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用于能量转化的多功能模化系统

阅读:257发布:2023-03-04

专利汇可以提供用于能量转化的多功能模化系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种多功能模 块 化 能量 转化系统。该系统特别适用于悬浮 铁 路运输,因为是利用具有恒定 力 和稳定平衡的磁产生系统来实现悬浮,从而与迄今为止的公知系统相比其消耗的能量更少,并且利用系统所捕获的 太阳能 将H2O转化为氢和 氧 从而能量自给。本发明的系统重量最小而且对环境无害。本发明包括布置在非铁磁支承件上的磁组件以及以连续方式纵向布置的磁体,所述非铁磁支承件优选由 铝 制成并封装在 树脂 内。这样,系统能以非点状方式施加恒定的分布力,这与迄今为止公知的系统不同,在迄今为止公知的系统中,产生悬浮和运动所需的点状 磁场 所必须的电脉冲非常强烈并具有以至于在建造、控制和维护方面会引起重大问题的力,而这在本发明的系统是不会产生。,下面是用于能量转化的多功能模化系统专利的具体信息内容。

1、一种多功能模能量转化系统,该能量转化系统优选应用于通 过磁悬浮而运行的路运输,所述能量转化系统的特征在于,其允许与 不同牵引系统和能量类型的使用相容的一系列非排他性可选方案,而且 还由于其非封闭式设计而允许与当前的传统系统和将来的系统组合,所 述能量转化系统由两个主子模块,即下固定子模块和上可动子模块构成, 所述上可动子模块悬浮在所述下子模块上并沿着所述下子模块的长度, 所述组件由包括所述各个子模块的周围结构(25)与限定所述系统的功 能的相互关联的部件构建。
2、根据权利要求1所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在于, 所述系统的所述下子模块由优选为的非铁磁材料制成的倒T形剖面的 两个支承件(1)构成,所述材料补充有合成树脂;所述具有倒T形剖面 的支承件(1)在它们的内平腿上容纳并保持涂布有树脂的磁体(2), 而在每个具有倒T形剖面的支承件(1)的竖直腿的上部,在所述T形的 所述竖直腿的与保持所述磁体(2)的一侧相对的一侧上与每个支承件(1) 相对应地布置有磁体(3),所述磁体(3)的磁性取向使得合矢量具有 这样的大小,即增加所述磁体(2)的悬浮矢量,并施加横向压力以引导 系统的可动部分并使系统的可动部分位于中间。
3、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,具有与倒T形支承件(1)相反的T形剖面的支承件(4),所述组件 的所述顶部可动滑动系统的该支承件(4)允许夹住并安装锚固在一定高 度的横向磁体单元(5),该横向磁体单元具有通过支承件(1)和磁体(2) 和(3)而获得用于系统的期望悬浮效果所需的磁体的取向、宽度、厚度 和磁通值;这些构件一起产生一组力,如果将要使系统的可动模块从其 正确位置分离或提升,则这一组力通过与重力协作而使可动模块保持特 定高度水平的同时为该模块提供使该模块能够悬浮的相当大的力。
4、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,不连续铁磁构件的磁体(6)作为所述支承件(4)的可动平台可在 其上滑动的构件被安装到所述支承件(1)的倒T形的上部,位于所述磁 体(3)上方并且沿着轨线设置。
5、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,在每个所述支承件(4)上、在其垂直腿的每一边靠近水平腿的部 处与所述磁体(6)相组合地设置有系统或模块(7),该系统或模块(7) 包括具有用于各种燃料的适配器的电动机/发电机,所述电动机/发电机 使用通过履带滑轮系统相互连接的若干个小的发电机电动机,这些电 动机中的每一个电动机都单独地由力矩适配器系统和圆形磁系统构成, 整个系统使用能量适配器/回收器;该组件使得所述模块在控制功率损失 和与牵引系统接触损失的情况下具有若干冗余的自制动系统,并具有针 对工作过载的保护系统。
6、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,在所述支承件(4)之间放置有模块(8),该模块通过提供用于对具 有恒定力和稳定平衡的磁发生器重量的中心进行宽度调节和自调节的系 统、以及附加的电磁安全系统、液压自动控制系统和增压空气发生器系 统从而对上述磁体(6)和模块(7)进行补充;如果需要,可与一个支 承件(1)相关地预设空气推进系统,该空气推进系统具有诸如辅助自定 心部件的功能,或作为初始运动构件。
7、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,在所述系统(7)上方一侧处、并且在所述T形剖面(4)的内水平 腿下方布置有部件(9),该部件对称地连接本发明的两侧。
8、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,模块(10)位于本发明的组件的上部或其可动子模块内,并锚固到 所述T形剖面(4)上,所述T形剖面与模块(10)被为车厢预设的空间 (21)分开,该模块(10)由含有不同尺寸且与系统的正常操作所需的 重量成比例的磁体(11)的非铁磁性盒构成,所述磁体叠加在一起使得 可通过与由可变几何形状的若干构件构成的铁磁构件(12)和铁磁构件 (13)相互作用而塑造最终的磁场,与所述磁体(11)以及所述铁磁构 件(12)和(13)相联系地设置有控制器(14),该控制器(14)的磁性 效果塑造了磁场的最终几何形状;通过所述部分(14)的调节使得可与 所述磁体(22)产生的磁阱相互作用。
9、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在 于,补充有巨磁阻电路和旋转起偏振器的可编程磁超导体栅格(15),该 整个组件由诸如树脂的非铁磁构件适当保护,该组件(15)的控制与所 述控制器(14)对磁成形器(12)和(13)所执行的控制一起提供了所 有必须的系统控制;此外,所述构件(15)设置有额外的能量存储器
10、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,在具有倒T形剖面的部件(1)和具有非倒T形剖面的部件(4) 之间放置有太阳能捕捉器和可编程光学矩阵模块(16),该光学矩阵模块 由一组透镜、棱镜、反射镜和光纤构成以捕捉太阳能,并通过光纤将太 阳能发送至可编程矩阵,该可编程矩阵又使太阳能继续运行到所选择的 能量处理系统。
11、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,放置在一个所述倒T形剖面支承件(1)的外水平部分上的生物能 捕捉器和转换器(17),这些构件(17)由一系列原材料捕捉器形成,然 后对该原材料进行处理以获得优化能量利用所需的各种化合物,并将化 合物存储在放置于所述生物能捕捉器和转换器(17)下方的存储器(18) 内,所述能量存储器和转换器(18)用于组织整个过程,从而将所捕捉 的能量成分转换为所需的能量形式,诸如电能、氢、液氮、化水或不 产生污染、安全并易于随后转化的具有高能量的任何其他元素或化合物, 所述能量被储存或者被发送到各种配电网络。
12、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,放置在本发明的下子模块内、位于两个倒T形剖面(1)之间并预 设作为备用电能转换存储器的电解质电容器(19),该电解质电容器(19) 包括串联和并联的电容器电池以及自共振的电子系统,该电子系统具有 专的特性,从而可进行一组步骤来改进由所述系统产生的电能的使用, 诸如用作自调节系统将所述系统产生的电能传送到配电网络,或相反将 能量从电网传送到存储系统,以及作为应急构件为了自身或外部使用而 利用所存储的能量。
13、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,与超导体(20)一起使用珀帖电池,该超导体(20)布置在所 述倒T形剖面(1)的与布置有所述构件(17)和(18)的外水平部分相 对的外水平部分上,并位于所述磁体(3)下方,用于作为具有高安全性、 低损耗和高效率的配电构件配置电网,这意味着必须使用制冷,可采用 液氮和所述珀耳帖电池来实现这一制冷,它们的能量在各种处理中在由 部件(16、17、18、19)预先存储,而且,超导体20并联电连接有作为 附加安全构件的另一导体,所述两个导体以规则距离间隔处相互并联连 接。
14、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,所述上运动子模块独立于下固定子模块,所述下固定子模块与所 述上运动子模块之间存在为车厢设置的区域(21),所述上运动子模块设 置有纵向磁体(22),所述纵向磁体(22)叠加在铁磁部件上,并由特定 长度的部分形成,两个构件都开始于急剧的断口(23)并具有渐缩端部 (24),以规则间隔处重复进行这一操作从而确定可变的磁发生器或磁能 量阱,所有这些通过一组支承件安装到所述主结构上。
15、根据上述权利要求所述的多功能模块化能量转化系统,其特征 在于,所述主结构(25)起到了框架的作用,并允许安装这里所要求保 护的系统的从所述下固定子组件到放置在所述运动子组件上的所述纵向 磁体(22)的各个组件。

说明书全文

技术领域

发明名称所述,本发明的目的在于一种由一组模组成的系统, 这些模块一起限定优选用于路运输的多功能模块化能量转化系统。

背景技术

与本发明相关的现有技术包括若干先前的通过电磁悬浮运行的列 车,因为该技术为在这种运输中的应用提供了相当大的优点,特别是当 目的是为了达到比传统的列车所获得的速度更高的速度时。然而,通过 电磁悬浮而运行的列车目前具有的缺点使得其推广应用不可行而且不现 实。

发明内容

在历史上,铁路运输技术的发展围绕着两个主要的选择。其一为被 认为是传统高速列车;其二为基于电磁能而悬浮和运动的列车。
即使在两个领域中都取得了巨大的进展,但仍没有获得巨大或突出 的优点,从而导致当前改进和创新裹足不前的形势。这些系统具有较高 的建造和维护成本,它们需要相当复杂且昂贵的安全措施,它们将来所 需的任何改进都难以实施,而且它们需要大功率且昂贵的电输送系统, 这是由于它们能耗较高,且悬浮系统以及安全和运动系统都完全依赖于 所述电力。
另一方面,诸如西班牙AVE、日本子弹头列车或SHINKANSEN、德 国的TRANSPAPID等铁路运输系统的缺点是公知的。它们的设计、理念和 结构尽管允许作出细微的改进,但是不能适应于将来可能出现的技术进 步。此外,它们都极其昂贵。
同样,人们不能忽略当前铁路运输系统完全依赖于电力所带来的问 题,即不管由于任何原因而引起的断电都将导致严重的问题。
电磁悬浮列车面临的一个缺点在于它们的起动和停止,这是因为此 时列车必须使用轮子,直到获得可以悬浮的速度为止,此外还有在紧急 停止情况下所产生的具体问题。
如果线路中发生断电,则使用电力会产生传统铁路运输系统中公知 的某些问题;它还会影响安全系统的成本和用于处理所有设备以确保电 力供应或将电压特性保持在正确的一般运行所需范围内的方式。
还必须考虑到,为了使重如列车的质量体悬浮并使之沿着轨道运动 而在铁路运输中使用超导体目前需要极低温度和极大能量需求来进行运 行,鉴于在现有技术状态下所公知的当前技术,由于必须维持的技术条 件而使得它们的使用非常昂贵。由于重量越大,越难悬浮和移位,因此 对于将超导体保持在临界工作温度之下所需的结构的重量而言,就产生 了相当大的问题,因为这导致了成本呈螺旋式上升,难以定量。
本发明提供的技术方案
为了克服上述问题和缺点,本发明对铁路运输现有技术状态所做出 的贡献在于采用基于模块化、多功能的解决方案的系统,所述系统允许 与各种牵引系统和动力源的使用的相容一系列非排他性可选方案,该系 统由于其开放式的设计而可以与当前使用的系统以及将来的系统相结 合。
本发明的目的涉及到模块化系统,该模块化系统基于一组子模块的 组合和构造而使得可以获得铁路运输系统的全部运行所特别需要的基本 功能,该模块化系统在其技术、功能和经济特性方面具有多个优点,即, 远低于当前系统的能耗,从而从环境度而言就意味着具有显著优点, 这是通过组合对环境没有危害的构件而实现的,因为该系统采用了诸如 太阳能、磁和重力能以及和空气之类的自然、无污染能量源。
以上所述形成了其中已经进行了导致本发明的研究和实践的框架。 本发明通过提供一种由形成整个系统的一组子模块的组合而构成的系统 而代表了对铁路运输系统的改进,该系统由于其不同于当前公知的传统 列车和电磁悬浮原型机的设计特性、通过提供能量自给足、且重量较轻、 能耗最小(由于磁产生系统具有恒定的力和稳定的平衡)的完全开放式 和适应性强的系统而提供了优于公知系统的巨大优点;使用太阳能电池 将太阳能转化为电能,或者将水分解为氢和,从而允许使用氢来作为 具有恒定力和稳定平衡的磁产生系统的不同牵引系统中的燃料,或者使 用氢作为用于其它目的的燃料;在该系统中包括液氮、通过电池或大电 容器提供氢能存储的氧化水,用作系统燃料或用于其它目的。
本发明的优点
在这部分中,将叙述所要求保护的发明的位置多功能性,由于本发 明是模块化设计、尺寸小、重量轻,因而使得其可适应于不同的领域、 不同的技术和机械结构,这使得可以完全适应于各种情况下所需的各种 可选方案。
此外,本发明的组件坚固、耐用,这是因为其提供了由若干磁组件 组成的力系统,所述磁组件布置在优选由制成并封装在树脂内的诸如 剖面为倒T形的非铁磁性支承件上,从而在极端的运行条件中具有极大 的适应性和耐用性;纵向布置的磁体允许施加不是作用在特定点的恒定 分布力,这与迄今为止公知的系统不同,在迄今为止公知的系统中,产 生悬浮和运动所需的点状磁场所必须的电脉冲非常强烈并具有以至于在 建造、控制和维护方面引起重大问题的力,而这在本发明的系统中是不 会产生的,从而本发明提供了对不是由于系统的正常运行而产生(意外 或有意)的冲击具有极大抵抗力的组件。
在本发明的优点中还值得注意的是其对不同运行需求的适应性,这 是由于具有恒定力和稳定平衡的磁发生系统模块中的力根据必须悬浮和 运动的质量体进行自调节一应理解,尽管其基于电磁轮部件的系统重量 过大,但这是在不损害运行安全性的情况下在给定运行条件下进行的一 以及由于电动机/发电机系统根据需求而针对运动或控制进行动作,并且 由于在需要的情况下进行能量回收的系统,这使得列车能保持运动直到 恢复正常条件。
上述系统优于这里考虑的铁路运输的现有技术状态的其它优点来自 其机械布置、所采用的技术、依照该系统的部件以及特别是具有恒定力 和稳定平衡的磁产生系统,该磁产生系统允许在相同模块的悬浮和移位 之间进行功能分离,同时允许一组件在构成系统的模块的部件之间进行 功率互调和干涉。所述组件的主要目的是在上述模块和可变磁发生器或 功率阱发生器之间进行功率传送。该功率传送是通过能量互调和干涉而 产生的,该能量互调和干涉是为了提供质量体沿着铁路轨道的完全受控 的运动;可以将基准力系统考虑为施加在零能量位移轴上的能量阱,因 为存在互补的对称系统,而且可在位置力系统的零位移能量轴上提升质 量体,从而可以采用基于具有超导体的矩阵控制栅格的位移控制系统, 并且通过改变与系统相关的若干铁磁部件而利用磁场的几何模型。总体 上讲,质量体进行均匀加速,这是由位置能量阱施加在具有恒定力和稳 定平衡的磁发生器上的传送所决定的,在能量阱的各个操作部分之间存 在部分损耗,这在实践中决定了系统的最终速度。
本发明的另一性质涉及到其低能耗。这是由于这样的事实,即,其 一个主要部件(具有恒定力和稳定平衡的磁发生器)使得悬浮系统几乎 不消耗能量,而且使得位移通过该模块与能量阱产生器(本系统的另一 主部件)之间的能量传递而实现,因为从整体上而言,质量体进行由根 据磁形状需要而适当布置的位置能量阱所施加的能量传送而产生的均匀 加速,在各个操作部分之间存在着部分损耗。
在经济方面,值得注意的是本发明的低制造、安装和维护成本,这 是对迄今为止公知的系统的改进,这是因为其无限的持续时间消除了电 力故障所产生的问题,即时在若干部件发生故障的情况下,也可使用备 用部件,直到解除了引起故障的原因。上述优点(特别是与其使用相关 的优点)使得本发明特别适用于长途和短途运输。
涉及本发明制造的优点包括其简单的组件,这是由于使用了可以大 规模工厂制造的材料,从而使得可在使用现场精确安装和快速启动。
所进行的大量努力发现了这样的解决方案,当在模块化系统或组件 中使用时,提供了从任何观点来看都值得重视的宽范围的改进,这超出 了现有技术中的所有任何其它可选方案,因为其无需象通常的那样牺牲 或损害与安全性、能量、环境等相关的问题。情况并非如此,因为集成 了多个重要的目的而不劣化组件。
正如在本说明书中所说明的那样,本发明的一个主要成果在于将系 统的各个特定功能分解为所认为的子模块,从而形成全模块化和多功能 的组件。重要的还要提到为了其当前和将来的全局展望而提供的大量优 点,因为这意味着在最宽泛的意义上从完全封闭的系统转化为完全开放 的系统;这是通过在其应用和使用中的最少改变就可实现。捕捉、转换 和存储能量的各种形式与系统的低能耗以及用于其它能量源的转换和存 储选择使得可以为本发明中没有指出的其它应用提供能量。通过为系统 捕捉的太阳能将H2O转化为氢和氧使得可以根据需要以各种形式加以存 储以备使用,使得系统如果需要可以能量自给。
该组件的其它优点之一是本发明的系统可放置在通用结构的上部或 下部。该系统不受其最终几何形状或组件宽度的限制。还可在其结构的 倒T形杠的内侧或外侧进行运动以高效地利用空间,而且将系统隐蔽在 受到保护免受外部干扰的空间内,而且使用来自不同源的连续力矢量和 来自单一源的非点式作用力。
附图说明
说明书附有一组附图以有助于对本发明功能性的理解,附图表示本 发明的优选但非限定性的实施例
图1包括本发明的前视图的剖面,其中叠置有本发明的两个主要子 模块,这两个子模块之间放置车厢。
图2示出了本发明的下子模块的前视图的相同剖面的立体图。
图3示出了本发明的上子模块的俯视立体图。
图4为本发明的上子模块的纵向剖面。

具体实施方式

所有这些图都示出了本发明的特征在于包括两个剖面呈倒T形的支 承件1,这些支承件中的每个支承件都由诸如铝的非常坚固、重量轻、易 于处理、廉价和耐用的非铁磁性材料连同合成树脂制成,从而允许进行 若干调整、精整,并在需要时进行简单的更换。
在上述每个倒T形支承件1的下部容纳并安装有磁体2,磁体2上覆 盖有树脂以提供准时性和耐气候性以及对系统的适应性;纵向和轴向地 指定磁体2的尺寸,即厚度、高度以及磁性取向,以特别提供具有指定 值和角度的力矢量组件,以形成具有恒定力和稳定平衡的磁发生器的组 件的其它部分。
在每个倒T形支承件1的垂直壁的顶部,靠近所述T形的与放置有 磁体2的一侧相对的垂直腿处容纳并安装有磁体3,该磁体3的磁性取向 (在纵向上和轴向上)使得合成的力矢量具有这样的大小,其增加了磁 体2在悬浮矢量上的力矢量,并施加侧压力以引导系统的可动部分并使 系统的可动部分位于中间。
与每个支承件1相对应地还有组件的可滑动运动系统的支承件4,该 支承件4具有与支承件1的倒T形剖面相对或相反的T形剖面,该支承 件4使得可以安装和保持横向磁体单元5,该横向磁体单元5锚固在一定 高度,且磁体的取向、宽度、厚度和磁流具有与支承件1以及磁体2和3 一起获得系统的期望悬浮效果所需要的特定值。这些构件一起产生一组 力,如果要将可动模块从其正确位置分离或提升,则该组力通过与重力 协作而使模块保持特定高度范围的同时为该模块提供相当大的定心力。
在支承件1的倒T顶部安装有磁体6或不连续的铁磁构件,磁体6 或不连续的铁磁构件作为允许平台滑动并在制动或陡坡中提供刹车、控 制和能量回收的功能的元件而位于磁体3上并沿着轨线布置。
每个支承件4上、在其垂直腿的每一侧靠近水平腿的角部处与磁体6 相组合地设置有系统或模块7,该系统或模块7包括具有用于各种燃料的 适配器的电动机/发电机,该电动机/发电机使用通过履带滑轮系统安 装在一起的若干个小的发电机电动机。每个单个的电动机都包括力矩适 配器系统和圆形磁系统,从而使整个系统使用能量适配器/回收器。该组 件整体上在功率损耗和脱离牵引系统的情况下提供若干冗余的自制动系 统,并提供针对工作过载(由于陡坡引起的高过载,或者在较高功能需 求的极端情况下或紧急情况下的过载)的保护系统。
在支承件4之间放置有一对模块8,对上述磁体6和模块7进行补充, 并通过提供用于对具有恒定力和稳定平衡的磁发生器重量的中心进行宽 度调节和自调节的系统、以及附加的电磁安全系统、自动控制液压系统 和增压空气发生器系统而极大地增加了上述子模块的特性和安全性。可 与一个支承件相关地预设空气推进系统,该空气推进系统具有诸如辅助 自定心部件的功能,或作为初始运动构件。
部件9位于系统7上方的一侧处,与T剖面4一起对称地连接本发 明的两侧。
模块10位于本发明的组件的顶部上或上子模块上,并锚固到T形剖 面4上,T形剖面与模块10被为车厢设置的空间21分开。该模块由含有 不同尺寸、与系统正确运转所需的重量成比例的磁体11的非铁磁性盒构 成。这些磁体叠加在一起使得可通过与由可变几何形状的若干构件构成 的铁磁构件12和铁磁构件13相互作用而对最终的磁场进行整形。
与磁体11以及铁磁构件12和13相联系地设置有控制器14,该控制 器14的磁性效果使磁场的最终几何形状成形。通过该部件14的调节使 得可与磁体22产生的能量阱(energy well)相互作用。
附图还示出了可编程的磁超导体栅格15,其还补充有巨磁阻电路和 旋转起偏振器。可预设到,可由诸如树脂的非铁磁构件适当地保护整个 组件。该组件15的控制与控制器14对磁成形器12和13所执行的控制 一起提供了所有必须的系统控制。此外,构件15包括额外的能量存储器
具有可编程光学矩阵(optical matrix)的太阳能捕捉模块16位于 具有T剖面1和倒T剖面4的部件之间,该光学矩阵由一组透镜、棱镜、 反射镜和光纤构成以捕捉太阳能,并通过光纤将太阳能引导至可编程矩 阵,该可编程矩阵又将太阳能发送到期望的能量处理系统。
本发明还包括生物能捕捉器和转换器17,其位于一个倒T形剖面支 承件1的外水平部分上。这些生物能捕捉器和转换器由一系列原材料的 捕捉器形成,然后对该原材料进行处理以获得增加能量利用所需的各种 化合物,并存储在放置于上述生物能捕捉器和转换器17下方的存储器18 内。
所述能量存储器和转换器18用于组织整个过程,从而将所捕捉的能 量成分转换为期望的能量形式,诸如电能、氢、液氮、氧化水或不产生 污染、安全并易于随后转化的具有高能量的任何其他元素或化合物。该 元素被存储,或者被发送到各种配电网络。
在两个倒T剖面1之间位于本发明的下子模块内、并可预设作为备 用电能转换存储器的电解质电容器19包括串联和并联的电容器电池以及 自共振的电子系统,该电子系统具有专的特性,从而可进行一组步骤 来优化由系统产生的电能的使用,诸如作为自调节构件将系统产生的电 能传送到配电网,或相反将能量从电网传送到存储系统,以及在紧急情 况下为了自身或外部使用而利用所存储的能量。
使用相邻于超导体20的珀帖电池(该超导体20布置在倒T剖面 支承件1的与布置有构件17和18的外水平部分相对的外水平部分上, 并在磁体3下方,用于作为具有高安全性、低损耗和高效率的配电构件 配置电网)就意味着要需要制冷。可通过液氮和所述珀耳帖电池来实现 这一制冷,用于此目的的能量在各种处理中由部件16、17、18和19预 先存储。而且,超导体20并联电连接有作为附加安全构件的另一导体, 所述两个导体以规则间隔相互并联连接。
这些附图还示出了放置在铁磁部件上方,并由预定长度的部分形成 的纵向磁体22,两个构件都从急剧的断口23开始并具有渐缩端部24, 该纵向磁体22位于与下子模块隔开的上子模块内,在上子模块和下子模 块之间存在可用于车厢的空间21。以规则的距离重复这一操作,从而获 得可变的磁发生器或磁能量阱。所有这些通过一组支承件安装到主结构 上。
最后,主结构25提供一框架,从而使得可以安装所述系统的各个组 件。
本发明的优选实施例
在本系统按照层次和级别提供的多种可选方案(所述多种可选方案 使得可以仅仅通过改变构成系统的各个部件的尺寸而实施多个项目)的 情况下,可建议以下将描述的实施例用于这里提出来的作为本发明优选 实施例的特定情形,以确定一系列功能和特征从而可以最有效利用本系 统。
由于可将具有稳定平衡和恒定力的磁发生器布置在主结构的上子模 块或下子模块内(位于倒T剖面支承件1的内侧或外侧以最好地利用可 用空间),从而所考虑的系统能够支承的重量的范围将部分地决定部件的 尺寸和特性。然而,通常而言,在保持组件的方法的同时可进行宽范围 的操作。
由于最重要的一个条件是维持组件的互补对称性,即组件基本包括 两个相同但是互补的部件,从而在部件有着微小变化的情况下,对最终 的结果几乎没有影响;然而,如果仅仅一个部件发生变化,则会导致问 题,这是因为为了使一质量体悬浮,最终的目标是使用来自不同源的一 组连续的力矢量,而不是使用来自一个源的点状力。陈述了这一点之后, 将继续描述根据所选择的项目而选择的组装过程。
在呈倒T形的由非铁磁材料制成的支承件1(其可由铝或任何其他的 非常坚固的非铁磁材料制成)上,相对于其高度而言的小角度中央部分 将允许在系统的各个部件之间进行适当的技术改型。然后,考虑到纵向 磁体2的极性和位置(其极性和位置必须与系统的互补部件相吻合,并 且根据可动系统的磁体5的极性、尺寸和形状确定),将纵向磁体2放置 在倒T形的内侧并位于倒T的基部上。然后,将磁体3保持靠在倒T形 轮廓1的垂直腿的端部上,并且位于与其中放置有相同磁体2的内侧相 对的一侧上。通过合成树脂对这些操作进行补充,从而使得可进行一些 调节和不同的修整,并且在需要的时候可进行简单的更换。在该操作之 后,将纵向磁体6锚固在倒T形1的上端的两个部分上,从而可通过以 上根据需要执行的操作来中断或调节磁体6的后度,从而对磁场进行空 间调节。
首先,在考虑到以前选择的磁体5的极性必须与磁体2和3的极性 吻合以生成具有恒定力和稳定平衡的磁发生器的情况下,将以前选择的 磁体5安装到一组支承件4上。
如果模块7和8的内部组件比较复杂,则分别组合这两个部件,然 后将它们安装到在支承件4上为此目的而设置的锚固装置上;必须在最 终单元上进行模块7和8中的其它调节。
具有可变流或能量阱的磁发生器22是由纵向磁体构成的,并且磁化 强度极性与其垂直,其上叠加有诸如铁的铁磁导体。它们在23处倾斜90 度,并以大约45度的截断24处截止。这一操作是以规则间隔进行的, 所述间隔是由实现与磁发生器11、12和13的调节和控制系统14的相互 关系所需的最终技术特征所决定的,所述磁发生器在几何上成形为使得 由于对所述两个磁场的特性的调节(通过表示贯穿轨道的流动不连续性) 而存在相互关联和能量传送。
磁体11、铁磁构件12、可变几何构件13以及所产生磁场的形状控 制器14安装到壳体10的引导支承件上,从而它们能通过铁磁构件12和 13以及控制器14的位置而磁成形。
可编程磁超导栅格15的作为双调谐磁发生器的功能意味着,在一系 列具有特定和预定形状、尺寸和极性的磁体形成的结构的基础上,由缠 绕有超导丝变压器以及串联或并联连接到电子振荡器上的各电容器的 组合而形成的谐振电路。通过多个红外传感器以及对各个部件的位置进 行分析的微控制器控制该系统,从而在电子振荡器和系统运动中的机械 谐振频率之间产生同步振荡,这样就允许通过对各个相位差的控制来改 变速度,并对系统的物理构件的速度和致动进行修改,并且允许在制动 或下坡时向系统返回能量。在系统的能量转换器中增加附属线圈(还有 超导丝)使得可以引入能量来补偿小的损耗并且在致动或下坡时回收能 量。
上述部分的组件安装至本发明的子模块,从而允许沿表面纵向位移, 且具有接近于理想效率的最小损耗。
模块10锚固到支承件4上,而且为此目的,首先将所述组的反射镜 和透镜安装在可编程的光学矩阵16上,然后安装活动的棱镜系统。然后, 在考虑到技术要求所决定的各种矩阵组合的情况下,将来自光捕捉输入 端的各光纤与矩阵输出端一起安装到所述支承件上。接下来,光捕捉透 镜和它们的在光学上将光引导至可编程光学矩阵16的光纤放置在它们的 支承件上。至于构件17和18,应根据将要被处理、转换和存储的原始含 能材料制成的部件的规格进行安装过程,这是因为与对例如气体或酒精 的处理是不同的。必须特别注意以下将描述的组装过程,由串连和并联 的电容器电池构成的组件,以及自共振电子系统,所述自共振电子系统 的专有特性允许若干步骤在每一时刻实施非常多个功能,以便于最好地 利用系统所产生的电能,诸如作为自调节构件将该电能传送到电网或从 电网传送到存储系统,并作为紧急构件使用所存储的能量用于自身使用 或外部使用。由于安装误差可引起难以定位的严重问题,从而应根据需 要来放置和相互连接各电解质电容器,并且在对它们每一个的极性极其 小心地将它们安装到自共振电子系统上。在完成各个模块地组装工作之 后,就进行最后的组装,该最后的组装包括在物理上将各个子模块锚固 到主结构25上。
如果决定通过超导体20将配电器连接到电网上,则必须考虑将要采 用的具体性质,因为超导体和高的运行电压在各种情况下可导致具体的 问题。
以上描述构成了对本发明的真实反映,其中,必须以宽泛和非限定 性的意义对所描述的特征进行解释,纯粹形式上的、次要的或附属的、 不会改变如下要求保护的本发明的的情形不重要并可进行改变。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1、一种多功能模块化能量转化系统,该能量转化系统优选应用于通 过磁悬浮而运行的铁路运输,所述能量转化系统的特征在于:
A.互补对称的磁发生器,该磁发生器具有恒定力和稳定的平衡;
B.可变的磁发生器或磁能量阱发生器、磁互调器和成形器,使得 悬浮和运动可功能性分离,并且使得可以通过在这些以及调节 和控制系统之间实现能量传送而进行能量互调和干涉;
C.用于重量定心的自调节系统;
D.用于非磁能量的转化、传送、管理和存储的模块化组件。
2、根据权利要求1所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在于, 具有恒定力和稳定平衡的呈互补对称的磁发生器构造为由优选为铝的非 铁磁材料制成的倒T形剖面的两个支承件(1),所述材料补充有合成树 脂;所述具有倒T形剖面的支承件(1)在它们的内水平腿上容纳并保持 涂布有树脂的磁体(2),而在每个具有倒T形剖面的支承件(1)的竖直 壁的上部,在所述T形的所述竖直腿的与放置所述磁体(2)的一侧相对 的一侧上与每个支承件(1)相对应地布置有磁体(3),所述磁体(3) 的磁性取向用于施加横向压力以引导和定心构成所述系统的质量体,T形 剖面(4)与所述倒T形剖面支承件(1)相对或面对,所述组件的所述 支承件(4)使得可安装和保持横向磁体单元(5)从而与所述支承件(1) 以及所述磁体(2)和(3)一起获得对所述系统子模块的质量体的期望 悬浮效果;这些构件一起产生一组力,如果要将子模块从其正确位置分 离或提升,则该组力通过与重力协作而使该子模块保持特定高度的同时 为该模块提供使该模块能够悬浮的相当大的力。
3、根据权利要求1所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在于, 使得悬浮和运动可功能性分离并且使得可以通过在这些以及调节和控制 系统之间实现能量传送而进行能量互调和干涉的所述可变的磁发生器或 磁能量阱发生器、磁互调器和成形器为部件(9),该部件(9)位于系统 (7)上的一侧上并位于所述T形剖面(4)的内水平腿的下方,以对称 方式连接本发明的两侧,在本发明的所述组件的上部设有模块(10),该 模块锚固倒所述T形剖面(4)上,通过为车厢预设的空间(21)使其相 对于所述T形剖面(4)分开,该模块(10)由含有不同尺寸且与系统的 正确运转所需的重量成比例的磁体(11)的非铁磁性盒构成,所述磁体 叠加在一起使得可通过与由可变几何形状的若干构件构成的铁磁构件 (12)和铁磁构件(13)相互作用而对最终的磁场进行整形,与所述磁 体(11)以及所述铁磁构件(12)和(13)相联系地设置有控制器(14), 该控制器(14)的磁性效果使磁场的最终几何形状成形,通过所述部分 (14)的调节可与可编程超导栅格(15)以及由所述磁体(22)产生的 能量阱相互作用,所述可编程超导栅格(15)补充有巨磁阻电路和旋转 起偏振器;该整个组件由诸如树脂的非铁磁构件适当保护;该组件(15) 的控制与所述控制器(14)对磁成形器(12)和(13)所执行的控制一 起提供了所有必须的系统控制;此外,所述构件(15)设置有额外的能 量存储器;在它们之间设置有预设供车厢使用的空间(21),其内是所述 纵向磁体(22),所述纵向磁体(22)叠加在铁磁部件上并由特定长度的 部分限定而成,两个构件都开始于急剧的断口(23)并具有渐缩端部路 径(24),以规则距离重复进行这一操作从而确定可变的磁发生器或磁能 量阱,所有这些通过一组支承件安装到所述主结构上。
4、根据权利要求1所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在于, 用于重量定心的自调节系统包括磁体(6)或不连续的铁磁构件,所述磁 体(6)或不连续的铁磁构件安装至所述倒T形支承件(1)的顶部,在 与每个支承件(4)相连的所述磁体(3)上,在其水平部分的角部附近 与所述磁体(6)相组合地放置有系统或模块(7),该系统或模块(7) 包括具有用于各种燃料的适配器的电动机/发电机,该电动机/发电机使 用通过履带式滑轮系统相互连接的若干个小的发电机,每个电动机包括 力矩适配器系统;该组件整体上提供了在控制功率损耗和脱离牵引系统 的情况下若干冗余的自制动系统,以及针对工作过载的保护系统,在所 述支承件(4)之间放置有模块(8),该模块对上述磁体(6)和模块(7) 进行补充,从而提供对呈互补对称的具有恒定力和稳定平衡的磁发生器 重量的定心进行宽度调节和自调节的系统,而且,如果需要,预设与所 述支承件(1)相关的增压空气发生器作为空气推进系统,该空气推进系 统具有诸如辅助自定心部件的功能,或作为初始运动装置,该初始运动 装置允许列车运动直到恢复正常状态。
5、根据权利要求1所述的多功能模块化能量转化系统,其特征在于, 用于非磁能量的转化、传送、管理和存储的模块化组件包括:放置在具 有倒T形剖面的部件(1)和具有非倒T形剖面的部件(4)之间的可编 程光学矩阵模块(16),该可编程光学矩阵模块由一组透镜、棱镜、反射 镜和光纤构成以引导太阳能,并通过光纤将太阳能发送至所选择的能量 处理系统,诸如位于所述倒T形支承件(1)的外水平部分上方的生物能 捕捉器和转换器(17);所述构件(17)由一组原材料捕捉器形成,然后 对该原材料进行处理以获得改进能量利用所需的各种化合物,并将化合 物存储在放置于所述生物能捕捉器和转换器(17)下方的存储器(18) 内;所述能量存储器和转换器(18)用于组织整个过程,从而将所获取 的各种能量成分转换为所需的能量形式,诸如电能、氢、液氮、氧化水 或不产生污染、安全并易于随后转化的具有高能量的任何其他元素或化 合物,所述元素或化合物将被存储,或者被发送到各种配电网络,该配 定网络包括放置在本发明的下子模块内、两个倒T形剖面(1)之间并预 设作为备用电能转换存储器的电解质电容器(19);所述电解质电容器 (19)包括串联和并联的电容器电池以及自共振的电子系统,该电子系 统具有专门的特性,从而可进行一组步骤来改进由所述系统产生电能的 使用,诸如作为自调节系统将所述系统产生的电能传送到配电网络,或 相反将能量从电网传送到存储系统,以及作为应急构件为了自身或外部 使用而利用所存储的能量;在所述倒T形剖面支承件(1)的与布置有所 述构件(17)和(18)的外水平部分相对的外水平部分上,并在所述磁 体(3)下方,用于作为具有高安全性、低损耗和高效率的配电构件配置 电网;并联电连接有作为附加安全构件的另一导体,所述两个导体以规 则距离间隔相互并联连接。
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