飄浮型地下軌道式輪機車的制作方法
【專利說明】
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.阿基米德定律對于空氣同樣適用。浸在空氣中的物體也要受到浮力。這是因為，空氣作用在物體上的向上壓力，大于向下的壓力的緣故。浮力其實就是壓力。
[0003]3.水輪機是把水能轉(zhuǎn)換在機械能的一種機器。
[0004]4.船舶浮于水面時，所排開水的重量稱為排水量。浮力的大小就等于排開水的量。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實現(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，從而托起船體離開水面，減少航行阻力，提高航速的一種船形。
[0007]7.水上飛機與船舶一樣，能浮著在水面上，現(xiàn)代化水上飛機和船舶一樣的機身和機翼下的一對浮筒(或高壓氣體艙)來獲得浮力。
[0008]8.超導(dǎo)磁斥型(EDS)的磁浮主要利用車輛底部超導(dǎo)電磁圈(置于液態(tài)氦儲存槽內(nèi))電流產(chǎn)生強磁場，車輛運行時切割地上線圈，使之產(chǎn)生感應(yīng)磁場，與車載超導(dǎo)電磁線圈的磁場間產(chǎn)生排斥力，當(dāng)排斥力大于車輛重量時，車輛就被掛起?？刂栖嚿铣瑢?dǎo)電磁線圈的電流，可保持車輛抬起100-150_，并能使車輛運行保持平穩(wěn)(此謂磁懸浮列車)，沿其軌道運行。
[0009]9.輪機從機械設(shè)備角度說，輪機是椎進裝置，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。能源是人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，面對當(dāng)今世界的能源短缺，雖然石油、煤炭的蘊藏量很大、很豐富，但這類石油、煤炭等燃料，確實是取之有盡，逐漸用之有竭。在國際市場上，油價持續(xù)上漲的背景下，國內(nèi)燃料上漲的客觀情況下，我們應(yīng)長遠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。只要有人類存在，這些大自然的能源就會源源不斷地為人類服務(wù)。
[0011]2.水輪機是一種能將河流中蘊藏的水能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機械能的機械。
[0012]3.水力資源的開發(fā)決定于不同時期不同的國家的技術(shù)經(jīng)濟水平。在工業(yè)發(fā)達的國家或地區(qū)如高、中水頭的水力資源都已開發(fā)利用，則低水頭便成為未開發(fā)的水力資源的一個重要組成部分，我國各地區(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比較適合。
[0013]4.地鐵具有運量大，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，其超導(dǎo)電磁線圈(置于液態(tài)氦儲存槽內(nèi))，大電流產(chǎn)生強磁場，造價昂貴，技術(shù)比較復(fù)雜，而且必須對強磁場加以屏蔽。磁懸浮列車的目的是用昂貴的造價把列車車身抬起(車輛一起被抬起)。因而，采用低的水資源，將車輛像船一樣抬起，再加上高壓氣體就同樣像磁懸浮列車一樣車輛被抬起，減少運行阻力。
[0014]為了保持磁懸浮距離，通常采用車輛與軌面之間氣隙傳感器對系統(tǒng)進行實時反饋控制，使車輛與軌面之間始終保持10_間隙。這種系統(tǒng)對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托起，就不同于磁浮列車，只要運行就必須用大電力產(chǎn)生磁斥工作能力，其水力工程造價及運行造價，要比昂貴的磁經(jīng)濟得多。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]夢想飄浮型輪機車，是類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。因而將水類似水壩型號的水槽，使水的深度容量，能滿足輪機車的浮力。浮力的大小就等于其排開的水量。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)容重點考慮到水輪機的應(yīng)用與計算，以及貫流水輪機的實際應(yīng)用。是將水輪機由水能轉(zhuǎn)換成機械能，即利用水力能轉(zhuǎn)換成機械能做驅(qū)動輪機車的動力裝置。從而利用貯水槽水的浮力漂浮起輪機車，又能利用貯水槽及流動的水經(jīng)過葉片(即水輪機)通過水泵，從而使水能再生。
四、【附圖說明】
[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船舶運動的能量傳遞示意圖
[0026]I螺旋槳2發(fā)動機3油量B 4轉(zhuǎn)速I指令注:圖中 ne = np 或 ne/i 二 np
圖10地下漂浮型軌道列車示意圖1上輪軸2下輪軸3地鐵類型轉(zhuǎn)向架4北京地鐵線界圖五、
【具體實施方式】
[0027]輪機的動力分類:1)柴油機；2)蒸汽輪機；3)電動機；4)水力機械(也可稱液力傳動裝置)。動力式水力機械通常又稱為葉片式水力機械或水渦輪機，其中用以實現(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)葉輪片第的動力學(xué)相互作用。動力式水力機械中的原動機稱為水輪機，工作機稱為葉片泵，液力傳動裝置則稱為動力式的液力機械。
[0028]輪機車的漂浮性的目的意義在于輪機車能減小前進推力中的阻力。從而有利于節(jié)約能源，尤其是采用水力機械使能源再生。然而，磁浮的目的在于前進推力中的阻力小，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)的方法來實現(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。這是因為空氣體作用在物體上的向上壓力大于向下壓力的緣故。浮力其實就是壓力。阿基米德定律對于空氣同樣適用。既物體在空氣中所受到的浮力等于物體所排開的重量。
[0032]4、水上飛機與船舶一樣，能浮著在水面上，現(xiàn)代的水上飛機和船舶一樣的機身和機翼下的一對浮筒來獲得浮力。水上飛機是一種能在瀟灑湖海里起飛、降落的飛機從水上飛機的構(gòu)造上得知，水上飛機具有船舶和飛機的雙重特點，可以適應(yīng)水中與空氣兩種不同的環(huán)境，因此有人稱之水上飛船。
[0033]5、磁懸浮車是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引或排斥力將車輛托起，使之懸浮于線路上。利用電磁力的導(dǎo)向，使用直流電機將電能直接轉(zhuǎn)換推動力，推動列車前進。
[0034]6、輪機車是現(xiàn)代船舶上產(chǎn)生的機械能、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)。是需要的中心或動力場。這里所指的輪機車的牽引力可以是各種形式的推動漂浮列車前進的動力。如在漂浮列車上可以安裝風(fēng)扇、螺旋槳、水輪機電能等。使之滿足漂浮型列車的需要。
[0035]這種漂浮型列車的形式可以在開車底部類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。因氦艙的體積有限，在漂浮型列車的頂棚上可以類似氣墊或飛艇中的氮氣囊，裝滿高壓氦氣。這樣，漂浮列車的重量就被高壓氦氣的上浮力抵消，大小相等、方向相反。將列車如磁浮列車一樣被抬起，并使漂浮列車只貼在水面上。貼在水面上的輪機列車的底部要同水上飛機底部一樣，船(車)底部是尖劈形，表面光滑，迎水(風(fēng))面積小，基本呈流線型。從而減少前進的阻力。
[0036]7、地鐵車輛的特點是列車輛沿著軌道運行。地鐵技術(shù)如下:
[0037]I)車體，目前基本都采用鋁合金大型擠壓型材等。
[0038]2)車輛牽引是依靠交流電機傳動。
[0039]3)地鐵車輛制動采用電氣和空氣的聯(lián)合制動，電氣制動繼而實現(xiàn)了再生制動，目前發(fā)展采用計算機控制模擬自動機。
[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，無搖忱轉(zhuǎn)向架。
[0041]8、夢想地下漂浮軌道列車
[0042]I)車輛頂部A是采用飛艇中用的氦氣氣囊。
[0043]2) A部分下面是地鐵車輛的車廂(車棚)B。
[0044]3)車輛下部分是C是船型類似水上飛機的尖劈式底部。
[0045]4)在車輛B下部分C的船底是D，是潛艇中的高壓氦氣艙。
[0046]5)在車輛內(nèi)部的D的上面是載貨(人的座位)。
[0047]6)在車輛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的寬度。在壩墻的寬度內(nèi)側(cè)安裝列車軌道(壩墻寬就是水槽的寬度)。
[0049]8)當(dāng)漂浮型輪機車的底部高壓倉是采用高空氣時，列車是屬于船式，是用水將車漂浮在水面上。
[0050]9)當(dāng)漂浮型輪機車的底部和車棚頂部采用是高壓氦氣時，是艇式輪機車。這種艇式輪機車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車類似氣球，將這樣的艇式輪機車的軌道，可以安置在輪機車車棚的頂部，使該車的輪倒掛在天梁(頂棚)的軌道上。樣的艇式輪機車，就可以不用水槽，不用水，而采取其它動力方式，如:電力、汽油、柴油等。
[0051]上述兩種輪機車一種是用水進行漂浮型稱為船式輪機車，車廂的底部安設(shè)軌道；另一種是用氦氣進行的氣體漂浮型稱為艇式輪機車。艇式輪機車的推動力小，即功率小于船式輪機車的推動功率。
【主權(quán)項】
1.依靠水的浮力使車體像船一樣浮起。
【專利摘要】浮著車是浮著在水面上沿著軌道運行。不同于地鐵，該車是依靠水槽內(nèi)的水和車底的氣囊倉使車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行，以避免車在運行過程中飄浮起來，而脫離軌道。
【IPC分類】B61B13/08
【公開號】CN105329241
【申請?zhí)枴緾N201410392079
【發(fā)明人】于德學(xué)
【申請人】于德學(xué)
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2014年8月11日