[实用新型]一种节能制氧系统及轨道车辆

说明书

本实用新型提供了一种节能制氧系统，包括空压机和制氧机，所述空压机向所述制氧机提供高压空气，所述制氧机生成高压的富氧空气和富氮空气，所述制氧机的富氮空气出口通过富氮管路与所述空压机连通，向所述空压机提供高压富氮空气做辅助动力。本实用新型进一步提供了一种安装有所述节能制氧系统的轨道车辆。本实用新型提供的节能制氧系统及轨道车辆，将富氮空气收集起来用作空压机的一部分动力源，无需专门对制氧机生成的富氮空气设置降压设备，降低产品成本，节能降耗。

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆技术领域，尤其是一种节能制氧系统及安装有所述节能制氧系统的轨道车辆。

背景技术

目前，高原轨道车辆采用正压式膜进行制氧，由空压机提供压缩空气，空气经缓冲罐、除湿、过滤杂质后，进入制氧机膜分离器，分离出富氧空气排放到车内，富氮空气排放到车外。这种制氧方式安全可靠，但是存在能耗高的问题。青藏客车硬座车制氧系统排放到车外的富氮空气压力约为8bar，流量约120Nm³/h，每小时的压力能约为9kWh，整列车平均每车制氧功率约35kW以上，能耗大，运营成本高。

如图1所示，目前的制氧系统包括空压机1′、缓冲罐2′、制氧机3′等部件，制氧机3′在制备35％～45％富氧空气排放至客室的同时，也排放出大量的富氮空气，排放到车外大气，而且排放的富氮空气的量要大于生成的富氧空气，为降低排放富氮空气时产生的噪音，在排气管路上还设置有消音器4′。空压机1′提供8bar～10bar的压缩空气，经过膜组件进行空气分离后，制氧机内富氮空气排风口的空气压力约8bar，为避免直接排放高压富氮空气对车外的行人或其他物体造成伤害，通常对高压富氮空气降压后排放到车外，在排放过程不，不权未对压力能进行回收利用，而且需要额外设置降压设备，造成车体自重增加，并增加成本。

制氧系统应用于其他技术领域时，同样存在类似的问题。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种节能制氧系统和轨道车辆，将富氮空气收集起来用作空压机的一部分动力源，无需专门对制氧机生成的富氮空气设置降压设备，降低产品成本，节能降耗。

为实现实用新型目的，本实用新型首先提供了一种节能制氧系统，其技术方案是：

一种节能制氧系统，包括空压机和制氧机，所述空压机向所述制氧机提供高压空气，所述制氧机生成高压的富氧空气和富氮空气，所述制氧机的富氮空气出口通过富氮管路与所述空压机连通，向所述空压机提供高压富氮空气做辅助动力。

进一步的，所述空压机为涡轮增压空压机，包括涡轮，所述富氮管路与所述涡轮相通，所述富氮空气驱动所述涡轮对所述空压机进口空气进行一级压缩。

进一步的，所述空压机为气、电复合动力空压机，包括可输出机械能的膨胀机，所述富氮管路与所述膨胀机相通，所述膨胀机输出机械能作用于所述空压机的压缩机头驱动轴上。

进一步的，所述膨胀机的额定转速高于所述压缩机头驱动轴的转速，当所述膨胀机的转速低于所述压缩机头驱动轴转速时，所述膨胀机与所述压缩机头驱动轴断开。

进一步的，所述空压机还包括发电机，所述膨胀机在所述富氮空气的作用下驱动所述电机输出电能给所述空压机。

进一步的，所述空压机包括对压缩后的空气冷却用的换热器，所述膨胀机工作时，对所述富氮空气降温降压后对外输出作功作用于所述压缩机头驱动轴，降温降压后所述富氮空气进入所述换热器。

进一步的，所述制氧系统还包括汽轮发电机，所述富氮管路与所述汽轮发电机相通，所述汽轮发电机与所述空压机电连接，高压的所述富氮空气驱动所述发电机发电向所述空压机供电。

进一步的，所述汽轮发电机与所述空压机集成或单独安装。

进一步的，所述空压机处设置有低压低温富氮空气的排放口。