流程示意图。

图6为本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置的控制原理结构示意图。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

本发明提供一种铁路机车的低温除雾装置，参考图1-图4，作为一种具体的实施方式，该低温除雾装置包括集气罩1、气泵2及气体冷凝装置3，所述集气罩1和所述气体冷凝装置3均设置在机车驾驶室的顶部，所述气体收集罩1包括出气口10及开口朝下的进气口11，所述气体冷凝装置3包括至少一条第一流道31和与所述冷凝流道31相邻设置的第二流道32，所述第一流道31包括伸出车顶位于车厢外部的第一进入口310和第一流出口311，所述第二流道32包括第二进入口320和第二流出口321，所述出气口10与所述气泵2的进气端连通，所述气泵2的出气端与所述第二进入口320连通。具体的，气体冷凝装置3可以选用金属材质等导热性能较好的材质制成。

可以理解的是，机车9内部的挡风玻璃上起雾是因为在外界温度较低时，车厢内部和外界存在温差，且车厢内部的空气中的水蒸气含量达到一定值，在车厢内部的空气与较冷的前挡风玻璃接触时，达到了冷凝点，则在挡风玻璃上冷凝成水珠的现象，所以起雾一般是在外界温度较低时，且在车厢内部的水蒸气含量达到一定浓度时才会在挡风玻璃上起雾，因此可以通过降低车厢内驾驶室91的水蒸气的浓度来实现除雾的效果；其中气体冷凝装置的工作原理为：在车辆运行时，外界外部的冷空气可以从气体冷凝装置的第一进入口进入第一流道，然后从第一流出口流出，可以将第二流道进行降温，此时第一流道内的温度与外界温度一致或低于外界气温，而气泵工作可以将驾驶室内的气体通过集气罩吸入输送至气体冷凝装置，由第二进入口进入第二流道，然后由第二流出口流出，从而使通过第二流道的气体内的水蒸气冷凝形成水珠，实现对驾驶室内气体进行除湿，降低驾驶室内的气体湿度，从而可以避免在前风挡上形成雾气，可以理解的是，通过这种方法可以将气体冷凝装置3的内部温度降低至外界气温一致的温度甚至低于外界气温，而前挡风玻璃的气温也接近于外界的气温，因此当在前挡风玻璃上有形成水雾的趋势时，驾驶室内的气体通过气体冷凝装置时一定会产生冷凝水，从而可以在一定程度上降低驾驶室内气体的湿度，避免在前挡风玻璃上起雾。且通过这种设置方式不用额外的增加具有制冷功能的冷凝器，可以节约电能。

进一步的，参考图1-图4，所述气体冷凝装置3包括伸出车顶位于车厢外部的第一部分3a；所述第一部分3a沿自车体前端至车体后端的方向上，设置为逐渐扩大的结构；所述第一进入口310设置在所述第一部分3a的前端，所述第一流出口311设置在所述第一部分3a的后端。参考图2，通过这种设置方式，可以在车辆高速运行时气流100从第一部分3a的前端流动至第一部分3a的后端，通过第一部分时对气流100产生导流作用，从而会在第一部分的后部产生负压区，从而会使第一进入口310的位置的气压大于第一流出口处的气压，从而有利于气流进入第一流道31，提高第一流道内气流的流速，从而可以提高气体冷凝装置的冷凝效果，进一步提高除雾的效果。

进一步的，参考图4，作为优选的实施方式，所述气体冷凝装置3还包括第二部分3b，所述第二部分3b内依次交替设置有多条所述第一流道31和多条所述第二流道32，且所述第一流道31和所述第二流道32沿自车体前端至车体后端的方向设置。通过这种设置方式可以提高第一流道和第二流道内气体的热换效率，提高冷凝效果，参考图4，作为优选的实施方式，其中第一流道和第二流道的横截面积均设置为矩形结构，为了进一步提高第一通道和第二通道内气体的换热效率，其中相邻的第一流道和第二流道共用侧壁，第一流道的宽度为d1、第二流道的宽度为d2，则d1≤2*d2；第一流道的高度h1与d1的关系为h1≥3*d1，第二流道的高度h2与d2的关系为h2≥1.5*d2，通过这种设置方式可以提高第一流道与第二流道之间共用侧壁的表面积，提高第一流道内气体和第二流道内气体的换热效率，提高气体冷凝装置的冷凝效果。

此外，为了保证进一步保证冷凝效果，在车辆运行的速度为V、气泵的泵气流量Q，第一流道的数量为s1、第二流道的数量为s2，则气泵的泵气流量Q/s2＝V*（d1* h1）*α，其中α为修正常数，其取值范围为0.1-5，在实际的运行过程中，可以根据当前车速来控制当前气泵的泵气量，从而使通过第二流道的气体可以具有较好的冷凝效果且不会使气泵耗费过多的能量，由于通过第一流道的气体的流量与车辆的运行速度呈正比关系，车辆运行的速度越快通过第一流道的气流流量越大，此时可以适当控制气泵增加泵气量，从而可以提高除雾的速率，但是当车速较慢时，如果气泵的泵气量始终不变，则由于此时通过第一流道的冷空气流量较慢，在通过气体冷凝装置3的第二流道的气流过大时，可能将气体冷凝装置的温度上升，导致不能够产生冷凝效果，因此根据上述的方法通过控制装置时刻调整气泵的泵气量，不但可以保证气体冷凝装置的冷凝效果，也具有节约能源的效果。

进一步的，参考图4，所述气体冷凝装置3还设置有第一冷凝水流出口33，多个所述第二流道32的底部均设置有第二冷凝水流出口322，多个所述第二冷凝水流出口322均汇集连通与所述第一冷凝水流出口33。在实际的使用过程中，当驾驶室内的空气通过气泵泵入气体冷凝装置3内时，由于气温降低会在第二流道内壁上产生冷凝水，通过设置第二冷凝水流出口可以将内部的冷凝水导出，通过第一冷凝水流出口导出，一般的，通过在第一冷凝水流出口连接水管将冷凝水排出驾驶室外部。

进一步的，作为一种具体的优选的实施方式，所述第二部分3b设置在所述第一部分3a的下方且位于车厢内部，所述第二部分3b的下方设置有漏斗结构34，所述第一冷凝水流出口33设置在所述漏斗结构34的最低点。

进一步的，参考图6，还包括控制装置5及设置在机车驾驶室内部的至少一个湿度传感器6，所述控制装置5与所述气泵2及至少一个所述湿度传感器6电连接，所述控制装置5能够根据至少一个所述湿度传感器6的检测值控制所述气泵2的启停。

具体的，在该装置内可以设置手动开关，在气温低于一定值从而在前挡风玻璃上具有形成水雾的趋势时，驾驶员可以打开开关，控制装置可以通过湿度传感器的检测值，在驾驶室内部的气体湿度达到一定阈值时，则控制气泵2工作，将驾驶室内的气体泵入气体冷凝装置3内进行除湿，从而可以半自动的控制气泵工作，当驾驶室内的湿度降低至预定阈值时则关闭气泵，从而可以达到节约能源的效果。

进一步的，参考图1，作为所述集气罩1设置在驾驶室内驾驶座的正上方。可以理解的是，在驾驶室内水蒸气的主要来源为驾驶员本身所产生的，因此将集气罩设置在驾驶座的正上方有利于收集水蒸气，可以起到更好的去除车厢内部水蒸气的效果。

实施例二

本发明提供一种铁路机车的低温除雾装置，参考图1，作为一种具体的实施方式，其与实施例一不同之处在于，还包括设置在驾驶室内部的条形吹风嘴4，所述吹风嘴4设置在机车挡风玻璃的上侧且沿机车的宽度方向水平设置，所述吹风嘴4设置有进风口42及沿所述吹风嘴4长度方向设置且开口朝下的吹风口41，所述第二流出口321与所述进风口42相连通。通过这种设置方式可以将经过除湿的气体由吹风嘴的吹风口向下吹出，从而可以在挡风玻璃表面产生一层除湿气体的保护层，可以起到更好的除雾效果。

实施例三

本发明提供一种铁路机车的低温除雾装置，作为一种具体的实施方式，其与实施例一不同之处在于，参考图1、图4，作为一种优选的实施方式，该装置还包括设置在驾驶室内的至少一个第一温度传感器7和设置在车厢外部的至少一个第二温度传感器8，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述控制装置电连接。通过这种设置方式，可以通过温度传感器检测车厢内外的气温并传递至控制装置，控制装置可以根据第一第二温度传感器的检测值和湿度传感器的检测值分析，当具有在挡风玻璃上产生水雾的趋势时自动控制气泵工作，对驾驶室内的气体进行除湿，从而可以起到自动智能化的除雾效果。

进一步的，本发明提供的一种铁路机车的低温除雾装置的除雾方法为：S1、控制装置4采集第一温度传感器、第二温度传感器和湿度传感器的检测值，根据并根据当前第一温度传感器、第二温度传感器的检测值，当湿度传感器的检测值高于预定阈值，以至于在挡风玻璃上具有起雾风险时，则控制气泵2工作。

S2、气泵将驾驶室内的空气泵至气体冷凝装置3，经过气体冷凝装置对气体进行除湿，降低驾驶室内气体的湿度，当驾驶室内的气体湿度低于预设阈值时，则控制气泵停止工作。

需要说明的使上述所述的预定阈值是一个变量，是根据当前车厢外部温度及车厢内部温度所确定的，即在当前的温度情况下车厢内的湿度达到一定值时就可能在挡风玻璃的表面产生冷凝水雾，在当前的温度不同时该预定阈值也是不同的，可以通过对应关系存储在控制装置中，从而实现智能的除雾。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (7)

1.一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，包括集气罩（1）、气泵（2）及气体冷凝装置（3），所述集气罩（1）和所述气体冷凝装置（3）均设置在机车驾驶室的顶部，所述气体收集罩（1）包括出气口（10）及开口朝下的进气口（11），所述气体冷凝装置（3）包括至少一条第一流道（31）和与所述冷凝流道（31）相邻设置的第二流道（32），所述第一流道（31）包括伸出车顶位于车厢外部的第一进入口（310）和第一流出口（311），所述第二流道（32）包括第二进入口（320）和第二流出口（321），所述出气口（10）与所述气泵（2）的进气端连通，所述气泵（2）的出气端与所述第二进入口（320）连通。

2.根据权利要求1所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，所述气体冷凝装置（3）包括伸出车顶位于车厢外部的第一部分（3a）；所述第一部分（3a）沿自车体前端至车体后端的方向上，设置为逐渐扩大的结构；所述第一进入口（310）设置在所述第一部分（3a）的前端，所述第一流出口（311）设置在所述第一部分（3a）的后端。

3.根据权利要求2所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，所述气体冷凝装置（3）还包括第二部分（3b），所述第二部分（3b）内依次交替设置有多条所述第一流道（31）和多条所述第二流道（32），且所述第一流道（31）和所述第二流道（32）沿自车体前端至车体后端的方向设置。

4.根据权利要求3所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，所述气体冷凝装置（3）还设置有第一冷凝水流出口（33），多个所述第二流道（32）的底部均设置有第二冷凝水流出口（322），多个所述第二冷凝水流出口（322）均汇集连通与所述第一冷凝水流出口（33）。

5.根据权利要求4所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，所述第二部分（3b）设置在所述第一部分（3a）的下方且位于车厢内部，所述第二部分（3b）的下方设置有漏斗结构（34），所述第一冷凝水流出口（33）设置在所述漏斗结构（34）的最低点。

6.根据权利要求1所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，还包括控制装置（5）及设置在机车驾驶室内部的至少一个湿度传感器（6），所述控制装置（5）与所述气泵（2）及至少一个所述湿度传感器（6）电连接，所述控制装置（5）能够根据至少一个所述湿度传感器（6）的检测值控制所述气泵（2）的启停。

7.根据权利要求1所述的一种铁路机车的低温除雾装置，其特征在于，所述集气罩（1）设置在驾驶室内驾驶座的正上方。

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