专利名称：内燃机车热电保障装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机车辅助设备技术领域，尤其是一种内燃机车热电保障装置。
背景技术：
各型内燃机车柴油机起动时，机油和冷却水的温度应不低于20°C。现有技术中有采用预热锅炉系统，存在加热速度慢，结构复杂，可靠性差，还需要耗电等较多问题。很多机务段已停止使用。为此，机车设置了柴油发电机组，是机车原预热锅炉的更新换代产品，安置于原预热锅炉位置，柴油发电机组的作用是在机车柴油机停机时启动柴油发电机组发电，用电加热器件加热冷却水，并用循环水泵使冷却水沿着高、低温水系统不断循环，将冷却水、机油、燃油加热到一定温度，使机车始终处于温热状态，一是便于机车随时都能起动，二是在环境温度较低的情况下，使机车停机保湿；同时柴油发电机组发出的交流电除部分用于电加热器加热冷却水外，通过整流装置变换为直流电，供驱动机车辅助机油泵、燃油泵的运转，并可用于司机室的空调、电炉、电暖器的使用。负责机车停机后为机车油水管路加热、保温。柴油发电机组还具有电气控制部分，其中柴油发电机组分三缸立式机组和四缸卧式机组，主要由柴油机、发电机、水泵以及管路、电加热器组件等构成；电气控制部分由箱体、整流器件、可编程控制器以及电气控制和执行器件、仪表、联线等组成。主要通过柴油发电机组发的电来加热循环水，通过加热后的水来加热冷却水、机油和柴油，虽然结构简单，可靠性高，但是这样能源的利用率还是较低，柴油发电机工作时排出大量高温废气，不能很好的利用废气中的热能，能源利用效率低，是能源的极大浪费。也有用到废气集热器的柴油发电机组，但大都效果不佳，结构笨重，排出的废气温度仍然较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术中机车上预热锅炉系统的缺陷和柴油发电机组能耗高、能效低的技术问题，提供一种内燃机车热电保障装置，通过热电降低能耗，提高能源利用效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种内燃机车热电保障装置，包括柴油发电机组和电气控制装置，柴油发电机组包括安装座以及安装在安装座上的柴油机和发电机，所述的安装座上具有加热水箱，加热水箱内具有电加热器，所述的电加热器与发电机的输电端电性连接，所述的柴油机上设有废气热交换器，所述的废气热交换器包括导出冷却段和集中冷却段，所述的导出冷却段包括与柴油机的排气管连通的内管和套装在内管上的外管，内管和外管之间形成通冷却液的冷却区，外管的两端分别具有冷却液进口和出口 ；所述的集中冷却段包括换热腔和设置于换热腔内的夹心式翅型板，夹心式翅型板将换热腔分隔成冷却液通路和废气通路，所述的废气通路的进口与导出冷却段的内管连通、废气通路的出口与大气连通，所述的换热腔上设有与冷却液通路连通的进水口和出水口。通过导出冷却段将柴油机的废气导出，内管和外管的隔套设计能进行热交换，加热冷却液，并能防止烫伤操作人员；通过集中冷却段对废气进行冷却，冷却后废气可直接排放或再通过过滤器滤除颗粒物后排放。进一步的提高废气冷却效果并便于导出冷却段和集中冷却段连通，所述的导出冷却段和集中冷却段之间还具有用于连接两者的过渡冷却段，所述的过渡冷却段包括废气腔和套装在废气腔外的冷却液腔，所述的废气腔具有与内管连通的废气进口和与废气通路连通的废气出口，所述的冷却液腔上具有进液口和出液口。通过过渡冷却段的过渡，实现导出冷却段和集中冷却段的顺利连通。为适应柴油机上狭小的空间环境，所述的导出冷却段与集中冷却段垂直设置，所述的过渡冷却段的废气进口与废气出口垂直设置。具体的，所述的夹心式翅型板包括多个平行设置的隔板和翅片板，每个相邻的隔板之间均设置用于增加换热面积的翅片板，所述的隔板将换热腔分隔成夹心式间隔分布的冷却液通路和废气通路，所述的废气通路为水平方向，冷却液通路为垂直方向。夹心式设计能提高换热效率，翅片板有效增加了换热面积，废气沿水平方向流动，冷却液从下至上流动，进行热交换。为对机油进行预热，所述的柴油机上还设有预热机油的机油热交换器，所述的机油热交换器设置在机油滤清器出口与柴油机机油进口之间的机油管路上，所述的机油热交换器包括与机油管路连通的油腔和与热水系统连通的加热水箱。所述的导出冷却段的冷却液进口、集中冷却段的进水口和过渡冷却段的进液口通过管路连通进水总管，进水总管上设有循环水泵；所述的导出冷却段的冷却液出口、集中冷却段的出水口和过渡冷却段的出液口通过管路连通排水总管，排水总管连通机车热水系统。本实用新型的有益效果是，本实用新型的内燃机车热电保障装置，在机车柴油机停机时启动内燃机车热电保障装置的柴油发电机组发电，用电加热器件加热冷却水，并用循环水泵使冷却水沿着高、 低温水系统不断循环，将冷却水、机油、燃油加热到一定温度，使机车始终处于温热状态，一是便于机车随时都能起动，二是在环境温度较低的情况下，使机车停机保湿；同时柴油发电机组发出的交流电除部分用于电加热器加热冷却水外，通过整流装置变换为直流电，供驱动机车辅助机油泵、燃油泵的运转，并可用于司机室的空调、电炉、电暖器的使用。本实用新型的废气热交换器能高效回收利用柴油机中废气的热能，通过高温废气加热冷却液，使冷却液温度升高，便能利用冷却液中的热能用于加热机车，经实验证明，高温废气通过废气热交换器冷却后排出的气体温度为23°C以内，可见能量被高效的回收至冷却液中，使普通柴油机的能源利用率提高至少一倍。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的内燃机车热电保障装置优选实施例的主视图；图2是本实用新型的内燃机车热电保障装置优选实施例的俯视图；图3是本实用新型中废气热交换器的立体图；图4是本实用新型中夹心式翅型板的立体图。[0019]图中:1.安装座，11.加热水箱，12.电热器，2.柴油机，3.发电机，4.废气热交换器，41.导出冷却段，411.冷却液进口，412.冷却液出口，42.集中冷却段，421.进水口，422.出水口，423.隔板，424.翅片板，43.过渡冷却段，431.进液口，432.出液口，5.机油热交换器，6.机油滤清器。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。 图中以四缸卧式机组为例，其结构同样适用于三缸立式机组。
如
图1图2图3所示，本实用新型的内燃机车热电保障装置的优选实施例，包括柴油发电机组和电气控制装置，柴油发电机组包括安装座I以及安装在安装座I上的柴油机2和发电机3，安装座I上具有加热水箱11，加热水箱11内具有电加热器12，电加热器12与发电机3的输电端电性连接，柴油机2上设有废气热交换器4，废气热交换器4包括导出冷却段41和集中冷却段42，导出冷却段41包括与柴油机2的排气管连通的内管和套装在内管上的外管，内管和外管之间形成通冷却液的冷却区，外管的两端分别具有冷却液进口 411和冷却液出口 412 ;集中冷却段42包括换热腔和设置于换热腔内的夹心式翅型板，夹心式翅型板将换热腔分隔成冷却液通路和废气通路，废气通路的进口与导出冷却段41的内管连通、废气通路的出口与大气连通，换热腔上设有与冷却液通路连通的进水口 421和出水口 422。通过导出冷却段41将柴油机2的废气导出，内管和外管的隔套设计能进行热交换，加热冷却液，并能防止烫伤操作人员；通过集中冷却段42对废气进行冷却，冷却后废气可直接排放或再通过过滤器滤除颗粒物后排放。如图3所示，进一步的提高废气冷却效果并便于导出冷却段41和集中冷却段42连通，导出冷却段41和集中冷却段42之间还具有用于连接两者的过渡冷却段43，过渡冷却段43包括废气腔和套装在废气腔外的冷却液腔，废气腔具有与内管连通的废气进口和与废气通路连通的废气出口，冷却液腔上具有进液口 431和出液口 432。通过过渡冷却段43的过渡，实现导出冷却段41和集中冷却段42的顺利连通。为适应柴油机2上狭小的空间环境，导出冷却段41与集中冷却段42垂直设置，过渡冷却段43的废气进口与废气出口垂直设置。如图4所示，夹心式翅型板包括多个平行设置的隔板423和翅片板424，每个相邻的隔板423之间均设置用于增加换热面积的翅片板424，隔板423将换热腔分隔成夹心式间隔分布的冷却液通路和废气通路，废气通路为水平方向，冷却液通路为垂直方向。夹心式设计能提高换热效率，翅片板424有效增加了换热面积，废气沿水平方向流动，冷却液从下至上流动，进行热交换。为对机油进行预热，柴油机2上还设有预热机油的机油热交换器5，机油热交换器5设置在机油滤清器6出口与柴油机机油进口之间的机油管路上，机油热交换器5包括与机油管路连通的油腔和与热水系统连通的加热水箱11。在柴油机刚启动时，可通过机油热交换器5进行机油预热，机油预热完成后关闭热水系统停止加热。导出冷却段41的冷却液进口 411、集中冷却段42的进水口 421和过渡冷却段43的进液口 431通过管路连通进水总管，进水总管上设有循环水泵；导出冷却段41的冷却液出口、集中冷却段42的出水口和过渡冷却段43的出液口通过管路连通排水总管，排水总管连通机车热水系统。以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围 。
权利要求1.一种内燃机车热电保障装置，包括柴油发电机组和电气控制装置，柴油发电机组包括安装座以及安装在安装座上的柴油机和发电机，所述的安装座上具有加热水箱，加热水箱内具有电加热器，所述的电加热器与发电机的输电端电性连接，其特征是:所述的柴油机上设有废气热交换器，所述的废气热交换器包括导出冷却段和集中冷却段， 所述的导出冷却段包括与柴油机的排气管连通的内管和套装在内管上的外管，内管和外管之间形成通冷却液的冷却区，外管的两端分别具有冷却液进口和冷却液出口 ； 所述的集中冷却段包括换热腔和设置于换热腔内的夹心式翅型板，夹心式翅型板将换热腔分隔成冷却液通路和废气通路，所述的废气通路的进口与导出冷却段的内管连通、废气通路的出口与大气连通，所述的换热腔上设有与冷却液通路连通的进水口和出水口。
2.如权利要求1所述的内燃机车热电保障装置，其特征是:所述的导出冷却段和集中冷却段之间还具有用于连接两者的过渡冷却段，所述的过渡冷却段包括废气腔和套装在废气腔外的冷却液腔，所述的废气腔具有与内管连通的废气进口和与废气通路连通的废气出口，所述的冷却液腔上具有进液口和出液口。
3.如权利要求2所述的内燃机车热电保障装置，其特征是:所述的导出冷却段与集中冷却段垂直设置，所述的过渡冷却段的废气进口与废气出口垂直设置。
4.如权利要求1所述的内燃机车热电保障装置，其特征是:所述的夹心式翅型板包括多个平行设置的隔板和翅片板，每个相邻的隔板之间均设置用于增加换热面积的翅片板，所述的隔板将换热腔分隔成夹心式间隔分布的冷却液通路和废气通路，所述的废气通路为水平方向，冷却液通路为垂直方向。
5.如权利要求1所述的内燃机车热电保障装置，其特征是:所述的柴油机上还设有预热机油的机油热交换器，所述的机油热交换器设置在机油滤清器出口与柴油机机油进口之间的机油管路上，所述的机油热交换器包括与机油管路连通的油腔和与热水系统连通的加热水箱。
6.如权利要求2所述的内燃`机车热电保障装置，其特征是:所述的导出冷却段的冷却液进口、集中冷却段的进水口和过渡冷却段的进液口通过管路连通进水总管，进水总管上设有循环水泵；所述的导出冷却段的冷却液出口、集中冷却段的出水口和过渡冷却段的出液口通过管路连通排水总管，排水总管连通机车热水系统。
专利摘要本实用新型涉及一种内燃机车热电保障装置，包括柴油发电机组和电气控制装置，柴油发电机组包括柴油机和发电机，柴油机上设有废气热交换器，废气热交换器包括导出冷却段和集中冷却段，导出冷却段包括与柴油机的排气管连通的内管和套装在内管上的外管；集中冷却段包括换热腔和设置于换热腔内的夹心式翅型板，夹心式翅型板将换热腔分隔成冷却液通路和废气通路。本实用新型在机车柴油机停机时启动内燃机车热电保障装置的柴油发电机组发电，用电加热器件加热冷却水，并用循环水泵使冷却水沿着高、低温水系统不断循环，将冷却水、机油、燃油加热到一定温度，使机车始终处于温热状态。
文档编号F02N19/10GK203146081SQ20132015991
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者吴金萍 申请人:常州中和电气有限公司