燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构

摘要

本发明公开了燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，其包括：发电机、水箱换热单元、分气箱和烟囱，所述发电机、水箱换热单元、分气箱和烟囱按烟气流向依次连接，所述发电机和水箱换热单元布置于煤水车内部，所述分气箱布置于煤水车和车头之间，并且与车头连接，所述烟囱竖直连接于车头前端。本发明通过烟气与蒸汽在烟囱内充分混合，使蒸汽液化将烟尘颗粒吸附，落到地面上，大幅减少空气污染，有效提高蒸汽机车效率，减少能源消耗，提高乘客乘坐体验。

说明书

技术领域

本发明涉及蒸汽机车技术领域，具体地说，涉及燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构。

背景技术

蒸汽机车又叫蒸汽火车是一种公共交通工具。燃油式蒸汽机车是以燃油为燃料，在锅炉燃烧器内燃烧，使锅炉内的水受热蒸发变成蒸汽，导入汽缸，推动鞲鞴，将热能变为机械能，使车轮旋转。如图1所示，一列燃油式蒸汽机车包括：一节蒸汽机车车头、一节煤水车和一节或多节车厢。蒸汽机车车头用于产生动力，牵引列车行驶；煤水车用于储存蒸汽机车所需燃油和水，煤水车上安装有空压机、发电机等辅助设备，柴油发电机给蒸汽机车和车厢空调等设备供电；车厢用于运载乘客。与燃煤的蒸汽机车相比，燃油式机车在运行时大大的减少了机车驾驶和操作人员的劳动强度，但是燃油式机车在运行时仍会产生大量烟气，造成空气污染，随着环保意识的加强，如何改进燃油式蒸汽机车相关结构，减少空气污染，是目前亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，通过烟气与蒸汽充分混合，大幅减少空气污染，有效提高蒸汽机车效率，减少能源消耗，提高乘客乘坐体验；其包括：

发电机、水箱换热单元、分气箱和烟囱，所述发电机、水箱换热单元、分气箱和烟囱按烟气流向依次连接，所述发电机和水箱换热单元布置于煤水车内部，所述分气箱布置于煤水车和车头之间，并且与车头连接，所述烟囱竖直连接于车头前端。

优选的，所述发电机包括有废气口，所述废气口通过第一连接管与所述水箱换热单元连接。

优选的，所述第一连接管设置为变径软管。

优选的，所述水箱换热单元包括有箱体，所述箱体上开设进气口和出气口，所述进气口靠近所述发电机布置，所述出气口靠近所述车头布置，第二连接管两端分别穿设所述进气口和出气口设置，所述第二连接管穿设所述进气口的一端与所述第一连接管连通，所述第二连接管穿设所述出气口的一端通过第三连接管与分气箱入口端连通。

优选的，所述第二连接管设置为钢管，所述第二连接管呈U字型设置，并且其外壁与所述箱体内部侧壁和底面连接。

优选的，所述分气箱入口端与所述第三连接管连通，所述分气箱出口端通过两路第四连接管与烟囱入口端连通。

优选的，所述第三连接管设置为软管，所述第四连接管设置为钢管，所述第四连接管设置为两路，并且连接于车头两侧。

优选的，所述燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，还包括蒸汽调节装置，所述蒸汽调节装置布置于所述车头两侧，所述蒸汽调节装置包括：

电动推杆，所述电动推杆布置于所述车头内；

月牙板，所述月牙板通过传动装置与车轮连接；

连接杆、L型转臂、半径吊杆和半径杆，所述连接杆与所述电动推杆输出端连接，所述连接杆、L型转臂、半径吊杆和半径杆依次连接；所述半径杆靠近所述半径吊杆的位置与所述月牙板连接；

阀杆，所述阀杆一端与所述半径杆输出端连接；

气缸，所述气缸与所述阀杆另一端连接，并且所述气缸输出端通过蒸汽管路与烟囱入口端连接。

优选的，所述燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，还包括烟气调流装置，所述烟气调流装置安装于所述烟囱入口端，并且与所述烟囱连通，所述烟气调流装置包括：

进烟管，两个所述进烟管固定连接于所述烟囱入口端，并且所述进烟管一端与所述烟囱内部连通，所述进烟管另一端与所述第四连接管出口端连接；

电机，所述电机安装于所述烟囱入口端外壁；

第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述电机输出端连接；

第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮垂直布置，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合连接；

螺杆，所述螺杆垂直连接于所述第二锥齿轮中心，并向远离所述第二锥齿轮方向延伸；

框体，所述框体固定连接于所述进烟管外壁靠近所述第二锥齿轮的一侧；

挡流管，所述挡流管靠近所述第二锥齿轮的一端套设于所述螺杆外侧，所述挡流管内壁设有螺纹，所述挡流管与所述螺杆螺纹连接；所述挡流管远离所述第二锥齿轮的一端穿设所述框体和进烟管，并且所述挡流管与所述框体和进烟管滑动连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为燃油式蒸汽机车结构示意图；

图2为本发明结构示意图；

图3为本发明水箱换热单元结构示意；

图4为本发明分气箱结构示意图；

图5为本发明蒸汽调节装置结构示意图；

图6为本发明烟气调流装置结构示意图。

图中：1.发电机；2.水箱换热单元；3.分气箱；4.烟囱；5.煤水车；6.车头；7.废气口；8.第一连接管；9.第二连接管；10.第三连接管；11.第四连接管；20.箱体；21.进气口；22.出气口；30.蒸汽调节装置；31.电动推杆；32.连接杆；33.L型转臂；34.半径吊杆；35.月牙板；36.半径杆；37.阀杆；38.气缸；39.蒸汽管路；40.烟气调流装置；41.进烟管；42.电机；43.第一锥齿轮；44.第二锥齿轮；45.螺杆；46.框体；47.挡流管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

下面将结合附图对本发明做进一步描述。

如图2所示，本实施例提供的燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，包括：

发电机1、水箱换热单元2、分气箱3和烟囱4，所述发电机1、水箱换热单元2、分气箱3和烟囱4按烟气流向依次连接，所述发电机1和水箱换热单元2布置于煤水车5内部，所述分气箱3布置于煤水车5和车头6之间，并且与车头6连接，所述烟囱4竖直连接于车头6前端。

本发明的工作原理和有益效果为：

本发明提供燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，使用时，所述发电机1启动，通过废气口7排出烟尘，烟尘通过第一连接管8进入第二连接管9内，第二连接管9预埋在所述水箱换热单元2中，高温烟尘对所述水箱换热单元2加热，同时对所述水箱换热单元2预热，减少能源消耗，高温烟尘经过所述水箱换热单元2后温度下降冷却，然后通过第三连接管10进入所述分气箱3，烟尘通过所述分气箱3分别流向所述车头6左右两侧的第四连接管11，烟尘通过第四连接管11到达所述车头6前端的所述烟囱4，烟尘颗粒与蒸汽机车产生的蒸汽在所述烟囱4内充分混合，然后排放到空气中，高温蒸汽经过冷却液化后，将烟尘颗粒吸附落到地面上，从而减少空气中的污染。本发明通过烟气与蒸汽在烟囱内充分混合，使蒸汽液化将烟尘颗粒吸附，落到地面上，大幅减少空气污染，有效提高蒸汽机车效率，减少能源消耗，提高乘客乘坐体验。

在一个实施例中，所述发电机1包括有废气口7，所述废气口7通过第一连接管8与所述水箱换热单元2连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述发电机1为燃油发电机，以燃油为燃料进行燃烧，产生的高温烟气通过设置的所述废气口7和第一连接管8进入所述水箱换热单元2，高温烟气集中导出，防止热量散失。

在一个实施例中，所述第一连接管8设置为变径软管。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述第一连接管8连接废气口7和第二连接管9，将所述第一连接管8设置为变径软管，并且其直径小的一端与废气口7连接，直径大的一端与第二连接管9连接，使通径面积增大到2.2倍，有效减少排烟阻力，使烟气流通更顺畅，提高导热效率。

如图3所示，在一个实施例中，所述水箱换热单元2包括有箱体20，所述箱体20上开设进气口21和出气口22，所述进气口21靠近所述发电机1布置，所述出气口22靠近所述车头6布置，第二连接管9两端分别穿设所述进气口21和出气口22设置，所述第二连接管9穿设所述进气口21的一端与所述第一连接管8连通，所述第二连接管9穿设所述出气口22的一端通过第三连接管10与分气箱3入口端连通。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述箱体20顶端靠近所述发电机1位置开设进气口21，所述箱体20侧端靠近车头6位置开设出气口22，缩短第一连接管8和第三连接管10的管路长度，减少管路弯折，最小化烟气流通路径，降低高温烟气热量的散失率，所述第三连接管9穿设所述箱体20设置，高温烟气经过所述水箱换热单元2，烟气中热量传递至水箱换热单元2中，对水箱换热单元2内的水进行加热，烟气温度降低，同时对所述水箱换热单元2进行预热，能更快地达到沸点形成蒸汽，有效提高热效率，减少发电机1的能源消耗。

在一个实施例中，所述第二连接管9设置为钢管，所述第二连接管9呈U字型设置，并且其外壁与所述水箱换热单元2内部侧壁和底面连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述第二连接管9设置为钢管，钢管的连接刚度好，不易腐蚀，所述第二连接管9预埋在所述箱体20内部底面和侧壁，与箱体20内水直接接触，接触面积大，加热效果好，有效降低热量散失，提高蒸汽机车热效率。

如图4所示，在一个实施例中，所述分气箱3入口端与所述第三连接管10连通，所述分气箱3出口端通过两路第四连接管11与烟囱4入口端连通。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

烟气通过所述分气箱3分为两路，分别通过两路第四连接管11与烟囱4连接，将烟气分为两路，分别从车头6两侧进入烟囱4，分散烟气并进一步冷却，烟气的热量在流通路径上传递至周围空气中，防止烟气排出时，烟气温度太高，在烟囱口遇冷液化形成过多蒸汽。

在一个实施例中，所述第三连接管10设置为软管，所述第四连接管11设置为钢管，所述第四连接管11设置为两路，并且连接于车头6两侧。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述第三连接管10布置于车头和煤水车之间，机车行驶时，由于加速或减速操作会使车头和煤水车之间距离改变，采用软管，与第二连接管9连通的同时，保证间距改变不会使所述第三连接管10发生破坏，力学性能好。将所述第四连接管11设置为钢管，便于所述第四连接管11按既定方向连接，刚度较好，不易变形，同时将所述第四连接管11设置为两路，分散管路内烟气压力，并进一步冷却，将烟气前引，保证烟气有效排除的同时，提高乘客乘坐体验。

在一个实施例中，所述烟囱4入口端同时与所述第四连接管11和蒸汽管路输出端连通。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述烟囱4入口端同时与所述第四连接管11和蒸汽管路输出端连通，当机车运行时，需要从烟囱排出烟气，在烟囱中将蒸汽机车产生的蒸汽，遇冷液化与烟尘颗粒混合之后排放到空气中，受重力作用，使携带污染颗粒的水滴直接落到地面上，避免烟气直接排至空气中，大幅减少空气中的污染。

如图5所示，在一个实施例中，所述的燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，还包括蒸汽调节装置30，所述蒸汽调节装置30布置于所述车头6两侧，所述蒸汽调节装置30包括：

电动推杆31，所述电动推杆31布置于所述车头6内；

月牙板35，所述月牙板35通过传动装置与车轮连接；

连接杆32、L型转臂33、半径吊杆34和半径杆36，所述连接杆32与所述电动推杆31输出端连接，所述连接杆32、L型转臂33、半径吊杆34和半径杆36依次连接；所述半径杆36靠近所述半径吊杆34的位置与所述月牙板35连接；

阀杆37，所述阀杆37一端与所述半径杆36输出端连接；

气缸38，所述气缸38与所述阀杆37另一端连接，并且所述气缸38输出端通过蒸汽管路39与烟囱4入口端连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

根据蒸汽机车行进方式，需要切换不同档位，因此，对供给汽缸的蒸汽量需求不同，从而导致排出的蒸汽量也不同。所述蒸汽调节装置30工作时，通过所述电动推杆31推动或拉动连接杆32转动，从而带动所述L型转臂33顺时针或逆时针旋转，所述半径吊杆34被所述L型转臂33带动，所述半径吊杆34一端连接有所述半径杆36，所述半径杆36被所述半径吊杆34带动，从而使所述半径杆36在所述月牙板35上工作位置发生变化，以及所述阀杆37的行程发生变化，因此，供给汽缸38的蒸汽量发生变化，蒸汽从蒸汽管路39进入所述烟囱4与第四连接管11排出的烟气混合。所述蒸汽调节装置30通过控制所述电动推杆31，改变供给所述气缸38的蒸汽量，同时控制所述月牙板35，切换机车行进档位，所述蒸汽调节装置30将蒸汽前引至所述烟囱4内，防止烟气和蒸汽分别排放时，烟气从所述烟囱4直接进入空气，保证蒸汽和烟气的充分混合，使蒸汽液化将烟尘颗粒有效吸附，有效降低空气污染。

如图6所示，在一个实施例中，所述的燃油式蒸汽机车发电机减少污染结构，还包括烟气调流装置40，所述烟气调流装置40安装于所述烟囱4入口端，并且与所述烟囱4连通，所述烟气调流装置40包括：

进烟管41，两个所述进烟管41固定连接于所述烟囱4入口端，并且所述进烟管41一端与所述烟囱4内部连通，所述进烟管41另一端与所述第四连接管11出口端连接；

电机42，所述电机42安装于所述烟囱4入口端外壁；

第一锥齿轮43，所述第一锥齿轮43与所述电机42输出端连接；

第二锥齿轮44，所述第二锥齿轮44与所述第一锥齿轮43垂直布置，所述第二锥齿轮44与所述第一锥齿轮43啮合连接；

螺杆45，所述螺杆45垂直连接于所述第二锥齿轮44中心，并向远离所述第二锥齿轮44方向延伸；

框体46，所述框体46固定连接于所述进烟管41外壁靠近所述第二锥齿轮44的一侧；

挡流管47，所述挡流管47靠近所述第二锥齿轮44的一端套设于所述螺杆45外侧，所述挡流管47内壁设有螺纹，所述挡流管47与所述螺杆45螺纹连接；所述挡流管47远离所述第二锥齿轮44的一端穿设所述框体46和进烟管41，并且所述挡流管47与所述框体46和进烟管41滑动连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：

所述电机42启动时，所述第一锥齿轮43转动，从而带动所述所述第二锥齿轮44转动，所述第二锥齿轮44转动方向垂直于所述第一锥齿轮43转动方向，所述第二锥齿轮44带动所述螺杆45转动，从而实现所述挡流管47在水平方向移动，改变所述挡流管47延伸入所述进烟管41内的长度，从而改变蒸汽进入的口径。通过所述烟气调流装置40实现烟气流量的调节，与蒸汽排出量相适应，保证烟气流入后与蒸汽充分接触，提高烟气和蒸汽的混合率，防止烟气直接进入空气中，有效降低空气污染。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。