CN203211056U - 一种轨道车辆空调加湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统，含有蓄水系统、水增压系统、水雾化系统和信号传感系统：蓄水系统包括第一和第二水箱，在第二水箱上设有灭火剂添加剂箱，在第一和第二水箱上分别设置进水手阀、液位控制开关、溢流管、排水阀；水增压系统包括流量计、控制阀、过滤器、高压水泵、蓄能器和压力表；水雾化系统包括雾化喷头和送风道；信号传感系统包括液位传感器、液位控制开关及湿度传感器，由轨道车厢上的控制器对加湿系统的电控部件进行控制。本实用新型作为一种基本独立的装置安装在轨道车辆上，与轨道车辆空调系统有互动但不影响空调系统的运行；产生的超细化水雾能有效调控轨道车厢内的相对湿度，改善乘车的舒适度。

Description

一种轨道车辆空调加湿系统

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆空调的设计与制造技术领域，具体的说，是一种轨道车辆空调加湿系统。 

背景技术

本实用新型所称的“轨道车辆”是指城市地铁列车、轻轨列车以及城际列车所用的车辆。随着世界范围的城市化的发展，轨道交通，包括地铁、轻轨和城际列车的建设已成为各个国家公共交通发展的趋势。现在，轨道车辆普遍安装了空调系统。但是，现在的轨道车辆空调系统普遍没有安装加湿装置，而轨道车辆在冬季的运行中是需要制热的，这就会造成车厢内的空气相对湿度过低，乘座的舒适度会受到一定的影响。 

中国专利200620175171.9公开了一种“列车空调加湿装置”；该装置是在列车空调系统中增加一个湿膜组件，使空气在空调机组内加湿后，利用列车空调的送风道送入客室内各个位置，在列车空调对客室进行升温的同时也能对客室内的空气进行加湿，其具体结构参见图1。所述列车空调加湿装置具体的工作流程为：空气经过空气滤网23过滤，流经蒸发器24和电加热20，由电加热20将空气加热，再通过湿膜组件2进行加湿，最后由风机21送入车厢内。所述装置的不足是：（1）它是以改变空调的设计结构来达到预定目标的，容易改变轨道车辆空调系统的运行性能；（2）湿膜组件的含水将增加送风机吸入的阻力，增加送风机的功耗；（3）湿膜组件的表面容易积灰，致使送入车厢内的空气含有灰尘；（4）湿膜组件的加湿是通过湿膜表面蒸发的原理进行加湿的，这将使送入车厢内的空气含湿量较高，造成车内相对湿度较大，影响轨道车辆乘座的舒适度。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种轨道车辆空调加湿系统，在制热时能增加车厢内的相对湿度，提高车厢内乘座的舒适度；能够有效地防止火灾事故的发生，保障车辆安全；可作为潜在的降温手段；经济实用，维护方便，使用寿命周期长。 

为实现上述的目的，本实用新型采用了以下技术方案。 

一种轨道车辆空调加湿系统，其特征是，含有蓄水系统、水增压系统、水雾化系统和信号传感系统，所述蓄水系统包括第一水箱和第二水箱，在所述第二水箱上设有灭火剂添加剂箱，在所述第一水箱和所述第二水箱的上端分别设置第一进水手阀和第二进水手阀，在所述第一水箱和所述第二水箱的中间分别设置第一液位控制开关、第二液位控制开关、第一溢流管和第二溢流管，在所述第一水箱和所述第二水箱的下端分别设置第一排水阀和第二排水阀； 

所述水增压系统包括第一流量计、第二流量计、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第一过滤器、第二过滤器、高压水泵、蓄能器和压力表；所述第一水箱的出水管依次设置了所述的第一流量计、第一控制阀和第一过滤器后与所述第二水箱依次设置了第二流量计、第二控制阀和第二过滤器的出水管汇合，在所述汇合的水管上再依次设置第三控制阀、高压水泵、蓄能器和压力表；

所述水雾化系统包括雾化喷头和送风道，从所述压力表前端伸出的汇合的水管与雾化喷头连接，所述雾化喷头设置在所述送风道里，所述送风道为轨道车辆空调系统的送风道；即，本实用新型的加湿系统到雾化喷头这里才与轨道车辆空调系统衔接，前面各结构件是与轨道车辆空调系统分开并独立设置的；

所述信号传感系统包括第一液位传感器、第二液位传感器、第一液位控制开关、第二液位控制开关以及设置在轨道车辆空调系统回风口上的湿度传感器，所述第一液位传感器、第二液位传感器、第一液位控制开关、第二液位控制开关及湿度传感器通过导线与安装在轨道车辆上的控制器连接，由所述控制器对所述加湿系统的电控部件进行控制。

进一步，所述雾化喷头含有喷嘴主体、喷嘴螺杆、旋流室和喷嘴。 

进一步，在所述第一水箱的底部设置一个回水口，在所述回水口至高压水泵与蓄能器之间的汇合水管上设置一条回水管，在所述回水管上设置第四控制阀，当雾化喷头堵塞不能工作时水能通过第四控制阀和回水管返回第一水箱。 

本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统的积极效果是： 

（1）作为一种基本独立的装置安装在轨道车辆上，与轨道车辆空调系统有互动（共享轨道车辆空调系统的送风道）但不影响轨道车辆空调的运行。

（2）产生的超细化水雾在50μm以下，能保证在不出现凝结水或结露现象的情况下有效地调控轨道车辆车厢内的相对湿度，改善乘车的舒适度。 

（3）能利用超细化水雾高效的吸热性能，在空调装置不能及时制冷的时候提供有效的降温。 

（4）具有利用超细化水雾防范车厢内可能出现火灾的功能，能利用水雾防止火的蔓延。 

附图说明

图1为中国专利200620175171.9“列车空调加湿装置”的结构示意图； 

图中的标号分别为：

2、湿膜组件；            10、机组壳体；       20、电加热器；

21、送风机；             23、空气过滤网；     24、空调蒸发器。

图2为本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统的结构示意图。 

图3为雾化喷头的结构示意图。 

图中的标号分别为； 

2011、第一水箱；        2012、第二水箱；      202、灭火剂添加剂箱；

2031、第一进水手阀；    2032、第二进水手阀； 2041、第一液位控制开关；

2042、第二液位控制开关；2051、第一溢流管；   2052、第二溢流管；

2061、第一排水阀；      2062、第二排水阀；   2071、第一液位传感器；

2072、第二液位传感器；  2081、第一流量计；   2082、第二流量计；

2091、第一控制阀；      2092、第二控制阀；   2093、第三控制阀；

2094、第四控制阀；      2101、第一过滤器；   2012、第二过滤器；

211、高压水泵；         212、蓄能器；        213、压力表；

214、雾化喷头；         2141、喷嘴主体；     2142、喷嘴螺杆；

2143、旋流室；          2144、喷嘴；          215、送风道。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统的具体实施方式，但是应该指出，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。 

参见图2。一种轨道车辆空调加湿系统，含有蓄水系统、水增压系统、水雾化系统和信号传感系统，所述蓄水系统包括第一水箱2011和第二水箱2012，在所述第二水箱2012上设有灭火剂添加剂箱202。实施中，可在轨道车辆的卫生间或洗漱室中设置一个夹层，将所述第一水箱2011和第二水箱2012及灭火剂添加剂箱202设置在所述夹层中，同时，在所述夹层的壁板上开一个检修门，方便列车工作人员的检修。 

在所述第一水箱2011和第二水箱2012的上端分别设置第一进水手阀2031和第二进水手阀2032，在所述第一水箱2011和第二水箱2012的中间分别设置第一液位控制开关2041、第二液位控制开关2042、第一溢流管2051和第二溢流管2052，在所述第一水箱2011和第二水箱2012的下端分别设置第一排水阀2061和第二排水阀2062。所述第一水箱2011主要用于存储加湿用的水，所述第二水箱2012主要用于存储能与灭火剂添加剂箱202内的灭火剂添加剂融合的水，可通过第一控制阀2091和第二控制阀2092选择对第一水箱2011和/或第二水箱2012的利用。在所述第一水箱2011和第二水箱2012上安装第一液位传感器2071和第二液位传感器2072，当第一水箱2011和第二水箱2012进水时通过第一液位传感器2071和第二液位传感器2072能对水位进行控制：通过第一溢流管2051和第二溢流管2052将高于液位传感器216的水排出第一水箱2011和第二水箱2012，保持水箱中的正常水位，所述第一溢流管2051和第二溢流管2052同时具有通气的作用。所述第一液位控制开关2041和第二液位控制开关2042可采用电磁阀，通过第一液位传感器2071和第二液位传感器2072检测水位并控制电磁阀的开闭，控制第一水箱2011和第二水箱2012内的储水量，防止水量过低。当第一水箱2011和/或第二水箱2012内的水量过低时，第一液位控制开关2041和/或第二液位控制开关2042会向所述控制器发送信号，及时进行补水。所述第一进水手阀2031和第二进水手阀2032是常开的，在维修时可关闭以切断水源。需要时，可通过所述第一排水阀2061和/或第二排水阀2062将第一水箱2011和/或第二水箱2012内的水及污杂物排出。 

所述水增压系统包括第一流量计2081、第二流量计2082、第一控制阀2091、第二控制阀2092、第三控制阀2093、第四控制阀2094、第一过滤器2101、第二过滤器2012、高压水泵211、蓄能器212和压力表213。上述各部件才采用市场有供应的产品。在所述第一水箱2011的出水管上依次设置第一流量计2081、第一控制阀2091、第一过滤器2101，在所述第二水箱2012的出水管上依次设置第二流量计2082、第二控制阀2092、第二过滤器2012，然后，再将两根出水管汇合，在汇合的水管上再依次设置第三控制阀2093、高压水泵211、蓄能器212和压力表213。所述的第一流量计2081和第二流量计2082主要用于显示出水管路中是否有水在流动。所述第一控制阀2091和/或第二控制阀2092主要用于控制第一水箱2011和/或第二水箱2012出水管路的通断：需要加湿系统运转时开启第一控制阀2091和第三控制阀2093，需要灭火系统运转时开启第二控制阀2092和第三控制阀2093。所述第一过滤器2101和第二过滤器2012主要用于过滤水路中的杂质，防止水中的杂质堵塞雾化喷头214。所述高压水泵211一般采用多级离心泵，主要用于对第一水箱2011和/或第二水箱2012出来的水进行增压。所述蓄能器212主要用于保持经过高压水泵211增压过的水进入雾化喷头214后的水压大于3.45MPa。所述压力表213主要用于读取进入雾化喷头214之前的水的压力。 

所述水雾化系统包括雾化喷头214和送风道215，从所述压力表213前端伸出的水管与雾化喷头214连接，所述雾化喷头214设置在所述送风道215里，所述送风道215为轨道车辆空调系统的送风道215，即，本实用新型的加湿系统到雾化喷头214这里才与轨道车辆空调系统衔接，前面各结构件是与轨道车辆空调系统分开独立设置的。所述雾化喷头214含有喷嘴主体2141、喷嘴螺杆2142、旋流室2143和喷嘴2144（参见图3）；可利用雾化喷头214的结构产生粒径小于50μm的超细水雾，再利用轨道车辆空调系统的送风道215将雾化喷头214产生的超细水雾经送入轨道车辆的车厢内，这样，对轨道车厢进行加湿时也不会产生结露或凝水现象；此外，利用超细水雾的高效吸热性还能起到快速冷却、降温及有效抑制火苗蔓延的作用。 

所述信号传感系统包括第一液位传感器2071、第二液位传感器2072、第一液位控制开关2041、第二液位控制开关2042以及设置在轨道车辆空调系统回风口上的湿度传感器，所述第一液位传感器2071、第二液位传感器2072、第一液位控制开关2041、第二液位控制开关2042及湿度传感器通过导线与安装在轨道车辆上的控制器连接，由所述控制器对电控制部件进行控制。所述第一液位传感器2071、第二液位传感器2072（包括第一液位控制开关2041和第二液位控制开关2042）主要用于检测和控制第一水箱2011和第二水箱2012内的水量，避免因水箱内水不足而导致高压水泵211的空抽。所述湿度传感器用于探测车厢内的相对湿度，由安装在轨道车辆上的控制器控制所述水增压系统的开启时间，从而控制轨道车厢内的相对湿度。 

实施中，可在所述第一水箱2011的底部设置一个回水口，在所述回水口至高压水泵211与蓄能器212之间的水管上设置一条回水管，在所述回水管上设置第四控制阀2094。当雾化喷头214堵塞不能工作时开启第四控制阀2094，水能通过回水管和回水口返回第一水箱2011内。 

本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统水的雾化过程为： 

液态水通过出水管、汇总管加压后到达雾化喷头214，水在喷嘴主体2141内腔先直线运动，到达喷嘴螺杆2142后即沿喷嘴螺杆2142的单条、双条或三条螺旋通道作螺旋运动，出了螺旋通道后进入倒锥形的旋流室2143，水在旋流室2143内高速旋转，愈靠近轴心，旋转速度愈大，静压力愈小，结果在喷嘴2144中央形成一股压力低于大气压的空芯旋流，而水则形成绕空芯旋转的环形薄膜，水的静压能在喷嘴2144处转变为向前运动的水的动能使水从喷嘴2144喷出。成圆锥状高速喷出的水由于边界突变所产生的射流表面不稳定波的作用以及与空气介质之间的摩擦作用，随时间和空间的迅速发展，水膜伸长变薄、破碎，最后分裂成雾滴，从而雾化。

本实用新型一种轨道车辆空调加湿系统的工作过程： 

本加湿系统根据安装在轨道车辆空调回风口的湿度传感器的测量值决定开启与否：所述湿度传感器可测量和显示轨道车辆车厢内的相对湿度，其测得的信号由安装在轨道车辆电控箱中的控制器接收，由所述控制器根据内部的设定标准控制高压水泵211的开启，从而控制轨道车厢内的湿度。

本加湿系统用于加湿时，从轨道车辆上设置的第一水箱2011出来的水经第一流量计2081、第一控制阀2091、第一过滤器2101及第三控制阀2093后流入高压水泵211，经高压水泵211加压后进入蓄能器212调节水压，输出的高压水经过安装于轨道车辆空调送风道215出口处内的雾化喷头210进行雾化，雾化后的超细水雾经随着轨道车辆空调送风机吹出的风进入轨道车厢内。同时，可通过压力表213读取本加湿系统供水的水压。 

本加湿系统用于灭火时，从轨道车辆上设置的第二水箱2012出来的、融合了灭火剂添加剂箱202内的灭火剂添加剂的水经第二流量计2082、第二控制阀2092、第二过滤器2102及第三控制阀2093后流入高压水泵211，经高压水泵211加压后进入蓄能器212调节水压，输出的高压水经过安装于轨道车辆空调送风道215出口处内的雾化喷头210进行雾化，雾化后的超细水雾经随着轨道车辆空调送风机吹出的风进入轨道车厢内进行灭火，主要是防止火苗的蔓延。 

Claims (3)

1.一种轨道车辆空调加湿系统，其特征在于，含有蓄水系统、水增压系统、水雾化系统和信号传感系统：

所述蓄水系统包括第一水箱（2011）和第二水箱（2012），在所述第二水箱（2012）上设有灭火剂添加剂箱（202），在所述第一水箱（2011）和所述第二水箱（2012）的上端分别设置第一进水手阀（2031）和第二进水手阀（2032），在所述第一水箱（2011）和所述第二水箱（2012）的中间分别设置第一液位控制开关（2041）、第二液位控制开关（2042）、第一溢流管（2051）和第二溢流管（2052），在所述第一水箱（2011）和所述第二水箱（2012）的下端分别设置第一排水阀（2061）和第二排水阀（2062）；

所述水增压系统包括第一流量计（2081）、第二流量计（2082）、第一控制阀（2091）、第二控制阀（2092）、第三控制阀（2093）、第四控制阀（2094）、第一过滤器（2101）、第二过滤器（2012）、高压水泵（211）、蓄能器（212）和压力表（213）；所述第一水箱（2011）的出水管依次设置了所述的第一流量计（2081）、第一控制阀（2091）和第一过滤器（2101）后与所述第二水箱（2012）依次设置了第二流量计（2082）、第二控制阀（2092）和第二过滤器（2012）的出水管汇合，在所述汇合的水管上再依次设置第三控制阀（2093）、高压水泵（211）、蓄能器（212）和压力表（213）；

所述水雾化系统包括雾化喷头（214）和送风道（215），从所述压力表（213）前端伸出的汇合的水管与雾化喷头（214）连接，所述雾化喷头（214）设置在所述送风道（215）里，所述送风道（215）为轨道车辆空调系统的送风道（215）；

所述信号传感系统包括第一液位传感器（2071）、第二液位传感器（2072）、第一液位控制开关（2041）、第二液位控制开关（2042）以及设置在轨道车辆空调系统回风口上的湿度传感器，所述第一液位传感器（2071）、第二液位传感器（2072）、第一液位控制开关（2041）、第二液位控制开关（2042）及湿度传感器通过导线与安装在轨道车辆上的控制器连接，由所述控制器对所述加湿系统的电控部件进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空调加湿系统，其特征在于，所述雾化喷头（214）含有喷嘴主体（2141）、喷嘴螺杆（2142）、旋流室（2143）和喷嘴（2144）。

3.根据权利要求1所述的一种轨道车辆空调加湿系统，其特征在于，在所述第一水箱（2011）的底部设置一个回水口，在所述回水口至高压水泵（211）与蓄能器（212）之间的汇合水管上设置一条回水管，在所述回水管上设置第四控制阀（2094），当雾化喷头（214）堵塞不能工作时水能通过第四控制阀（2094）和回水管返回第一水箱（2011）。

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