專利名稱：一種以“地球重力”為動(dòng)力源的列車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以新型能源為驅(qū)動(dòng)能源的列車，確切地說(shuō)，涉及一種有效利用“地球重力”作為可控動(dòng)力能源的列車。屬于陸用車輛技術(shù)領(lǐng)域。
隨著人類社會(huì)的發(fā)展，能源消耗日趨劇烈，能源資源日趨緊張。而且，現(xiàn)有的許多一次能源，如石油、煤炭、天然氣等，在其為人類作功發(fā)揮效能的同時(shí)，也向自然環(huán)境中排泄出許許多多有害有毒的廢棄物一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳等等，造成地球環(huán)境的日益惡化。正因如此，人們?cè)缇烷_(kāi)始孜孜不倦地努力尋找“新興能源”或“潔凈能源”，以替代總有一天會(huì)面臨枯竭用盡的自然界一次能源。為此，多少年來(lái)人們先后研究開(kāi)發(fā)了太陽(yáng)能、潮汐能、溫差發(fā)電、地?zé)崮?、水能、電能、核能等等，并逐漸在人類的生活中得到應(yīng)用，取得了很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的是在人類生活中第一次提出直接利用“地球重力”作為可控制的動(dòng)力源的觀點(diǎn)，并以“地球重力”作為新興能源，進(jìn)入能源大家族。
本發(fā)明的另一目的是提供一種以“地球重力”為主、其他“再生能源”為輔的“清潔能源”為動(dòng)力源的列車總體設(shè)計(jì)，并以此證明“地球重力”確實(shí)可以成為一種新興能源加以利用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有車輛、機(jī)車、軌道，其特征在于直接利用“地球重力”作為列車的可控制的動(dòng)力能源，并輔以其他“再生能源”作輔助動(dòng)力能源;列車是在以下坡、上坡的傾斜軌道為特色而分段、分區(qū)修建的路軌上行駛的，當(dāng)列車下坡運(yùn)行時(shí)，以“地球重力”為前進(jìn)動(dòng)力源，上坡運(yùn)行時(shí)，則以存儲(chǔ)于列車的“可控再生能源”為前進(jìn)動(dòng)力源。
地球有一種把地面上的物體向下拉的力量叫做重力，這個(gè)由地球與地面上的物體之間存在的萬(wàn)有引力所產(chǎn)生的重力是無(wú)所無(wú)時(shí)不在又極其“威力”的;
任一球體，放在平面上，只要平面向任何方向偏鈄，球體就會(huì)順傾鈄方向滾動(dòng)。
在騎自行車通過(guò)下坡路面時(shí)，自行車會(huì)自動(dòng)向前進(jìn)方向滑行，且越行越快;當(dāng)沖過(guò)最低點(diǎn)之后，自行車還會(huì)在慣性作用下繼續(xù)向上坡沖行一段距離，逐漸減速，如果乘勢(shì)力蹬腳輪幾下，上坡就會(huì)很順利。
在一條坡度很緩的鐵道上仃靠一列火車，由于失控，列車順軌道滑行，速度會(huì)越來(lái)越快乃至釀成大禍。
常見(jiàn)的“大瀑布”，居高臨下，落瀉千丈，聲如雷鳴，云霧漫野。如用之推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，其功效絕不亞于一個(gè)大型火力發(fā)電廠！上述現(xiàn)象均表明“地球重力”能量是相當(dāng)巨大的。對(duì)于這種取之不盡又幾乎為無(wú)償使用的能量資源加以開(kāi)發(fā)利用，在若干年前，還可能是不易實(shí)現(xiàn)的。但是，而在當(dāng)今二十世紀(jì)九十年代，以計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)，微電子技術(shù)和其他高新科技日益發(fā)展和成熟，引入“地球重力”作為一種新型“清潔能源”，并使之與太陽(yáng)能、風(fēng)能…等多種新興能源綜合利用已成為可能。這樣，不僅可以為保護(hù)人類生存環(huán)境，減少地球污染而提供新的“清潔能源”，而且可以為人類日趨緊張的能源資源找到了一支
量豐富又成本低廉的重要后備軍，具有極大潛力的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明是以地球重力能源為主的清潔能源推動(dòng)的列車設(shè)計(jì)方案來(lái)論證重力能源的應(yīng)用的。下面結(jié)合附圖具體介紹本發(fā)明的構(gòu)思和設(shè)計(jì)。
附

圖1為地球重力能源列車單元路段動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。
附圖2為地球重力能源列車全程線路的簡(jiǎn)單示意圖。
附圖3為地球重力能量轉(zhuǎn)換為“可控能量”系統(tǒng)示意圖。
附圖4為列車上坡運(yùn)行時(shí)“可控動(dòng)力能源”應(yīng)用示意圖。
本發(fā)明應(yīng)必須具備的基本條件有要有下坡路軌、上坡路軌;機(jī)車上要有用作“限速負(fù)載”，并將“地球重力能量”轉(zhuǎn)換成為“可控能量”的各種設(shè)備;“可控能量”儲(chǔ)存設(shè)施;上坡“動(dòng)力系統(tǒng)”(包括應(yīng)用當(dāng)代各種新興動(dòng)力技術(shù));電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及各個(gè)子系統(tǒng)的自動(dòng)控制設(shè)備。
圖1就是介紹上述第一個(gè)基本條件的單元路段示意。圖中1、6為列車的出進(jìn)站行車區(qū)。2為列車下坡“初始滑行區(qū)”，不加“限速負(fù)載”。3為“列車加速區(qū)”，加“限速負(fù)載”。4為列車依靠下坡路運(yùn)行的“加速度慣性”繼續(xù)上沖行車區(qū)段。5為使用列車存儲(chǔ)的“可控動(dòng)力能源”推動(dòng)列車上坡行車區(qū)。如果有必要，本發(fā)明的列車在出進(jìn)站或上坡行車時(shí)也可使用通常的“動(dòng)力能源”輔助。
設(shè)想中的一條地球重力能源列車線路，是由多個(gè)“單元路段”構(gòu)成的，而“單元路段”的多少，則由線路的總長(zhǎng)度決定。同時(shí)，也可兼顧考慮線路所經(jīng)地區(qū)的海拔高度、地形、地貌特征來(lái)具體設(shè)計(jì)之。圖2是本發(fā)明中全程路段的示意。其主要特點(diǎn)是途中設(shè)有若干個(gè)與圖1相同的單元路段7。
由于列車下坡行駛，在重力加速度作用下列車速度會(huì)越來(lái)越快。為安全起見(jiàn)，必須對(duì)列車限速，通常的作法是利用一套制動(dòng)裝置，把列車增速產(chǎn)生的大量能量(勢(shì)能、動(dòng)能等)都轉(zhuǎn)化為熱能，消耗在剎車閘瓦上，再由空氣熱交換把此熱能彌散到大氣中去。這種方法極不合理，對(duì)環(huán)境造成熱污染，且制動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作條件惡劣、磨損極快，維護(hù)工作量很大。本發(fā)明鑒于當(dāng)代各種動(dòng)力設(shè)施全面發(fā)展的條件，采用控制列車下坡加速度的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備作為限速負(fù)載來(lái)替代原來(lái)的剎車裝置，這樣可以采用控制列車下坡加速度的限速轉(zhuǎn)換儲(chǔ)能方式，把被控制的“地球重力”轉(zhuǎn)換成其他“可控再生能源”并加以儲(chǔ)存，在上坡運(yùn)行時(shí)再使用這些“再生能源”推動(dòng)列車前進(jìn)。
圖3介紹了地球重力能量轉(zhuǎn)換為“可控能量”的系統(tǒng)示意?？梢宰鳛槟芰哭D(zhuǎn)換設(shè)備負(fù)載來(lái)限速的有限速慣性飛輪、限速負(fù)載發(fā)電機(jī)、限速空氣壓縮機(jī)、限速風(fēng)洞發(fā)電機(jī)等等。圖上還示出了利用列車行車的條件，在車身上裝置太陽(yáng)能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和溫差發(fā)電裝置等“再生能源”產(chǎn)生裝置，并將其能量用高效能蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，留待列車上坡運(yùn)行時(shí)發(fā)揮作用。
而在列車上坡運(yùn)行時(shí)，先利用下坡運(yùn)行的“重力慣性”繼續(xù)向上沖行一定距離，當(dāng)列車逐趨減速時(shí)則應(yīng)用圖4所示的各種“可控動(dòng)力能源”首先利用列車上的“慣性飛輪”儲(chǔ)存的“動(dòng)力能量”及其設(shè)施推動(dòng)列車上坡，再啟動(dòng)壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)列車，然后以蓄電池存儲(chǔ)的電能用于電動(dòng)機(jī)推動(dòng)列車。為更好地解決列車上坡時(shí)的“動(dòng)力能源”和必要時(shí)將一些新興動(dòng)力技術(shù)系統(tǒng)綜合用于“重力能源”列車，可以在需要時(shí)，在列車上坡及運(yùn)行系統(tǒng)中引入“增加車體浮力”、“電磁動(dòng)力”、“汽塾”、“磁懸浮”等新興動(dòng)力技術(shù)。
本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案能夠?qū)嵤潢P(guān)鍵應(yīng)該是以電子計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)和微電子技術(shù)等新興高科技的全面應(yīng)用。其應(yīng)用范圍包括有列車全系統(tǒng)總體控制、列車上下坡運(yùn)行的行車自動(dòng)控制、多種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備負(fù)載的啟動(dòng)與關(guān)閉、限速負(fù)載的增減、能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)設(shè)備的使用、控制和切換、動(dòng)力能源控制、通信與信號(hào)系統(tǒng)自動(dòng)控制等等。
本發(fā)明的列車所用的能源為無(wú)污染、低噪音的“地球重力”和其他“再生能源”，均屬“清潔能源”范疇，其資源是取之不盡、用之不竭的、并幾乎是無(wú)償使用的。當(dāng)它一旦利用于我國(guó)類似隴海線這樣海拔地形為西高東低的鐵路(需加以重新改造設(shè)計(jì)路軌，以滿足本發(fā)明要求)中時(shí)，將會(huì)大大減低列車運(yùn)行成本，并取得重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，包括有車輛、機(jī)車、軌道，其特征在于直接利用“地球重力”作為列車的可控制的動(dòng)力能源，并輔以其他“再生能源”作輔助動(dòng)力能源；列車是在以下坡、上坡的傾斜軌道為特色而分段、分區(qū)修建的路軌上行駛的，當(dāng)列車下坡運(yùn)行時(shí)，以“地球重力”為前進(jìn)動(dòng)力源，上坡運(yùn)行時(shí)，則以存儲(chǔ)于列車的“可控再生能源”為前進(jìn)的動(dòng)力源。
2.如權(quán)利要求1所述的以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，其特征在于在列車下坡運(yùn)行時(shí)，采用控制列車下坡加速度的限速轉(zhuǎn)換儲(chǔ)能方式，把被控制的“地球重力”轉(zhuǎn)換為其他“可控再生能源”并加以儲(chǔ)存。
3.如權(quán)利要求1所述的以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，其特征在于在列車下坡運(yùn)行時(shí)，采用能量轉(zhuǎn)換設(shè)備負(fù)載來(lái)替代原剎車裝置限速。
4.如權(quán)利要求1或3所述的以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，其特征在于所述的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備負(fù)載包括有限速慣性飛輪、限速負(fù)載發(fā)電機(jī)、限速空氣壓縮機(jī)、限速風(fēng)洞發(fā)電機(jī)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，其特征在于所述的“再生能源”是指列車上裝置產(chǎn)生的太陽(yáng)能電能、溫差電能、風(fēng)力電能、蓄電池電能以及由“地球重力”轉(zhuǎn)換而成的電能、壓縮空氣和慣性勢(shì)能。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，其特征在于應(yīng)用計(jì)算機(jī)作為列車“行車控制”、“能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的啟動(dòng)與關(guān)閉”、“多種儲(chǔ)能設(shè)備的控制和切換”、“動(dòng)力能源控制”、“信號(hào)與通信系統(tǒng)控制”的全方位自動(dòng)控制的神經(jīng)中樞。
全文摘要
一種以“地球重力”為動(dòng)力源的列車，包括有車輛、機(jī)車、軌道。其特征是直接利用“地球重力”作為列車的可控制的動(dòng)力能源，并輔以其他“再生能源”作輔助動(dòng)力能源；列車是在以下坡、上坡的傾斜軌道為特色而分段、分區(qū)修建的路軌上行駛的，當(dāng)列車下坡運(yùn)行時(shí)，以“地球重力”為前進(jìn)動(dòng)力源，上坡運(yùn)行時(shí)，則以存儲(chǔ)于列車的“可控再生能源”為前進(jìn)動(dòng)力源。整個(gè)列車以電子計(jì)算機(jī)為控制中樞，協(xié)調(diào)管理列車的運(yùn)行、能量轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和應(yīng)用。
文檔編號(hào)B61C7/02GK1078946SQ9210359
公開(kāi)日1993年12月1日 申請(qǐng)日期1992年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月19日
發(fā)明者團(tuán)國(guó)興 申請(qǐng)人:團(tuán)國(guó)興