CN2650031Y - 机车压缩空气空调装置 - Google Patents

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张华�
叶立国
徐宇工
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Abstract

机车压缩空气空调装置，该装置包括：由冷空气出口管(1)、过滤干燥器(2)、涡轮机排气管(3)、涡轮增压器(4)、压气机排气管(5)、换热器II(6)、风扇(7)、低压空气引入管(8)、高压气缸(9)、高压空气引入管(10)、阀门(11)、管(12)、气体喷射器(13)、混合空气出口管(14)、风扇(15)、换热器I(16)、涡轮机进气管(17)、司机室排气管(18)，除风扇外各部件之间由管路连接。本实用新型的有益效果是：无需外加电源逆变器等电气设备；可以实现机车司机室全新风制冷；结构简单，体积小，成本低，安装检修方便。

Description

机车压缩空气空调装置
技术领域
本实用新型涉及一种高压空气驱动的空调装置，可以应用于机车司机室制冷，也可用于设有高压空气源场所的空气调节。
背景技术
机车司机室空调安装的难点在于空间紧张，电源特殊。内燃机车的辅助电源为直流110V，空调系统采用全封闭压缩机需要电源逆变器；电力机车由于存在过分相问题，电源也要附加专门措施。所以，现有的机车空调系统复杂、成本高、安装和检修工作量大。
目前，机车空调所使用的制冷剂多为化学制剂，对环保有不利的影响。而且，即使是空气空调系统也多是以循环回风为主，新风、排风为辅的全空气空调系统。根据卫生标准要求，每人每小时所需新鲜空气量为20m3至30m3左右。实践证明，随着人类对卫生环境意识的提高，这个指标肯定越大越好。
发明内容
为了克服现有机车空调系统需电源附加设备和部分新风的不足，本实用新型提供一种机车空调装置，该空调装置不仅无需外加电气设备，而且是全新风空调系统。
本实用新型解决其技术问题，是利用机车制动系统的空气压缩机是间歇工作的特点，装置以来自制动系统高压风缸的部分高压空气为动力。完全靠高压空气驱动气体喷射器、涡轮机等部件以完成空气膨胀降温的过程，达到无需外加电气设备实现机车司机室制冷的目的。同时，装置没有回风部分，进入司机室的制冷工质全部是经过过滤的外界空气。
机车压缩空气空调装置的技术方案：该装置包括：过滤干燥器、涡轮增压器、换热器II、高压气缸、阀门、气体喷射器、风扇、换热器I、涡轮增压器，除风扇外，各部件之间由管路连接。
为了有效地利用高压空气的能量，减少高压空气的消耗量。本实用新型中涡轮机驱动压气机以产生低压空气，并经气体喷射器引入该低压空气作为部分制冷工质。此外，本实用新型中还采用了高效、紧凑、带有锯齿型翅片的板翅式换热器。
本实用新型的有益效果是：①无需外加电源逆变器等电气设备；②可以实现机车司机室全新风制冷；③结构简单，体积小，成本低，安装检修方便。其中涡轮增压器可以选用小型车用涡轮增压器，板翅式换热器和气体喷射器加工容易，便于老机车的改造。
附图说明
图1是机车压缩空气空调装置的结构示意图
图2是涡轮增压器结构示意图
图中冷空气出口管1、过滤干燥器2、涡轮机出口管3、涡轮增压器4、压气机出口管5、换热器II6、风扇7、低压空气引入管8、高压气缸9、高压空气引入管10、阀门11、管12、气体喷射器13、混合空气出口管14、风扇15、换热器I16、涡轮机进口管17、司机室排气管18、司机室19、涡轮机20、轴21、压气机22
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
本机车压缩空气空调装置包括：冷空气出口管1、过滤干燥器2、涡轮机排气管3、涡轮增压器4、压气机排气管5、换热器II6、风扇7、低压空气引入管8、高压气缸9、高压空气引入管10、阀门11、管12、气体喷射器13、混合空气出口管14、风扇15、换热器I16、涡轮机进气管17、司机室排气管18、司机室19、涡轮机20、轴21、压气机22。以上各部件之间的连接：
高压气缸9通过高压空气引入管10与阀门11相连，阀门11通过管12与气体喷射器13的高压流体进口相连。
气体喷射器13的混合流体出口通过管14与换热器I16的热空气进口相连；气体喷射器13的低压流体进口与换热器II6的热空气出口通过低压空气引入管8相连；换热器II6的冷空气进口与环境相通，冷空气出口布置风扇7，以引入环境空气来冷却来流经换热器I16的热空气。
换热器I16的热空气出口通过涡轮机进气管17与涡轮机20相连；换热器I16的冷空气进口通过司机室排气管18与司机室19的排气口相连。换热器I16的冷空气出口布置风扇15，以引入司机室排气和环境空气来冷却流经换热器I16的热空气。
涡轮机20的涡轮机排气管3与过滤干燥器2相连，过滤干燥器2的空气出口通过冷空气出口管1与司机室19进气口相连。
涡轮机20与压气机22通过轴21连成一体，构成涡轮增压器4。压气机22的进口与所在室内环境相通，压气机22的出口通过压气机排气管5与换热器II6的热空气进口相连。通过上述连接方式构成本机车压缩空气空调装置。
本机车压缩空气空调装置中的部件选型和加工需根据制冷量的要求进行。其中涡轮增压器4选用小型车用涡轮增压器，气体喷射器13按照计算尺寸订购，换热器I16和换热器II6选用带有锯齿型翅片的板翅式换热器，过滤干燥器2选用转轮式过滤干燥器，阀门11选用电磁阀，风扇7和风扇15选用气动马达驱动的轴流风扇，冷空气出口管1、涡轮机排气管3、压气机排气管5、低压空气引入管8、高压空气引入管10、管12、混合空气出口管14、涡轮机进气管17和司机室排气管18根据具体设计结果选用标准管件。
在图1中，来自高压气缸9的高压空气经阀门11控制流量后，进入气体喷射器13膨胀，实现第一次降温；同时在气体喷射器13内由于高压空气的引射作用，将来自压气机22并经换热器II6降温的低压空气引入装置，并使其与高压空气在气体喷射器13内混合，这样既可以有效地利用高压空气的能量，又可以减少高压空气的消耗量。气体喷射器13流出的混合气体与来自司机室19的排气进行热交换，实现第二次降温后，进入涡轮增压器4的涡轮机20内进一步膨胀，实现第三次降温，同时驱动与涡轮机同轴21的压气机22，经三次降温后的空气经过滤干燥器2过滤干燥后，流入司机室19与室内空气混合，以调节室内温度，实现制冷。同时不断有室内混合气体排入换热器I16以冷却压缩空气。换热器I16和换热器II6是分别在风扇7和风扇15的抽吸作用下，将装置所在环境的空气引入换热器以冷却热空气。由上述工作原理可知，本装置无需外加电源逆变器等电气设备，并且可以实现机车司机室全新风制冷。

Claims (1)

1.机车压缩空气空调装置，其特征在于，该装置包括：由冷空气出口管(1)、过滤干燥器(2)、涡轮机排气管(3)、涡轮增压器(4)、压气机排气管(5)、换热器II(6)、风扇(7)、低压空气引入管(8)、高压气缸(9)、高压空气引入管(10)、阀门(11)、管(12)、气体喷射器(13)、混合空气出口管(14)、风扇(15)、换热器I(16)、涡轮机进气管(17)、司机室排气管(18)；以上各部件之间的连接：
高压气缸(9)通过高压空气引入管(10)与阀门(11)相连，阀门(11)通过管(12)与气体喷射器(13)的高压流体进口相连；
气体喷射器(13)的混合流体出口通过管(14)与换热器I(16)的热空气进口相连；气体喷射器(13)的低压流体进口与换热器II(6)的热空气出口通过低压空气引入管(8)相连；换热器II(6)的冷空气进口与环境相通，冷空气出口布置风扇(7)；
换热器I(16)的热空气出口通过涡轮机进气管(17)与涡轮机(20)相连；换热器I(16)的冷空气进口通过司机室排气管(18)与司机室(19)的排气口相连；换热器I(16)的冷空气出口布置风扇(15)；
涡轮机(20)的涡轮机排气管(3)与过滤干燥器(2)相连，过滤干燥器(2)的空气出口通过冷空气出口管(1)与司机室(19)进气口相连；压气机(22)的出口通过压气机排气管(5)与换热器II(6)的热空气进口相连；
压气机(22)的进口与所在室内环境相通，压气机(22)的出口通过压气机排气管(5)与换热器II(6)的热空气进口相连。
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