飄浮型地下軌道式輪機(jī)車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一、技術(shù)領(lǐng)域
[0001]1.阿基米德定律中指出:浸在不中的物體是浮還是沉，取決于重量和受到的浮力。
[0002]2.阿基米德定律對(duì)于空氣同樣適用。浸在空氣中的物體也要受到浮力。這是因?yàn)?，空氣作用在物體上的向上壓力，大于向下的壓力的緣故。浮力其實(shí)就是壓力。
[0003]3.水輪機(jī)是把水能轉(zhuǎn)換在機(jī)械能的一種機(jī)器。
[0004]4.船舶浮于水面時(shí)，所排開(kāi)水的重量稱(chēng)為排水量。浮力的大小就等于排開(kāi)水的量。它亦等于船上的總的重量。
[0005]5.潛艇上浮是用壓縮空氣或其它輕于空氣的壓縮氣體吹除主壓載水艙的水的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(I)潛艇的重力等于所受到的浮力；(2)重力和浮力的作用線在同一鉛垂線上。
[0006]6.氣墊船是利用高于大氣壓的壓縮空氣在船底和支承表面(水、地、沙灘等)間形成靜態(tài)氣墊，從而托起船體離開(kāi)水面，減少航行阻力，提高航速的一種船形。
[0007]7.水上飛機(jī)與船舶一樣，能浮著在水面上，現(xiàn)代化水上飛機(jī)和船舶一樣的機(jī)身和機(jī)翼下的一對(duì)浮筒(或高壓氣體艙)來(lái)獲得浮力。
[0008]8.超導(dǎo)磁斥型(EDS)的磁浮主要利用車(chē)輛底部超導(dǎo)電磁圈(置于液態(tài)氦儲(chǔ)存槽內(nèi))電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，車(chē)輛運(yùn)行時(shí)切割地上線圈，使之產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，與車(chē)載超導(dǎo)電磁線圈的磁場(chǎng)間產(chǎn)生排斥力，當(dāng)排斥力大于車(chē)輛重量時(shí)，車(chē)輛就被掛起?？刂栖?chē)上超導(dǎo)電磁線圈的電流，可保持車(chē)輛抬起100-150_，并能使車(chē)輛運(yùn)行保持平穩(wěn)(此謂磁懸浮列車(chē))，沿其軌道運(yùn)行。
[0009]9.輪機(jī)從機(jī)械設(shè)備角度說(shuō)，輪機(jī)是椎進(jìn)裝置，輔助裝置，保證船舶工作能力和生命力(不沉性、防火性、機(jī)械設(shè)備生命力、人員戰(zhàn)斗力)。
二、【背景技術(shù)】
[0010]1.世界可再生能源是非常廣泛的。能源是人類(lèi)社會(huì)存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，面對(duì)當(dāng)今世界的能源短缺，雖然石油、煤炭的蘊(yùn)藏量很大、很豐富，但這類(lèi)石油、煤炭等燃料，確實(shí)是取之有盡，逐漸用之有竭。在國(guó)際市場(chǎng)上，油價(jià)持續(xù)上漲的背景下，國(guó)內(nèi)燃料上漲的客觀情況下，我們應(yīng)長(zhǎng)遠(yuǎn)地看到世界上的可再生能源的利用，如水能、海洋能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能、氫能、地?zé)崮?、冷能等的大自然可再生的能源。只要有人?lèi)存在，這些大自然的能源就會(huì)源源不斷地為人類(lèi)服務(wù)。
[0011]2.水輪機(jī)是一種能將河流中蘊(yùn)藏的水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能的機(jī)械。
[0012]3.水力資源的開(kāi)發(fā)決定于不同時(shí)期不同的國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家或地區(qū)如高、中水頭的水力資源都已開(kāi)發(fā)利用，則低水頭便成為未開(kāi)發(fā)的水力資源的一個(gè)重要組成部分，我國(guó)各地區(qū)的工業(yè)發(fā)展不平衡，在平原地區(qū)的河道及沿海地區(qū)采用低水頭的水輪機(jī)比較適合。
[0013]4.地鐵具有運(yùn)量大，速度快，低污染，特別是避免地面交通擁擠。若采用超導(dǎo)磁斥型?DS)的磁浮列車(chē)，其超導(dǎo)電磁線圈(置于液態(tài)氦儲(chǔ)存槽內(nèi))，大電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，造價(jià)昂貴，技術(shù)比較復(fù)雜，而且必須對(duì)強(qiáng)磁場(chǎng)加以屏蔽。磁懸浮列車(chē)的目的是用昂貴的造價(jià)把列車(chē)車(chē)身抬起(車(chē)輛一起被抬起)。因而，采用低的水資源，將車(chē)輛像船一樣抬起，再加上高壓氣體就同樣像磁懸浮列車(chē)一樣車(chē)輛被抬起，減少運(yùn)行阻力。
[0014]為了保持磁懸浮距離，通常采用車(chē)輛與軌面之間氣隙傳感器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制，使車(chē)輛與軌面之間始終保持10_間隙。這種系統(tǒng)對(duì)磁浮間隙的控制精度很高；而當(dāng)采用水力工程，只要一次投資后，其水面的浮力和高壓氣體就可以將其列車(chē)托起，就不同于磁浮列車(chē)，只要運(yùn)行就必須用大電力產(chǎn)生磁斥工作能力，其水力工程造價(jià)及運(yùn)行造價(jià)，要比昂貴的磁經(jīng)濟(jì)得多。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]夢(mèng)想飄浮型輪機(jī)車(chē)，是類(lèi)似船一樣依靠浮力漂浮在水面上。既浸在水中的物體是浮還是沉，決定于重量和受到的浮力。因而將水類(lèi)似水壩型號(hào)的水槽，使水的深度容量，能滿足輪機(jī)車(chē)的浮力。浮力的大小就等于其排開(kāi)的水量。它亦等到于船的總重量。
[0016]在有關(guān)水力學(xué)中的流體力學(xué)的內(nèi)容重點(diǎn)考慮到水輪機(jī)的應(yīng)用與計(jì)算，以及貫流水輪機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。是將水輪機(jī)由水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，即利用水力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能做驅(qū)動(dòng)輪機(jī)車(chē)的動(dòng)力裝置。從而利用貯水槽水的浮力漂浮起輪機(jī)車(chē)，又能利用貯水槽及流動(dòng)的水經(jīng)過(guò)葉片(即水輪機(jī))通過(guò)水泵，從而使水能再生。
四、【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1潛艇的正浮狀態(tài)
[0018]圖2船舶螺旋槳
[0019]圖3螺旋槳的幾何形狀
[0020]圖4螺旋槳的側(cè)投影和正投影
[0021]圖5螺旋槳的葉面及螺距角
[0022]圖6螺旋角常取半徑0.7R或0.75R
[0023]圖7槳葉切面的形狀
[0024]圖8尖劈形船底的作用
[0025]圖9船舶運(yùn)動(dòng)的能量傳遞示意圖
[0026]I螺旋槳2發(fā)動(dòng)機(jī)3油量B 4轉(zhuǎn)速I(mǎi)指令注:圖中 ne = np 或 ne/i 二 np
圖10地下漂浮型軌道列車(chē)示意圖1上輪軸2下輪軸3地鐵類(lèi)型轉(zhuǎn)向架4北京地鐵線界圖五、
【具體實(shí)施方式】
[0027]輪機(jī)的動(dòng)力分類(lèi):1)柴油機(jī)；2)蒸汽輪機(jī)；3)電動(dòng)機(jī)；4)水力機(jī)械(也可稱(chēng)液力傳動(dòng)裝置)。動(dòng)力式水力機(jī)械通常又稱(chēng)為葉片式水力機(jī)械或水渦輪機(jī)，其中用以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換主要部件具有葉片的轉(zhuǎn)輪，它的工作原理是液體同轉(zhuǎn)葉輪片第的動(dòng)力學(xué)相互作用。動(dòng)力式水力機(jī)械中的原動(dòng)機(jī)稱(chēng)為水輪機(jī)，工作機(jī)稱(chēng)為葉片泵，液力傳動(dòng)裝置則稱(chēng)為動(dòng)力式的液力機(jī)械。
[0028]輪機(jī)車(chē)的漂浮性的目的意義在于輪機(jī)車(chē)能減小前進(jìn)推力中的阻力。從而有利于節(jié)約能源，尤其是采用水力機(jī)械使能源再生。然而，磁浮的目的在于前進(jìn)推力中的阻力小，但其采用的電功率是大的。
[0029]1、船舶的漂浮性:船工依靠浮力漂浮在水面上。既浸在水中的物體，是浮還是沉，決定于重量和受到的浮力。
[0030]2、潛艇的上浮，是用壓縮空氣或其它壓縮氣體吹除主載水艙內(nèi)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上浮。根據(jù)阿基米德定律水中物體所受到的浮力等于物體排開(kāi)水的重力。
[0031]3、氣墊船是利用高于大氣壓的壓縮空氣在船底和支承表面(水、地、沙灘等)間形成靜態(tài)氣墊，從而托起船體離開(kāi)水面，減少航行阻力。浸在空氣中的物體也要受到浮力。這是因?yàn)榭諝怏w作用在物體上的向上壓力大于向下壓力的緣故。浮力其實(shí)就是壓力。阿基米德定律對(duì)于空氣同樣適用。既物體在空氣中所受到的浮力等于物體所排開(kāi)的重量。
[0032]4、水上飛機(jī)與船舶一樣，能浮著在水面上，現(xiàn)代的水上飛機(jī)和船舶一樣的機(jī)身和機(jī)翼下的一對(duì)浮筒來(lái)獲得浮力。水上飛機(jī)是一種能在瀟灑湖海里起飛、降落的飛機(jī)從水上飛機(jī)的構(gòu)造上得知，水上飛機(jī)具有船舶和飛機(jī)的雙重特點(diǎn)，可以適應(yīng)水中與空氣兩種不同的環(huán)境，因此有人稱(chēng)之水上飛船。
[0033]5、磁懸浮車(chē)是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引或排斥力將車(chē)輛托起，使之懸浮于線路上。利用電磁力的導(dǎo)向，使用直流電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換推動(dòng)力，推動(dòng)列車(chē)前進(jìn)。
[0034]6、輪機(jī)車(chē)是現(xiàn)代船舶上產(chǎn)生的機(jī)械能、熱能、電能和其它形式的能，以滿足全船(現(xiàn)代化城市的需要)。是需要的中心或動(dòng)力場(chǎng)。這里所指的輪機(jī)車(chē)的牽引力可以是各種形式的推動(dòng)漂浮列車(chē)前進(jìn)的動(dòng)力。如在漂浮列車(chē)上可以安裝風(fēng)扇、螺旋槳、水輪機(jī)電能等。使之滿足漂浮型列車(chē)的需要。
[0035]這種漂浮型列車(chē)的形式可以在開(kāi)車(chē)底部類(lèi)似潛水艇安裝高壓氦艙，因其比重輕于空氣的比重，從而有利于高壓氦氣托起列車(chē)。因氦艙的體積有限，在漂浮型列車(chē)的頂棚上可以類(lèi)似氣墊或飛艇中的氮?dú)饽?，裝滿高壓氦氣。這樣，漂浮列車(chē)的重量就被高壓氦氣的上浮力抵消，大小相等、方向相反。將列車(chē)如磁浮列車(chē)一樣被抬起，并使漂浮列車(chē)只貼在水面上。貼在水面上的輪機(jī)列車(chē)的底部要同水上飛機(jī)底部一樣，船(車(chē))底部是尖劈形，表面光滑，迎水(風(fēng))面積小，基本呈流線型。從而減少前進(jìn)的阻力。
[0036]7、地鐵車(chē)輛的特點(diǎn)是列車(chē)輛沿著軌道運(yùn)行。地鐵技術(shù)如下:
[0037]I)車(chē)體，目前基本都采用鋁合金大型擠壓型材等。
[0038]2)車(chē)輛牽引是依靠交流電機(jī)傳動(dòng)。
[0039]3)地鐵車(chē)輛制動(dòng)采用電氣和空氣的聯(lián)合制動(dòng)，電氣制動(dòng)繼而實(shí)現(xiàn)了再生制動(dòng)，目前發(fā)展采用計(jì)算機(jī)控制模擬自動(dòng)機(jī)。
[0040]4)目前采用的構(gòu)件是焊接結(jié)構(gòu)，二系懸掛采用空氣彈簧，無(wú)搖忱轉(zhuǎn)向架。
[0041]8、夢(mèng)想地下漂浮軌道列車(chē)
[0042]I)車(chē)輛頂部A是采用飛艇中用的氦氣氣囊。
[0043]2) A部分下面是地鐵車(chē)輛的車(chē)廂(車(chē)棚)B。
[0044]3)車(chē)輛下部分是C是船型類(lèi)似水上飛機(jī)的尖劈式底部。
[0045]4)在車(chē)輛B下部分C的船底是D，是潛艇中的高壓氦氣艙。
[0046]5)在車(chē)輛內(nèi)部的D的上面是載貨(人的座位)。
[0047]6)在車(chē)輛C的船底部是水渠中的水。
[0048]7)水渠是用水仝建造的壩墻，壩墻的寬度是漂浮型列車(chē)的寬度。在壩墻的寬度內(nèi)側(cè)安裝列車(chē)軌道(壩墻寬就是水槽的寬度)。
[0049]8)當(dāng)漂浮型輪機(jī)車(chē)的底部高壓倉(cāng)是采用高空氣時(shí)，列車(chē)是屬于船式，是用水將車(chē)漂浮在水面上。
[0050]9)當(dāng)漂浮型輪機(jī)車(chē)的底部和車(chē)棚頂部采用是高壓氦氣時(shí)，是艇式輪機(jī)車(chē)。這種艇式輪機(jī)車(chē)的載重量能被氦氣所提升，其載重(包括自重)量大小與氦氣的提升力大小相等，方向相反，可以懸浮在空中，因而這種艇式的輪機(jī)車(chē)類(lèi)似氣球，將這樣的艇式輪機(jī)車(chē)的軌道，可以安置在輪機(jī)車(chē)車(chē)棚的頂部，使該車(chē)的輪倒掛在天梁(頂棚)的軌道上。樣的艇式輪機(jī)車(chē)，就可以不用水槽，不用水，而采取其它動(dòng)力方式，如:電力、汽油、柴油等。
[0051]上述兩種輪機(jī)車(chē)一種是用水進(jìn)行漂浮型稱(chēng)為船式輪機(jī)車(chē)，車(chē)廂的底部安設(shè)軌道；另一種是用氦氣進(jìn)行的氣體漂浮型稱(chēng)為艇式輪機(jī)車(chē)。艇式輪機(jī)車(chē)的推動(dòng)力小，即功率小于船式輪機(jī)車(chē)的推動(dòng)功率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.依靠水的浮力使車(chē)體像船一樣浮起。
【專(zhuān)利摘要】浮著車(chē)是浮著在水面上沿著軌道運(yùn)行。不同于地鐵，該車(chē)是依靠水槽內(nèi)的水和車(chē)底的氣囊倉(cāng)使車(chē)像水上飛艇浮著在水面上。水槽上兩側(cè)鋪有兩條軌道。上軌道的輪子是導(dǎo)向輪，是懸空的，是被水和氣體托起。下輪是限位輪，是由兩條下軌道限制下輪向上運(yùn)行，以避免車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中飄浮起來(lái)，而脫離軌道。
【IPC分類(lèi)】B61B13/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105329241
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410392079
【發(fā)明人】于德學(xué)
【申請(qǐng)人】于德學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2014年8月11日